JP5401820B2

JP5401820B2 - センサ

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Publication number: JP5401820B2
Application number: JP2008084598A
Authority: JP
Inventors: 和彦相田; 克美橋本
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: JP2009236756A

Description

本発明は、複数の方向の物理量変動を検出可能なセンサおよびその製造方法に関し、特に加速度を検出するセンサおよびその製造方法に関する。

近年、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて小型で単純な構造を有するセンサとして、ピエゾ抵抗を検出素子としたセンサ（いわゆるピエゾ抵抗型加速度センサ）が実用化されている。ピエゾ抵抗型の加速度センサはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の落下検出装置、車載用エアバック装置、携帯電話などの携帯端末等の幅広い分野において用いられている。ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるセンサはウエハ内にマトリクス状に複数のチップを配置し、ウエハレベルで加工するため大量生産に適している。

上述の加速度センサは、その搭載用途および製品仕様ごとに、設計、試作、評価を行なうことにより所望の特性をもった製品として出荷される。センサの特性を調整する技術として、例えば、特許文献１、特許文献２などが挙げられる。特許文献１では、複数の方向の加速度を検出可能な加速度センサにおいてピエゾ抵抗対の間隔を検出軸ごとに調整することで検出軸間の感度差を小さくした加速度センサが開示されている。また、特許文献２では、ピエゾ抵抗の長さを各検出軸ごとに調整することで検出軸間の感度差を小さくした加速度センサが開示されている。
特開２００３−２７９５９２号公報特開２００６−１７７８２３号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載された加速度センサは、製品ごとにピエゾ抵抗の位置や長さといった、ピエゾ抵抗素子のもともとのレイアウトを変更しなければならず、出荷製品の特性に見合ったピエゾ抵抗素子を備えた製品を作る必要がある。そのため開発には多大な時間やコストを要する。さらに、軸ごとの感度差の調整は可能であるが、センサの感度、耐衝撃性、消費電力等の諸々の特性を満たす製品を製造するためには、ピエゾ抵抗素子および梁についてレイアウトの変更などが必要であることが判る。したがって、上記文献に記載されたセンサでは、特性の異なるセンサを短期間で開発、設計、評価することができない。

そこで上記に鑑み、本発明の目的は特性の異なるセンサを簡便に製造することが可能な
センサを提供することにある。

本発明に係る加速度センサは、開口を有するフレーム部と、該開口内に配置された錘部と、前記フレーム部と前記錘部とを接続する梁部と、該梁部に形成された複数の検出部とを具備してなるセンサであって、前記梁部に、物理量変動を検出可能な複数本のピエゾ抵抗素子と、前記梁部上に形成され前記ピエゾ抵抗素子を覆う絶縁層とを備え、前記複数の検出部は、前記複数本のピエゾ抵抗素子のいずれかを用い、第１の方向の物理量変動を検出し、少なくとも２本以上のピエゾ抵抗素子からなる第１の検出部と、前記第１の方向と直交する第２の方向の物理量変動を検出し、かつ少なくとも１本以上のピエゾ抵抗素子からなる第２の検出部とを含み、前記第１の検出部を構成するピエゾ抵抗素子は、前記第２の検出部を間に挟まないように構成され、前記絶縁層は、前記ピエゾ抵抗素子の形成領域ごとに前記ピエゾ抵抗素子の両端及び両端の間に合計３個以上のコンタクトホールを有し、配線を、前記ピエゾ抵抗素子の両端の間にあるコンタクトホールに接続することにより検出部の電気抵抗を調整可能であることを特徴とする。

本発明に係る加速度センサの製造方法は、シリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン基板が順に積層してなる半導体基板を用いて物理量変動を検出するセンサを製造する方法であって、前記シリコン膜に、複数本のピエゾ抵抗素子を形成する工程と、前記シリコン基板から、開口を有するフレーム下部と、その開口内に該フレーム下部と離間して配置される錘部とを形成する工程と、前記シリコン膜から、開口を有するフレーム上部と、その開口内に配置され、かつ前記シリコン酸化膜を介して前記錘部と接続された錘接合部と、前記フレーム上部と前記錘接合部とを接続する梁部を形成する工程と、前記梁部の撓みを検出する検出部を、前記複数本のピエゾ抵抗素子のうちのいずれかを用いて構成する工程と、
を含むことを特徴とする。
上記方法において、前記複数本のピエゾ抵抗素子の中から少なくとも２本以上のピエゾ抵抗素子を接続して検出部を構成してもよい。
上記方法において、前記複数本のピエゾ抵抗素子を形成する工程において、前記ピエゾ抵抗素子を延長して構成され、かつ隣接するピエゾ抵抗素子間を接続する素子間接続部を形成してもよい。
上記方法において、前記ピエゾ抵抗素子を覆う絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の前記ピエゾ抵抗素子形成領域内に開口された複数のコンタクトホールを形成する工程と、配線を所望の前記コンタクトホールに接続することにより、前記検出部の電気抵抗を調整する工程と、をさらに含んでもよい。
上記方法において、前記梁部の幅を調整する工程を含んでもよい。

