JP3326905B2 - Semiconductor acceleration sensor - Google Patents

Semiconductor acceleration sensor

Info

Publication number
JP3326905B2
JP3326905B2 JP23052093A JP23052093A JP3326905B2 JP 3326905 B2 JP3326905 B2 JP 3326905B2 JP 23052093 A JP23052093 A JP 23052093A JP 23052093 A JP23052093 A JP 23052093A JP 3326905 B2 JP3326905 B2 JP 3326905B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
movable
acceleration
semiconductor substrate
fixed
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP23052093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06204502A (en
Inventor
竹内  幸裕
義則 大塚
成行 秋田
服部  正
山本  敏雅
加納  一彦
裕胤 池田
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP23052093A priority Critical patent/JP3326905B2/en
Priority to US08/152,505 priority patent/US5504356A/en
Priority to DE4339190A priority patent/DE4339190B4/en
Publication of JPH06204502A publication Critical patent/JPH06204502A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3326905B2 publication Critical patent/JP3326905B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring 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
    • G01P2015/0805Measuring 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
    • G01P2015/0822Measuring 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 out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825Measuring 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 out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828Measuring 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 out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体加速度センサ
に係り、特に、自動車の車体制御、エンジン制御、エア
バック制御等に好適な加速度センサ及びその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor acceleration sensor, and more particularly to an acceleration sensor suitable for vehicle body control, engine control, airbag control, and the like, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用の加速度センサに要求される性
能としては、比較的低レベルの加速度(0〜±1G)を
低レベルの周波数(0〜100Hz)で精度よく検出す
ることが挙げられる。尚、ここで、1Gは加速度の単位
で、9.8m/sec2 を表す。
2. Description of the Related Art The performance required of an acceleration sensor for an automobile is to detect a relatively low level of acceleration (0 to ± 1 G) at a low level of frequency (0 to 100 Hz) with high accuracy. Here, 1G is a unit of acceleration, which represents 9.8 m / sec 2 .

【0003】ところで、このような加速度センサとして
は、従来から圧電効果を利用した圧電式、差動トランス
を利用した磁気式、あるいは半導体式でシリコンの微細
加工技術を駆使した半導体歪ゲージ式や静電容量式等が
広く知られている。この中でも低加速度レベル、低周波
数レベルを精度良く検出でき、安価で大量生産に向く方
式としては半導体式は最も有望と考えられている。
Conventionally, as such an acceleration sensor, a piezoelectric type using a piezoelectric effect, a magnetic type using a differential transformer, a semiconductor strain gauge type using a semiconductor fine processing technology, and a static type have been conventionally used. The capacitance type and the like are widely known. Among them, the semiconductor type is considered to be the most promising as a system which can detect a low acceleration level and a low frequency level with high accuracy, is inexpensive and is suitable for mass production.

【0004】又、静電容量式は歪ゲージ式に比較して、
検出感度が大きいという特徴を有している。このような
静電容量型加速度センサの従来例として特開平2−13
4570号公報に開示されているものを図66に示す。
図66において静電容量型加速度センサの検出部は3枚
のシリコン基板300,301,302を絶縁膜である
熱酸化膜303を介して直接張り合わせ、接合したもの
である。シリコン基板300には、エッチング加工によ
り、接合前にシリコンビーム(梁状部)304と可動電
極305が予め形成されている。さらに、シリコン基板
301,302にも接合前に予めポリシリコンによる固
定電極306,307が形成されている。重り機能を有
する可動電極305はシリコンビーム304によって支
持されており、これに作用する図の上下方向の加速度の
大きさに応じて、可動電極305と固定電極306,3
07との間の空隙の寸法が変化する。即ち、検出部に作
用する加速度に応じて空隙部の静電容量が変化し、この
変化をボンディングパッド308を介して、外部の電子
回路に取り出すことで加速度を検出しようとするもので
ある。
The capacitance type is compared with the strain gauge type,
It has the feature of high detection sensitivity. A conventional example of such a capacitive acceleration sensor is disclosed in
FIG. 66 shows one disclosed in Japanese Patent No. 4570.
In FIG. 66, the detection unit of the capacitance type acceleration sensor is formed by directly bonding three silicon substrates 300, 301 and 302 via a thermal oxide film 303 which is an insulating film and joining them. On the silicon substrate 300, a silicon beam (beam-like portion) 304 and a movable electrode 305 are formed in advance by etching before joining. Further, fixed electrodes 306 and 307 made of polysilicon are also formed on the silicon substrates 301 and 302 before bonding. The movable electrode 305 having the weight function is supported by the silicon beam 304, and the movable electrode 305 and the fixed electrodes 306, 3
The size of the gap between the gap and the gap changes from 07 to 07. That is, the capacitance of the gap changes in accordance with the acceleration acting on the detecting portion, and the change is taken out to an external electronic circuit through the bonding pad 308 to detect the acceleration.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の静電容量型加速度センサにおいては、シリコ
ン基板自身を100〜200μm程も加工してビームを
形成するために生じる高度な加工技術が要求されるとと
もに製造コストも増大する。
However, in the capacitance type acceleration sensor having such a configuration, a sophisticated processing technique required for forming a beam by processing the silicon substrate itself by about 100 to 200 μm is required. And the manufacturing cost increases.

【0006】つまり、可動電極を形成するシリコン基板
1枚と固定電極を形成するシリコン基板2枚の合計3枚
のシリコン基板が必要であり、低コスト化が困難なこと
である。さらに、熱酸化膜を介してシリコン基板同志を
接合しなければならないため、プロセス上の熱的制約を
受ける。さらには、加速度の検出を静電容量の変化で行
うため、静電容量を形成する電極面積をその測定下限よ
り小さくできず、小型化が望めなかった。
That is, a total of three silicon substrates, one silicon substrate forming the movable electrode and two silicon substrates forming the fixed electrode, are required, and it is difficult to reduce the cost. Further, since the silicon substrates must be joined via the thermal oxide film, there is a thermal limitation in the process. Furthermore, since the detection of the acceleration is performed by the change of the capacitance, the area of the electrode forming the capacitance cannot be made smaller than the lower limit of the measurement, and the miniaturization cannot be expected.

【0007】そこで、この発明の目的は、少ない基板数
からなる新規な半導体加速度センサ及びその製造方法を
提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a novel semiconductor acceleration sensor having a small number of substrates and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、半導
体基板と、前記半導体基板の上方に所定の間隔を隔てて
配置された梁構造の可動電極と、前記半導体基板におけ
る前記可動電極の両側に形成された不純物拡散層よりな
る固定電極とを備え、加速度の作用に伴う前記可動電極
の変位によって生じる前記固定電極間の電流の変化で加
速度を検出するようにし、前記半導体基板に水平方向に
加速度が加わった際には、両固定電極間での反転層領域
の面積が変化したことにより電流が変化して加速度を検
出するようにした半導体加速度センサをその要旨とす
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate, a movable electrode having a beam structure disposed at a predetermined distance above the semiconductor substrate, and a movable electrode of the movable electrode on the semiconductor substrate. and a fixed electrode of the impurity diffused layers formed on both sides, so as to detect the acceleration in the change in current between the fixed electrode caused by the displacement of the movable electrode due to the action of the acceleration, the horizontal direction on the semiconductor substrate To
When acceleration is applied, the inversion layer area between the fixed electrodes
The current changes due to the change in the area of the
The semiconductor acceleration sensor so as to output as its gist.

【0009】請求項2の発明は、半導体基板と、前記半
導体基板の上方に所定の間隔を隔てて配置された梁構造
の可動電極と、前記半導体基板における前記可動電極の
両側に形成された不純物拡散層よりなる固定電極とを備
え、加速度の作用に伴う前記可動電極の変位によって生
じる前記固定電極間の電流の変化で加速度を検出するよ
うにし、前記半導体基板は、可動電極と対向した部分で
の少なくとも固定電極のない領域において前記可動電極
と等電位である下部電極を有する半導体加速度センサを
その要旨とする
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device, comprising:
Beam structure arranged at a predetermined interval above the conductor board
Of the movable electrode of the semiconductor substrate
Fixed electrodes consisting of impurity diffusion layers formed on both sides
The displacement of the movable electrode caused by the acceleration.
The acceleration is detected by the change in the current between the fixed electrodes.
Then, the semiconductor substrate is located at a portion facing the movable electrode.
The movable electrode in at least a region where there is no fixed electrode.
The gist is a semiconductor acceleration sensor having a lower electrode having the same potential as that of the semiconductor acceleration sensor .

【0010】請求項の発明は、請求項において、
記半導体基板上に絶縁膜を有するものである半導体加速
度センサをその要旨とする。
[0010] The invention according to claim 3, in claim 2, prior
The gist of the present invention is a semiconductor acceleration sensor having an insulating film on a semiconductor substrate .

【0011】請求項の発明は、半導体基板と、前記半
導体基板の上方に所定の間隔を隔てて配置された梁構造
の可動電極と、前記半導体基板における前記可動電極の
両側に形成された不純物拡散層よりなる固定電極とを備
え、加速度の作用に伴う前記可動電極の変位によって生
じる前記固定電極間の電流の変化で加速度を検出するよ
うにし、前記可動電極は、半導体基板に対し水平2軸方
向に可動であるとともに、両固定電極間の上方に位置す
る部分が一方の固定電極から他方の固定電極にかけて斜
状に形成したものであり、かつ、それが相反する方向に
一対あるものである半導体加速度センサをその要旨とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a semiconductor substrate and the semiconductor substrate are provided.
Beam structure arranged at a predetermined interval above the conductor board
Of the movable electrode of the semiconductor substrate
Fixed electrodes consisting of impurity diffusion layers formed on both sides
The displacement of the movable electrode caused by the acceleration.
The acceleration is detected by the change in the current between the fixed electrodes.
And the movable electrode is arranged in two horizontal axes with respect to the semiconductor substrate.
And is located above the fixed electrodes.
Is oblique from one fixed electrode to the other.
In the opposite direction
The gist is a pair of semiconductor acceleration sensors.

【0012】請求項の発明は、半導体基板と、前記半
導体基板の上方に所定の間隔を隔てて配置された梁構造
の可動電極と、前記半導体基板における前記可動電極の
両側に形成された不純物拡散層よりなる固定電極とを備
え、加速度の作用に伴う前記可動電極の変位によって生
じる前記固定電極間の電流の変化で加速度を検出するよ
うにし、前記可動電極は、三次元的に可動であり、か
つ、互いに直交する方向に突出する4つの電極部を有
し、前記固定電極は、当該電極部に対応して配置されて
いる半導体加速度センサをその要旨とする
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device, comprising:
Beam structure arranged at a predetermined interval above the conductor board
Of the movable electrode of the semiconductor substrate
Fixed electrodes consisting of impurity diffusion layers formed on both sides
The displacement of the movable electrode caused by the acceleration.
The acceleration is detected by the change in the current between the fixed electrodes.
The movable electrode is three-dimensionally movable;
And four electrode parts protruding in directions orthogonal to each other.
The fixed electrode is arranged corresponding to the electrode part.
The gist is a semiconductor acceleration sensor .

【0013】[0013]

【0014】請求項の発明は、半導体基板と、前記半
導体基板上に配置されたゲート酸化膜と、前記ゲート酸
化膜上に配置された下部ゲート電極と、前記半導体基板
における前記下部ゲート電極の両側に下部ゲート電極に
対し自己整合的に形成された不純物拡散層よりなる固定
電極と、前記半導体基板の上方に前記下部ゲート電極と
所定の間隔を隔てて配置された梁構造の可動上部ゲート
電極と、前記半導体基板における前記可動上部ゲート電
極と対向した部分であって、前記下部ゲート電極が形成
されていない領域に配置され、前記可動上部ゲート電極
と等電位である下部電極とを備え、加速度の作用に伴う
前記可動上部ゲート電極の変位によって生じる前記固定
電極間の電流の変化で加速度を検出するようにした半導
体加速度センサをその要旨とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor substrate, a gate oxide film disposed on the semiconductor substrate, a lower gate electrode disposed on the gate oxide film, and a lower gate electrode on the semiconductor substrate. A fixed electrode comprising an impurity diffusion layer formed on both sides in a self-aligned manner with respect to the lower gate electrode; and a movable upper gate electrode having a beam structure disposed above the semiconductor substrate at a predetermined distance from the lower gate electrode. And a portion of the semiconductor substrate facing the movable upper gate electrode , wherein the lower gate electrode is formed.
The movable upper gate electrode,
The gist of the present invention is a semiconductor acceleration sensor comprising: a lower electrode having an equal potential; and a sensor configured to detect an acceleration by a change in a current between the fixed electrodes caused by a displacement of the movable upper gate electrode caused by the action of acceleration.

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【作用】請求項1の発明の半導体加速度センサにおい
て、半導体基板に水平方向に加速度が加わった際には、
両固定電極間での反転層領域の面積が変化したことによ
り電流が変化して加速度が検出される。
According to the semiconductor acceleration sensor of the present invention, when acceleration is applied to the semiconductor substrate in the horizontal direction,
The change in the area of the inversion layer region between the two fixed electrodes
The current changes and the acceleration is detected.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】請求項の発明は、可動電極と対向した部
分での少なくとも固定電極のない領域において下部電極
が配置される。この下部電極の電位可動電極の電位と
等電位であるため、半導体基板と可動電極との間で発生
する静電気力を極力小さくすることができる
The invention of claim 2 is, the lower electrode is disposed at least without the fixed electrode area in the variable dynamic electrode facing portion. Since the potential of the lower electrode is equal to the potential of the movable electrode, the electrostatic force generated between the semiconductor substrate and the movable electrode can be minimized .

【0021】請求項の発明は、請求項において、半
導体基板上に絶縁膜を設けることで、センサ機能のチェ
ック時においても、電極間の放電や電極相互の接触によ
るショートが生じない。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect , by providing an insulating film on the semiconductor substrate, even when the sensor function is checked, short-circuit due to discharge between the electrodes or contact between the electrodes does not occur.

【0022】請求項の発明は、可動電極が基板に対し
水平2軸方向に移動したことが検出される
[0022] A fourth aspect of the present invention, it is detected that the variable dynamic electrode is moved in the horizontal two-axis directions with respect to the substrate.

【0023】請求項の発明は、可動電極が三次元的に
可動し、その動きが検出される。つまり、1つの素子で
3次元の加速度が検出される。 請求項の発明は、可動
上部ゲート電極と下部ゲート電極によりコンデンサが構
成され、ゲート酸化膜と下部ゲート電極と固定電極とに
より電界効果トランジスタが構成される。そして、可動
上部ゲート電極が加速度により変位し、前記コンデンサ
の静電容量が変化して、前記トランジスタの反転層に印
加される電界強度が変化する。その結果、加速度が電界
効果トランジスタのドレイン電流変化として検出される
こととなる。又、可動上部ゲート電極と対向した部分
あって、前記下部ゲート電極が形成されていない領域
下部電極が配置され、下部電極と可動上部ゲート電極と
を等電位にすることで、半導体基板と可動上部ゲート電
極との間で発生する静電気力を極力小さくすることがで
きる。
Claims5The invention of, PossibleThe moving electrode is three-dimensional
It moves and its movement is detected. In other words, with one element
Three-dimensional acceleration is detected. Claim6Invention is movable
A capacitor is composed of the upper gate electrode and the lower gate electrode.
Formed on the gate oxide film, lower gate electrode, and fixed electrode.
A field effect transistor is formed. And movable
The upper gate electrode is displaced by acceleration and the capacitor
The capacitance of the transistor changes and the inversion layer of the transistor is marked.
The applied electric field strength changes. As a result, the acceleration
Detected as a change in the drain current of the effect transistor
It will be. Also, the part facing the movable upper gate electrodeso
A region where the lower gate electrode is not formedTo
A lower electrode is disposed, and a lower electrode, a movable upper gate electrode,
To make the semiconductor substrate and the movable upper gate
Electrostatic force generated between the poles can be minimized.
Wear.

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【実施例】(第1実施例)以下、この発明を具体化した
第1実施例を図面に従って説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1は、本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。又、図2には図1のA−A断面を示し、
図3には図1のB−B断面を示す。P型シリコン基板1
上には絶縁膜2が形成され、絶縁膜2はSiO2 ,Si
34 等よりなる。又、P型シリコン基板1上には、絶
縁膜2の無い長方形状の領域、即ち、空隙部3が形成さ
れている(図1参照)。絶縁膜2の上には、空隙部3を
架設するように両持ち梁構造の可動電極4が配置されて
いる。この可動電極4は帯状にて直線的に延びるポリシ
リコンよりなる。又、絶縁膜2によりP型シリコン基板
1と可動電極4とが絶縁されている。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to the present embodiment. FIG. 2 shows an AA cross section of FIG.
FIG. 3 shows a BB cross section of FIG. P-type silicon substrate 1
An insulating film 2 is formed thereon, and the insulating film 2 is made of SiO 2 , Si
Consisting of 3 N 4, and the like. On the P-type silicon substrate 1, a rectangular region without the insulating film 2, that is, a void 3 is formed (see FIG. 1). A movable electrode 4 having a double-supported beam structure is arranged on the insulating film 2 so as to bridge the gap 3. The movable electrode 4 is made of polysilicon extending linearly in a strip shape. The P-type silicon substrate 1 and the movable electrode 4 are insulated by the insulating film 2.

