JP5775281B2 - MEMS sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

MEMS sensor and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP5775281B2
JP5775281B2 JP2010228574A JP2010228574A JP5775281B2 JP 5775281 B2 JP5775281 B2 JP 5775281B2 JP 2010228574 A JP2010228574 A JP 2010228574A JP 2010228574 A JP2010228574 A JP 2010228574A JP 5775281 B2 JP5775281 B2 JP 5775281B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
space
weight
frame portion
groove
mems sensor
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.)
Active
Application number
JP2010228574A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012083164A (en
Inventor
正広 櫻木
正広 櫻木
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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 Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2010228574A priority Critical patent/JP5775281B2/en
Publication of JP2012083164A publication Critical patent/JP2012083164A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5775281B2 publication Critical patent/JP5775281B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、MEMSセンサおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a MEMS sensor and a manufacturing method thereof.

近年、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)センサが注目されている。MEMSセンサの代表的なものとして、たとえば、加速度センサ、圧力センサ、ジャイロセンサなどが知られている。
たとえば、特許文献1には、カバーガラスと、このカバーガラスの一方面に形成されたシリコン層およびピエゾ抵抗素子と、カバーガラスの他方面に形成された電極パッドとを備える加速度センサが提案されている。
In recent years, attention has been focused on MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) sensors. As typical MEMS sensors, for example, an acceleration sensor, a pressure sensor, a gyro sensor, and the like are known.
For example, Patent Document 1 proposes an acceleration sensor including a cover glass, a silicon layer and a piezoresistive element formed on one surface of the cover glass, and an electrode pad formed on the other surface of the cover glass. Yes.

シリコン層は、カバーガラスの中央部に設けられた錘部と、カバーガラスの両端部の支持部と、錘部と支持部との間に設けられ、ピエゾ抵抗素子が形成された可撓部とを備え、これらが一体的に形成された構造を有している。そして、接着剤(接着層)を用いて支持部がシリコン基板に接着されることにより、加速度センサは、シリコン基板によって支持されている。支持された状態においてシリコン層の中央部には、支持部、可撓部、接着層およびシリコン基板により囲まれて密閉された空隙が形成されている。   The silicon layer includes a weight portion provided at the center of the cover glass, support portions at both ends of the cover glass, a flexible portion provided between the weight portion and the support portion, and formed with a piezoresistive element. And have a structure in which these are integrally formed. Then, the acceleration sensor is supported by the silicon substrate by bonding the support portion to the silicon substrate using an adhesive (adhesive layer). In the supported state, an airtight space surrounded by the support portion, the flexible portion, the adhesive layer, and the silicon substrate is formed in the center portion of the silicon layer.

特開2007−17199号公報JP 2007-17199 A

上記特許文献1の加速度センサは、加速度センサに加わった外力により錘部が揺れて可撓部が変形し、その変形に伴うピエゾ抵抗素子の抵抗値変化を検出することによって加速度を検出する。
しかしながら、シリコン層の支持部が接着剤によりシリコン基板に完全に密着していて、錘部および可撓部直下の空隙が密閉されている。そのため、錘部および可撓部が揺れたときに空隙が圧縮されても、空隙内の空気に逃げ場がなく、錘部および可撓部がエアダンピング効果の影響を受けやすい。その結果、加速度センサに外力が加わっても、錘および可動部が外力に見合う量の変化をせず、センサの感度が低下するおそれがある。
The acceleration sensor of Patent Document 1 detects acceleration by detecting a change in resistance value of the piezoresistive element due to deformation of the flexible portion due to external force applied to the acceleration sensor and deformation of the flexible portion.
However, the support portion of the silicon layer is completely adhered to the silicon substrate by the adhesive, and the gap immediately below the weight portion and the flexible portion is sealed. Therefore, even if the gap is compressed when the weight part and the flexible part are shaken, there is no escape space in the air in the gap, and the weight part and the flexible part are easily affected by the air damping effect. As a result, even if an external force is applied to the acceleration sensor, the weight and the movable part do not change in an amount corresponding to the external force, and the sensitivity of the sensor may be reduced.