本発明よれば、特性の異なるセンサを簡便に製造することが可能なセンサおよびその製
造方法を提供できる。

以下、図面を参照して本発明に係るセンサの一態様である、半導体３軸加速度センサに関して説明する。図１は本発明に係る加速度センサの全体斜視図である。
図１に示すように加速度センサ１は、略直方体であり、半導体基板からなるセンサ本体２と、ガラス基板からなる支持基板３により構成されている。説明のため、図では加速度センサの面内に直交する２軸（Ｘ軸とＹ軸）を設定し、この２軸に垂直な方向をＺ軸と定めている。センサ本体２はＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板１１０からなり、シリコン膜１２０、シリコン酸化膜１３０、シリコン基板１４０が順に積層して構成されている。そして開口を有するフレーム（フレーム１２１およびフレーム１４１）内に重錘体（錘部１４２）が配置され、この重錘体をフレームに対して可動に支持する梁（梁部１２３）から構成されている。支持基板３はセンサ本体２を支持する台座としての機能と、重錘体の下方（Ｚ軸負方向）への過剰な変位を規制するストッパ基板としての機能を併せもっている。なお、センサ本体２をパッケージ基板（図示しない）へ直接実装する場合には、支持基板３を必ずしも必要としない。

図２は加速度センサの分解斜視図である。シリコン膜１２０は、固定されたフレーム部１２１（フレーム上部）と、フレーム部１２１内に配置された錘接合部１２２と、フレーム部１２１と錘接合部１２２とを接続する４本の梁部１２３を備えている。フレーム部１２１、錘接合部１２２、梁部１２３は開口１２４によって画定されている。フレーム部１２１はシリコン酸化膜１３０を介してフレーム部１４１（フレーム下部）と接合されている。また、錘接合部１２２はシリコン酸化膜１３０を介して錘部１４２と接合されている。錘部１４２はフレーム部１４１内に離間して配置されており、梁部１２３により可動に支持されている。
支持基板３は例えば、ガラス基板からなりセンサ本体２と陽極接合により接合されている。

図３はセンサ本体の平面図及び断面図である。図３（Ａ）はセンサ本体の平面図であり、２対（計４本）の梁部１２３上には３軸（ＸＹＺ）方向の加速度を検出するための検出部Ｒｘ〜Ｒｚが配設されている。検出部は、梁部１２３がフレーム部１２１および錘接合部１２２と接続する領域に配置されている。図面ではＸ軸に沿った方向に配置した１対の梁部には、Ｘ方向およびＺ方向の加速度を検出するために検出部Ｒｘ１〜Ｒｘ４およびＲｚ１〜Ｒｚ４が配置される。一方、Ｙ軸に沿った方向に配置した１対の梁部にはＹ方向の加速度を検出するための検出部Ｒｙ１〜Ｒｙ４が配置されている。図３（Ｂ）はセンサ本体をＸ−Ｘに沿った断面図であり、錘部１４２の下面はフレーム部１４１の下端よりも高くされており、ガラス基板３との間にギャップによりＺ負方向に一定量の変位可能なように設定されている。図３（Ｃ）はセンサ本体をＹ−Ｙに沿った断面図であり、梁部１２３は可撓性をもった自立薄膜である。