【0028】尚、可動電極4の下部における空隙部3
は、絶縁膜2の一部が犠牲層としてエッチングされるこ
とにより形成されるものである。この犠牲層エッチング
の際には、エッチング液として、可動電極4がエッチン
グされず、犠牲層である絶縁膜2がエッチングされるエ
ッチング液が使用される。
The gap 3 in the lower part of the movable electrode 4
Is formed by etching a part of the insulating film 2 as a sacrificial layer. In the etching of the sacrificial layer, an etchant that does not etch the movable electrode 4 but etches the insulating film 2 that is the sacrificial layer is used as an etchant.

【0029】又、絶縁膜2上には層間絶縁膜5が配置さ
れ、その上にはコンタクトホール7を介して可動電極4
と電気的接続するためのアルミ配線6が配置されてい
る。図3において、P型シリコン基板1上における可動
電極4の両側には不純物拡散層からなる固定電極8,9
が形成され、この固定電極8,9はP型シリコン基板1
にイオン注入等によりN型不純物を導入することによっ
て形成されたものである。
An interlayer insulating film 5 is disposed on the insulating film 2, and a movable electrode 4 is formed on the interlayer insulating film 5 through a contact hole 7.
Aluminum wiring 6 is provided for electrical connection to the device. In FIG. 3, fixed electrodes 8 and 9 made of an impurity diffusion layer are provided on both sides of movable electrode 4 on P-type silicon substrate 1.
The fixed electrodes 8 and 9 are formed on the P-type silicon substrate 1.
Formed by introducing an N-type impurity into the substrate by ion implantation or the like.

【0030】尚、可動電極(両持ち梁)4はポリシリコ
ンの他にも、タングステン等の耐熱金属を用いてもよ
い。又、図1に示すように、P型シリコン基板1には不
純物拡散層からなる配線10,11が形成され、配線1
0,11はP型シリコン基板1にイオン注入等によりN
型不純物を導入することによって形成されたものであ
る。そして、固定電極8と配線10、固定電極9と配線
11とはそれぞれ電気的に接続されている。
The movable electrode (double-supported beam) 4 may be made of a heat-resistant metal such as tungsten in addition to polysilicon. As shown in FIG. 1, wirings 10 and 11 made of an impurity diffusion layer are formed on a P-type silicon
Numerals 0 and 11 indicate N by ion implantation or the like into the P-type silicon substrate 1.
It is formed by introducing a type impurity. The fixed electrode 8 and the wiring 10 are electrically connected to each other, and the fixed electrode 9 and the wiring 11 are electrically connected to each other.

【0031】さらに、配線10はコンタクトホール12
を介してアルミ配線13と電気的に接続されている。
又、配線11はコンタクトホール14を介してアルミ配
線15と電気的に接続されている。そして、アルミ配線
13,15及び6は外部の電子回路と接続されている。
Further, the wiring 10 is provided in the contact hole 12
And is electrically connected to the aluminum wiring 13 through.
The wiring 11 is electrically connected to the aluminum wiring 15 via the contact hole 14. The aluminum wirings 13, 15 and 6 are connected to an external electronic circuit.

【0032】又、図3に示すように、P型シリコン基板
1における固定電極8,9間には、反転層16が形成さ
れ、同反転層16は可動電極(両持ち梁)4に電圧を印
加することにより生じたものである。
As shown in FIG. 3, an inversion layer 16 is formed between the fixed electrodes 8 and 9 on the P-type silicon substrate 1, and the inversion layer 16 applies a voltage to the movable electrode (both-supported beam) 4. This is caused by the application.

【0033】次に、このように構成した半導体加速度セ
ンサの製造工程を図4〜図13を用いて説明する。ここ
で、図面の左側にセンサ、右側には処理回路に必要なト
ランジスタの工程を示す。
Next, a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor thus configured will be described with reference to FIGS. Here, the left side of the drawing shows the sensor, and the right side shows the transistor steps required for the processing circuit.

【0034】図4に示すように、P型シリコン基板17
を用意し、フォトリソ工程を経て、イオン注入等により
センサやトランジスタのソース・ドレインの配線部分と
なるN型拡散層18,19,20,21を形成する。
As shown in FIG. 4, a P-type silicon substrate 17 is formed.
Are prepared and N-type diffusion layers 18, 19, 20, and 21 serving as source / drain wiring portions of a sensor or a transistor are formed by ion implantation or the like through a photolithography process.

【0035】そして、図5に示すように、その一部が犠
牲層となる絶縁膜22をセンサ作製部に形成する。尚、
このとき、基板全体に絶縁膜22を成膜し後からトラン
ジスタ作製部上の絶縁膜を除去してもよい。
Then, as shown in FIG. 5, an insulating film 22 part of which serves as a sacrificial layer is formed in the sensor fabrication portion. still,
At this time, after the insulating film 22 is formed over the entire substrate, the insulating film over the transistor formation portion may be removed.

【0036】さらに、図6に示すように、ゲート酸化に
よりトランジスタ作製部分上にゲート酸化膜23を形成
する。そして、図7に示すように、ポリシリコンを成膜
し、フォトリソ工程を経てドライエッチ等でセンサの可
動電極24及びトランジスタのゲート電極25をパター
ニングする。
Further, as shown in FIG. 6, a gate oxide film 23 is formed on the transistor fabrication portion by gate oxidation. Then, as shown in FIG. 7, a polysilicon film is formed, and the movable electrode 24 of the sensor and the gate electrode 25 of the transistor are patterned by a dry etching or the like through a photolithography process.

【0037】引き続き、図8に示すように、N型拡散層
からなるセンサの固定電極を形成するために、フォトリ
ソ工程を経て絶縁膜22に可動電極24に対して自己整
合的に開口部26,27を形成する。又、トランジスタ
のソース・ドレインを形成するために、フォトリソ工程
を経てレジスト28により開口部29,30を形成す
る。
Subsequently, as shown in FIG. 8, in order to form a fixed electrode of the sensor comprising an N-type diffusion layer, the openings 26, 27 are formed. In addition, openings 29 and 30 are formed by a resist 28 through a photolithography process in order to form the source and drain of the transistor.

【0038】さらに、絶縁膜22及びレジスト28の開
口部26,27、レジスト28の開口部29,30から
可動電極24,ゲート電極25に対して自己整合的にイ
オン注入等によって不純物を導入して、図9に示すよう
に、N型拡散層からなるセンサの固定電極31,32、
トランジスタのソース・ドレイン領域33,34を形成
する。
Further, impurities are introduced from the openings 26 and 27 of the insulating film 22 and the resist 28 and the openings 29 and 30 of the resist 28 to the movable electrode 24 and the gate electrode 25 in a self-aligned manner by ion implantation or the like. As shown in FIG. 9, fixed electrodes 31, 32 of a sensor comprising an N-type diffusion layer are provided.
Source / drain regions 33 and 34 of the transistor are formed.

【0039】次に、図10に示すように、可動電極2
4,ゲート電極25とアルミ配線を電気的に絶縁するた
めの層間絶縁膜35を成膜する。そして、図11に示す
ように、層間絶縁膜35に配線用拡散層18,19,2
0,21とアルミ配線を電気的に接続するためのコンタ
クトホール36,37,38,39をフォトリソ工程を
経て形成する。
Next, as shown in FIG.
4. An interlayer insulating film 35 for electrically insulating the gate electrode 25 and the aluminum wiring is formed. Then, as shown in FIG. 11, the wiring diffusion layers 18, 19, 2
Contact holes 36, 37, 38, 39 for electrically connecting 0, 21 to the aluminum wiring are formed through a photolithography process.

【0040】さらに、図12に示すように、電極材料で
あるアルミニウムを成膜して、フォトリソ工程を経てア
ルミ配線40,41,42,43等を形成する。そし
て、図13に示すように、層間絶縁膜35の一部と絶縁
膜22の一部である犠牲層をエッチングする。
Further, as shown in FIG. 12, aluminum as an electrode material is formed into a film, and aluminum wirings 40, 41, 42, 43 and the like are formed through a photolithography process. Then, as shown in FIG. 13, a part of the interlayer insulating film 35 and a sacrifice layer which is a part of the insulating film 22 are etched.

【0041】このようにして、トランジスタ型半導体加
速度センサの製作工程が終了する。次に、加速度センサ
の作動を図3を用いて説明する。可動電極4とシリコン
基板1との間及び固定電極8,9間に電圧をかけると、
反転層16が形成され、固定電極8,9間に電流が流れ
る。本加速度センサが加速度を受けて、図中に示すZ方
向(基板に垂直方向)に可動電極4が変位した場合には
電界強度の変化によって反転層16のキャリア濃度が増
大し電流が増大する。このように本加速度センサは電流
量の増減で加速度を検出することができる。
Thus, the process of manufacturing the transistor type semiconductor acceleration sensor is completed. Next, the operation of the acceleration sensor will be described with reference to FIG. When a voltage is applied between the movable electrode 4 and the silicon substrate 1 and between the fixed electrodes 8 and 9,
An inversion layer 16 is formed, and a current flows between the fixed electrodes 8 and 9. When the acceleration sensor receives acceleration and the movable electrode 4 is displaced in the Z direction (perpendicular to the substrate) shown in the drawing, the carrier concentration of the inversion layer 16 increases due to the change in the electric field intensity, and the current increases. Thus, the acceleration sensor can detect the acceleration by increasing or decreasing the amount of current.

【0042】このように本実施例では、P型シリコン基
板17(半導体基板)の主表面に絶縁膜22(犠牲層)
を形成し(第1工程)、絶縁膜22(犠牲層)上に梁形
状の可動電極24を形成する(第2工程)。そして、
縁膜22(犠牲層)における可動電極24の両側に自己
整合的に開口した後に、当該開口した部分から可動電極
24に対し自己整合的にP型シリコン基板17(半導体
基板)に不純物を拡散して可動電極24の両側において
固定電極31,32を形成し(第3工程)、可動電極2
4の下の絶縁膜22(犠牲層)をエッチング除去した
(第4工程)。
As described above, in this embodiment, the insulating film 22 (sacrifice layer) is formed on the main surface of the P-type silicon substrate 17 (semiconductor substrate).
Is formed (first step), and a beam-shaped movable electrode 24 is formed on the insulating film 22 (sacrifice layer) (second step). And absolute
On both sides of the movable electrode 24 in the edge film 22 (sacrifice layer),
After the openings are formed in a consistent manner, impurities are diffused into the P-type silicon substrate 17 (semiconductor substrate) in a self-aligned manner with respect to the movable electrode 24 from the openings to form fixed electrodes 31 and 32 on both sides of the movable electrode 24. (3rd step), movable electrode 2
The insulating film 22 (sacrificial layer) under No. 4 was removed by etching (fourth step).

【0043】その結果、図1〜3に示すように、P型シ
リコン基板1(半導体基板)と、P型シリコン基板1
(半導体基板)の上方に所定の間隔を隔てて配置された
梁構造の可動電極4と、P型シリコン基板1(半導体基
板)における可動電極4の両側に可動電極4に対し自己
整合的に形成された不純物拡散層よりなる固定電極8,
9とを備え、加速度の作用に伴う可動電極4の変位によ
って生じる固定電極8,9間の電流の変化(増減)で加
速度を検出するようにした。
As a result, as shown in FIGS. 1 to 3, the P-type silicon substrate 1 (semiconductor substrate) and the P-type silicon substrate 1
A movable electrode 4 having a beam structure disposed above the (semiconductor substrate) at a predetermined interval, and formed on both sides of the movable electrode 4 in the P-type silicon substrate 1 (semiconductor substrate) in a self-aligned manner with respect to the movable electrode 4. Fixed electrode 8 made of a doped impurity diffusion layer,
9, the acceleration is detected by a change (increase / decrease) in the current between the fixed electrodes 8, 9 caused by the displacement of the movable electrode 4 due to the action of the acceleration.

【0044】このように、梁(ビーム)を形成する材料
としてシリコン基板を使用せず、シリコン基板上に成膜
した薄膜、例えば高濃度に不純物をドープしたポリシリ
コンあるいは耐熱性の金属のような材料を使用した。よ
って、可動電極を形成するための梁の厚さのばらつきを
低減させることが可能となる。一般的に片持ち梁や両持
ち梁に一点荷重が加わった場合、その変化は梁の厚さの
3乗とビームの幅の1乗に反比例する。このためビーム
の厚さの加工は、梁の幅の加工に比較して非常に精度が
要求される。本実施例では梁の厚さを従来のようにエッ
チングで制御するものではなく、薄膜の堆積膜厚で制御
するものであり、その方法による膜厚制御性がエッチン
グによる方法に比較して著しく良好なため、可動電極に
加速度が印加された時の可動電極の変化の値の制御性を
著しく向上させることができる。
As described above, the silicon substrate is not used as a material for forming the beam, but a thin film formed on the silicon substrate, for example, a highly doped impurity such as polysilicon or a heat-resistant metal. Material used. Therefore, it is possible to reduce the variation in the thickness of the beam for forming the movable electrode. Generally, when a one-point load is applied to a cantilever beam or a doubly supported beam, the change is inversely proportional to the cube of the beam thickness and the cube of the beam width. For this reason, the processing of the beam thickness requires much higher precision than the processing of the beam width. In this embodiment, the thickness of the beam is not controlled by etching as in the prior art, but by the deposited film thickness of the thin film, and the thickness controllability by this method is significantly better than that by etching. Therefore, controllability of the value of the change of the movable electrode when acceleration is applied to the movable electrode can be significantly improved.

【0045】又、梁を形成するために、予め犠牲層を成
膜した後の梁の材料を成膜し、梁の形状を形成した後に
犠牲層をエッチングで除去した。ここで、一般的に犠牲
層とは可動部を形成するために、最終的に除去消失させ
ることを目的として予め形成する薄膜層のことをいう。
よって、固定電極と可動電極の間の空隙のばらつきを低
減させることが可能となる。一般的にトランジスタの反
転層キャリア濃度は、空隙の大きさに反比例するため、
同様に電流も空隙の大きさに反比例する。本実施例は空
隙の大きさを犠牲層の膜厚で制御するものであり、その
方法による膜厚制御性が良好なため、固定電極間の電流
の値の制御性を著しく向上させることができる。
Further, in order to form the beam, the material of the beam after forming the sacrificial layer in advance was formed, and after forming the shape of the beam, the sacrificial layer was removed by etching. Here, the term “sacrifice layer” generally refers to a thin film layer that is formed in advance for the purpose of removing and eliminating the movable portion in order to form the movable portion.
Therefore, it is possible to reduce the variation in the gap between the fixed electrode and the movable electrode. Generally, the inversion layer carrier concentration of a transistor is inversely proportional to the size of the gap,
Similarly, the current is inversely proportional to the size of the air gap. In the present embodiment, the size of the void is controlled by the thickness of the sacrificial layer, and the controllability of the film thickness by the method is good, so that the controllability of the current value between the fixed electrodes can be significantly improved. .

【0046】さらに、可動電極を形成するビームに対し
て垂直方向に相対するシリコン基板に一対の固定電極を
設け、その固定電極間に電流を生じさせ可動電極の変位
によりその電流を変化させるトランジスタ構造とした。
よって、固定電極間の電流変化から可動電極の変位を検
出し加速度を測定することができる。トランジスタでは
通常ゲート(ここでは可動電極に相当する)電圧を変化
させることによりドレイン電流を変化させているが、ゲ
ートと基板間のギャップを変化することでも反転層のキ
ャリア濃度が変わるためドレイン電流が変化する。従っ
て、本実施例では、加速度を受けた可動電極の変化を固
定電極間の電流量で検出することができる。電流検出が
可能になったことにより、容量検出方式で必要であった
大きな電極面積が不必要となり、センサの小型化が著し
く向上する。
Further, a transistor structure is provided in which a pair of fixed electrodes are provided on a silicon substrate opposed to a beam forming a movable electrode in a vertical direction, and a current is generated between the fixed electrodes and the current is changed by displacement of the movable electrode. And
Therefore, it is possible to detect the displacement of the movable electrode from the current change between the fixed electrodes and measure the acceleration. In a transistor, the drain current is usually changed by changing the gate (corresponding to a movable electrode in this case) voltage. However, changing the gap between the gate and the substrate also changes the carrier concentration in the inversion layer. Change. Therefore, in the present embodiment, a change in the movable electrode that has undergone acceleration can be detected by the amount of current between the fixed electrodes. Since the current can be detected, the large electrode area required in the capacitance detection method is not required, and the size of the sensor is significantly reduced.

【0047】さらに、上記の二つの固定電極が可動電極
となる梁の形状を形成した後に自己整合的に形成する拡
散層で構成するようにした。このような方法は可動電極
となる梁の形状を形成し、シリコン基板上で固定電極と
なる部分の上の犠牲層を窓開けした後、固定電極となる
部分にイオン注入法で不純物を導入することで容易に達
成できる。よって、可動電極を常に固定電極間の中央部
に形成することが容易に可能となり、製作プロセスでの
位置合わせ精度を向上させることができる。
Further, the two fixed electrodes are formed of a diffusion layer which is formed in a self-aligned manner after forming the shape of the beam serving as the movable electrode. In such a method, a beam shape to be a movable electrode is formed, a sacrificial layer on a portion to be a fixed electrode is opened on a silicon substrate, and impurities are introduced into a portion to be a fixed electrode by an ion implantation method. Can be easily achieved. Therefore, it is easy to always form the movable electrode at the center between the fixed electrodes, and it is possible to improve the alignment accuracy in the manufacturing process.

