JP4998401B2 - Acceleration sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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本発明は、加速度センサとその製造方法に係り、特に過度な加速度が加わっても破壊が防止される加速度センサとその製造方法に関する。 The present invention relates to an acceleration sensor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an acceleration sensor and a method for manufacturing the same that can prevent destruction even when excessive acceleration is applied.
近年、MEMS(Micro Electromechanical Systems)技術を用いた小型のセンサの開発が進んでおり、加速度を検出するセンサを携帯電話やゲーム機等の種々の用途に使用したり、また、応用の検討がなされている。このような加速度センサは、例えば、シリコン層/酸化シリコン層/シリコン層の3層構造を有するSOI(Silicon On Insulator)ウェーハを用いて作製される。このタイプのセンサとしては、図10、図11に示すように、シリコン層52a/酸化シリコン層52b/シリコン層52cの3層構造を有するSOIウェーハ52を刳り貫くように形成された開口部54を有するフレーム53と、このフレーム53に複数の梁56を介して支持され、外力が作用したときに変位可能な錘55を備えている。この錘55は、複数の梁56に支持された基部55Aと、この基部55Aから十字型の梁56の間方向に突出している4個の突出部55Bからなっている。そして、梁56にはピエゾ抵抗素子57が配されており、錘55に外力(加速度)が加わって変位が生じると、ピエゾ抵抗素子57が梁56の撓みによる抵抗変化を検出して加速度を測定するものである。
In recent years, development of small sensors using MEMS (Micro Electromechanical Systems) technology has been progressing, and sensors for detecting acceleration are used for various applications such as mobile phones and game machines, and applications have been studied. ing. Such an acceleration sensor is manufactured using, for example, an SOI (Silicon On Insulator) wafer having a three-layer structure of silicon layer / silicon oxide layer / silicon layer. As shown in FIGS. 10 and 11, this type of sensor includes an
このような加速度センサでは、過度な加速度が加わると、錘55が大きく変位して梁56に破損が生じることがある。このため、図10、図12に示すようなストッパ部59(図10では斜線を付して示す)が4ヶ所の開口部54に設けられ、過度な加速度が錘55に加わったときに、突出部55Bがストッパ部59に接触して過大な変位が阻止され、梁56の損傷が防止されるように構成されている。このようなストッパ部59はシリコン層52aからなり、酸化シリコン層52bをエッチングにより除去して、シリコン層52cからなる錘55の突出部55Bと分離する必要がある。そして、この酸化シリコン層52bのエッチング除去を容易とするために、エッチングの薬液流入用の複数の小開口を備えたストッパ部(特許文献1)、フレーム53から開口部54に斜めに架設された棒状のストッパ部(特許文献2)等が提案されている。
しかしながら、酸化シリコン層52bのエッチング除去の容易性を求めた従来のストッパ部は、エッチング液と酸化シリコン層52bとの接触を高めるために複数の小開口が設けられたり、棒状とされているため、強度が不十分であり、錘55の過大な変位を防止するという本来の機能が損なわれるという問題があった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、十分な強度を具備したストッパ部を有し、過度な加速度が加わっても破壊が防止される加速度センサと、このような加速度センサを簡便に製造するための製造方法を提供することを目的とする。
However, the conventional stopper portion, which has sought to facilitate etching removal of the
The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes an acceleration sensor that has a stopper portion having sufficient strength and prevents destruction even when excessive acceleration is applied. It aims at providing the manufacturing method for manufacturing a sensor simply.