一方、錘部の高さを維持したまま支持部の高さを高くし、錘部および可撓部とシリコン基板との間の距離を大きくすれば、可撓部や錘部が揺れたときの空隙の圧縮率が小さくなり、それにより可撓部や錘が空隙から受ける圧力を小さくできるので、エアダンピング効果の影響を小さくできるかもしれない。しかし、支持部の高さを大きくするには、シリコン基板を深くエッチングする必要がある。そのため、エッチング時間が余計にかかり、また、エッチングマスクとして利用されるレジストを厚くする必要が生じる。   On the other hand, if the height of the support part is increased while the height of the weight part is maintained, and the distance between the weight part and the flexible part and the silicon substrate is increased, the flexible part and the weight part are shaken. Since the compressibility of the air gap is reduced, thereby reducing the pressure that the flexible part and the weight receive from the air gap, the influence of the air damping effect may be reduced. However, in order to increase the height of the support portion, it is necessary to deeply etch the silicon substrate. For this reason, it takes extra etching time, and the resist used as an etching mask needs to be thickened.

本発明の目的は、エアダンピング効果の影響を低減でき、さらに効率よく製造することができるMEMSセンサおよびその製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the MEMS sensor which can reduce the influence of an air damping effect, and can manufacture it still more efficiently, and its manufacturing method.

上記目的を達成するための本発明のMEMSセンサは、表面および裏面を有し、前記表面側に形成された振動膜と、当該振動膜を支持し、当該振動膜の直下に、前記表面側が当該振動膜により密閉され前記裏面側が開放された空間を区画するフレーム部とを有する半導体基板を含み、前記フレーム部は、前記半導体基板の前記裏面を形成して支持基板に接合される底壁と、前記空間内に臨む内側面と、前記空間外に臨む外側面とを有しており、前記フレーム部の前記底壁には、前記フレーム部の前記内側面から前記外側面に至る溝が形成されている。   In order to achieve the above object, a MEMS sensor of the present invention has a front surface and a back surface, supports the vibration film formed on the front surface side, and the vibration film, and the surface side is directly below the vibration film. A semiconductor substrate having a frame portion that defines a space that is sealed by a vibration film and that opens the back surface side, and the frame portion forms a bottom surface of the semiconductor substrate and is joined to a support substrate; An inner surface facing the space and an outer surface facing the space are formed, and a groove extending from the inner surface to the outer surface of the frame portion is formed on the bottom wall of the frame portion. ing.

この構成によれば、フレーム部の底壁に溝が形成されている。そのため、フレーム部の底面を支持基板に接合することによりMEMSセンサを支持基板上に搭載したときに、振動膜直下の空間とフレーム部の外側の空間との間を、溝および支持基板により区画される通路により連通させることができる。これにより、振動膜が振動してMEMSセンサが動作するときに、空間内の空気をセンサ外に逃がすことができ、振動膜が空間から受ける圧力を小さくすることができる。その結果、振動膜に対するエアダンピング効果の影響を抑制することができる。よって、センサの感度低下を抑制することができる。   According to this configuration, the groove is formed in the bottom wall of the frame portion. For this reason, when the MEMS sensor is mounted on the support substrate by bonding the bottom surface of the frame portion to the support substrate, the space between the space immediately below the diaphragm and the space outside the frame portion is partitioned by the groove and the support substrate. It is possible to communicate with the passage. As a result, when the vibrating membrane vibrates and the MEMS sensor operates, the air in the space can escape to the outside of the sensor, and the pressure that the vibrating membrane receives from the space can be reduced. As a result, the influence of the air damping effect on the diaphragm can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in sensitivity of the sensor.