【0048】又、これらは、全てIC作製プロセスその
もの、及び流用であるため、IC作製プロセスの中でセ
ンサ構造体の形成ができ、回路との一体化が著しく容易
に可能になる。 (第2実施例)次に、第2実施例を第1実施例との相違
点を中心に説明する。
Further, since these are all used in the IC fabrication process itself and diverted, the sensor structure can be formed in the IC fabrication process, and integration with the circuit can be extremely easily performed. (Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

【0049】図14に本実施例の加速度センサの平面図
を示し、図15に図14のC−C断面を示し、図16に
図14のD−D断面を示し、図17に図14のE−E断
面を示す。
FIG. 14 is a plan view of the acceleration sensor of this embodiment, FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 14, FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. The EE section is shown.

【0050】図1に示す第1実施例では、1本の両持ち
梁が弾性体としての機能と重りとしての機能と電極とし
ての機能を有しているが、図14に示す第2実施例では
弾性体としての機能と重りとしての機能を有する1本の
梁部44と、重りとしての機能と電極としての機能を有
する2本の電極部45,46とでポリシリコンよりなる
可動電極47が形成されている。
In the first embodiment shown in FIG. 1, one doubly supported beam has a function as an elastic body, a function as a weight, and a function as an electrode. The movable electrode 47 made of polysilicon is composed of one beam portion 44 having a function as an elastic body and a function as a weight, and two electrode portions 45 and 46 having a function as a weight and a function as an electrode. Is formed.

【0051】電極部45,46の下部のP型シリコン基
板48には、可動電極47の電極部45,46に対しそ
の両側にN型拡散層よりなる固定電極49,50及び5
1,52が形成されている。それぞれの固定電極49,
50,51,52は配線用の拡散層53,54,55,
56と接続されており、コンタクトホール57,58,
59,60を介してアルミ配線61,62,63,64
と接続されている。可動電極47はコンタクトホール6
5を介してアルミ配線66と接続されている。
On the P-type silicon substrate 48 under the electrode portions 45 and 46, fixed electrodes 49, 50 and 5 made of N-type diffusion layers are provided on both sides of the electrode portions 45 and 46 of the movable electrode 47.
1, 52 are formed. Each fixed electrode 49,
Reference numerals 50, 51, 52 denote diffusion layers 53, 54, 55,
56, and contact holes 57, 58,
Aluminum wiring 61, 62, 63, 64 via 59, 60
Is connected to The movable electrode 47 is in the contact hole 6
5 and connected to the aluminum wiring 66.

【0052】エッチング領域67は、図示されていない
絶縁膜のうち犠牲層としてエッチングされる領域を示
し、犠牲層エッチングを行うことで、可動電極47(ポ
リシリコン)は2ヶ所の固定端68,69で固定され、
電極部45,46が可動構造となる。
The etching region 67 indicates a region to be etched as a sacrifice layer in an insulating film (not shown). By performing sacrifice layer etching, the movable electrode 47 (polysilicon) has two fixed ends 68 and 69. Fixed at
The electrode portions 45 and 46 have a movable structure.

【0053】図15において、電極部45,46よりも
固定電極49,50,51,52が図の両側で長めに形
成されていることを示している。図16,図17におい
て、電極部45,46と基板48間、及び固定電極49
と50との間、51と52との間に電圧が加えられ固定
電極52と51間、49と50間に反転層70,71が
形成され、固定電極49と50との間、51と52との
間にそれぞれ電流が流れる。
FIG. 15 shows that the fixed electrodes 49, 50, 51, 52 are formed longer on both sides of the figure than the electrode portions 45, 46. 16 and 17, between the electrode portions 45 and 46 and the substrate 48, and between the electrode portions 45 and 46 and the fixed electrode 49.
Inverted layers 70 and 71 are formed between the fixed electrodes 52 and 51 and between 49 and 50 by applying a voltage between the fixed electrodes 49 and 50, and between the fixed electrodes 49 and 50, 51 and 52. And a current flows between them.

【0054】次に、二次元検出可能な加速度センサの作
動を、図15,16,17を用いて説明する。本加速度
センサは加速度を受けて、図15に示すX方向(基板の
水平方向)に電極部(可動電極)45,46が変位した
場合には、両固定電極間の反転層領域の面積(トランジ
スタでいうゲート幅)が変わることにより、固定電極4
9,50に流れる電流は減少し、固定電極51,52に
流れる電流は逆に増大する。一方、本加速度センサが加
速度を受けて、図中に示すZ方向に電極部45,46が
変位した場合には、反転層70,71のキャリア濃度が
減少するため、前記電流は同時に減少する。
Next, the operation of the acceleration sensor capable of two-dimensional detection will be described with reference to FIGS. When the acceleration sensor receives acceleration and the electrode portions (movable electrodes) 45 and 46 are displaced in the X direction (horizontal direction of the substrate) shown in FIG. 15, the area of the inversion layer region between the fixed electrodes (transistor) Of the fixed electrode 4)
The current flowing through the electrodes 9 and 50 decreases, and the current flowing through the fixed electrodes 51 and 52 increases. On the other hand, when the acceleration sensor receives acceleration and the electrode portions 45 and 46 are displaced in the Z direction shown in the figure, the carrier concentration of the inversion layers 70 and 71 decreases, so that the current simultaneously decreases.

【0055】このように本加速度センサは、2つの電流
量の増減で二次元の加速度を検出することができる。こ
のように本実施例では、可動電極と二つの固定電極の組
み合わせを一対設け水平方向の変位により両固定電極間
の反転層領域、即ち、ゲート幅が一方は増加し他方は減
少する構造(例えば、可動電極(梁)で十字型を形成す
る)とした。よって、二つの電流量の増減から梁の水平
および垂直それぞれの方向の加速度を検出することが可
能となる。即ち、二つの電流量が同相で変化した場合に
は、梁は垂直方法に変位し、逆に二つの電流量が逆相で
変化した場合には、梁は水平方向に変位したものとして
加速度を検出することができる。このことは一つの加速
度検出構成で二次元の検出方向を持つことを可能とする
ものである。 (第3実施例)次に、第3実施例を第1実施例との相違
点を中心に説明する。
As described above, the present acceleration sensor can detect a two-dimensional acceleration by increasing or decreasing two current amounts. As described above, in this embodiment, a pair of the movable electrode and the two fixed electrodes is provided in a pair, and the inversion layer region between the fixed electrodes is provided by the horizontal displacement, that is, the gate width increases on one side and decreases on the other side (eg And a movable electrode (beam) to form a cross shape). Therefore, it is possible to detect the acceleration in the horizontal and vertical directions of the beam from the increase and decrease of the two current amounts. That is, if the two currents change in phase, the beam will be displaced vertically, and conversely, if the two currents change in opposite phase, the beam will be displaced in the horizontal direction and the acceleration will be increased. Can be detected. This makes it possible to have a two-dimensional detection direction with one acceleration detection configuration. (Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

【0056】図18に本実施例の加速度センサの平面図
を示す。又、図19には図18のF−F断面を示す。図
1に示す第1実施例では1本の両持ち梁が弾性体として
の機能と重りとしての機能と電極としての機能を有し、
図14に示す第2実施例では1本の両持ち梁が弾性体と
しての機能と重りとしての機能を有し1対の電極部が重
りの機能と電極の機能を有している。本実施例では、弾
性体としての機能を有する2本の梁部72と、重りとし
ての機能を有する質量部73と、電極の機能を有する電
極部74,75でポリシリコンよりなる可動電極76が
形成されている。
FIG. 18 is a plan view of the acceleration sensor of this embodiment. FIG. 19 shows a cross section taken along line FF of FIG. In the first embodiment shown in FIG. 1, one doubly supported beam has a function as an elastic body, a function as a weight, and a function as an electrode,
In the second embodiment shown in FIG. 14, one doubly supported beam has a function as an elastic body and a function as a weight, and a pair of electrode portions has a function of a weight and a function of an electrode. In the present embodiment, a movable electrode 76 made of polysilicon is formed by two beam portions 72 having a function as an elastic body, a mass portion 73 having a function as a weight, and electrode portions 74 and 75 having an electrode function. Is formed.

【0057】重りとしての機能を高めるために、質量部
73の上に重りとなる材料例えば金属のようなものを載
せてもよい。この実施例でも同様に、電極部74,75
の下部のP型シリコン基板77にはその両側にN型拡散
層よりなる固定電極78,79,80,81が形成され
ている。それぞれの固定電極(拡散層)78,79,8
0,81は配線用の拡散層82,83,84,85と接
続されており、コンタクトホール86,87,88,8
9を介してアルミ配線90,91,92,93と接続さ
れている。
In order to enhance the function as a weight, a material serving as a weight, such as a metal, may be placed on the mass portion 73. Similarly, in this embodiment, the electrode portions 74 and 75
The fixed electrodes 78, 79, 80, and 81 made of an N-type diffusion layer are formed on both sides of the P-type silicon substrate 77 underneath. Each fixed electrode (diffusion layer) 78, 79, 8
0, 81 are connected to diffusion layers 82, 83, 84, 85 for wiring, and contact holes 86, 87, 88, 8
9 are connected to aluminum wirings 90, 91, 92, 93.

【0058】可動電極(ポリシリコン)76は、コンタ
クトホール94を介してアルミ配線95と接続されてい
る。エッチング領域96は、図示されていない絶縁膜の
うち犠牲層としてエッチングされる領域を示し、犠牲層
エッチングを行うことで、可動電極(ポリシリコン)7
6が2ヶ所の固定端97で固定され、電極部74,75
が可動構造となる。
The movable electrode (polysilicon) 76 is connected to an aluminum wiring 95 via a contact hole 94. The etching region 96 indicates a region to be etched as a sacrifice layer in an insulating film (not shown). By performing sacrifice layer etching, the movable electrode (polysilicon) 7 is etched.
6 are fixed at two fixed ends 97 and the electrode portions 74 and 75
Becomes a movable structure.

【0059】本実施例では質量部73を設けたことによ
り、第2実施例に比べて可動電極の変位を大きくとるこ
とができ、検出感度を上げることが可能となる。 (第4実施例)次に、第4実施例を第3実施例との相違
点を中心に説明する。
In this embodiment, since the mass portion 73 is provided, the displacement of the movable electrode can be made larger than in the second embodiment, and the detection sensitivity can be increased. (Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described focusing on differences from the third embodiment.

【0060】図20に本実施例の加速度センサの断面図
を示す。図1に示した第1実施例、図14に示した第2
実施例、図18に示した第3実施例では、電極として機
能する以外の可動電極、例えば、梁や質量部にも基板と
の電圧差が生じるため、必然的に静電気力が発生する。
この静電気力を見積もると、例えば可動電極と基板の電
圧差を10V,ギャップを0.5μmとすると静電気力
は1平方mあたり1771Nで、これは可動電極を厚さ
1μmのポリシリコンとすると1Gの加速度で受ける力
のおよそ8万倍である。従って、可動電極は強大な力で
基板に引きつけられるため、梁が基板に接触しないよう
に梁構造を頑丈にする必要がある。しかし、これは逆に
加速度を受けた場合の梁、即ち、可動電極の変位量を著
しく小さくし、加速度の検出を困難にする。静電気力の
影響を減らすには、静電気力の発生する面積を小さくす
ることが必要となる。
FIG. 20 is a sectional view of the acceleration sensor of this embodiment. The first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG.
In the embodiment, the third embodiment shown in FIG. 18, a voltage difference between the movable electrode and the substrate other than the electrode functioning, for example, a beam or a mass portion is generated, so that an electrostatic force is inevitably generated.
When this electrostatic force is estimated, for example, when the voltage difference between the movable electrode and the substrate is 10 V and the gap is 0.5 μm, the electrostatic force is 1771 N per 1 m 2. It is about 80,000 times the force received by acceleration. Therefore, since the movable electrode is attracted to the substrate by a strong force, it is necessary to make the beam structure strong so that the beam does not contact the substrate. However, on the contrary, the displacement amount of the beam, that is, the movable electrode when receiving the acceleration is remarkably reduced, and it becomes difficult to detect the acceleration. To reduce the influence of the electrostatic force, it is necessary to reduce the area where the electrostatic force is generated.

【0061】そのために図20に示すように、可動電極
として機能しない可動部分、例えば梁や質量部に対向し
たシリコン基板77に可動電極76と等電位とすること
を目的にした下部電極98を設ける。下部電極98は、
可動電極(ポリシリコン)76の内、電極としての機能
を有さない(下部の基板に固定電極のない)部分に対向
したシリコン基板77に前記固定電極78〜81と電気
的に分離されて設けられる。下部電極98の形成は、配
線用拡散層と同時に行う。そして、加速度を検出すると
きには、図示しない外部スイッチにより下部電極98と
可動電極96とを接続し、等電位とする。これにより静
電気力が発生する領域を最小限にすることができる。
For this purpose, as shown in FIG. 20, a lower electrode 98 for equipotential with the movable electrode 76 is provided on a movable portion which does not function as a movable electrode, for example, a silicon substrate 77 facing a beam or a mass portion. . The lower electrode 98
Of the movable electrode (polysilicon) 76, a silicon substrate 77 facing a portion of the movable electrode (polysilicon) having no function as an electrode (the lower substrate has no fixed electrode) is provided electrically separated from the fixed electrodes 78 to 81. Can be The lower electrode 98 is formed simultaneously with the wiring diffusion layer. Then, when detecting acceleration, the lower electrode 98 and the movable electrode 96 are connected by an external switch (not shown) to make them equal potential. As a result, the area where the electrostatic force is generated can be minimized.

【0062】又、図21に示すように、可動部の変位量
を稼ぐために重り99、例えば比重の大きな金属Au,
Wなどを質量部上に付加してもよい。 (第5実施例)次に、第5実施例を第4実施例との相違
点を中心に説明する。
As shown in FIG. 21, a weight 99 such as a metal Au having a large specific gravity is used to increase the displacement of the movable portion.
W or the like may be added on the mass part. (Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment will be described focusing on differences from the fourth embodiment.

【0063】第4実施例では下部電極98を設け可動電
極76と等電位として静電気力の発生を抑えることとし
たが、本実施例では下部電極98と可動電極76に電位
差を設け、静電気力を発生させる。これにより可動電極
76に変位が起き仮想的な加速度が発生したこととな
り、容易にセンサ機能のチェックが可能になる。これと
同時に、センサ動作時に加速度を受け可動部が図20に
示すZ方向に変位し固定電極間の電流が変化した場合
に、電流が元の値に戻るように可動電極76と下部電極
98の電位差を減じてやれば静電気力が小さくなり、可
動電極76はZ方向と反対側に変位し元の位置に戻る。
固定電極間の電流値が常に一定になるように静電気力
(可動電極76と下部電極98の電位差)を調整してや
れば、加速度を受けたときの可動電極76の変位量を、
非常に小さくすることができ耐衝撃性が著しく大きくな
る。この場合、加速度を可動電極76と下部電極98の
電圧変化で検出してもよい。 (第6実施例)次に、第6実施例を第2実施例との相違
点を中心に説明する。
In the fourth embodiment, the lower electrode 98 is provided and the potential of the movable electrode 76 is set to be equal to that of the movable electrode 76 to suppress the generation of electrostatic force. In the present embodiment, a potential difference is provided between the lower electrode 98 and the movable electrode 76 to reduce the electrostatic force. generate. As a result, the movable electrode 76 is displaced to generate a virtual acceleration, and the sensor function can be easily checked. At the same time, when the movable part is displaced in the Z direction shown in FIG. 20 due to acceleration during the sensor operation and the current between the fixed electrodes changes, the movable electrode 76 and the lower electrode 98 are returned so that the current returns to the original value. If the potential difference is reduced, the electrostatic force is reduced, and the movable electrode 76 is displaced in the direction opposite to the Z direction and returns to the original position.
If the electrostatic force (the potential difference between the movable electrode 76 and the lower electrode 98) is adjusted so that the current value between the fixed electrodes is always constant, the displacement amount of the movable electrode 76 when receiving acceleration is
It can be made very small, and the impact resistance becomes extremely large. In this case, the acceleration may be detected by a voltage change between the movable electrode 76 and the lower electrode 98. (Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment will be described focusing on differences from the second embodiment.

【0064】図22に本実施例の加速度センサの斜視図
を示す。本実施例は三次元の加速度を検出する三次元ト
ランジスタ型半導体加速度センサとしたものである。シ
リコン基板100上にセンサ部101がその梁の長手方
向が図中のY方向になるように配置されている。又、シ
リコン基板100上にセンサ部102がその梁の長手方
向が図中のX方向になるように配置されている。
FIG. 22 is a perspective view of the acceleration sensor of this embodiment. This embodiment is a three-dimensional transistor type semiconductor acceleration sensor for detecting three-dimensional acceleration. The sensor unit 101 is disposed on the silicon substrate 100 such that the longitudinal direction of the beam is in the Y direction in the figure. The sensor unit 102 is arranged on the silicon substrate 100 such that the longitudinal direction of the beam is in the X direction in the figure.

【0065】つまり、電極103,104を有する可動
電極115と、電極105,106を有する可動電極1
16とが配置されるとともに、固定電極107,10
8,109,110,111,112,113,114
が形成されている。その他の下部電極、絶縁層、アルミ
配線、コンタクトホール等は省略されている。既に述べ
たようにセンサ部101は、電極107と108及び1
09と110の間の電流量の増減で、X方向とZ方向の
加速度を検出することができる。さらに、センサ部10
2は、電極111と112及び113と114の間の電
流値の増減で、Y方向とZ方向の加速度を検出すること
ができる。
That is, the movable electrode 115 having the electrodes 103 and 104 and the movable electrode 1 having the electrodes 105 and 106
16 and the fixed electrodes 107, 10
8, 109, 110, 111, 112, 113, 114
Are formed. Other lower electrodes, insulating layers, aluminum wiring, contact holes and the like are omitted. As described above, the sensor unit 101 includes the electrodes 107 and 108 and 1
The acceleration in the X and Z directions can be detected by increasing or decreasing the amount of current between 09 and 110. Further, the sensor unit 10
Reference numeral 2 denotes an increase or decrease in the current value between the electrodes 111 and 112 and between the electrodes 113 and 114, and the acceleration in the Y direction and the Z direction can be detected.