このような目的を達成するために、本発明の加速度センサは、シリコン層(活性層シリコン)/酸化シリコン層/シリコン層(基板シリコン)の3層構造を有するSOI(Silicon On Insulator)基板からなる枠部と、前記シリコン層(活性層シリコン)からなり、前記枠部の各辺から内側方向に突出する4本の梁と、該梁により支持される錘接合部と、前記シリコン層(基板シリコン)からなり、前記錘接合部に前記酸化シリコン層を介して接合された基部と、前記4本の梁と枠部で囲まれた4箇所の窓部へ前記基部から突出した4個の突出部と、各突出部から突出するとともに前記突出部の前記シリコン層(活性層シリコン)側の平面と段差を有する係合用凸部とで構成される錘と、前記シリコン層(活性層シリコン)からなり、前記枠部の角部を挟む2辺に架設された板状の4個のストッパ部と、を少なくとも備え、前記係合用凸部は先端側が前記ストッパ部下方に突出し、係合用凸部の頂部とストッパ部との間に所定の間隙が設けられているような構成とした。 In order to achieve such an object, the acceleration sensor of the present invention comprises an SOI (Silicon On Insulator) substrate having a three-layer structure of silicon layer (active layer silicon) / silicon oxide layer / silicon layer (substrate silicon). The frame portion is made of the silicon layer (active layer silicon), protrudes inward from each side of the frame portion, a weight joint supported by the beam, and the silicon layer (substrate silicon). 4 bases joined to the weight joints via the silicon oxide layer, and four projecting parts projecting from the base parts to the four window parts surrounded by the four beams and the frame part And a weight composed of a protrusion projecting from each projecting portion and having a step on the silicon layer (active layer silicon) side of the projecting portion and an engaging convex portion having a step, and the silicon layer (active layer silicon). , Corner of the frame At least four plate-like stopper portions erected on two sides of the engaging projection, and the engaging convex portion protrudes downward from the stopper portion between the top portion of the engaging convex portion and the stopper portion. The configuration is such that a predetermined gap is provided.
本発明の他の態様として、前記ストッパ部は、前記枠部の角部を一点とした三角形状であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記係合用凸部の頂部と前記ストッパ部との間隙は、5〜30μmの範囲内にあるような構成とした。
As another aspect of the present invention, the stopper portion has a triangular shape with a corner portion of the frame portion as one point.
As another aspect of the present invention, the gap between the top of the engaging projection and the stopper is in the range of 5 to 30 μm.
また、本発明の加速度センサの製造方法は、シリコン層(活性層シリコン)/酸化シリコン層/シリコン層(基板シリコン)の3層構造を有するSOI(Silicon On Insulator)基板のシリコン層(活性層シリコン)に、枠部と、該枠部の各辺から内側方向に突出する4本の梁と、該梁により支持される錘接合部と、前記枠部の角部を挟む2辺に架設された4個のストッパ部とを形成する工程と、前記シリコン層(基板シリコン)に、枠部と、該枠部の内側に非接触に位置する錘であって、前記錘接合部に前記酸化シリコン層を介して接合保持される基部と、前記4本の梁と枠部で囲まれた4箇所の窓部へ前記基部から突出した4個の突出部と、該突出部から突出するとともに前記ストッパ部の下方に先端部が非接触で達する係合用凸部と、からなる錘を形成する工程と、露出している酸化シリコン層を除去する工程と、を少なくともを有し、前記シリコン層(基板シリコン)に前記枠部と前記錘とを形成する工程では、前記酸化シリコン層が露出し、さらに、前記酸化シリコンに接触する前記係合用凸部にサイドエッチングが生じて前記係合用凸部の頂部が前記酸化シリコンから分離した状態となるまで、前記シリコン層(基板シリコン)側からマスクパターンを介してRIE(Reactive Ion Etching)法によるドライエッチングによって開口部を穿設するような構成とした。 The acceleration sensor manufacturing method of the present invention also includes a silicon layer (active layer silicon) of an SOI (Silicon On Insulator) substrate having a three-layer structure of silicon layer (active layer silicon) / silicon oxide layer / silicon layer (substrate silicon). ), A frame, four beams projecting inward from each side of the frame, a weight joint supported by the beam, and two sides sandwiching a corner of the frame A step of forming four stopper portions; a frame portion on the silicon layer (substrate silicon); and a weight positioned in a non-contact manner inside the frame portion, wherein the silicon oxide layer is formed on the weight joint portion. A base part joined and held via the four beams, four projecting parts projecting from the base part to the four window parts surrounded by the four beams and the frame part, and projecting from the projecting part and the stopper part And an engaging convex part that reaches the tip part in a non-contact manner. The step of forming a weight and the step of removing the exposed silicon oxide layer, and the step of forming the frame portion and the weight on the silicon layer (substrate silicon) includes the step of forming the silicon oxide The silicon layer (substrate silicon) is exposed until a layer is exposed and side etching occurs on the engaging protrusions that are in contact with the silicon oxide, so that the top of the engaging protrusions is separated from the silicon oxide. An opening was formed from the side by dry etching by RIE (Reactive Ion Etching) method through a mask pattern.