図４は検出部の詳細を説明する図面であり、平面図と断面図（Ａ−Ａ断面）を示している。梁部１２３上に、ピエゾ抵抗素子ｒが複数本（加速度を検出可能な方向の数以上で配置され、本実施形態では３本以上）配置されており、各応力集中部においてピエゾ抵抗群Ｒを構成している。図面では５本のピエゾ抵抗素子ｒを配置した場合を例示している。後述するように所望のセンサ特性に応じて、ピエゾ抵抗群Ｒの中から適宜必要なピエゾ抵抗素子ｒを選択して検出部Ｒｘ〜Ｒｚとして使用される。
ピエゾ抵抗素子ｒは絶縁層１５０に覆われており、配線（後述する）との接続箇所にコンタクトホール１５１を有している。なお、配線が金属からなる場合、オーミックコンタクトにより接続する。接続抵抗を下げるためにコンタクトホール１５１に対応したピエゾ抵抗素子領域に、高濃度拡散領域を設けて接続してもよい。なお、図示しないが対となる梁部１２３上に配設されたＲｘ１〜Ｒｘ４、Ｒｙ１〜Ｒｙ４、Ｒｚ１〜Ｒｚ４の１２個の検出部は検出方向ごとに接続されて、ブリッジ回路を形成している。ブリッジ回路接続に関しては本出願人の特許出願である、特開２００７−３２２２９７号を参考にできる。

図５〜図８は本願発明の第１〜第４の実施形態を示す図であり、第１の実施形態から順に説明していく。
（第１の実施形態）
図５を参照して第１の実施形態について説明する。例示として、５本のピエゾ抵抗素子ｒからなるピエゾ抵抗群Ｒが、梁部１２３がフレーム部１２１および錘接合部１２２と接続する領域にそれぞれ配置されている。５本のピエゾ抵抗素子ｒのうち、３本のピエゾ抵抗素子ｒを配線部１５２により直列に接続し、Ｘ方向の加速度を検出するための検出部Ｒｘを構成している。また、５本のピエゾ抵抗素子のうち、１本のピエゾ抵抗素子をＺ方向の加速度を検出するための検出部Ｒｚとして構成している。検出部Ｒｘ１〜Ｒｘ４およびＲｚ１〜Ｒｚ４はそれぞれ配線Ｌにより接続される。

梁部１２３に生じる応力は、フレーム部１２１および錘接合部１２２との接続箇所に集中しており、当該接続箇所から離れるに従い急激に低下し、梁部１２３の中央では応力が零となっている。ピエゾ抵抗素子に生じる抵抗変化はピエゾ抵抗素子の長さ全体の平均応力変化によるため、センサの高感度化のためにはピエゾ抵抗素子の長さを短くして、当該接続箇所の応力集中部に選択的に配置するのが効率的である。しかし、単純にピエゾ抵抗素子を短くすると抵抗値が低くなり、消費電力が大きくなってしまう問題がある。本願では、応力集中部にピエゾ抵抗素子を複数配置し、それらを適宜選択して直列に接続して検出部の電気抵抗を調整可能とすることにより上記の問題を解消している。また、Ｘ方向（およびＹ方向）とＺ方向における出力差をピエゾ抵抗素子の構成により解消することが可能である。

なお、Ｘ方向の検出部Ｒｘを構成するピエゾ抵抗素子ｒは、Ｚ方向の検出部Ｒｚをその間に挟まないように構成している。これにより、配線部１５２のレイアウトが簡略になり、さらに配線部１５２の長さを短くできるため、不要な信号損失や配線の断線を減らすことができる。

第１の実施形態によれば、例えばＸ方向（あるいはＹ方向）とＺ方向との感度差、並びに消費電力が可変なレイアウトを提供することが可能である。なお、Ｒｚを複数の本のピエゾ抵抗素子ｒを接続して構成してもよい。

次に図９を参照して、第１の実施形態に係る加速度センサの製造方法について述べる。図９は本発明に係る第１の実施形態の製造方法を示す図面である。
第１の実施形態に係る加速度センサの製造方法
（１）ＳＯＩ基板の準備（図９（Ａ）参照）
シリコン膜１２０、酸化シリコン膜１３０、シリコン基板１４０を積層してなるＳＯＩ基板１１０を用意する。上述したように、シリコン膜１２０はフレーム部１２１、錘接合部１２２、梁部１２３を構成する層である。酸化シリコン膜１３０は、シリコン膜１２０とシリコン基板１４０とを接合する層であり、かつエッチングストッパ層として機能する層である。シリコン基板１４０はフレーム部１４１、錘部１４２を構成する層である。ＳＯＩ基板１１０は、ＳＩＭＯＸないし、貼り合せ法等により作成される。ＳＯＩ基板１１０は、シリコン膜１２０、シリコン酸化膜１３０、シリコン基板１４０の厚みがそれぞれ、１０μｍ、２μｍ、６００μｍである。なお、外周が１〜２ｍｍ正方の加速度センサ１が直径１５０ｍｍ〜２００ｍｍのウエハに多面付けで複数個配置されている。