【0066】従って、このように第2〜第5実施例に示
すトランジスタ型半導体加速度センサを同一シリコン基
板上に互いに直交するように2個配置することで3次元
の加速度センサを実現できる。よって、一つのシリコン
チップ上で3次元の加速度の検出が可能になる。 (第7実施例)次に、第7実施例を図面に従って説明す
る。
Accordingly, a three-dimensional acceleration sensor can be realized by arranging the two transistor-type semiconductor acceleration sensors shown in the second to fifth embodiments so as to be orthogonal to each other on the same silicon substrate. Therefore, three-dimensional acceleration can be detected on one silicon chip. (Seventh Embodiment) Next, a seventh embodiment will be described with reference to the drawings.

【0067】図23は、本実施例の半導体加速度センサ
の平面図を示す。又、図24には図1のG−G断面を示
す。図24に示すように、P型シリコン基板117の主
表面上には絶縁膜118が全面に形成され、その絶縁膜
118の上には絶縁膜119が形成されている。絶縁膜
118は、トランジスタのゲート絶縁膜であり、基板表
面のリーク電流を低減するとともにトランジスタ特性の
経時変化を抑制する。絶縁膜118及び絶縁膜119
は、SiO2 ,Si3 4 等よりなる。又、P型シリコ
ン基板117上には、絶縁膜119の無い領域、即ち、
空隙部120が形成されている(図23参照)。絶縁膜
119の上には、空隙部120を架設するように両持ち
梁構造の可動電極121が配置されている。この可動電
極121はポリシリコンよりなる。又、この可動電極1
21は、MISFETのゲート電極として働く。ここ
で、可動電極121は、図23中Y方向に突出する電極
部157,158を有し、電極部157,158の先端
部が斜状に形成されている。そして、この電極部15
7,158を斜状にすることにより、基板平面内での2
軸方向の加速度の検出が可能となる(詳細の作動は後
述)。又、可動電極121には屈曲部286,287が
形成され、可動電極121は基板117に水平な2軸方
向(図23でのX,Y方向)に移動可能となっている。
FIG. 23 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. FIG. 24 shows a GG section of FIG. As shown in FIG. 24, an insulating film 118 is formed on the entire surface of the main surface of the P-type silicon substrate 117, and an insulating film 119 is formed on the insulating film 118. The insulating film 118 is a gate insulating film of the transistor, which reduces a leakage current on the substrate surface and suppresses a temporal change in transistor characteristics. Insulating film 118 and insulating film 119
Is made of SiO 2 , Si 3 N 4 or the like. On the P-type silicon substrate 117, a region where the insulating film 119 is not provided, that is,
A void 120 is formed (see FIG. 23). A movable electrode 121 having a double-supported beam structure is arranged on the insulating film 119 so as to bridge the gap 120. The movable electrode 121 is made of polysilicon. Also, this movable electrode 1
Reference numeral 21 functions as a gate electrode of the MISFET. Here, the movable electrode 121 has electrode portions 157 and 158 protruding in the Y direction in FIG. 23, and the tip portions of the electrode portions 157 and 158 are formed obliquely. And this electrode part 15
7 and 158 are inclined, so that 2
The acceleration in the axial direction can be detected (detailed operation will be described later). The movable electrode 121 has bent portions 286 and 287, and the movable electrode 121 is movable in two axial directions (X and Y directions in FIG. 23) that are horizontal to the substrate 117.

【0068】尚、可動電極121の下部における絶縁膜
119の空隙部120は、犠牲層としてエッチングされ
ることにより形成されるものである。この犠牲層エッチ
ングの際には、可動電極121と基板表面を保護する絶
縁膜118がエッチングされず、犠牲層である絶縁層1
19がエッチングされるエッチング液が使用される。例
えば、絶縁膜118としてSi3 4 膜を用い、絶縁膜
119としてSiO2膜を用い、HF系の液をエッチン
グ液として用いることができる。
The gap 120 of the insulating film 119 below the movable electrode 121 is formed by etching as a sacrificial layer. In this sacrifice layer etching, the insulating film 118 for protecting the movable electrode 121 and the substrate surface is not etched, and the insulating layer 1 serving as the sacrifice layer is not etched.
An etching solution for etching 19 is used. For example, a Si 3 N 4 film can be used as the insulating film 118, a SiO 2 film can be used as the insulating film 119, and an HF-based liquid can be used as an etching solution.

【0069】又、P型シリコン基板117上には不純物
拡散層からなる固定電極122,123,124,12
5が形成され、この固定電極122,123,124,
125はP型シリコン基板117にイオン注入等により
N型不純物を導入することによって形成されたものであ
る。
The fixed electrodes 122, 123, 124, and 12 made of an impurity diffusion layer are formed on the P-type silicon substrate 117.
5 are formed, and the fixed electrodes 122, 123, 124,
Reference numeral 125 is formed by introducing an N-type impurity into the P-type silicon substrate 117 by ion implantation or the like.

【0070】尚、可動電極(両持ち梁)121はポリシ
リコンの他にも、ダングステン等の高融点金属を用いて
もよい。又、固定電極122,123,124,125
はコンタクトホール126,127,128,129を
介してアルミ配線130,131,132,133と電
気的に接続されている。そして、アルミ配線130,1
31,132,133は外部の電子回路と接続されてい
る。
The movable electrode (double-supported beam) 121 may be made of a metal having a high melting point such as dangsten, in addition to polysilicon. Also, fixed electrodes 122, 123, 124, 125
Are electrically connected to aluminum wirings 130, 131, 132, 133 via contact holes 126, 127, 128, 129. And the aluminum wiring 130,1
Reference numerals 31, 132, and 133 are connected to an external electronic circuit.

【0071】又、固定電極122,123または12
4,125と可動電極121及びゲート絶縁膜118及
び空隙部120とで、電界効果型トランジスタ(MIS
FET)を構成している。
The fixed electrodes 122, 123 or 12
4, 125, the movable electrode 121, the gate insulating film 118, and the gap 120, a field effect transistor (MIS)
FET).

【0072】従って、可動ゲート電極121に電圧が印
加されるとP型シリコン基板117における固定電極1
22,123または124,125間には、反転層13
4が形成され、固定電極122,123または124,
125間にドレイン電流が流れることとなる。
Therefore, when a voltage is applied to the movable gate electrode 121, the fixed electrode 1 on the P-type silicon substrate 117
22, 123 or 124, 125, the inversion layer 13
4 are formed, and the fixed electrodes 122, 123 or 124,
A drain current flows between 125.

【0073】又、図23に示すように、可動電極121
の電極部157,158を除く領域(梁の部分)に対向
したP型シリコン基板117には、下部電極135が設
けられている。この下部電極135は可動電極121と
等電位として静電気力の発生を抑えるためのものであ
る。
Further, as shown in FIG.
A lower electrode 135 is provided on a P-type silicon substrate 117 facing a region (beam portion) excluding the electrode portions 157 and 158. The lower electrode 135 has the same potential as the movable electrode 121 to suppress the generation of electrostatic force.

【0074】次に、このように構成した半導体加速度セ
ンサの製造工程を図25〜図33を用いて説明する。図
25に示すように、P型シリコン基板136を用意し、
CVD等によりゲート絶縁膜137を形成する。これ
は、犠牲層エッチング液にエッチングされない絶縁膜で
ある。
Next, a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor thus configured will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 25, a P-type silicon substrate 136 is prepared,
A gate insulating film 137 is formed by CVD or the like. This is an insulating film that is not etched by the sacrificial layer etching solution.

【0075】次に、図26に示すように、フォトリソ工
程及びイオン注入等によりN型拡散層よりなるセンサの
固定電極138,139を形成し、その後、その一部が
犠牲層となる絶縁膜140を成膜したのち、フォトリソ
工程を経て回路部のトランジスタ形成領域をエッチング
除去する。
Next, as shown in FIG. 26, the fixed electrodes 138 and 139 of the sensor made of an N-type diffusion layer are formed by a photolithography process, ion implantation, and the like. Is formed, and the transistor formation region of the circuit portion is removed by etching through a photolithography process.

【0076】さらに、図27に示すように、ポリシリコ
ンを成膜し、フォトリソ工程を経て、ドライエッチング
等で可動ゲート電極141及び回路部のトランジスタの
ゲート電極142を形成する。
Further, as shown in FIG. 27, a polysilicon film is formed, and after a photolithography process, a movable gate electrode 141 and a gate electrode 142 of a transistor in a circuit portion are formed by dry etching or the like.

【0077】引き続き、図28に示すように、N型拡散
層よりなる回路部のトランジスタのソース・ドレイン領
域を形成するために、フォトリソ工程を経て、レジスト
143を用いてゲート電極142の両側に開口部14
4,145を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 28, an opening is formed on both sides of the gate electrode 142 by using a resist 143 through a photolithography process in order to form a source / drain region of a transistor in a circuit portion formed of an N-type diffusion layer. Part 14
4,145 are formed.

【0078】さらに、ゲート電極142の両側の開口部
144,145からトランジスタのゲート電極142に
対して自己整合的にイオン注入等によって不純物を導入
して、図29に示すように、N型拡散層からなるトラン
ジスタのソース・ドレイン領域146,147を形成す
る。
Further, impurities are introduced into the gate electrode 142 of the transistor by ion implantation or the like in a self-aligned manner from the openings 144 and 145 on both sides of the gate electrode 142, and as shown in FIG. The source / drain regions 146 and 147 of the transistor made of are formed.

【0079】次に、図30に示すように、可動電極14
1、ゲート電極142及び固定電極138,139、ソ
ース・ドレイン領域146,147とアルミ配線を電気
的に絶縁するための層間絶縁膜148を成膜する。そし
て、図31に示すように、層間絶縁膜148に固定電極
138,139、ソース・ドレイン領域146,147
のそれぞれとアルミ配線を電気的に接続するためのコン
タクトホール149,150,151,152をフォト
リソ工程を経て形成する。
Next, as shown in FIG.
1. An interlayer insulating film 148 for electrically insulating the aluminum wiring from the gate electrode 142, the fixed electrodes 138 and 139, the source / drain regions 146 and 147 is formed. Then, as shown in FIG. 31, fixed electrodes 138 and 139 and source / drain regions 146 and 147 are formed on the interlayer insulating film 148.
Contact holes 149, 150, 151, 152 for electrically connecting each of them to an aluminum wiring are formed through a photolithography process.

【0080】さらに、図32に示すように、電極材料で
あるアルミニウムを成膜して、フォトリソ工程を経てア
ルミ配線153,154,155,156等を形成す
る。そして、図33に示すように、層間絶縁膜148の
一部と絶縁膜140の一部である犠牲層をエッチングす
る。
Further, as shown in FIG. 32, aluminum as an electrode material is formed, and aluminum wirings 153, 154, 155, 156 and the like are formed through a photolithography process. Then, as shown in FIG. 33, a part of the interlayer insulating film 148 and a sacrificial layer which is a part of the insulating film 140 are etched.

【0081】このようにして、トランジスタ型半導体加
速度センサの製作工程が終了する。次に、半導体加速度
センサの作動を図23,図24を用いて説明する。可動
電極121と空隙部120、ゲート絶縁膜118及び、
固定電極122,123,124,125とで電界効果
型トランジスタを形成している。
Thus, the manufacturing process of the transistor type semiconductor acceleration sensor is completed. Next, the operation of the semiconductor acceleration sensor will be described with reference to FIGS. The movable electrode 121, the gap 120, the gate insulating film 118,
The fixed electrodes 122, 123, 124, and 125 form a field effect transistor.

【0082】電界効果型トランジスタのドレイン電流I
dは、
The drain current I of the field effect transistor
d is

【0083】[0083]

【数1】 (Equation 1)

【0084】・・・(1) であらわせる。ここで、μはキャリア移動度、L,W,
Vthはそれぞれ電界効果型トランジスタ素子のチャネル
長、チャネル幅及びしきい値電圧を示し、Vgはゲート
電圧である。又、Ciは可動電極(ゲート電極)121
と空隙部120、ゲート絶縁膜118及びP型シリコン
基板117で形成されるコンデンサにおける静電容量で
あって、ゲート酸化膜による静電容量Coxと空隙による
静電容量Cgap とを直列接続した合成容量であり次式で
表される。
(1) Here, μ is the carrier mobility, L, W,
Vth indicates a channel length, a channel width, and a threshold voltage of the field-effect transistor element, respectively, and Vg is a gate voltage. Ci is a movable electrode (gate electrode) 121.
And the gap 120, the gate insulating film 118, and the capacitance of the capacitor formed by the P-type silicon substrate 117. The combined capacitance is obtained by connecting the capacitance Cox by the gate oxide film and the capacitance Cgap by the gap in series. And is represented by the following equation.

【0085】[0085]

【数2】 (Equation 2)

【0086】・・・(2) ここで、基板面内で二次元検出可能な加速度センサの作
動を、図23、34、35、36を用いて説明する。但
し、図34は図23のトランジスタ部分を拡大した図で
ある。
(2) The operation of the acceleration sensor capable of two-dimensionally detecting in the plane of the substrate will be described with reference to FIGS. 23, 34, 35, and 36. FIG. 34 is an enlarged view of the transistor portion of FIG.

【0087】図34で、可動電極121の電極部15
7,158はそれぞれ、先端が斜めに加工されており、
両固定電極(ソース・ドレイン拡散層)122,123
間及び124,125間において反転層領域の幅Wo を
有している。
In FIG. 34, the electrode portion 15 of the movable electrode 121
7, 158 each has a beveled tip,
Both fixed electrodes (source / drain diffusion layers) 122, 123
The width Wo of the inversion layer region is between them and between 124 and 125.

【0088】本半導体加速度センサが加速度を受けて、
図34に示すX方向(基板の水平方向)に可動電極12
1が変位した場合には、図35に示すように、可動電極
121の電極部157と固定電極122,123による
反転層領域、及び可動電極121の電極部158と固定
電極124,125による反転層領域の面積は共に増大
し、電界効果型トランジスタでいうゲート幅Wo がΔW
だけ増加しW1となるため、ソース(固定電極12
2),ドレイン(固定電極123)間及びソース(固定
電極124),ドレイン(固定電極125)間に流れる
ドレイン電流は増加する。
When the semiconductor acceleration sensor receives acceleration,
In the X direction (horizontal direction of the substrate) shown in FIG.
In the case where 1 is displaced, as shown in FIG. 35, an inversion layer region formed by the electrode portion 157 of the movable electrode 121 and the fixed electrodes 122 and 123, and an inversion layer formed by the electrode portion 158 of the movable electrode 121 and the fixed electrodes 124 and 125. The area of both regions increases, and the gate width Wo of the field-effect transistor becomes ΔW
Increases to W1, the source (fixed electrode 12
2) The drain current flowing between the drain (fixed electrode 123) and between the source (fixed electrode 124) and drain (fixed electrode 125) increases.

【0089】ここで、本半導体加速度センサが加速度を
受けて、図34中に示すY方向に可動電極121の電極
部157,158が変位した場合には、図36に示すよ
うに、電極部157と固定電極122,123による反
転層領域の面積が増大し、電界効果型トランジスタでい
うゲート幅Wo がΔWだけ増加してW2となるため、固
定電極122,123間に流れる電流は増加する。又、
可動ゲート電極121の電極部158と固定電極12
4,125による反転層領域の面積が減少し、電界効果
型トランジスタでいうゲート幅Wo がΔWだけ減少して
W3となるため、固定電極124,125間に流れる電
流は減少する。
Here, when the semiconductor acceleration sensor receives acceleration and the electrode portions 157 and 158 of the movable electrode 121 are displaced in the Y direction shown in FIG. 34, as shown in FIG. And the area of the inversion layer region formed by the fixed electrodes 122 and 123 increases, and the gate width Wo of the field-effect transistor increases by ΔW to W2, so that the current flowing between the fixed electrodes 122 and 123 increases. or,
The electrode portion 158 of the movable gate electrode 121 and the fixed electrode 12
4, 125, the area of the inversion layer region is reduced, and the gate width Wo of the field effect transistor is reduced by ΔW to W3, so that the current flowing between the fixed electrodes 124, 125 is reduced.

【0090】又、ソース・ドレイン各拡散層の長さは、
ゲート幅の変化によるドレイン電流変化の線形性をもた
せるため、加速度に対するX,Y方向の変化に対して、
十分長くしておけば良い。以上、X方向、Y方向で上記
と逆に変位した場合も含めて各電界効果型トランジスタ
のドレイン電流の変化を表1に示す。
The length of each source / drain diffusion layer is
In order to provide the linearity of the change in the drain current due to the change in the gate width, the change in the X and Y directions with respect to the acceleration is
It should be long enough. Table 1 shows changes in the drain current of each field-effect transistor including the case where the displacement is reversed in the X direction and the Y direction.

【0091】[0091]

【表1】 [Table 1]

【0092】表1に示したように、X,Y方向に変位し
た場合に、可動電極121の電極部157側、電極部1
58側のドレイン電流の変化の組み合わせにより、X,
Yの2軸の加速度を検出することが可能となる。
As shown in Table 1, when the movable electrode 121 was displaced in the X and Y directions,
The combination of changes in the drain current on the 58 side gives X,
It is possible to detect acceleration in two axes of Y.