このような本発明の加速度センサは、過度な加速度が錘に加わったときに、係合用凸部がストッパ部に接触して過大な変位が阻止されるとともに、ストッパ部が枠部の角部を挟む2辺に架設された板状であるため、強度が十分に高く、これにより、過度な加速度が加わっても梁の損傷等の破壊が確実に防止され、信頼性の高い加速度センサである。
また、本発明の加速度センサの製造方法は、シリコン層(基板シリコン)に枠部と錘とを形成する工程において、4個の突出部から突出するとともにストッパ部の酸化シリコン層の下方に先端部が非接触で達する係合用凸部をRIE法で形成し、かつ、形成されたストッパ部は枠部の角部を挟む2辺に架設された板状であるため強度が高く、これにより、過度な加速度が加わっても梁の損傷等の破壊が防止された信頼性の高い加速度センサを製造することができる。
In such an acceleration sensor of the present invention, when excessive acceleration is applied to the weight, the engaging convex portion comes into contact with the stopper portion to prevent excessive displacement, and the stopper portion prevents the corner portion of the frame portion. Since it is a plate-like shape installed on the two sides, the strength is sufficiently high, so that even if excessive acceleration is applied, damage such as damage to the beam is surely prevented, and the acceleration sensor is highly reliable.
Further, the acceleration sensor manufacturing method of the present invention is such that, in the step of forming the frame portion and the weight on the silicon layer (substrate silicon), the tip portion protrudes from the four protrusion portions and below the silicon oxide layer of the stopper portion. Is formed by the RIE method, and the formed stopper portion is a plate-like structure that is installed on two sides sandwiching the corner of the frame portion. Therefore, it is possible to manufacture a highly reliable acceleration sensor in which destruction such as damage to a beam is prevented even when a high acceleration is applied.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[加速度センサ]
図1は、本発明の加速度センサの一実施形態を示す平面図であり、図2は図1に示される加速度センサのI−I線における断面図、図3は図1に示される加速度センサのII−II線における断面図である。図1〜図3において、加速度センサ1は、センサ本体2と、このセンサ本体2に接合された支持基板3とを有している。センサ本体2は、酸化シリコン層13をシリコン層12(活性層シリコン)とシリコン層14(基板シリコン)で挟持した3層構造を有するSOI(Silicon On Insulator)基板11からなる。尚、本発明の加速度センサは、センサ本体2からなり、支持基板3を備えていないものであってもよく、この場合、パッケージ用基板に直接搭載してもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Acceleration sensor]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the acceleration sensor of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the acceleration sensor shown in FIG. It is sectional drawing in the II-II line. 1 to 3, the
図1〜図3に示されるように、センサ本体2を構成するシリコン層12(活性層シリコン)は、錘接合部21と、この錘接合部21を支持するための4本の梁22と、枠部23と、各梁22と枠部23で囲まれた4箇所の窓部24とを備えている。また、4本の梁22には、ピエゾ抵抗素子31が配設されている。すなわち、X軸方向の外力を検出する4個のピエゾ抵抗素子31xと、Y軸方向の外力を検出する4個のピエゾ抵抗素子31yと、Z軸方向の外力を検出する4個のピエゾ抵抗素子31zが配設されている。
また、センサ本体2を構成するシリコン層12(活性層シリコン)は、枠部23の4箇所の角部に、この角部を挟む2辺に架設された板状のストッパ部29(図1では斜線を付して示している)を備えている。図示例では、ストッパ部29は枠部23の角部を一点とした三角形状であり、小開口等が存在しない板状をなしている。