（２）ピエゾ抵抗群の形成（図９（Ｂ）参照）
ＳＯＩ基板１１０のシリコン膜１２０側に不純物拡散用のマスク（図示せず）を形成する。このマスク材としては、例えばシリコン窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）を用いることができる。シリコン窒化膜をシリコン膜１２０全面にＬＰ−ＣＶＤ（ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により成膜した後、シリコン窒化膜上にレジストパターン（図示せず）を形成し、シリコン窒化膜にピエゾ抵抗素子ｒに対応する開口をＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）により形成する。

レジストパターンを除去後、Ｂ（ボロン）などを含む拡散剤を塗布する。そして熱処理（約１０００℃）を施して、シリコン膜１２０内に拡散させ、複数本のピエゾ抵抗素子ｒからなるピエゾ抵抗群Ｒを形成する。不要な拡散剤は、フッ酸などを用いて除去する。なお、熱拡散法以外にイオン打ち込みによってピエゾ抵抗素子ｒを形成してもよい。その後、シリコン窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）は熱リン酸によって、エッチング除去する。

（３）絶縁層およびコンタクトホールの形成（図９（Ｃ）参照）
シリコン膜１２０上に絶縁層１５０を形成する。例えば、シリコン膜１２０の表面を熱酸化することで、絶縁層としてＳｉＯ₂の層を形成できる。絶縁層１５０上にレジストをマスクとしたＲＩＥによってコンタクトホール１５１を形成する。なお、コンタクトホール１５１の形成はシリコン基板１４０の加工後であってもよい。

（４）ギャップ形成（図９（Ｄ）参照）
フレーム部１４１の内枠に沿った開口を有するマスクを用いて、シリコン基板１４０をエッチングしてギャップ１６０を形成する。ギャップ１６０は、錘部１４２が下方（ガラス基板３側）へ変位するために必要な間隔であり、例えば、５〜１０μｍである。

（５）シリコン基板の加工（図９（Ｅ）参照）
次に、フレーム部１４１、錘部１４２に画定するためのマスクをシリコン基板１４０の下面に形成する。このマスクを用いてシリコン基板１４０をシリコン酸化膜１３０の下面が露出するまでエッチングを行なう。エッチングにはＤＲＩＥ（ＤｅｅｐＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）を用いるのが好適である。

ＤＲＩＥでは材料層を厚み方向に侵食しながら掘り進むエッチングステップと、彫った穴の側壁にポリマーの壁を形成するデポジションステップと、を交互に繰り返す。掘り進んだ穴の側壁は、順次ポリマーの壁が形成されて保護されるため、ほぼ厚み方向にのみ侵食を進ませることが可能である。エッチングガスとしてＳＦ₆等のイオン・ラジカル供給ガスを用い、デポジションガスとしてＣ₄Ｆ₈等を用いることができる。

以上、図９（Ａ）〜（Ｅ）の工程により、ピエゾ抵抗型加速度センサの前駆体（途中まで作り込んだ「在庫」として捉えることができる）が提供される。図９（Ｅ）の状態で在庫として予め生産しておき、多様な製品に要求される仕様ごとに検出部Ｒｘ〜Ｒｚを構成することで大量生産、短納期化を実現できる。

（６）配線の作成（図９（Ｆ）参照）
所望の特性に応じて配線１５２を形成する。配線１５２はＡｌなどの金属材をスパッタ法や蒸着法により成膜し、それをパターニングすることで得られる。なお、配線１５２とピエゾ抵抗素子ｒとの間でオーミックコンタクトを形成するために、熱処理（３８０℃〜４２０℃）を施す。なお、配線１５２上に保護膜としてシリコン窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）などの膜を設けてもよい。

（７）シリコン膜の加工（図９（Ｇ）参照）
シリコン膜１２０をシリコン酸化膜１３０の上面が露出するまでＲＩＥによりエッチングして開口１２４を形成して、フレーム部１２１、錘接合部１２２、梁部１２３を画定する。

（８）不要なシリコン酸化膜の除去（図９（Ｈ）参照）
エッチングストッパとして用いた部分の不要なシリコン酸化膜をＲＩＥあるいはウェットエッチングにより除去する。これにより、シリコン酸化膜１３０は、フレーム１２１とフレーム１４１、錘接合部１２２と錘部１４２の間に存在している。