【0093】次に、本半導体加速度センサが加速度を受
けて可動電極121が図24のZ方向に変位した場合に
ついて考えると、可動電極121と半導体基板で構成さ
れる静電容量Cgap が増加し、(2)式に従いCiが増
加するため、トランジスタ型加速度センサのドレイン電
流は、(1)式に従って増加する。このようにして、Z
方向の変位を検出することが可能となる。従って、図3
7に示すように、図23でX,Y方向の検出ができる加
速度センサに、X,Yゲート電極(電極部159及びそ
れに対応する固定電極)を1個つけ加えることにより、
X,Y,Z方向の3軸の加速度を検出することが可能と
なる。この電極部159はその下方の固定電極と充分重
なっており、可動電極121が図37中、X,Y方向に
変位しても反転層領域の面積は変わらないようになって
いる。
Next, considering a case where the semiconductor acceleration sensor receives acceleration and the movable electrode 121 is displaced in the Z direction in FIG. 24, the capacitance Cgap formed by the movable electrode 121 and the semiconductor substrate increases, Since Ci increases according to the equation (2), the drain current of the transistor-type acceleration sensor increases according to the equation (1). Thus, Z
It becomes possible to detect the displacement in the direction. Therefore, FIG.
As shown in FIG. 7, by adding one X, Y gate electrode (electrode portion 159 and its corresponding fixed electrode) to the acceleration sensor capable of detecting the X and Y directions in FIG.
It is possible to detect acceleration in three axes in the X, Y, and Z directions. The electrode portion 159 sufficiently overlaps with the fixed electrode thereunder, so that the area of the inversion layer region does not change even if the movable electrode 121 is displaced in the X and Y directions in FIG.

【0094】そのときの、各電界効果型トランジスタの
ドレイン電流変化を表2に示す。
Table 2 shows changes in the drain current of each field-effect transistor at that time.

【0095】[0095]

【表2】 [Table 2]

【0096】表2に示したように、X,Y,Z方向に変
位した場合に、ゲート(可動電極121の電極部15
7)側、ゲート(可動電極121の電極部158)側及
びゲート(可動電極121の電極部159)側のドレイ
ン電流の変化の組み合わせにより、X,Y,Zの3軸の
加速度を1個の加速度センサで検出することが可能とな
り、半導体加速度センサの著しい小型化が可能となる。
As shown in Table 2, the gate (the electrode portion 15 of the movable electrode 121) is displaced in the X, Y, and Z directions.
7) side, the gate (electrode portion 158 of the movable electrode 121) side, and the gate (electrode portion 159 of the movable electrode 121) side change of the drain current change, the three-axis acceleration of X, Y, Z is set to one acceleration. It is possible to detect with an acceleration sensor, and it is possible to significantly reduce the size of the semiconductor acceleration sensor.

【0097】尚、本実施例の応用として、図37でつけ
加えたゲート電極(可動ゲート電極121の電極部15
9)は、X,Y方向の変位に対してゲート幅が変化しな
いように、先端が斜めに加工していないものを示してい
るが、これは、前述したように先端を斜めに加工したも
のを用いてもよい。又、本実施例は両持ち梁で示した
が、片持ち梁でもよい。さらに、本実施例では検出する
電流として(1)式の飽和領域のドレイン電流で説明し
たが、線形領域のドレイン電流を検出に用いることも可
能である。
As an application of this embodiment, the gate electrode (the electrode portion 15 of the movable gate electrode 121) added in FIG.
9) shows an example in which the tip is not machined obliquely so that the gate width does not change with respect to displacement in the X and Y directions. May be used. Further, although the present embodiment has been described with a double-supported beam, a cantilever beam may be used. Further, in the present embodiment, the drain current in the saturation region of the equation (1) has been described as the current to be detected, but the drain current in the linear region may be used for detection.

【0098】このように本実施例では、可動電極121
をP型シリコン基板117に対し水平2軸方向に可動に
するとともに、可動電極121には相反する方向に延び
る電極部157,158を設け、同電極部157,15
8を、両固定電極間の上方に位置する部分に対し一方の
固定電極から他方の固定電極にかけて斜状に形成した。
よって、可動電極121が基板に対し水平2軸方向に移
動したことが検出できる。 (第8実施例)次に、第8実施例を第3実施例との相違
点を中心に説明する。
As described above, in this embodiment, the movable electrode 121
Are movable in two horizontal axis directions with respect to the P-type silicon substrate 117, and the movable electrode 121 is provided with electrode portions 157, 158 extending in opposite directions.
8 is formed obliquely from one fixed electrode to the other fixed electrode with respect to a portion located above between the fixed electrodes.
Therefore, it can be detected that the movable electrode 121 has moved in the biaxial directions with respect to the substrate. (Eighth Embodiment) Next, an eighth embodiment will be described focusing on differences from the third embodiment.

【0099】図38に本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。又、図39には図38のH−H断面を示
す。図1に示す第1実施例では1本の両持ち梁が弾性体
としての機能と重りとしての機能と電極としての機能を
有し、図14に示す第2実施例では1本の両持ち梁が弾
性体としての機能と重りとしての機能を有し1対の電極
部が重りの機能と電極の機能を有している。又、図18
に示す第3実施例では、弾性体としての機能を有する2
本の梁部と、重りとしての機能を有する質量部と、電極
の機能を有する電極部でポリシリコンよりなる可動電極
が形成されている。
FIG. 38 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. FIG. 39 shows an HH cross section of FIG. In the first embodiment shown in FIG. 1, one doubly supported beam has a function as an elastic body, a function as a weight, and a function as an electrode. In the second embodiment shown in FIG. 14, one doubly supported beam is used. Has a function as an elastic body and a function as a weight, and a pair of electrode portions has a function of a weight and a function of an electrode. Also, FIG.
In the third embodiment shown in FIG.
A movable electrode made of polysilicon is formed by the beam portion, the mass portion having a weight function, and the electrode portion having an electrode function.

【0100】ここで、本実施例では、第3の実施例と同
様に弾性体としての機能を有する2本の梁部160,1
61と、重りとしての機能を有する質量部162と電極
の機能を有する電極部163,164でポリシリコンよ
りなる可動電極165が形成されている。ここで、図3
9に示すように弾性体としての機能を有する2本の梁部
160,161には、凹部166,167が形成され、
梁部160,161は薄肉化されている。この薄肉化に
より梁部160,161は弾性体としての機能が高めら
れている。この実施例でも同様に、電極部163,16
4の下部のP型シリコン基板168にはその両側にN型
拡散層よりなる固定電極169,170,171、17
2が形成されている。それぞれの固定電極(拡散層)1
69,170,171、172は配線用の拡散層17
3、174,175,176と接続されており、コンタ
クトホール177,178,179,180を介してア
ルミ配線181,182,183,184と接続されて
いる。
Here, in this embodiment, like the third embodiment, two beam portions 160, 1 having a function as an elastic body are provided.
A movable electrode 165 made of polysilicon is formed by 61, a mass portion 162 having a weight function, and electrode portions 163 and 164 having an electrode function. Here, FIG.
As shown in FIG. 9, concave portions 166 and 167 are formed in the two beam portions 160 and 161 having a function as an elastic body.
The beams 160 and 161 are thinned. Due to this reduction in thickness, the functions of the beams 160 and 161 as elastic bodies are enhanced. Similarly, in this embodiment, the electrode portions 163, 16
The fixed electrodes 169, 170, 171, 17 made of N-type diffusion layers are formed on both sides of the P-type silicon substrate
2 are formed. Each fixed electrode (diffusion layer) 1
69, 170, 171 and 172 are diffusion layers 17 for wiring.
3, 174, 175, and 176, and aluminum wirings 181, 182, 183, and 184 via contact holes 177, 178, 179, and 180.

【0101】可動電極(ポリシリコン)165はコンタ
クトホール185を介してアルミ配線186と接続され
ている。エッチング領域187は、絶縁膜のうち犠牲層
としてエッチングされる領域を示し、犠牲層エッチング
を行うことで、可動電極(ポリシリコン)165が2ヶ
所の固定端188,189で固定され、電極部163,
164が可動構造となる。
The movable electrode (polysilicon) 165 is connected to an aluminum wiring 186 via a contact hole 185. The etching region 187 indicates a region of the insulating film to be etched as a sacrifice layer. By performing sacrifice layer etching, the movable electrode (polysilicon) 165 is fixed at two fixed ends 188 and 189, and the electrode portion 163 is formed. ,
164 becomes a movable structure.

【0102】このように本実施例では、可動電極165
の一部である梁部160,161を薄肉構造としたこと
により、第3実施例に比べて梁部160,161のバネ
定数を小さくし、可動電極165の変位を大きくとるこ
とができ、従って検出感度を上げることが可能となる。 (第9実施例)次に、第9実施例を図面に従って説明す
る。
As described above, in this embodiment, the movable electrode 165
Since the beam portions 160 and 161 which are a part of are formed to have a thin structure, the spring constant of the beam portions 160 and 161 can be reduced and the displacement of the movable electrode 165 can be increased as compared with the third embodiment. It is possible to increase the detection sensitivity. (Ninth Embodiment) Next, a ninth embodiment will be described with reference to the drawings.

【0103】図40は、本実施例の電界効果トランジス
タ型三次元半導体加速度センサ(以下、半導体加速度セ
ンサという。)の全体図を示したものである。又、図4
1は図40のI−I断面を、図42は図40のJ−J断
面を示したものである。
FIG. 40 is an overall view of a field effect transistor type three-dimensional semiconductor acceleration sensor (hereinafter, referred to as a semiconductor acceleration sensor) of the present embodiment. Also, FIG.
1 shows a II section of FIG. 40, and FIG. 42 shows a JJ section of FIG.

【0104】図40〜図42に示す半導体加速度センサ
は、以下のようなプロセスに従って作製される。半導体
基板、即ち、シリコン基板190上にSiO2 、Si3
4 等からなる絶縁膜191が構成され、さらに、絶縁
膜191上にポリシリコン、酸化物系、又は、その他金
属系の材料からなる膜が構成される。絶縁膜191上の
この膜は、ウェット、または、ドライプロセスにより電
界効果トランジスタのゲートに相当するゲート電極部1
92,193,194,195、梁部196,197,
198,199、質量部200、アンカー部201,2
02,203,204、および、屈曲部205,20
6,207,208から成る両持ち構造の可動電極20
9に形成される。そして、絶縁膜191は、図41及び
図42に示すように可動電極209の端部に設けられた
アンカー部201,202,203,204の下部を残
してエッチングされるため、ギャップ210が形成さ
れ、可動電極209は絶縁膜191上に架橋するような
格好となる。ここで、このエッチングは犠牲層エッチン
グと呼ばれ、エッチング液として、可動電極209がエ
ッチングされず、可動電極209の下に成膜されている
犠牲層である絶縁膜191が選択的にエッチングされる
エッチング液が使用される。
The semiconductor acceleration sensor shown in FIGS. 40 to 42 is manufactured according to the following process. SiO 2 , Si 3 on a semiconductor substrate, ie, a silicon substrate 190
An insulating film 191 made of N 4 or the like is formed, and a film made of polysilicon, an oxide-based material, or another metal-based material is formed on the insulating film 191. This film on the insulating film 191 is formed by a wet or dry process on the gate electrode portion 1 corresponding to the gate of the field effect transistor.
92, 193, 194, 195, beams 196, 197,
198, 199, mass part 200, anchor part 201,
02, 203, 204 and bent portions 205, 20
Movable electrode 20 of doubly supported structure comprising 6,207,208
9 is formed. The insulating film 191 is etched leaving the lower portions of the anchor portions 201, 202, 203, and 204 provided at the ends of the movable electrode 209 as shown in FIGS. 41 and 42, so that the gap 210 is formed. Then, the movable electrode 209 is shaped like a bridge on the insulating film 191. Here, this etching is called sacrificial layer etching, and the movable electrode 209 is not etched as an etchant, and the insulating film 191 which is a sacrificial layer formed under the movable electrode 209 is selectively etched. An etchant is used.

【0105】又、図40,42に示すように、シリコン
基板190には、不純物拡散層からなる電界効果トラン
ジスタのソース、ドレインに相当する固定電極211,
212,213,214,215,216,217,2
18が形成される。よって、ゲート電極部192と固定
電極211,212、ゲート電極部193と固定電極2
13,214、ゲート電極部194と固定電極215,
216、ゲート電極部195と固定電極217,218
がそれぞれ加速度検出部となる。
As shown in FIGS. 40 and 42, a silicon substrate 190 has a fixed electrode 211 corresponding to a source and a drain of a field effect transistor formed of an impurity diffusion layer.
212,213,214,215,216,217,2
18 are formed. Therefore, the gate electrode portion 192 and the fixed electrodes 211 and 212, and the gate electrode portion 193 and the fixed electrode 2
13, 214, the gate electrode portion 194 and the fixed electrode 215,
216, gate electrode portion 195 and fixed electrodes 217, 218
Are acceleration detection units.

【0106】又、図40,41に示すように、可動電極
209の梁の部分(梁部196〜199,屈曲部205
〜208)に対向したシリコン基板190には、下部電
極219が設けられている。この下部電極219は可動
電極209と等電位として静電気力の発生を抑えるため
のものである。
As shown in FIGS. 40 and 41, the beam portions (beam portions 196 to 199, bent portion 205) of movable electrode 209 are provided.
To 208), a lower electrode 219 is provided on the silicon substrate 190. The lower electrode 219 has the same potential as the movable electrode 209 to suppress the generation of electrostatic force.

【0107】このような半導体加速度センサは、総てI
C作製プロセスそのもの、及び、流用により作製される
ため、IC作製プロセスの中でセンサ構造体の形成がで
き、回路との一体化が著しく容易になる。
Such semiconductor acceleration sensors are all
Since it is manufactured by the C manufacturing process itself and by diversion, the sensor structure can be formed in the IC manufacturing process, and integration with the circuit is significantly facilitated.

【0108】以上のように作製された半導体加速度セン
サは、次のような構成からなる。即ち、可動電極209
の加速度検出部にあるゲート電極部192,194と1
93,195が図40のように質量部200を中心にし
て互いに直交するように配置され、質量部200は図4
0のように4本の梁によって、アンカー部201,20
2,203,204と結ばれている。そして、アンカー
部201,202,203,204は、図示しないアル
ミ配線を介して外部の電子回路と接続されている。それ
ぞれの梁部196,197,198,199には、質量
部200に三次元の自由度が与えられるように途中に屈
曲部205,206,207,208が設けられてい
る。これにより、1つのエレメント(素子)でX軸方向
・Y軸方向・Z軸方向の自由度を付与することができ、
三次元で作用する加速度の検出が可能となる。
The semiconductor acceleration sensor manufactured as described above has the following configuration. That is, the movable electrode 209
Gate electrode sections 192, 194 and 1 in the acceleration detection section of FIG.
As shown in FIG. 40, 93 and 195 are arranged so as to be orthogonal to each other with the mass part 200 as the center.
The anchor portions 201 and 20 are formed by four beams as shown in FIG.
2,203,204. The anchor portions 201, 202, 203, and 204 are connected to an external electronic circuit via aluminum wiring (not shown). Each of the beam portions 196, 197, 198, and 199 is provided with bent portions 205, 206, 207, and 208 in the middle so that the mass portion 200 is given three-dimensional degrees of freedom. Thereby, one element (element) can provide degrees of freedom in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction,
It is possible to detect acceleration acting in three dimensions.

【0109】従って、図40のように構成される半導体
加速度センサは次のように作動する。即ち、梁部19
6,197,198,199に対して半導体加速度セン
サに水平方向(X軸方向、Y軸方向)の加速度が加わっ
た場合、質量部200がこの水平方向の加速度による力
を受け、変位が発生する。この変位により、互いに直交
するように配置した2組のゲート電極部192(固定電
極211,212)及びゲート電極部194(固定電極
215,216)と、ゲート電極部193(固定電極2
13,214)及びゲート電極部195(固定電極21
7,218)による反転層領域の面積の変化が、それぞ
れの加速度検出部のゲート幅の変化となる。その結果、
半導体加速度センサに作用した水平方向の加速度は電界
効果トランジスタのドレイン電流変化として検出される
こととなる。又、同様に、質量部200が梁部196,
197,198,199に対して垂直方向(Z軸方向)
に加速度を受け変位が発生した場合、加速度検出部の2
組のゲート電極部192,194及び193,195と
シリコン基板190間のギャップ210が変わるため、
電界強度が変化する。その結果、半導体加速度センサに
作用した垂直方向の加速度は電界効果トランジスタのド
レイン電流変化として検出されることとなる。検出され
たそれぞれのドレイン電流変化を電気信号として図示し
ないアルミ配線を介して外部回路によって処理し演算す
ることにより、3軸に作用する加速度を1つのエレメン
ト(素子)で検出することが可能となる。
Therefore, the semiconductor acceleration sensor configured as shown in FIG. 40 operates as follows. That is, the beam 19
6, 197, 198, 199, when acceleration in the horizontal direction (X-axis direction, Y-axis direction) is applied to the semiconductor acceleration sensor, the mass portion 200 receives a force due to the horizontal acceleration, and displacement occurs. . Due to this displacement, two sets of gate electrode portions 192 (fixed electrodes 211 and 212) and gate electrode portions 194 (fixed electrodes 215 and 216) and a gate electrode portion 193 (fixed electrode 2
13, 214) and the gate electrode 195 (fixed electrode 21)
7, 218) causes a change in the gate width of each acceleration detection unit. as a result,
The horizontal acceleration acting on the semiconductor acceleration sensor is detected as a change in the drain current of the field effect transistor. Similarly, the mass part 200 is similar to the beam part 196,
Perpendicular to 197, 198, 199 (Z-axis direction)
When displacement occurs due to acceleration, the acceleration detection unit 2
Since the gap 210 between the pair of gate electrode portions 192, 194 and 193, 195 and the silicon substrate 190 changes,
The electric field strength changes. As a result, the vertical acceleration acting on the semiconductor acceleration sensor is detected as a change in the drain current of the field effect transistor. Each detected change in drain current is processed as an electric signal by an external circuit via an aluminum wiring (not shown) and calculated, whereby acceleration acting on three axes can be detected by one element (element). .