このような作用効果は、フレーム部に溝が形成されていれば、空間の体積が小さく、振動膜が振動したときの空間の圧縮率が大きくなりやすい条件下でも、十分発揮することができる。したがって、このMEMSセンサの製造に際して、半導体基板を深くまでエッチングしなくてもよいので、製造効率の低下を抑制することもできる。
なお、「空間の圧縮率」とは、(振動膜の振動により圧縮されたときの空間の体積V1)/(振動膜が振動する前の空間の体積V2)×100(%)のことをいう。
If the groove is formed in the frame part, such an operational effect can be sufficiently exerted even under conditions where the volume of the space is small and the compression rate of the space when the vibrating membrane vibrates easily increases. Therefore, when manufacturing the MEMS sensor, it is not necessary to etch the semiconductor substrate deeply, so that a reduction in manufacturing efficiency can be suppressed.
The “space compression ratio” means (volume V1 of the space when compressed by vibration of the vibrating membrane) / (volume V2 of the space before the vibrating membrane vibrates) × 100 (%). .

また、本発明のMEMSセンサは、前記空間内において前記振動膜に保持され、前記空間の開放面に臨む底面を有する錘をさらに含んでいてもよい。その場合、前記フレーム部の底面と前記錘の前記底面との間には、前記フレームの前記底壁が支持基板に接合されたときに、前記錘を当該支持基板に対して浮いた状態にするための段差が設けられており、当該段差が前記溝の深さと等しくてもよい。   The MEMS sensor of the present invention may further include a weight that is held by the vibrating membrane in the space and has a bottom surface that faces an open surface of the space. In that case, when the bottom wall of the frame is joined to the support substrate between the bottom surface of the frame portion and the bottom surface of the weight, the weight is floated with respect to the support substrate. A step is provided, and the step may be equal to the depth of the groove.

フレーム部の底面と錘の底面との間の段差を、フレーム部の溝の深さと等しくするには、たとえば、本発明の製造方法によりMEMSセンサを製造すればよい。
すなわち、本発明のMEMSセンサの製造方法は、表面および裏面を有する半導体基板を、前記裏面側から選択的にエッチングすることにより、前記表面側が密閉され前記裏面側が開放された空間を形成し、同時に、当該空間に対して内側に前記裏面を形成する底壁を有する錘と、当該空間に対して外側に前記裏面を形成する底壁および前記空間内に臨む内側面を有するフレーム部とを形成する工程と、前記フレーム部の前記底壁および前記錘の前記底壁を選択的にエッチングすることにより、前記フレーム部の前記底壁に前記内側面から外側へ向かって延びる溝を形成し、同時に、前記錘の底面と前記フレーム部の底面との間に前記溝の深さと等しい段差を形成する工程とを含む。
In order to make the step between the bottom surface of the frame portion and the bottom surface of the weight equal to the depth of the groove in the frame portion, for example, a MEMS sensor may be manufactured by the manufacturing method of the present invention.
That is, the MEMS sensor manufacturing method of the present invention forms a space in which the front side is sealed and the back side is opened by selectively etching a semiconductor substrate having a front side and a back side from the back side. A weight having a bottom wall that forms the back surface inside the space, and a bottom wall that forms the back surface outside the space and a frame portion having an inner surface facing the space. Forming a groove extending outwardly from the inner surface to the bottom wall of the frame part by selectively etching the bottom wall of the frame part and the bottom wall of the weight, Forming a step equal to the depth of the groove between the bottom surface of the weight and the bottom surface of the frame portion.

この製造方法によれば、フレーム部の底面と錘の底面との段差、およびフレーム部の溝が同一工程で同時に形成されるので、工程数を減らすことができ、製造効率を向上させることができる。
また、本発明のMEMSセンサでは、互いに同一形状の複数の前記溝が、前記空間を取り囲む周方向に沿って等しい間隔を空けて形成されていることが好ましい。
According to this manufacturing method, since the step between the bottom surface of the frame portion and the bottom surface of the weight and the groove of the frame portion are formed simultaneously in the same process, the number of processes can be reduced and the manufacturing efficiency can be improved. .
In the MEMS sensor of the present invention, it is preferable that the plurality of grooves having the same shape are formed at equal intervals along the circumferential direction surrounding the space.