（９）ガラス基板の接合（図９（Ｉ）参照）
センサ本体２とガラス基板３とを接合する。ガラス基板３は、Ｎａイオンなどの可動イオンを含む、いわゆるパイレックス（登録商標）ガラスであって、ＳＯＩ基板１１０との接合には陽極接合を用いる。なお、陽極接合時の静電引力により錘部１４２がガラス基板３の上面にスティッキングするのを防ぐために、ガラス基板３の上面にスパッタ法によりＣｒなどのスティッキング防止膜（図示せず）を形成しておいてもよい。これによりセンサ本体２とガラス基板３が接合され、加速度センサ１が構成される。

（１０）個片化
加速度センサ１をダイシングソー等でダイシングし、個々の加速度センサ１に個片化する。本明細書ではウエハに多面付け配置された「加速度センサ」と、個片化された「加速度センサ」とを特に区別せず加速度センサ１と呼んでいる。

（第２の実施形態）
図６を参照して第２の実施形態について説明する。５本のピエゾ抵抗素子ｒからなるピエゾ抵抗群Ｒが、梁部１２３がフレーム部１２１および錘接合部１２２と接続する領域にそれぞれ配置されている点では第１の実施形態と略同一であるが、コンタクトホール１５１をピエゾ抵抗素子ｒの両端と、その長手方向の略中央領域に配設している点で異なっている。これにより第１の実施形態よりもピエゾ抵抗長を調整可能となり、感度、消費電力等の細かい調整が可能となる。なお、コンタクトホール１５１は必ずしもピエゾ抵抗素子の両端あるいはその略中央領域にある必要はなく、所望の抵抗長となるように適宜その開孔位置を変更することが可能である。また、コンタクトホール１５１の数についても、上記に限定されないものとする。
第２の実施形態によれば、感度差、並びに消費電力が可変なレイアウトを提供することが可能であるとともに、従来に比べてコンタクトホール１５１の位置によってピエゾ抵抗長をより細かく調整することが可能であるため、多様な特性を持ったセンサを提供することができる。

第２の実施形態に係る加速度センサの製造方法
コンタクトホール１５１が、ピエゾ抵抗素子ｒの長手方向における任意の位置に配置されている点を除き、第１の実施形態に係る加速度センサおよびその製造方法と略同一である。

図６では各ピエゾ抵抗素子ｒの両端と、略中央領域に合計３つのコンタクトホール１５１を形成した例を示しているが、第１の実施形態のおけるコンタクトホールの形成の際、絶縁層１５０に所定数のコンタクトホール１５１を開孔することで形成できる。そして、特性に応じて配線部１５２と接続するコンタクトホール１５１を選択すればよい。これにより、検出部の電気抵抗をより自由度高く調整することが可能である。

（第３の実施形態）
図７を参照して第３の実施形態について説明する。５本のピエゾ抵抗素子ｒからなるピエゾ抵抗群Ｒが、梁部１２３がフレーム部１２１および錘接合部１２２と接続する領域にそれぞれ配置され、コンタクトホール１５１をピエゾ抵抗素子ｒの両端と、その長手方向の略中央領域に配設している点では第２の実施形態と略同一であるが、検出部ＲｘおよびＲｚを構成しうるピエゾ抵抗素子ｒは、隣接するピエゾ抵抗素子同士を素子間接続部Ｃにより接続されている。実質的には、ピエゾ抵抗素子が略「コ」の字状に蛇行して連続一体的に構成されていることになる（説明のため、構成ごとに図番号を付している）。つまり、検出部は、少なくとも１回以上の折返し構造を有している。素子間接続部Ｃとピエゾ抵抗素子ｒは同一工程により形成されて、一体的に構成されているため、ピエゾ抵抗素子ｒ間の接続不良を低減できる。
第３の実施形態によれば、感度差、並びに消費電力が可変なレイアウトを提供することが可能であるとともに、従来に比べ、コンタクトホール１５１の位置によって検出部の電気抵抗を調整することが可能であるため、多様な特性を持ったセンサを提供することができる。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態のレイアウトにも適用することが可能である。

第３の実施形態に係る加速度センサの製造方法
検出部ＲｘおよびＲｚを構成しうるピエゾ抵抗素子ｒは、隣接するピエゾ抵抗素子同士を素子間接続部Ｃにより接続されている点を除き、第２の実施形態に係る加速度センサおよびその製造方法と略同一である。素子間接続部Ｃはピエゾ抵抗素子ｒの形成の際に、当該ピエゾ抵抗素子を略「コ」の字状に蛇行したレイアウトで形成すればよい。