【0110】つまり、図40のように加速度検出部を配
置すれば、三次元の加速度を1つのエレメントで検出す
ることができることとなる。以上に詳述した三次元で作
用する加速度の検出方法について、図43に従って理論
的解析を行う。
That is, if the acceleration detecting section is arranged as shown in FIG. 40, three-dimensional acceleration can be detected by one element. With respect to the method of detecting acceleration acting in three dimensions described in detail above, a theoretical analysis is performed according to FIG.

【0111】電界効果トランジスタで構成される加速度
検出部に流れるドレイン電流Idは、上記の数式1に従
って変化する。さて、ここで実施例の半導体加速度セン
サに加速度が作用し、図43に示すようなX,Y,Z方
向に質量部200が変位すると、互いに直交するように
配置された2組の固定電極211,212間及び固定電
極215,216間と固定電極213,314間及び固
定電極217,218間に流れるそれぞれのドレイン電
流Id1 、Id3 、Id2 、及びId4 は、X方向の加
速度gx 、Y方向の加速度gy による加速度検出部のゲ
ート幅の変位Wgx 、Wgy と、Z方向の加速度gz に
より加速度検出部の2組のゲート電極部192,194
及び193,195とシリコン基板190間の変化した
ギャップ210(g=gz )により次式のように表され
る。
The drain current Id flowing through the acceleration detecting section constituted by the field effect transistor changes according to the above equation (1). Now, when acceleration acts on the semiconductor acceleration sensor of this embodiment and the mass part 200 is displaced in the X, Y, and Z directions as shown in FIG. 43, two sets of fixed electrodes 211 arranged orthogonally to each other. , 212 and between the fixed electrodes 215 and 216 and between the fixed electrodes 213 and 314 and between the fixed electrodes 217 and 218, the drain currents Id1, Id3, Id2 and Id4 are acceleration gx in the X direction and acceleration in the Y direction, respectively. The two sets of gate electrode portions 192 and 194 of the acceleration detection unit are obtained by the displacements Wgx and Wgy of the gate width of the acceleration detection unit due to gy and the acceleration gz in the Z direction.
And 193, 195 and the changed gap 210 (g = gz) between the silicon substrate 190 are expressed as follows.

【0112】[0112]

【数3】 Id1 =(W−Wgy )α(g=gz ) Id2 =(W−Wgx )α(g=gz ) Id3 =(W+Wgy )α(g=gz ) Id4 =(W+Wgx)α(g=gz) α(g=gz )=μCi(g=gz )(Vg−Vth(g=gz ))2 /2L ここで、Ci(g=gz )とVth(g=gz )は、加速
度検出部の2組のゲート電極部192,194及び19
3,195とシリコン基板190間のギャップ210に
比例して変化する電界効果トランジスタのコンデンサ容
量としきい値電圧であり、α(g=gz )は、Ci(g
=gz )とVth(g=gz )の変化により決まる関数で
ある。
Id1 = (W-Wgy) α (g = gz) Id2 = (W-Wgx) α (g = gz) Id3 = (W + Wgy) α (g = gz) Id4 = (W + Wgx) α (g = gz) α (g = gz) = μCi (g = gz) (Vg−Vth (g = gz)) 2 / 2L Here, Ci (g = gz) and Vth (g = gz) are the values of the acceleration detector. Two sets of gate electrode portions 192, 194 and 19
3, 195 and the capacitance of the field effect transistor which change in proportion to the gap 210 between the silicon substrate 190 and the threshold voltage, and α (g = gz) is Ci (g
= Gz) and Vth (g = gz).

【0113】よって、数式3より次式が導き出される。Therefore, the following equation is derived from Equation 3.

【0114】[0114]

【数4】 Wgx /W=−(Id2 −Id4 )/(Id2 +Id4 ) Wgy /W=+(Id1 −Id3 )/(Id1 +Id3 ) ここで、X、Y方向の加速度gx 、gy は、それぞれ加
速度検出部のゲート幅の変位Wgz 、Wgy に比例する
ことから、数式4より、X方向の加速度gx は加速度検
出部の固定電極213,214、及び217,218の
それぞれに流れるドレイン電流Id2 、Id4 の差に比
例し、Y方向の加速度gy は加速度検出部の固定電極2
11,212、及び215,216のそれぞれに流れる
ドレイン電流Id1 、Id3 の差に比例することが分か
る。
Wgx / W = − (Id2−Id4) / (Id2 + Id4) Wgy / W = + (Id1−Id3) / (Id1 + Id3) where the accelerations gx and gy in the X and Y directions are accelerations, respectively. Since the gate width displacements Wgz and Wgy of the detection unit are proportional to Wgz and Wgy, the acceleration gx in the X direction is calculated from Equation 4 by the drain currents Id2 and Id4 flowing through the fixed electrodes 213, 214 and 217 and 218 of the acceleration detection unit. The acceleration gy in the Y direction is proportional to the difference,
It can be seen that the difference is proportional to the difference between the drain currents Id1 and Id3 flowing through the respective elements 11, 212 and 215 and 216.

【0115】このように、X、Y方向の加速度はZ方向
の加速度と簡単に分離することができる。さらに、Z方
向の加速度を理論的に解析すると、Z方向の加速度は
X、Y方向の加速度の検出とは異なり、加速度検出部に
流れるドレイン電流Idの比では求められず、数式3の
ごとくΣIdの値を演算することによって与えられる。
As described above, the acceleration in the X and Y directions can be easily separated from the acceleration in the Z direction. Further, when the acceleration in the Z direction is theoretically analyzed, the acceleration in the Z direction is different from the detection of the accelerations in the X and Y directions, and cannot be obtained from the ratio of the drain current Id flowing through the acceleration detection unit. By calculating the value of

【0116】[0116]

【数5】 Id1 +Id2 +Id3 +Id4 =4Wα(g=gz ) 以上の理論的解析結果を表3に示す。Id1 + Id2 + Id3 + Id4 = 4W.alpha. (G = gz) Table 3 shows the results of the above theoretical analysis.

【0117】[0117]

【表3】 [Table 3]

【0118】表3は本実施例の半導体加速度センサに加
速度が作用し、質量部200がX,Y,Z方向に変位し
たとき、互いに直交するように配置した加速度検出部2
22,223,224,225に流れるドレイン電流I
dがどのように変化するかを示した一例である。質量部
200がX方向に変位した場合に加速度検出部223,
225のドレイン電流Idの増減と、Y方向に変位した
場合の加速度検出部222,224のドレイン電流Id
の増減と、Z方向に変位した場合の加速度検出部22
2,223,224,225のドレイン電流Idの増減
を示した。ここで、半導体加速度センサに作用する加速
度が上記の場合の逆に作用すると、X、Y、Z方向のド
レイン電流Idの増減は総て逆になる。
Table 3 shows that when the acceleration acts on the semiconductor acceleration sensor of the present embodiment and the mass section 200 is displaced in the X, Y, and Z directions, the acceleration detection section 2 is arranged to be orthogonal to each other.
22, 223, 224, 225
It is an example showing how d changes. When the mass section 200 is displaced in the X direction, the acceleration detection section 223,
225, the drain current Id of the acceleration detectors 222 and 224 when displaced in the Y direction.
And the acceleration detection unit 22 when displaced in the Z direction
The increase and decrease of the drain current Id of 2,223,224,225 were shown. Here, if the acceleration acting on the semiconductor acceleration sensor acts in the opposite way to the above case, the increase / decrease of the drain current Id in the X, Y, Z directions is all reversed.

【0119】このように本実施例では、電界効果トラン
ジスタで構成される加速度検出部のゲート電極部と固定
電極とを互いに直交する方向に突出するように2組配置
し、可動電極209を三次元的に動かすようにした。よ
って、1つのエレメント(素子)で三次元の加速度を求
めることができる。
As described above, in this embodiment, two sets of the gate electrode portion and the fixed electrode of the acceleration detecting portion constituted by the field effect transistor are arranged so as to protrude in directions orthogonal to each other, and the movable electrode 209 is three-dimensionally arranged. It was made to move. Therefore, three-dimensional acceleration can be obtained with one element (element).

【0120】尚、本実施例の応用例としては、梁構造
は、質量部200が三次元的に変位するものであるなら
ばどのような支持でもよい。これには、本実施例のよう
な両持ち構造の梁、或いは片持ち構造の梁、または、本
実施例に示した2本の梁以外に、可動電極209の可動
部のバランス等を維持するためにそれ以上の本数の梁が
使用可能である。 (第10実施例)次に、第10実施例を第1実施例との
相違点を中心に説明する。
As an application example of the present embodiment, any support may be used for the beam structure as long as the mass portion 200 is three-dimensionally displaced. For this purpose, the balance of the movable portion of the movable electrode 209 is maintained in addition to the beam having the double-supported structure as in the present embodiment, the beam having the cantilever structure, or the two beams shown in the present embodiment. For this reason, more beams can be used. (Tenth Embodiment) Next, a tenth embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

【0121】図44は本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。又、図45には図44のK−K断面を示
し、図46には図44のL−L断面を示し、図47には
図44のM−M断面を示す。
FIG. 44 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. FIG. 45 shows a KK section of FIG. 44, FIG. 46 shows an LL section of FIG. 44, and FIG. 47 shows an MM section of FIG.

【0122】本実施例においては、両持ち梁構造の可動
電極4に対しその可動電極4の中心部分のP型シリコン
基板1に固定電極8,9が自己整合的に形成されている
とともに、固定電極8,9の無い可動電極4の下部のP
型シリコン基板1に下部電極226,227が形成され
ている。この下部電極226,227には拡散電極22
8,229が接続され、拡散電極228,229はコン
タクトホール230,231を介してアルミ配線23
2,233と接続されている。
In this embodiment, fixed electrodes 8 and 9 are formed in a self-aligned manner on the P-type silicon substrate 1 at the center of the movable electrode 4 with respect to the movable electrode 4 having the double-supported beam structure. P below the movable electrode 4 without the electrodes 8 and 9
Lower electrodes 226 and 227 are formed on the silicon substrate 1. The diffusion electrodes 22 are provided on the lower electrodes 226 and 227.
8 and 229 are connected, and the diffusion electrodes 228 and 229 are connected to the aluminum wiring 23 through the contact holes 230 and 231.
2,233.

【0123】そして、この下部電極226,227は可
動電極4と等電位として静電気力の発生を抑える。その
他の半導体加速度センサの動作は、第1実施例と同一で
ある。 (第11実施例)次に、第11実施例を第10実施例と
の相違点を中心に説明する。
The lower electrodes 226 and 227 have the same potential as the movable electrode 4 to suppress the generation of electrostatic force. Other operations of the semiconductor acceleration sensor are the same as those of the first embodiment. (Eleventh Embodiment) Next, an eleventh embodiment will be described focusing on differences from the tenth embodiment.

【0124】図48は本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。又、図49には図48のN−N断面を示
し、図50には図48のO−O断面を示し、図51には
図48のP−P断面を示す。
FIG. 48 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. Also, FIG. 49 shows an NN section of FIG. 48, FIG. 50 shows an OO section of FIG. 48, and FIG. 51 shows a PP section of FIG.

【0125】本実施例においては、P型シリコン基板1
の上面に絶縁膜234が形成されている。つまり、可動
電極4の中心部分において絶縁膜234の下部に固定電
極8,9が自己整合的に形成されているとともに、固定
電極8,9の無い可動電極4の下部における絶縁膜23
4の下部に下部電極226,227が形成されている。
この下部電極226,227には拡散電極228,22
9が接続され、拡散電極228,229はコンタクトホ
ール230,231を介してアルミ配線232,233
と接続されている。
In this embodiment, the P-type silicon substrate 1
An insulating film 234 is formed on the upper surface of the substrate. That is, the fixed electrodes 8 and 9 are formed in a self-aligned manner below the insulating film 234 in the central portion of the movable electrode 4, and the insulating film 23 below the movable electrode 4 without the fixed electrodes 8 and 9 is formed.
4, lower electrodes 226 and 227 are formed.
The lower electrodes 226 and 227 have diffusion electrodes 228 and 22 respectively.
9 are connected, and the diffusion electrodes 228 and 229 are connected to the aluminum wirings 232 and 233 through the contact holes 230 and 231.
Is connected to

【0126】そして、この下部電極226,227は可
動電極4と等電位として静電気力の発生を抑える。又、
下部電極226,227と可動電極4との間に電位差を
与え、静電力による仮想加速度を発生させ、センサのセ
ルフテストを行う場合、絶縁膜234により、電極間の
放電や電極相互の接触によるショートでの回路の損傷、
ゲートと基板の溶着を防止することができる。 (第12実施例)次に、第12実施例を第2実施例との
相違点を中心に説明する。
The lower electrodes 226 and 227 have the same potential as the movable electrode 4 to suppress the generation of electrostatic force. or,
When a potential difference is applied between the lower electrodes 226 and 227 and the movable electrode 4 to generate a virtual acceleration by electrostatic force and perform a self-test of the sensor, the insulating film 234 causes a short circuit due to discharge between the electrodes or contact between the electrodes. Circuit damage,
Welding of the gate and the substrate can be prevented. (Twelfth Embodiment) Next, a twelfth embodiment will be described focusing on differences from the second embodiment.

【0127】図52は本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。又、図53には図52のQ−Q断面を示
す。本実施例においては、両持ち梁構造の可動電極47
の梁部44に対しその梁部44の下方部分のP型シリコ
ン基板48に下部電極235が形成されている。この下
部電極235には拡散電極236が接続され、拡散電極
236はコンタクトホール237を介してアルミ配線2
38と接続されている。
FIG. 52 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. FIG. 53 shows a QQ cross section of FIG. In this embodiment, the movable electrode 47 having a doubly supported structure is used.
A lower electrode 235 is formed on the P-type silicon substrate 48 below the beam portion 44. Diffusion electrode 236 is connected to lower electrode 235, and diffusion electrode 236 is connected to aluminum wiring 2 through contact hole 237.
38.

【0128】そして、この下部電極235は可動電極4
7の梁部44と等電位として静電気力の発生を抑える。
その他の半導体加速度センサの動作は、第2実施例と同
一である。 (第13実施例)次に、第13実施例を第3実施例との
相違点を中心に説明する。
The lower electrode 235 is connected to the movable electrode 4
The generation of the electrostatic force is suppressed by making the potential equal to that of the beam portion 44 of FIG.
Other operations of the semiconductor acceleration sensor are the same as those of the second embodiment. (Thirteenth Embodiment) Next, a thirteenth embodiment will be described focusing on differences from the third embodiment.

【0129】図54は本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。又、図55には図54のR−R断面を示
す。本実施例においては、両持ち梁構造の可動電極76
の梁部72及び質量部73の下方部分のP型シリコン基
板77に下部電極239が形成されている。この下部電
極239には拡散電極240が接続され、拡散電極24
0はコンタクトホール241を介してアルミ配線242
と接続されている。
FIG. 54 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. FIG. 55 shows an RR cross section of FIG. In this embodiment, the movable electrode 76 having a double-supported beam structure is used.
A lower electrode 239 is formed on the P-type silicon substrate 77 below the beam portion 72 and the mass portion 73 of FIG. The diffusion electrode 240 is connected to the lower electrode 239,
0 is an aluminum wiring 242 through a contact hole 241
Is connected to

【0130】そして、この下部電極239は可動電極7
6の梁部72及び質量部73と等電位として静電気力の
発生を抑える。その他の半導体加速度センサの動作は、
第3実施例と同一である。 (第14実施例)次に、第14実施例を図面に従って説
明する。
The lower electrode 239 is connected to the movable electrode 7.
The generation of electrostatic force is suppressed by making the beam portion 72 and the mass portion 73 of the sixth electric potential equal to each other. Other operations of the semiconductor acceleration sensor
This is the same as the third embodiment. (Fourteenth Embodiment) Next, a fourteenth embodiment will be described with reference to the drawings.

【0131】図56は、本実施例の半導体加速度センサ
の平面図を示す。又、図57には図56のS−S断面
を、図58には図56のT−T断面を、図59には図5
6のU−U断面を示す。
FIG. 56 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. FIG. 57 shows an SS section of FIG. 56, FIG. 58 shows a TT section of FIG. 56, and FIG.
6 shows a U-U section.