この構成では、フレーム部が支持基板に接合された状態において、振動膜が当該支持基板に近づく方向に振動して空間を圧縮したときに、空間内の空気を、等間隔に形成された複数の溝を介して同じ量ずつ逃がすことができる。これにより、振動膜に対して加わる圧力の偏りを低減することができるので、より精密な検出を行うことができる。   In this configuration, in a state where the frame portion is bonded to the support substrate, when the vibration film vibrates in a direction approaching the support substrate and compresses the space, the air in the space is formed at a plurality of intervals. The same amount can be escaped through the groove. Thereby, since the bias of the pressure applied with respect to a diaphragm can be reduced, more precise detection can be performed.

本発明の一実施形態に係る加速度センサの模式的な平面図である。1 is a schematic plan view of an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention. 図1に示す加速度センサの模式的な底面図である。It is a typical bottom view of the acceleration sensor shown in FIG. 図1に示す加速度センサの模式的な断面図であって、切断面A−Aにおける断面を示す。It is typical sectional drawing of the acceleration sensor shown in FIG. 1, Comprising: The cross section in cut surface AA is shown. 図1に示す加速度センサの製造工程の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 図4Aの次の工程を示す図である。It is a figure which shows the next process of FIG. 4A. 図4Bの次の工程を示す図である。It is a figure which shows the next process of FIG. 4B. 図4Cの次の工程を示す図である。It is a figure which shows the next process of FIG. 4C. 図1に示す溝の第1変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of the groove | channel shown in FIG. 図1に示す溝の第2変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of the groove | channel shown in FIG. 図1に示す溝の第3変形例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification of the groove | channel shown in FIG. 図1に示す溝の第4変形例を示す図である。It is a figure which shows the 4th modification of the groove | channel shown in FIG. 本発明の他の実施形態に係る加速度センサの模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the acceleration sensor which concerns on other embodiment of this invention.

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る加速度センサの模式的な平面図である。図2は、図1に示す加速度センサの模式的な底面図である。図3は、図1に示す加速度センサの模式的な断面図であって、切断面A−Aにおける断面を示す。
加速度センサ1は、たとえば、三次元空間において直交する3つの軸(X軸、Y軸およびZ軸)に作用する加速度を検出するセンサであって、表面21および裏面22を有する半導体基板としての平面視矩形状のSOI(Silicon On Insulator)基板を備えている。SOI基板2の表面21は、たとえば、検出素子や検出回路などが形成される素子形成面であり、裏面22は、たとえば、支持基板25(たとえば、ガラス基板などの封止基板)が接合される実装面である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view of an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic bottom view of the acceleration sensor shown in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the acceleration sensor shown in FIG. 1, and shows a cross section taken along the section AA.
The acceleration sensor 1 is a sensor that detects acceleration acting on, for example, three axes (X axis, Y axis, and Z axis) orthogonal to each other in a three-dimensional space, and is a plane as a semiconductor substrate having a front surface 21 and a back surface 22. An SOI (Silicon On Insulator) substrate having a rectangular shape is provided. The surface 21 of the SOI substrate 2 is, for example, an element forming surface on which detection elements, detection circuits, and the like are formed, and the back surface 22 is bonded to, for example, a support substrate 25 (for example, a sealing substrate such as a glass substrate). It is a mounting surface.

以下では、便宜的に、SOI基板2の1対の対向辺に平行な方向をX軸方向とし、SOI基板2の他対の対向辺に平行な方向をY軸方向とし、SOI基板2の厚さ方向に平行な方向をZ軸方向として本実施形態を説明する。また、Z軸方向については、SOI基板2の裏面22が下側に配置される加速度センサ1の基本姿勢を基準として、上下方向ということがある。   In the following, for convenience, the direction parallel to one pair of opposing sides of the SOI substrate 2 is defined as the X-axis direction, and the direction parallel to the other pair of opposing sides of the SOI substrate 2 is defined as the Y-axis direction. This embodiment will be described with the direction parallel to the vertical direction as the Z-axis direction. Further, the Z-axis direction may be referred to as the vertical direction with reference to the basic posture of the acceleration sensor 1 in which the back surface 22 of the SOI substrate 2 is disposed on the lower side.