図７では複数本のピエゾ抵抗素子ｒを略「コ」の字状に蛇行するように連続して形成した例を示しているが、第２の実施形態のおけるピエゾ抵抗素子形成の際、当該「コ」の字状に開口したマスクを用いてピエゾ抵抗素子を形成すればよい。これにより、ピエゾ抵抗素子間の接続を信頼性高いものとすることが可能である。

（第４の実施形態）
図８を参照して第４の実施形態について説明する。５本のピエゾ抵抗素子ｒからなるピエゾ抵抗群Ｒが、梁部１２３がフレーム部１２１および錘接合部１２２と接続する領域にそれぞれ配置されている点では第１の実施形態に係る加速度センサと略同一であるが、図面において点線で囲まれ、ハッチングされた領域は、エッチングなどにより梁部１２３の幅を調整した際に除かれる領域となる。予め必要数以上のピエゾ抵抗素子ｒを配置し、センサの感度や求められる耐衝撃特性により梁部１２３の幅を調整する。

センサチップの感度は錘部１４２の質量や、錘部１４２を支持する梁部１２３の剛性によることとなる。梁部１２３の剛性は梁部１２３の厚みや幅に依存する。したがって、第３の実施形態によれば、ピエゾ抵抗素子を作り込んだ後でも所望の感度に応じて梁部１２３の幅を調整することができ、感度が可変なレイアウトを提供することが可能である。

第４の実施形態に係る加速度センサの製造方法
梁部１２３の幅を所望の特性に応じて調整する工程を含む点を除き、第１の実施形態に係る加速度センサおよびその製造方法と略同一である。

第４の実施形態の場合、ピエゾ抵抗群Ｒは予め必要数以上のピエゾ抵抗素子ｒを含んで構成されている。そして、製品に要求される特性（感度）に応じて所定の幅の梁部１２３を画定する。例えば、ピエゾ抵抗型加速度センサの前駆体においてシリコン膜１２０の加工の際に梁部１２３の幅を決定してもよいし、既にシリコン膜１２０を加工して梁を形成したおいたものを特性に応じて梁部１２３をエッチングして、その幅を調整することで製造することもできる。

以上、本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明に係る加速度センサの全体斜視図である。加速度センサの分解斜視図である。センサ本体の平面図および断面図である。検出部の詳細を説明する図面である。本発明に係る第１の実施形態を表す図面である。本発明に係る第２の実施形態を表す図面である。本発明に係る第３の実施形態を表す図面である。本発明に係る第４の実施形態を表す図面である。本発明に係る第１の実施形態の製造方法を表す図面である。

符号の説明

１：加速度センサ
２：センサ本体
３：支持基板
１１０：ＳＯＩ基板
１２０：シリコン膜
１２１：フレーム部
１２２：錘接合部
１２３：梁部
１２４：開口
１３０：シリコン酸化膜
１３２：接合部
１４０：シリコン基板
１４１：フレーム部
１４２：錘部
１５０：絶縁層
１５１：コンタクトホール
１５２：配線
１６０：ギャップ

ｒ：ピエゾ抵抗素子
Ｒ：ピエゾ抵抗郡
Ｒｘ：検出部
Ｒｙ：検出部
Ｒｚ：検出部
Ｃ：素子間接続部
Ｌ：配線

Claims

開口を有するフレーム部と、該開口内に配置された錘部と、前記フレーム部と前記錘部とを接続する梁部と、該梁部に形成された複数の検出部とを具備してなるセンサであって、
前記梁部に、物理量変動を検出可能な複数本のピエゾ抵抗素子と、
前記梁部上に形成され前記ピエゾ抵抗素子を覆う絶縁層とを備え、
前記複数の検出部は、前記複数本のピエゾ抵抗素子のいずれかを用い、第１の方向の物理量変動を検出し、少なくとも２本以上のピエゾ抵抗素子からなる第１の検出部と、前記第１の方向と直交する第２の方向の物理量変動を検出し、かつ少なくとも１本以上のピエゾ抵抗素子からなる第２の検出部とを含み、前記第１の検出部を構成するピエゾ抵抗素子は、前記第２の検出部を間に挟まないように構成され、
前記絶縁層は、前記ピエゾ抵抗素子の形成領域ごとに前記ピエゾ抵抗素子の両端及び両端の間に合計３個以上のコンタクトホールを有し、
配線を、前記梁部の応力集中部に近い端部のコンタクトホールと、前記ピエゾ抵抗素子の両端の間にあるコンタクトホールとに接続することにより検出部の電気抵抗を調整可能であることを特徴とするセンサ。