また、センサ本体2を構成するシリコン層14(基板シリコン)は、錘25と、この錘25の周囲に開口部27を介して位置する枠部26とを備えている。錘25は、その厚みが枠部26よりも薄いものであり、基部25Aと、この基部25Aから十字型の梁22の間(窓部24)方向に突出している4個の突出部25Bからなる。そして、錘25の基部25Aは、酸化シリコン層13を介してシリコン層12(活性層シリコン)の錘接合部21に接合されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the silicon layer 12 (active layer silicon) constituting the
In addition, the silicon layer 12 (active layer silicon) constituting the sensor
Further, the silicon layer 14 (substrate silicon) constituting the
図4は図1に示される加速度センサ1を構成する錘25の平面図であり、図5は錘25を構成する突出部25Bの部分斜視図である。図1、図3〜図5に示されるように、各突出部25Bは、枠部23の角部に対向するとともに、ストッパ部29の先端部29aがなす形状に沿った形状である壁面25bを有している。そして、この壁面25bから枠部23の角部方向に突出する係合用凸部28を備えている。この係合用凸部28は、その先端部28aがストッパ部29下方に突出し、かつ、その頂部28bが突出部25Bのシリコン層12(活性層シリコン)側の平面25b′と段差を有している。したがって、係合用凸部28の頂部28bとストッパ部29との間に所定の間隙が設けられている。
4 is a plan view of the
係合用凸部28の先端部28aがストッパ部29下方に入り込む長さL、係合用凸部28の幅W(図1参照)は、過度な加速度が錘25に加わったときに、係合用凸部28がストッパ部29に接触する面積を規定するものであり、係合用凸部28の強度等を考慮して適宜設定することができ、例えば、長さLは20〜60μm程度、幅Wは20〜60μm程度とすることができる。また、係合用凸部28の頂部28bとストッパ部29との間の間隙G(図3参照)は、外力(加速度)が錘25に加わったときの変位の許容量を規定するものであり、梁22の強度等を考慮して適宜設定することができ、例えば、5〜30μm程度とすることができる。この間隙Gが5μm未満であると、十分な測定レンジが確保できず、また、30μmを超えると、錘25の上方(ストッパ部29方向)への変位が大きくなりすぎ、梁22の破損を招くおそれがある。
The length L at which the
上述のような加速度センサ1は、4本の梁22で支持された錘25に、X軸、Y軸、あるいは、Z軸(図1参照)方向に外力が作用すると、錘25に変位が生じる。この変位により、梁22に撓みが生じて、錘25に作用した外力がピエゾ素子31により検出される。そして、過度な加速度が錘25に加わったときに、係合用凸部28がストッパ部29に接触して過大な変位が阻止される。このストッパ部29は、枠部23の角部を挟む2辺に架設された板状であるため、強度が十分に高いものである。したがって、本発明の加速度センサ1は、過度な加速度が加わっても梁の損傷等の破壊が確実に防止され、信頼性の高いものである。
上述の係合用凸部28は、その断面形状が長方形であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図6に例示したような種々の態様とすることができる。すなわち、係合用凸部28の形状は、その断面が台形状(図6(A))、半円形状(図6(B))であってもよい。また、突出部25Bの壁面25bに複数個(図示例では2個)の係合用凸部28を備えたもの(図6(C))とすることもできる。
In the
The engaging
また、上述のストッパ部29は、枠部23の角部を一点とした三角形状であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図7に例示したような種々の形状とすることができる。すなわち、ストッパ部29の先端部29aが弧をなすような形状(図7(A))、ストッパ部29の先端部29aが山形に突出するような形状(図7(B))であってもよい。また、ストッパ部29が枠部23と接続する部分をラウンド形状(図7(C))とし、応力集中によるストッパ部29の破損の更なる防止効果を図ってもよい。
上述の加速度センサの実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
Further, the
The above-described embodiment of the acceleration sensor is an exemplification, and the present invention is not limited to this.
[加速度センサの製造方法]
図8は、本発明の加速度センサの製造方法の一例を示す工程図であり、上述の加速度センサ1の製造を例としたものである。尚、図8は、図3に示した断面形状に相当する部位を示している。
本発明では、シリコン層12(活性層シリコン)、酸化シリコン層13、シリコン層14(基板シリコン)の3層構造を有するSOI(Silicon On Insulator)ウェーハ11′に多面付けで加工を行うことができる。図8において、まず、各面付け毎に、錘接合部21、梁22、枠部23、ストッパ部29を形成するための溝部16をシリコン層12(活性層シリコン)に形成し、また、錘25の厚みを設定するための凹部17をシリコン層14(基板シリコン)に形成する(図8(A))。この溝部16、凹部17の形成は、例えば、マスクパターンを介して、シリコンの深堀エッチング手法であるRIE(Reactive Ion Etching)法により行うことができる。このRIE法としては、ICP(Inductive Coupled Plasma)方式、CCP(Capacitively Coupled Plasma)方式、ECP(Electron Coupled Plasma)方式、SWP(Surface Wave Plasma)方式、HWP(Helicon Wave Plasma)方式等を用いることができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により溝部16、凹部17を形成することもできる。