SOI基板2は、その裏面22側から表面21側へ向かって順に、シリコン基板3と、酸化シリコンからなる絶縁層4と、シリコンからなる活性層5とが積層された構造を有している。SOI基板2の総厚さは、たとえば、557.5μm程度であり、各層の厚さは、たとえば、シリコン基板3が550μm程度、絶縁層4が1.5μm程度、活性層5が6μm程度である。   The SOI substrate 2 has a structure in which a silicon substrate 3, an insulating layer 4 made of silicon oxide, and an active layer 5 made of silicon are stacked in order from the back surface 22 side to the front surface 21 side. The total thickness of the SOI substrate 2 is, for example, about 557.5 μm, and the thickness of each layer is, for example, the silicon substrate 3 is about 550 μm, the insulating layer 4 is about 1.5 μm, and the active layer 5 is about 6 μm. .

SOI基板2には、その裏面22から活性層5に至るまで、シリコン基板3および絶縁層4がZ軸方向に沿って選択的に除去されることにより、底面視円環状の空間6が形成されている。この空間6は、SOI基板2の表面21側が活性層5により密閉され、SOI基板2の裏面22側が開放されている。
活性層5は、空間6に臨む円形の部分が振動膜7として形成されている。この振動膜7は、その全周が、シリコン基板3、絶縁層4および活性層5の積層構造からなるSOI基板2の外枠(フレーム部8)の活性層5により一体的に支持されている。また、当該空間6に配置されたシリコン基板3および絶縁層4の積層構造からなる円柱状の部分は、振動膜7にぶら下がった錘9として活性層5に保持されている。
In the SOI substrate 2, the silicon substrate 3 and the insulating layer 4 are selectively removed along the Z-axis direction from the back surface 22 to the active layer 5, thereby forming an annular space 6 in a bottom view. ing. In this space 6, the surface 21 side of the SOI substrate 2 is sealed by the active layer 5, and the back surface 22 side of the SOI substrate 2 is open.
In the active layer 5, a circular portion facing the space 6 is formed as the vibration film 7. The entire periphery of the vibrating membrane 7 is integrally supported by the active layer 5 of the outer frame (frame portion 8) of the SOI substrate 2 having a laminated structure of the silicon substrate 3, the insulating layer 4, and the active layer 5. . In addition, a cylindrical portion having a laminated structure of the silicon substrate 3 and the insulating layer 4 disposed in the space 6 is held in the active layer 5 as a weight 9 hanging from the vibration film 7.

フレーム部8は、SOI基板2の側面を形成する外側面81、空間6を外側から画成する内側面82およびSOI基板2の裏面22を形成する底面83(底壁)を有している。フレーム部8の底壁には、その内側面82から外側面81に至る溝10が形成されている。溝10は、空間6の外周方向に沿って等しい間隔(たとえば、1/4L間隔ずつ(L:空間6の外周長))を空けて複数(この実施形態では、4つ)設けられている。より具体的には、4つの溝10は、底面視において、フレーム部8の4つの外側面81それぞれの中央位置から1本ずつ、円環状空間6の中心Oへ向かって(X軸方向もしくはY軸方向に沿う方向)底面視十字状に設けられている。また、複数の溝10は、互いに同じ深さDを有しており、その深さDは、たとえば、20μm〜100μmである。また、この実施形態では、複数の溝10は、同じ長さおよび幅で形成されている。   The frame portion 8 has an outer surface 81 that forms the side surface of the SOI substrate 2, an inner surface 82 that defines the space 6 from the outside, and a bottom surface 83 (bottom wall) that forms the back surface 22 of the SOI substrate 2. A groove 10 is formed in the bottom wall of the frame portion 8 from the inner side 82 to the outer side 81. A plurality (four in this embodiment) of grooves 10 are provided along the outer circumferential direction of the space 6 with an equal interval (for example, every 1/4 L interval (L: outer circumferential length of the space 6)). More specifically, the four grooves 10 are one by one from the center position of each of the four outer surfaces 81 of the frame portion 8 toward the center O of the annular space 6 in the bottom view (in the X-axis direction or Y-direction). The direction along the axial direction) is provided in a cross shape in a bottom view. Moreover, the some groove | channel 10 has the mutually same depth D, The depth D is 20 micrometers-100 micrometers, for example. In this embodiment, the plurality of grooves 10 are formed with the same length and width.