【0132】図57〜59に示すように、P型シリコン
基板243上にはゲート酸化膜244が形成されてい
る。又、ゲート酸化膜244上には、下部(固定)ゲー
ト電極245が配置されており、この下部ゲート電極2
45はポリシリコンよりなる。さらに、ゲート酸化膜2
44及び下部ゲート電極245上には、絶縁膜246及
び絶縁膜247が形成され、絶縁膜246,247はS
iO2 、Si3 4 等よりなる。又、絶縁膜246の上
には、絶縁膜247の無い長方形状の領域、即ち、空隙
部248が形成されている(図56参照)。図56に示
すように、前述の下部ゲート電極245は長方形状部2
45aとその長方形状部245aから延びる帯状部24
5bとからなり、空隙部248の底面部に長方形状部2
45aが配置され、帯状部245bは空隙部248の外
部において延設されている。さらに、絶縁膜247上に
は、空隙部248を架設するように両持ち梁構造の可動
上部ゲート電極249が配置されている。この可動上部
ゲート電極249は、ポリシリコンよりなる。
As shown in FIGS. 57 to 59, a gate oxide film 244 is formed on a P-type silicon substrate 243. On the gate oxide film 244, a lower (fixed) gate electrode 245 is arranged.
45 is made of polysilicon. Further, the gate oxide film 2
An insulating film 246 and an insulating film 247 are formed on the gate electrode 44 and the lower gate electrode 245, and the insulating films 246 and 247
It is made of iO 2 , Si 3 N 4 or the like. On the insulating film 246, a rectangular region without the insulating film 247, that is, a void 248 is formed (see FIG. 56). As shown in FIG. 56, the lower gate electrode 245 is
45a and the strip 24 extending from the rectangular portion 245a
5b, and a rectangular portion 2
45a are arranged, and the band-like portion 245b extends outside the gap portion 248. Further, a movable upper gate electrode 249 having a doubly supported structure is arranged on the insulating film 247 so as to bridge the gap 248. The movable upper gate electrode 249 is made of polysilicon.

【0133】尚、可動上部ゲート電極249の下部にお
ける絶縁膜247の空隙部248は、犠牲層としてエッ
チングされることにより形成されるものである。この犠
牲層のエッチングの際には、エッチング液として、可動
上部ゲート電極249及び絶縁膜246がエッチングさ
れず、犠牲層である絶縁膜247がエッチングされるエ
ッチング液が使用される。ここで、犠牲層である絶縁膜
247がエッチングされるエッチング液に対して、ゲー
ト酸化膜244がエッチングされないような場合には、
絶縁膜246は無くてもよい。
The gap 248 of the insulating film 247 below the movable upper gate electrode 249 is formed by etching as a sacrificial layer. In etching the sacrificial layer, an etchant that does not etch the movable upper gate electrode 249 and the insulating film 246 but etches the insulating film 247 that is a sacrificial layer is used as an etchant. Here, in the case where the gate oxide film 244 is not etched by an etching solution for etching the insulating film 247 serving as a sacrificial layer,
The insulating film 246 may not be provided.

【0134】又、絶縁膜247上には層間絶縁膜250
が配置され、その上にはコンタクトホール251を介し
て可動上部ゲート電極249と電気的接続をするための
アルミ配線252が配置されている。
On the insulating film 247, an interlayer insulating film 250 is formed.
Is arranged thereon, and an aluminum wiring 252 for electrically connecting to the movable upper gate electrode 249 via the contact hole 251 is arranged thereon.

【0135】図58において、P型シリコン基板243
上における下部ゲート電極245の帯状部245bの両
側には不純物拡散層からなる固定電極253,254が
形成されている。この固定電極253,254は、下部
ゲート電極245の帯状部245bに対して自己整合的
にP型シリコン基板243にイオン注入等によりN型不
純物を導入することによって形成されたものである。
尚、下部ゲート電極245及び可動上部ゲート電極(両
持ち梁)249はポリシリコンの他に、タングステン等
の高融点金属を用いてもよい。
In FIG. 58, a P-type silicon substrate 243
Fixed electrodes 253 and 254 made of an impurity diffusion layer are formed on both sides of the band-like portion 245b of the lower gate electrode 245 on the upper side. The fixed electrodes 253 and 254 are formed by introducing an N-type impurity into the P-type silicon substrate 243 by ion implantation or the like in a self-aligned manner with respect to the band portion 245b of the lower gate electrode 245.
The lower gate electrode 245 and the movable upper gate electrode (double-supported beam) 249 may be made of a metal having a high melting point such as tungsten in addition to polysilicon.

【0136】又、図56に示すように、固定電極25
3,254はコンタクトホール255,256を介して
アルミ配線257,258と電気的に接続されている。
そして、アルミ配線257,258及び252は外部の
電子回路と接続されている。
Also, as shown in FIG.
3, 254 are electrically connected to aluminum wirings 257, 258 via contact holes 255, 256.
The aluminum wirings 257, 258 and 252 are connected to an external electronic circuit.

【0137】又、固定電極253,254と下部ゲート
電極245とゲート酸化膜244とで、電界効果型トラ
ンジスタを構成している。従って、図58に示すよう
に、下部ゲート電極245に電圧が印加されるとP型シ
リコン基板243における固定電極253,254間に
は、反転層259が形成され、固定電極253,254
間にドレイン電流が流れることとなる。
The fixed electrodes 253 and 254, the lower gate electrode 245, and the gate oxide film 244 constitute a field effect transistor. Therefore, as shown in FIG. 58, when a voltage is applied to lower gate electrode 245, inversion layer 259 is formed between fixed electrodes 253 and 254 on P-type silicon substrate 243, and fixed electrodes 253 and 254 are formed.
A drain current flows between them.

【0138】又、図56に示すように、可動上部ゲート
電極249の下方でのP型シリコン基板243における
下部ゲート電極245の長方形状部245aの両側部に
は、下部電極260,261が形成されている。この下
部電極260,261には拡散電極262,263が接
続され、拡散電極262,263はコンタクトホール2
64,265を介してアルミ配線266,267と接続
されている。
As shown in FIG. 56, lower electrodes 260 and 261 are formed on both sides of the rectangular portion 245a of the lower gate electrode 245 in the P-type silicon substrate 243 below the movable upper gate electrode 249. ing. Diffusion electrodes 262 and 263 are connected to lower electrodes 260 and 261, and diffusion electrodes 262 and 263 are connected to contact holes 2.
It is connected to aluminum wirings 266 and 267 via 64 and 265.

【0139】そして、この下部電極260,261は可
動上部ゲート電極249と等電位として静電気力の発生
を抑える。そして、この半導体加速度センサは、可動上
部ゲート電極249と下部ゲート電極245とで構成さ
れる静電容量が加速度を受けて変化する状態を、電界効
果型トランジスタの出力変化(ドレイン電流変化)とし
て検知する。つまり、加速度の作用に伴う可動上部ゲー
ト電極249の変位によって生じる電界効果型トランジ
スタの出力変化(ドレイン電流変化)で加速度が検出さ
れる。
The lower electrodes 260 and 261 have the same potential as the movable upper gate electrode 249 to suppress the generation of electrostatic force. This semiconductor acceleration sensor detects a state in which the capacitance formed by the movable upper gate electrode 249 and the lower gate electrode 245 changes due to acceleration as an output change (drain current change) of the field effect transistor. I do. That is, the acceleration is detected by a change in output (drain current change) of the field-effect transistor caused by the displacement of the movable upper gate electrode 249 due to the action of the acceleration.

【0140】このように本実施例では、P型シリコン基
板243(半導体基板)と、P型シリコン基板243上
に配置されたゲート酸化膜244と、ゲート酸化膜24
4上に配置された下部ゲート電極245と、P型シリコ
ン基板243における下部ゲート電極245の両側に下
部ゲート電極245に対し自己整合的に形成された不純
物拡散層よりなる固定電極253,254と、P型シリ
コン基板243の上方に下部ゲート電極245と所定の
間隔を隔てて配置された梁構造の可動上部ゲート電極2
49と、P型シリコン基板243における可動上部ゲー
ト電極249と対向した部分に配置され、可動上部ゲー
ト電極249と等電位とするための下部電極260,2
61とを備え、加速度の作用に伴う可動上部ゲート電極
249の変位によって生じる固定電極253,254間
の電流の変化で加速度を検出するようにした。つまり、
可動上部ゲート電極249と下部ゲート電極245によ
りコンデンサが構成され、ゲート酸化膜244と下部ゲ
ート電極245と固定電極253,254とにより電界
効果トランジスタが構成される。そして、可動上部ゲー
ト電極249が加速度により変位し、コンデンサの静電
容量が変化して、トランジスタの反転層に印加される電
界強度が変化する。その結果、加速度が電界効果トラン
ジスタのドレイン電流変化として検出されることとな
る。又、反転層上にゲート酸化膜244が配置されてお
り、電界効果トランジスタの動作が安定となる。さら
に、可動上部ゲート電極249と対向した部分に下部電
極260,261が配置され、下部電極260,261
と可動上部ゲート電極249とが等電位にされ、シリコ
ン基板243と可動上部ゲート電極249との間で発生
する静電気力を極力小さくすることができる。 (第15実施例)次に、第15実施例を第14実施例と
の相違点を中心に説明する。
As described above, in this embodiment, the P-type silicon substrate 243 (semiconductor substrate), the gate oxide film 244 disposed on the P-type silicon substrate 243, and the gate oxide film 24
4, fixed electrodes 253 and 254 formed of impurity diffusion layers formed on both sides of the lower gate electrode 245 in the P-type silicon substrate 243 in a self-aligned manner with respect to the lower gate electrode 245. A movable upper gate electrode 2 having a beam structure, which is disposed above a P-type silicon substrate 243 with a predetermined distance from a lower gate electrode 245.
49 and lower electrodes 260 and 2 which are arranged in a portion of the P-type silicon substrate 243 facing the movable upper gate electrode 249 and have the same potential as the movable upper gate electrode 249.
61, and the acceleration is detected by a change in current between the fixed electrodes 253 and 254 caused by the displacement of the movable upper gate electrode 249 due to the action of the acceleration. That is,
The movable upper gate electrode 249 and the lower gate electrode 245 form a capacitor, and the gate oxide film 244, the lower gate electrode 245, and the fixed electrodes 253, 254 form a field effect transistor. Then, the movable upper gate electrode 249 is displaced by the acceleration, the capacitance of the capacitor changes, and the intensity of the electric field applied to the inversion layer of the transistor changes. As a result, the acceleration is detected as a change in the drain current of the field effect transistor. In addition, since the gate oxide film 244 is disposed on the inversion layer, the operation of the field effect transistor becomes stable. Further, lower electrodes 260 and 261 are disposed at portions facing movable upper gate electrode 249, and lower electrodes 260 and 261 are disposed.
And the movable upper gate electrode 249 are set at the same potential, so that the electrostatic force generated between the silicon substrate 243 and the movable upper gate electrode 249 can be minimized. (Fifteenth Embodiment) Next, a fifteenth embodiment will be described focusing on differences from the fourteenth embodiment.

【0141】図60は本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。又、図61には図60のV−V断面を、
図62には図60のW−W断面を示す。本実施例では、
可動上部ゲート電極249の下方におけるP型シリコン
基板243に、下部電極268が延設されている。この
下部電極268には拡散電極269が接続され、拡散電
極269はコンタクトホール270を介してアルミ配線
271と接続されている。 (第16実施例)次に、第16実施例を第14実施例と
の相違点を中心に説明する。
FIG. 60 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. FIG. 61 shows a cross section taken along line VV in FIG.
FIG. 62 shows a WW section in FIG. In this embodiment,
A lower electrode 268 extends on a P-type silicon substrate 243 below the movable upper gate electrode 249. Diffusion electrode 269 is connected to lower electrode 268, and diffusion electrode 269 is connected to aluminum wiring 271 via contact hole 270. (Sixteenth Embodiment) Next, a sixteenth embodiment will be described focusing on differences from the fourteenth embodiment.

【0142】図63は本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。又、図64には図63のX−X断面を示
す。本実施例では可動上部ゲート電極249に対して、
2つの電界効果型トランジスタが配置されている。そし
て、それぞれの下部ゲート電極272,273が可動上
部ゲート電極249に対して、部分的に重なるように対
称に配置されている。
FIG. 63 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. FIG. 64 shows a cross section taken along line XX of FIG. In this embodiment, the movable upper gate electrode 249 is
Two field effect transistors are arranged. The lower gate electrodes 272 and 273 are symmetrically arranged so as to partially overlap the movable upper gate electrode 249.

【0143】図64において、可動上部ゲート電極24
9に電圧が印加されると、可動上部ゲート電極249と
下部ゲート電極272,273で構成される静電容量と
ゲート酸化膜容量に応じて決まる電圧が下部ゲート電極
272,273に印加され、電界効果型トランジスタの
ドレイン電流が流れる。
In FIG. 64, the movable upper gate electrode 24
9, a voltage determined according to the capacitance formed by the movable upper gate electrode 249 and the lower gate electrodes 272 and 273 and the gate oxide film capacitance is applied to the lower gate electrodes 272 and 273, The drain current of the effect transistor flows.

【0144】本半導体加速度センサは加速度を受けて、
図64に示すZ方向に可動上部ゲート電極249が変位
した場合には、可動上部ゲート電極249と下部ゲート
電極272,273との間のギャップが小さくなるた
め、その静電容量が増大し、従ってドレイン電流が増大
する。
The present semiconductor acceleration sensor receives acceleration,
When the movable upper gate electrode 249 is displaced in the Z direction shown in FIG. 64, the gap between the movable upper gate electrode 249 and the lower gate electrodes 272 and 273 is reduced, so that the capacitance is increased. The drain current increases.

【0145】一方、本半導体加速度センサは加速度を受
けて、図64に示すX方向に可動上部ゲート電極249
が変位した場合には、下部ゲート電極272,273と
の間の重なり面積が一方は増大し他方は減少する。その
結果、可動上部ゲート電極249と下部ゲート電極27
2,273との間の静電容量が一方は増大し他方は減少
する。よって、ドレイン電流は一方が増大し、他方が減
少する。このようにして本半導体加速度センサは、2つ
の電流量の増減で二次元の加速度を検出することができ
る。
On the other hand, the present semiconductor acceleration sensor receives acceleration and moves in the X direction shown in FIG.
Is displaced, the overlap area between the lower gate electrodes 272 and 273 increases on one side and decreases on the other side. As a result, the movable upper gate electrode 249 and the lower gate electrode 27
The capacitance between 2,273 increases on the one hand and decreases on the other hand. Therefore, the drain current increases on one side and decreases on the other side. In this way, the present semiconductor acceleration sensor can detect a two-dimensional acceleration by increasing or decreasing two current amounts.

【0146】又、可動上部ゲート電極249の下方での
P型シリコン基板243には、下部電極274が延設さ
れている。この下部電極274には拡散電極275が接
続され、拡散電極275はコンタクトホール276を介
してアルミ配線277と接続されている。
A lower electrode 274 extends from the P-type silicon substrate 243 below the movable upper gate electrode 249. Diffusion electrode 275 is connected to lower electrode 274, and diffusion electrode 275 is connected to aluminum wiring 277 via contact hole 276.

【0147】そして、この下部電極274は可動上部ゲ
ート電極249と等電位として静電気力の発生を抑え
る。 (第17実施例)次に、第17実施例を第16実施例と
の相違点を中心に説明する。
The lower electrode 274 has the same potential as the movable upper gate electrode 249 to suppress the generation of electrostatic force. (Seventeenth Embodiment) Next, a seventeenth embodiment will be described focusing on differences from the sixteenth embodiment.

【0148】図65は本実施例の半導体加速度センサの
平面図を示す。本実施例では可動上部ゲート電極249
の下方でのP型シリコン基板243における下部ゲート
電極272,273の両側部には、下部電極278,2
79が形成されている。この下部電極278,279に
は拡散電極280,281が接続され、拡散電極28
0,281はコンタクトホール282,283を介して
アルミ配線284,285と接続されている。
FIG. 65 is a plan view of the semiconductor acceleration sensor of this embodiment. In this embodiment, the movable upper gate electrode 249
The lower electrodes 278, 2 are provided on both sides of the lower gate electrodes 272, 273 in the P-type silicon substrate 243 below the lower electrode.
79 are formed. Diffusion electrodes 280 and 281 are connected to the lower electrodes 278 and 279, respectively.
0, 281 are connected to aluminum wirings 284, 285 via contact holes 282, 283.

【0149】そして、この下部電極278,279は可
動上部ゲート電極249と等電位として静電気力の発生
を抑える。尚、この発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、例えば、各半導体加速度センサはP型基板
について説明してきたが、N型基板では拡散層の不純物
をP型にすればよい。又、半導体加速度センサおよび検
出用のMOSFETの製造工程の説明は簡略化されてお
り、また工程全体の性質を不明瞭にしないよう説明でい
くつかの段階(例えば、素子分離工程)が省略されてい
ることは明白である。
The lower electrodes 278 and 279 have the same potential as the movable upper gate electrode 249 to suppress the generation of electrostatic force. The present invention is not limited to the above embodiments. For example, each semiconductor acceleration sensor has been described for a P-type substrate. However, for an N-type substrate, the impurity of the diffusion layer may be P-type. Further, the description of the manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor and the MOSFET for detection is simplified, and some steps (for example, an element isolation process) are omitted in the description so as not to obscure the properties of the entire process. It is clear that there is.

【0150】又、梁は、両持ち梁でも片持ち梁でもよ
い。又、図18に示した第3実施例では梁の本数を2本
で示したが、可動部のバランス等を維持するためにそれ
以上の本数でもよい。
The beam may be a doubly supported beam or a cantilever beam. Further, in the third embodiment shown in FIG. 18, the number of beams is shown as two. However, more beams may be used in order to maintain the balance of the movable part.

【0151】[0151]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
少ない基板数からなる新規な半導体加速度センサ及びそ
の製造方法を提供することができる優れた効果を発揮す
る。
As described in detail above, according to the present invention,
An excellent effect of providing a novel semiconductor acceleration sensor having a small number of substrates and a method of manufacturing the same is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施例の半導体加速度センサの平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a first embodiment.