[Method of manufacturing acceleration sensor]
FIG. 8 is a process diagram illustrating an example of a method for manufacturing an acceleration sensor according to the present invention, and illustrates an example of manufacturing the
In the present invention, an SOI (Silicon On Insulator)
次に、各面付け毎に、SOIウェーハ11′のシリコン層14(基板シリコン)側(凹部17側)からマスクパターン31を介して酸化シリコン層13が露出するまで開口部27を穿設して錘25(基部25A、突出部25B、係合用凸部28)と枠部26を形成する(図8(B))。開口部27の穿設による枠部26と錘25の形成は、RIE法によりマスクパターン31を介して行うことができる。そして、この工程では、係合用凸部28の先端部28aが、ストッパ部29の酸化シリコン層13の下方に非接触で達するように係合用凸部28が形成される。このような加工は、以下のように行うことができる。まず、シリコン層(基板シリコン)14側からマスクパターン31を介して酸化シリコン層13が露出するまでRIE法によりドライエッチングを行う。その後、さらに、RIE法によりドライエッチングを継続すると、図9(A)に示すように、酸化シリコン13に接触する係合用凸部28にサイドエッチングが生じる。このようなサイドエッチングが生じる原因は、プラスに帯電している酸化シリコン13と、エッチングガスのプラスイオンが反発すること、シリコン層(基板シリコン)14側からのドライエッチングが酸化シリコン13に到達すると、エッチングレートの違いからエッチングガスのプラスイオンが余剰になること、が考えられる。そして、係合用凸部28の頂部28bが酸化シリコン13から分離した状態、すなわち、係合用凸部28の頂部28bとストッパ部29の酸化シリコン層13との間に所望の間隙Gが形成されたところで(図9(B))、RIE法によるドライエッチングを終了する。
Next, for each imposition, an
次いで、溝部16と開口部27とに露出する酸化シリコン層13を除去する(図8(C))。これによりセンサ本体2が得られ、次いで、錘25と非接触となるようにシリコン層(基板シリコン)14の枠部26に支持基板3(図示せず)を接合することにより、加速度センサ1が得られる。酸化シリコン層13の除去は、例えば、反応性ガスによるドライエッチングにより行うことができる。
尚、マスクパターン31の形成方法には特に制限はなく、例えば、感光性レジストを用いてフォトリソグラフィーによる形成する方法、樹脂層や金属層を配設し、これにレーザ描画により直接パターニングする方法等を用いることができる。
このような本発明の製造方法は、シリコン層14(基板シリコン)に枠部26と錘25とを形成する工程において、4個の突出部25Bから突出するとともにストッパ部29の酸化シリコン層13の下方に先端部28aが非接触で達する係合用凸部28をRIE法で形成するので、ストッパ部29の構造を、酸化シリコン層のエッチング除去の容易性を求めた従来のストッパ部構造(複数の小開口を備えた構造、棒状構造)とする必要がなく、板状構造とすることができ、強度が格段に向上したものとなる。これにより、過度な加速度が加わっても梁の損傷等の破壊が防止された信頼性の高い加速度センサを製造することができる。
Next, the
In addition, there is no restriction | limiting in particular in the formation method of the
In the manufacturing method of the present invention, in the step of forming the
上述の加速度センサの製造方法の実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上述の実施形態では、ピエゾ抵抗型の加速度センサを例として説明したが、本発明は、静電容量型の加速度センサにおいても同様に適用可能である。
The above-described embodiment of the acceleration sensor manufacturing method is an exemplification, and the present invention is not limited to this.
In the above-described embodiment, the piezoresistive acceleration sensor has been described as an example. However, the present invention is also applicable to a capacitive acceleration sensor.
小型で高信頼性の加速度センサが要求される種々の分野において適用できる。 The present invention can be applied in various fields where a small and highly reliable acceleration sensor is required.
1…加速度センサ
2…センサ本体
3…支持基板
11…SOI基板
11′…SOIウェーハ
12…シリコン層(活性層シリコン)
13…酸化シリコン層
14…シリコン層(基板シリコン)
21…錘接合部
22…梁
23…枠部
24…窓部
25…錘
25A…錘の基部
25B…錘の突出部
26…枠部
27…開口部
28…係合用凸部
28a…係合用凸部の先端部
28b…係合用凸部の頂部
29…ストッパ部
31…マスクパターン
DESCRIPTION OF
13 ...