錘9は、当該空間6の開放面61に望む底面91を有しており、この底面91とフレーム部8の底面83との間には、段差Sが設けられている。この段差Sは、加速度センサ1を支持基板25(後述)に搭載ときに、支持基板25と錘9との間に錘9の振動を可能とするためのギャップを確保する。また、段差Sは、この実施形態では、フレーム部8の溝10の深さDと等しい(たとえば、20μm〜100μm)。また、錘9の底面91の半径rは、たとえば、底面視における空間6の半径Rに対して40〜60%程度である。   The weight 9 has a desired bottom surface 91 on the open surface 61 of the space 6, and a step S is provided between the bottom surface 91 and the bottom surface 83 of the frame portion 8. The step S secures a gap for allowing the weight 9 to vibrate between the support substrate 25 and the weight 9 when the acceleration sensor 1 is mounted on the support board 25 (described later). Further, in this embodiment, the step S is equal to the depth D of the groove 10 of the frame portion 8 (for example, 20 μm to 100 μm). Further, the radius r of the bottom surface 91 of the weight 9 is, for example, about 40 to 60% with respect to the radius R of the space 6 in the bottom view.

また、フレーム部8の内側面82は、錘9の側面(周面)に対向する基準面821と、その底面83から溝10の深さDの位置まで至り、当該基準面821よりも外側にオフセットされたオフセット面822とを有する段差面となっている。つまり、フレーム部8の溝10は、当該オフセット面822から外側面81に至るように形成されている。
SOI基板2の表面21(素子形成面)には、NSG(Nondoped Silicate Glass)膜11(厚さ2500Å程度)が形成されている。
Further, the inner side surface 82 of the frame portion 8 extends from the reference surface 821 facing the side surface (circumferential surface) of the weight 9 to the position of the depth D of the groove 10 from the bottom surface 83, and outside the reference surface 821. The step surface has an offset surface 822 that is offset. That is, the groove 10 of the frame portion 8 is formed so as to extend from the offset surface 822 to the outer surface 81.
An NSG (Nondoped Silicate Glass) film 11 (thickness of about 2500 mm) is formed on the surface 21 (element formation surface) of the SOI substrate 2.

このNSG膜11上には、圧電体13(たとえば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛))を1組の上部電極14(たとえば、Pt/Ti)および下部電極15(たとえば、Ir/IrO)で挟み込んでなる圧電素子12が複数設けられている。
複数の圧電素子12は、錘9の周縁に沿って互いに間隔を空けて設けられたZ軸検出素子12Z、このZ軸検出素子12Zを取り囲むX軸検出素子12XおよびY軸検出素子12Yを含んでいる。X軸検出素子12Xは、X軸方向において錘9を挟んで一方側および他方側にそれぞれ1つずつ設けられている。また、Y軸検出素子12Yは、Y軸方向において錘9を挟んで一方側および他方側にそれぞれ1つずつ設けられている。
On this NSG film 11, a piezoelectric body 13 (for example, PZT (lead zirconate titanate)) is formed by a pair of upper electrode 14 (for example, Pt / Ti) and lower electrode 15 (for example, Ir / IrO 2 ). A plurality of sandwiched piezoelectric elements 12 are provided.
The plurality of piezoelectric elements 12 include a Z-axis detecting element 12Z provided at intervals along the periphery of the weight 9, and an X-axis detecting element 12X and a Y-axis detecting element 12Y surrounding the Z-axis detecting element 12Z. Yes. One X-axis detection element 12X is provided on each of the one side and the other side across the weight 9 in the X-axis direction. One Y-axis detection element 12Y is provided on each of one side and the other side of the weight 9 in the Y-axis direction.

