JP5376790B2 - センサ、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
第1の実施形態を、図1-1を用いて加速度センサの例で説明する。図1-1(a)は本実施形態の加速度センサの斜視図、図1-1(b)は図1-1(a)内の破線L1での断面図である。図1-1において、101は可動子、102は、可動子101を可動に支持する支持梁、103は、可動子101に対向して設けられる対向部材である基板部材、104は、支持梁102を支持する支持部である。そして、対向部材の可動子101に対向する部分が対向部分である。また、105は、所定の間隔を隔てて可動子101に対向した検出電極、109は、検出電極105が形成された電極形成基板、110は絶縁膜、111は支持基板、112は、支持部104から取り出される配線、113は、支持部104上の電極パッドである。更に、115は、可動子101と対向する面とは反対側の検出電極105の裏面(すなわち、可動子101と対向しない面)上に形成された電極パッド、116は、電極パッド115からの配線である。基板部材103は、電極形成基板109、絶縁膜110、支持基板111から構成されている。
図2-1(a)に、初期の基板を示す。支持基板205上に、酸化膜204、電極形成基板203、酸化膜202、可動子形成基板201が積層されている基板を用いる。この基板が、前述した第1の工程で用意される、半導体層と絶縁層が交互に積層された基板(SOI基板)である。この基板は、Si基板上に酸化膜を形成した複数の基板を接合することにより、容易に形成することができる。
第2の実施形態は、可動子101と基板部材103との間隔の検出にSG-FETを用いていることが、第1の実施形態とは異なる。それ以外は、第1の実施形態と同じである。
第3の実施形態は、可動子が貫通孔を有している点が第2の実施形態と異なる。それ以外は、第2の実施形態と同じである。第3の実施形態は、可動子101が貫通孔117を有しており、貫通孔117と対向する基板部材103の部分にソース領域106とドレイン領域107を配置していることを特徴とする。
次に、第4の実施形態を説明する。第4の実施形態では、本発明によるセンサをSG-FET構造のジャイロセンサに適用した例を示す。それ以外は、第2または第3の実施形態と同じである。ジャイロセンサでは、前記可動子は検出振動子を構成し、前記対向部材は参照振動子の一部を構成し、検出振動子は参照振動子に対して振動可能に支持され、参照振動子は支持基板に対して振動可能に支持される。そして、参照振動子の振動と角速度の入力によるコリオリ力を受けて検出振動子が変位することが、検出振動子と参照振動子との相対位置関係で検出される。
図8は、参照可動子308の上面からの図を示したものである。実線で記載した部分が、参照可動子308である。破線で記載した部分が、スペーサー307を介して参照可動子308に接続されている参照可動子302と、検出可動子304と、支持部材303と、支持部材305を示している。但し、参照振動発生手段306の櫛歯構造は、図8では省略している。また、図8において、309は、参照可動子308の表裏両面に達して参照可動子308内に形成された不純物イオン導入領域である。不純物イオン導入領域309への配線のとり方は、第2の実施形態のところでソース領域とドレイン領域に関して説明した通りである。
第5の実施形態では、不純物イオン導入領域の配置と、可動子の振動方向が第4の実施形態と異なる。それ以外は、第4の実施形態と同じである。振動の方向などの符号については、第4の実施形態の図7を参照して説明する。また、第5の実施形態は、製造工程を大幅に簡略化することができる第3の実施形態と同じ考え方に基づいて、検出可動子304に貫通孔を設けると共に、図9に示す如く不純物イオン導入領域309を設けている。
105、206 不純物イオン導入部(検出電極)
103 対向部材(基板部材)
116 可動子がある側と反対側の面からの電気配線
106、209、S1、S2、S3、S4 不純物イオン導入部(ソース領域)
107、210、D1、D2、D3、D4 不純物イオン導入部(ドレイン領域)
108、208 チャネル領域
302、308 参照振動子
306 駆動手段(参照振動発生手段)
Claims (3)
- 可動子と、前記可動子に対して間隔を隔てて設けられた対向部材との相対位置関係を検出するセンサを製造する製造方法であって、
第1の半導体層と、絶縁膜と、前記第1の半導体層より薄い第2の半導体層がこの順で積層された基板を用意する第1の工程と、
第1のマスクパターニングを用いた前記基板の第1の半導体層のエッチングで、前記可動子と、前記対向部材に対して同じ側において前記可動子を囲う、前記可動子と同じ厚さの支持基板と、を形成する第2の工程と、
第2のマスクパターニングを用いた前記基板の第2の半導体層への不純物イオン導入で、前記第1の半導体層より形成された前記可動子に対向する対向部分、または前記対向部分に隣接する隣接部分に、前記対向部材において当該不純物イオン導入部の周囲と絶縁部により絶縁された不純物イオン導入部を形成する第3の工程と、
前記第1の半導体層と前記第2の半導体層で挟まれた絶縁層の一部のエッチングで、前記可動子と前記対向部材の間に前記絶縁膜と同じ厚さの間隔を形成するとともに前記支持基板が前記絶縁層を介して前記対向部材に結合される構造を形成する第4の工程と、
前記可動子と前記支持基板のある側と反対側の面の前記不純物イオン導入部の少なくとも一部に電気配線を形成する第5の工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。 - 前記不純物イオン導入部は、前記対向部分に形成されて前記可動子との間で静電容量を生じさせる検出電極であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 可動子と、前記可動子に対して間隔を隔てて設けられた対向部材との相対位置関係を検出するセンサであって、前記対向部材が、前記可動子に対向する対向部分、または前記対向部分に隣接する隣接部分に、不純物イオン導入部を有し、前記対向部材において、前記不純物イオン導入部は、その周囲と絶縁部により絶縁され、前記不純物イオン導入部の少なくとも一部が、前記可動子と対向する面側と反対側の面に形成され、前記反対側の面から電気配線が取り出されているセンサを製造する製造方法であって、
半導体層と絶縁層が交互に積層された基板を用意する第1の工程と、
第1のマスクパターニングを用いた前記基板の第1の半導体層のエッチングで前記可動子を形成する第2の工程と、
前記基板の前記第1の半導体層の側と反対側の第2の半導体層の不必要部分だけを取り除き、露出した絶縁層に第2のマスクパターニングを施した後に該絶縁層をエッチングし、残った該絶縁層をマスクとして、露出した第3の半導体層の部分への不純物イオン導入で前記対向部材の前記不純物イオン導入部を形成する第3の工程と、
前記第1の半導体層と前記第3の半導体層で挟まれた絶縁層のエッチングで前記可動子と前記対向部材の間に間隔を形成する第4の工程と、
前記可動子のある側と反対側の面の前記不純物イオン導入部の少なくとも一部に電気配線を形成する第5の工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
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