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シリコン層(活性層シリコン)からなり、前記枠部の各辺から内側方向に突出する4本の梁と、該梁により支持される錘接合部と、
前記シリコン層(基板シリコン)からなり、前記錘接合部に前記酸化シリコン層を介して接合された基部と、前記4本の梁と枠部で囲まれた4箇所の窓部へ前記基部から突出した4個の突出部と、各突出部から突出するとともに前記突出部の前記シリコン層(活性層シリコン)側の平面と段差を有する係合用凸部とで構成される錘と、
前記シリコン層(活性層シリコン)からなり、前記枠部の角部を挟む2辺に架設された板状の4個のストッパ部と、を少なくとも備え、
前記係合用凸部は先端側が前記ストッパ部下方に突出し、係合用凸部の頂部とストッパ部との間に所定の間隙が設けられていることを特徴とする加速度センサ。 A frame part composed of an SOI (Silicon On Insulator) substrate having a three-layer structure of silicon layer (active layer silicon) / silicon oxide layer / silicon layer (substrate silicon);
Consisting of the silicon layer (active layer silicon), four beams projecting inward from each side of the frame, and a weight joint supported by the beams;
It consists of the silicon layer (substrate silicon), and protrudes from the base to the base part joined to the weight joint part via the silicon oxide layer and the four window parts surrounded by the four beams and the frame part. A weight composed of four projecting portions, a projecting portion projecting from each projecting portion, and a projecting portion having a step and a flat surface on the silicon layer (active layer silicon) side of the projecting portion;
It is composed of the silicon layer (active layer silicon), and includes at least four plate-like stopper portions laid on two sides sandwiching the corner portion of the frame portion,
The acceleration sensor according to claim 1, wherein a tip end side of the engaging convex portion protrudes below the stopper portion, and a predetermined gap is provided between a top portion of the engaging convex portion and the stopper portion.
シリコン層(活性層シリコン)/酸化シリコン層/シリコン層(基板シリコン)の3層構造を有するSOI(Silicon On Insulator)基板のシリコン層(活性層シリコン)に、枠部と、該枠部の各辺から内側方向に突出する4本の梁と、該梁により支持される錘接合部と、前記枠部の角部を挟む2辺に架設された4個のストッパ部とを形成する工程と、
前記シリコン層(基板シリコン)に、枠部と、該枠部の内側に非接触に位置する錘であって、前記錘接合部に前記酸化シリコン層を介して接合保持される基部と、前記4本の梁と枠部で囲まれた4箇所の窓部へ前記基部から突出した4個の突出部と、該突出部から突出するとともに前記ストッパ部の下方に先端部が非接触で達する係合用凸部と、からなる錘を形成する工程と、
露出している酸化シリコン層を除去する工程と、を少なくともを有し、
前記シリコン層(基板シリコン)に前記枠部と前記錘とを形成する工程では、前記酸化シリコン層が露出し、さらに、前記酸化シリコンに接触する前記係合用凸部にサイドエッチングが生じて前記係合用凸部の頂部が前記酸化シリコンから分離した状態となるまで、前記シリコン層(基板シリコン)側からマスクパターンを介してRIE(Reactive Ion Etching)法によるドライエッチングによって開口部を穿設することを特徴とするセンサの製造方法。 In the method of manufacturing the acceleration sensor,
In a silicon layer (active layer silicon) of an SOI (Silicon On Insulator) substrate having a three-layer structure of silicon layer (active layer silicon) / silicon oxide layer / silicon layer (substrate silicon), a frame portion and each of the frame portions Forming four beams projecting inward from the side, a weight joint supported by the beam, and four stoppers erected on the two sides sandwiching the corner of the frame portion;
A frame portion on the silicon layer (substrate silicon), a weight positioned in a non-contact manner inside the frame portion, and a base portion bonded and held to the weight joint portion via the silicon oxide layer; Four projecting parts projecting from the base part to four window parts surrounded by a beam and a frame part, and for engaging the projecting part projecting from the projecting part and reaching the lower part of the stopper part in a non-contact manner A step of forming a weight comprising a convex portion;
And a step of removing the exposed silicon oxide layer,
In the step of forming the frame portion and the weight on the silicon layer (substrate silicon), the silicon oxide layer is exposed, and further, side etching occurs on the engaging convex portion that contacts the silicon oxide, thereby causing the engagement. Opening an opening by dry etching by a RIE (Reactive Ion Etching) method through a mask pattern from the silicon layer (substrate silicon) side until the top of the joint protrusion is separated from the silicon oxide. A method for manufacturing a sensor.
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JP2008194448A JP4998401B2 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Acceleration sensor and manufacturing method thereof |
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