圧電素子12上には、SiOからなる層間絶縁膜16(厚さ5000Å程度)が積層されている。この層間絶縁膜16上には、各圧電素子12に電気的に接続される複数の配線17(たとえば、AL配線)が形成されている。配線17は、層間絶縁膜16に形成されたコンタクトホール18を介して圧電素子12の上部電極14もしくは下部電極15に電気的に接続されている。また、配線17は、層間絶縁膜16上においてX軸検出素子12XおよびY軸検出素子12Yの周辺部にまで引き回されている。なお、図1は、便宜上、複数の配線17の接続形態の一部を省略して表しており、配線17の接続形態は、加速度センサ1の使用状況に合わせて適宜設計することができる。また、配線17は、メタル配線のみで構成されていてもよいし、活性層5に不純物を注入して作製されるピエゾ配線のみで構成されていてもよいし、メタル配線およびピエゾ配線を組み合わせて構成されていてもよい。 On the piezoelectric element 12, an interlayer insulating film 16 (about 5000 mm thick) made of SiO 2 is laminated. A plurality of wirings 17 (for example, AL wirings) that are electrically connected to the piezoelectric elements 12 are formed on the interlayer insulating film 16. The wiring 17 is electrically connected to the upper electrode 14 or the lower electrode 15 of the piezoelectric element 12 through a contact hole 18 formed in the interlayer insulating film 16. Further, the wiring 17 is routed on the interlayer insulating film 16 to the periphery of the X-axis detection element 12X and the Y-axis detection element 12Y. In FIG. 1, for convenience, a part of the connection form of the plurality of wirings 17 is omitted, and the connection form of the wirings 17 can be appropriately designed in accordance with the usage state of the acceleration sensor 1. Further, the wiring 17 may be composed only of metal wiring, may be composed only of piezo wiring manufactured by injecting impurities into the active layer 5, or may be a combination of metal wiring and piezo wiring. It may be configured.

層間絶縁膜16上には、PSG(Phosphorus Silicate Glass)膜19(厚さ750Å程度)およびSiN膜20(厚さ7000Å程度)が順に積層されている。これらPSG膜19およびSiN膜20には、圧電素子12の周辺部に引き回された配線17の一部をパッド23として露出させるパッド開口24が形成されている。
この加速度センサ1は、フレーム部8の底面83に、たとえば、支持基板25(セラミック基板、シリコン基板3、ガラス基板などが接合されることにより、空間6が封止される(図3参照)。
On the interlayer insulating film 16, a PSG (Phosphorus Silicate Glass) film 19 (thickness of about 750 mm) and a SiN film 20 (thickness of about 7000 mm) are sequentially laminated. The PSG film 19 and the SiN film 20 are formed with a pad opening 24 that exposes a part of the wiring 17 routed around the piezoelectric element 12 as a pad 23.
In the acceleration sensor 1, for example, a support substrate 25 (a ceramic substrate, a silicon substrate 3, a glass substrate, or the like is bonded to the bottom surface 83 of the frame portion 8 to seal the space 6 (see FIG. 3).