【図2】図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】図1のB−B断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;

【図4】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図5】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図6】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図7】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図8】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 8 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図9】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図で
ある。
FIG. 9 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図10】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 10 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図11】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 11 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図12】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 12 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図13】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 13 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図14】第2実施例の半導体加速度センサの平面図で
ある。
FIG. 14 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a second embodiment.

【図15】図14のC−C断面図である。FIG. 15 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 14;

【図16】図14のD−D断面図である。FIG. 16 is a sectional view taken along line DD of FIG. 14;

【図17】図14のE−E断面図である。FIG. 17 is a sectional view taken along line EE of FIG. 14;

【図18】第3実施例の半導体加速度センサの平面図で
ある。
FIG. 18 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a third embodiment.

【図19】図18のF−F断面図である。FIG. 19 is a sectional view taken along line FF of FIG. 18;

【図20】第4実施例の半導体加速度センサの断面図で
ある。
FIG. 20 is a sectional view of a semiconductor acceleration sensor according to a fourth embodiment.

【図21】第4実施例の応用例を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing an application example of the fourth embodiment.

【図22】第6実施例の半導体加速度センサの断面図で
ある。
FIG. 22 is a sectional view of a semiconductor acceleration sensor according to a sixth embodiment.

【図23】第7実施例の半導体加速度センサの平面図で
ある。
FIG. 23 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a seventh embodiment.

【図24】図23のG−G断面図である。24 is a sectional view taken along line GG of FIG. 23.

【図25】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 25 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図26】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 26 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図27】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 27 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図28】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 28 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図29】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 29 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図30】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 30 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図31】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図32】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 32 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図33】半導体加速度センサの製造工程を示す断面図
である。
FIG. 33 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor acceleration sensor.

【図34】半導体加速度センサの一部拡大図である。FIG. 34 is a partially enlarged view of the semiconductor acceleration sensor.

【図35】半導体加速度センサの動作を説明するための
平面図である。
FIG. 35 is a plan view for explaining the operation of the semiconductor acceleration sensor.

【図36】半導体加速度センサの動作を説明するための
平面図である。
FIG. 36 is a plan view for explaining the operation of the semiconductor acceleration sensor.

【図37】半導体加速度センサの平面図である。FIG. 37 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor.

【図38】第8実施例の半導体加速度センサの平面図で
ある。
FIG. 38 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to an eighth embodiment.

【図39】図38のH−H断面図である。FIG. 39 is a sectional view taken along line HH of FIG. 38;

【図40】第9実施例の半導体加速度センサの平面図で
ある。
FIG. 40 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a ninth embodiment.

【図41】図40のI−I断面図である。FIG. 41 is a sectional view taken along the line II of FIG. 40;

【図42】図40のJ−J断面図である。FIG. 42 is a sectional view taken along the line JJ of FIG. 40;

【図43】半導体加速度センサの動作を説明するための
平面図である。
FIG. 43 is a plan view for explaining the operation of the semiconductor acceleration sensor.

【図44】第10実施例の半導体加速度センサの平面図
である。
FIG. 44 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a tenth embodiment.

【図45】図44のK−K断面図である。FIG. 45 is a sectional view taken along line KK of FIG. 44.

【図46】図44のL−L断面図である。FIG. 46 is a sectional view taken along line LL of FIG. 44;

【図47】図44のM−M断面図である。FIG. 47 is a sectional view taken along line MM of FIG. 44;

【図48】第11実施例の半導体加速度センサの平面図
である。
FIG. 48 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to an eleventh embodiment.

【図49】図48のN−N断面図である。FIG. 49 is a sectional view taken along line NN of FIG. 48;

【図50】図48のO−O断面図である。FIG. 50 is a sectional view taken along line OO of FIG. 48;

【図51】図48のP−P断面図である。FIG. 51 is a sectional view taken along line PP of FIG. 48;

【図52】第12実施例の半導体加速度センサの平面図
である。
FIG. 52 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a twelfth embodiment.

【図53】図52のQ−Q断面図である。FIG. 53 is a sectional view taken along line QQ of FIG. 52;

【図54】第13実施例の半導体加速度センサの平面図
である。
FIG. 54 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a thirteenth embodiment.

【図55】図54のR−R断面図である。FIG. 55 is a sectional view taken along line RR of FIG. 54;

【図56】第14実施例の半導体加速度センサの平面図
である。
FIG. 56 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a fourteenth embodiment.

【図57】図56のS−S断面図である。FIG. 57 is a sectional view taken along the line SS in FIG. 56.

【図58】図56のT−T断面図である。FIG. 58 is a sectional view taken along line TT of FIG. 56;

【図59】図56のU−U断面図である。FIG. 59 is a U-U sectional view of FIG. 56.

【図60】第15実施例の半導体加速度センサの平面図
である。
FIG. 60 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a fifteenth embodiment.

【図61】図60のV−V断面図である。61 is a sectional view taken along line VV of FIG. 60.

【図62】図60のW−W断面図である。FIG. 62 is a sectional view taken along line WW of FIG. 60.

【図63】第16実施例の半導体加速度センサの平面図
である。
FIG. 63 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a sixteenth embodiment.

【図64】図63のX−X断面図である。FIG. 64 is a sectional view taken along line XX of FIG. 63;

【図65】第17実施例の半導体加速度センサの平面図
である。
FIG. 65 is a plan view of a semiconductor acceleration sensor according to a seventeenth embodiment.

【図66】従来技術による半導体加速度センサを示す断
面図である。
FIG. 66 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor acceleration sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板としてのP型シリコン基板、4…可動電
極、8…固定電極、9…固定電極、17…半導体基板と
してのP型シリコン基板、22…犠牲層としての絶縁
膜、24…可動電極、31…固定電極、32…固定電
極、98…下部電極、117…半導体基板としてのP型
シリコン基板、121…可動電極、157…電極部、1
58…電極部、166…凹部、167…凹部、192…
ゲート電極部、193…ゲート電極部、194…ゲート
電極部、195…ゲート電極部、209…可動電極、2
11…固定電極、212…固定電極、213…固定電
極、214…固定電極、215…固定電極、216…固
定電極、217…固定電極、218…固定電極、243
…半導体基板としてのP型シリコン基板、244…ゲー
ト酸化膜、245…下部ゲート電極、249…可動上部
ゲート電極、253…固定電極、254…固定電極、2
60…下部電極、261…下部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P-type silicon substrate as a semiconductor substrate, 4 ... movable electrode, 8 ... fixed electrode, 9 ... fixed electrode, 17 ... P-type silicon substrate as a semiconductor substrate, 22 ... insulating film as a sacrificial layer, 24 ... movable electrode Reference numeral 31, 31 fixed electrode, 32 fixed electrode, 98 lower electrode, 117 P-type silicon substrate as a semiconductor substrate, 121 movable electrode, 157 electrode part, 1
58 ... electrode part, 166 ... recess, 167 ... recess, 192 ...
Gate electrode portion, 193: gate electrode portion, 194: gate electrode portion, 195: gate electrode portion, 209: movable electrode, 2
11 fixed electrode, 212 fixed electrode, 213 fixed electrode, 214 fixed electrode, 215 fixed electrode, 216 fixed electrode, 217 fixed electrode, 218 fixed electrode, 243
... P-type silicon substrate as a semiconductor substrate, 244 ... gate oxide film, 245 ... lower gate electrode, 249 ... movable upper gate electrode, 253 ... fixed electrode, 254 ... fixed electrode, 2
60 lower electrode, 261 lower electrode

フロントページの続き (72)発明者 服部 正 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装 株式会社 内 (72)発明者 山本 敏雅 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装 株式会社 内 (72)発明者 加納 一彦 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装 株式会社 内 (72)発明者 池田 裕胤 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装 株式会社 内 (56)参考文献 特開 平4−278464(JP,A) 特開 平4−25764(JP,A) 特開 昭59−74682(JP,A) 特公 昭48−14877(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/84 G01P 15/125 Continuation of the front page (72) Inventor Tadashi Hattori 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi, Japan Denso Co., Ltd. (72) Inventor Toshimasa Yamamoto 1-1-1, Showa-cho, Kariya, Aichi, Japan 72) Inventor Kazuhiko Kano 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture, Japan Nippon Denso Co., Ltd. JP-A-4-278464 (JP, A) JP-A-4-25764 (JP, A) JP-A-59-74682 (JP, A) JP-B-48-14877 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) H01L 29/84 G01P 15/125

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板の上方に所定の間隔を隔てて配置された
梁構造の可動電極と、 前記半導体基板における前記可動電極の両側に形成され
た不純物拡散層よりなる固定電極とを備え、加速度の作
用に伴う前記可動電極の変位によって生じる前記固定電
極間の電流の変化で加速度を検出するようにし、 前記半導体基板に水平方向に加速度が加わった際には、
両固定電極間での反転層領域の面積が変化したことによ
り電流が変化して加速度を検出することを特徴とする半
導体加速度センサ。
1. A fixed structure comprising: a semiconductor substrate; a movable electrode having a beam structure disposed at a predetermined distance above the semiconductor substrate; and an impurity diffusion layer formed on both sides of the movable electrode in the semiconductor substrate. And an electrode, wherein the acceleration is detected by a change in current between the fixed electrodes caused by the displacement of the movable electrode accompanying the action of acceleration, and when acceleration is applied to the semiconductor substrate in a horizontal direction,
A semiconductor acceleration sensor wherein the acceleration is detected by changing the current when the area of the inversion layer region between the fixed electrodes changes.
【請求項2】 半導体基板と、 前記半導体基板の上方に所定の間隔を隔てて配置された
梁構造の可動電極と、 前記半導体基板における前記可動電極の両側に形成され
た不純物拡散層よりなる固定電極とを備え、加速度の作
用に伴う前記可動電極の変位によって生じる前記固定電
極間の電流の変化で加速度を検出するようにし、 前記半導体基板は、可動電極と対向した部分での少なく
とも固定電極のない領域において前記可動電極と等電位
である下部電極を有することを特徴とする半導体加速度
センサ。
2. A fixed structure comprising: a semiconductor substrate; a movable electrode having a beam structure disposed at a predetermined interval above the semiconductor substrate; and an impurity diffusion layer formed on both sides of the movable electrode in the semiconductor substrate. And an electrode, wherein the acceleration is detected by a change in current between the fixed electrodes caused by the displacement of the movable electrode accompanying the action of acceleration, the semiconductor substrate, at least the fixed electrode of the portion facing the movable electrode A semiconductor acceleration sensor having a lower electrode having the same potential as that of the movable electrode in an area where no movable electrode exists.
【請求項3】 前記半導体基板上に絶縁膜を有するもの
である請求項2に記載の半導体加速度センサ。
3. The semiconductor acceleration sensor according to claim 2, further comprising an insulating film on said semiconductor substrate.
【請求項4】 半導体基板と、 前記半導体基板の上方に所定の間隔を隔てて配置された
梁構造の可動電極と、 前記半導体基板における前記可動電極の両側に形成され
た不純物拡散層よりなる固定電極とを備え、加速度の作
用に伴う前記可動電極の変位によって生じる前記固定電
極間の電流の変化で加速度を検出するようにし、 前記可動電極は、半導体基板に対し水平2軸方向に可動
であるとともに、両固定電極間の上方に位置する部分が
一方の固定電極から他方の固定電極にかけて斜状に形成
したものであり、かつ、それが相反する方向に一対ある
ことを特徴とする半導体加速度センサ。
4. A fixed structure comprising: a semiconductor substrate; a movable electrode having a beam structure disposed at a predetermined distance above the semiconductor substrate; and an impurity diffusion layer formed on both sides of the movable electrode in the semiconductor substrate. And an electrode, wherein acceleration is detected by a change in current between the fixed electrodes caused by displacement of the movable electrode accompanying the action of acceleration, wherein the movable electrode is movable in two horizontal axis directions with respect to the semiconductor substrate. A semiconductor acceleration sensor characterized in that a portion located above the two fixed electrodes is formed obliquely from one fixed electrode to the other fixed electrode, and that there is a pair in the opposite direction. .
【請求項5】 半導体基板と、 前記半導体基板の上方に所定の間隔を隔てて配置された
梁構造の可動電極と、 前記半導体基板における前記可動電極の両側に形成され
た不純物拡散層よりなる固定電極とを備え、加速度の作
用に伴う前記可動電極の変位によって生じる前記固定電
極間の電流の変化で加速度を検出するようにし、 前記可動電極は、三次元的に可動であり、かつ、互いに
直交する方向に突出する4つの電極部を有し、前記固定
電極は、当該電極部に対応して配置されていることを特
徴とする半導体加速度センサ。
5. A fixed structure comprising: a semiconductor substrate; a movable electrode having a beam structure disposed at a predetermined interval above the semiconductor substrate; and an impurity diffusion layer formed on both sides of the movable electrode in the semiconductor substrate. And an electrode, wherein the acceleration is detected by a change in current between the fixed electrodes caused by displacement of the movable electrode due to the action of acceleration. The movable electrodes are three-dimensionally movable, and are orthogonal to each other. A semiconductor acceleration sensor having four electrode portions protruding in a direction in which the fixed electrodes are arranged, the fixed electrodes being arranged corresponding to the electrode portions.
【請求項6】 半導体基板と、 前記半導体基板上に配置されたゲート酸化膜と、 前記ゲート酸化膜上に配置された下部ゲート電極と、 前記半導体基板における前記下部ゲート電極の両側に下
部ゲート電極に対し自己整合的に形成された不純物拡散
層よりなる固定電極と、 前記半導体基板の上方に前記下部ゲート電極と所定の間
隔を隔てて配置された梁構造の可動上部ゲート電極と、 前記半導体基板における前記可動上部ゲート電極と対向
した部分であって、前記下部ゲート電極が形成されてい
ない領域に配置され、前記可動上部ゲート電極と等電位
である下部電極とを備え、加速度の作用に伴う前記可動
上部ゲート電極の変位によって生じる前記固定電極間の
電流の変化で加速度を検出するようにしたことを特徴と
する半導体加速度センサ。
6. A semiconductor substrate, a gate oxide film disposed on the semiconductor substrate, a lower gate electrode disposed on the gate oxide film, and lower gate electrodes on both sides of the lower gate electrode in the semiconductor substrate. A fixed electrode made of an impurity diffusion layer formed in a self-aligned manner with respect to a movable upper gate electrode having a beam structure disposed above the semiconductor substrate at a predetermined distance from the lower gate electrode; A portion facing the movable upper gate electrode in the above, disposed in a region where the lower gate electrode is not formed, comprising a lower electrode having the same potential as the movable upper gate electrode, the above-mentioned accompanying the action of acceleration A semiconductor acceleration sensor wherein acceleration is detected by a change in current between the fixed electrodes caused by displacement of a movable upper gate electrode.
JP23052093A 1992-11-16 1993-09-16 Semiconductor acceleration sensor Expired - Lifetime JP3326905B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23052093A JP3326905B2 (en) 1992-11-16 1993-09-16 Semiconductor acceleration sensor
US08/152,505 US5504356A (en) 1992-11-16 1993-11-16 Semiconductor accelerometer
DE4339190A DE4339190B4 (en) 1992-11-16 1993-11-16 Semiconductor accelerometer

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30570892 1992-11-16
JP4-305708 1992-11-16
JP23052093A JP3326905B2 (en) 1992-11-16 1993-09-16 Semiconductor acceleration sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06204502A JPH06204502A (en) 1994-07-22
JP3326905B2 true JP3326905B2 (en) 2002-09-24

Family

ID=26529389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23052093A Expired - Lifetime JP3326905B2 (en) 1992-11-16 1993-09-16 Semiconductor acceleration sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3326905B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3385688B2 (en) * 1993-12-13 2003-03-10 株式会社デンソー Semiconductor yaw rate sensor and method of manufacturing the same
JP3496347B2 (en) * 1995-07-13 2004-02-09 株式会社デンソー Semiconductor device and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06204502A (en) 1994-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5504356A (en) Semiconductor accelerometer
JP3385688B2 (en) Semiconductor yaw rate sensor and method of manufacturing the same
US5148604A (en) Micromechanical tilt sensor
US5914520A (en) Micromechanical sensor device
US5572057A (en) Semiconductor acceleration sensor with movable electrode
JP3367113B2 (en) Acceleration sensor
US5576250A (en) Process for the production of accelerometers using silicon on insulator technology
US4906586A (en) Suspended gate field effect semiconductor pressure transducer device
US5619050A (en) Semiconductor acceleration sensor with beam structure
US5503017A (en) Semiconductor acceleration sensor
US6133059A (en) Integrated micromechanical sensor device and process for producing it
US5103279A (en) Field effect transistor with acceleration dependent gain
JP3555214B2 (en) Semiconductor acceleration sensor
JP2003172745A (en) Semiconductor acceleration sensor
JP3326905B2 (en) Semiconductor acceleration sensor
JP3331648B2 (en) Semiconductor acceleration sensor
JP4771329B2 (en) Capacitive sensor and manufacturing method thereof
JPH10132848A (en) Semiconductor acceleration sensor
JP3633555B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
JP2000108099A (en) Micromachine sensor for measuring displacement
JP2004347499A (en) Semiconductor dynamical quantity sensor
JP3385759B2 (en) Semiconductor yaw rate sensor and method of manufacturing the same
US7155977B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
US5903038A (en) Semiconductor sensing device and method for fabricating the same
JPH06196721A (en) Semiconductor accelerometer and manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110712

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120712

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120712

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130712

Year of fee payment: 11