加速度センサ11に加速度が作用し、錘9が振れると、振動膜7に歪み(捩れおよび/または撓み)が生じる。この振動膜7の歪みにより、振動膜7上の圧電体13に伸び縮みが生じ、圧電体13の抵抗値が変化する。パッド23(配線17)を介して、その抵抗値の変化を信号として取り出すことにより、この信号に基づいて、錘9(加速度センサ1)に作用した加速度の方向(3軸方向)および大きさを検出することができる。このとき、フレーム部8に溝10が形成されていることにより、振動膜7直下の空間6とフレーム部8の外側の空間6との間を、溝10および支持基板25により区画される通路により連通させることができる。これにより、錘9の振動時に空間6内の空気をセンサ外に逃がすことができ、錘9および振動膜7が空間6から受ける圧力を小さくすることができる。その結果、錘9および振動膜7に対するエアダンピング効果の影響を抑制することができる。よって、センサの感度低下を抑制することができる。   When acceleration acts on the acceleration sensor 11 and the weight 9 swings, distortion (twisting and / or bending) occurs in the vibration film 7. Due to the distortion of the vibration film 7, the piezoelectric body 13 on the vibration film 7 expands and contracts, and the resistance value of the piezoelectric body 13 changes. By taking out the change in the resistance value as a signal through the pad 23 (wiring 17), the direction (three-axis direction) and the magnitude of the acceleration acting on the weight 9 (acceleration sensor 1) are determined based on this signal. Can be detected. At this time, since the groove 10 is formed in the frame portion 8, a space defined by the groove 10 and the support substrate 25 is provided between the space 6 immediately below the diaphragm 7 and the space 6 outside the frame portion 8. Can communicate. Thereby, the air in the space 6 can be released outside the sensor when the weight 9 vibrates, and the pressure that the weight 9 and the vibration film 7 receive from the space 6 can be reduced. As a result, the influence of the air damping effect on the weight 9 and the diaphragm 7 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in sensitivity of the sensor.

さらに、溝10が底面視十字状に設けられているため、錘9が支持基板25に近づく方向に振動して空間6を圧縮したときに、空間6内の空気を、十字状に形成された複数の溝10を介して同じ量ずつ逃がすことができる。これにより、錘9および振動膜7に対して加わる圧力の偏りを低減することができるので、より精密な検出を行うことができる。
図4A〜図4Dは、図1に示す加速度センサの製造工程を工程順に示す図である。
Further, since the groove 10 is provided in a cross shape when viewed from the bottom, when the weight 9 vibrates in a direction approaching the support substrate 25 and compresses the space 6, the air in the space 6 is formed in a cross shape. The same amount can be escaped through the plurality of grooves 10. Thereby, since the bias of the pressure applied to the weight 9 and the diaphragm 7 can be reduced, more precise detection can be performed.
4A to 4D are diagrams showing the manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 1 in the order of steps.

加速度センサ1を製造するには、まず、図4Aに示すように、シリコン基板3、絶縁層4および活性層5を含むSOI基板2の表面21に、たとえば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によりNSG膜11が形成される。次いで、公知のスパッタ技術および公知のパターニング技術により、NSG膜11上に、Ir/IrOからなる下部電極15、PZTからなる圧電体13、およびPt/Tiからなる上部電極14が形成される。これにより、各軸(X軸、Y軸およびZ軸)を検出する圧電素子12が形成される。次いで、NSG膜11上に、圧電素子12を覆うように層間絶縁膜16が積層される。次いで、層間絶縁膜16が選択的にエッチングされることにより、圧電素子12の上部電極14および下部電極15に対してコンタクトをとるためのコンタクトホール18が形成される。次いで、配線17用のメタルがスパッタされ、このメタルがパターニングされることにより、配線17が形成される。続いて、層間絶縁膜16上に、PSG膜19およびSiN膜20が順に積層される。そして、公知のエッチング技術により、これらPSG膜19およびSiN膜20を貫通するように、パッド開口24が形成される。 In order to manufacture the acceleration sensor 1, first, as shown in FIG. 4A, an NSG is formed on the surface 21 of the SOI substrate 2 including the silicon substrate 3, the insulating layer 4, and the active layer 5 by, for example, the CVD (Chemical Vapor Deposition) method. A film 11 is formed. Next, a lower electrode 15 made of Ir / IrO 2 , a piezoelectric body 13 made of PZT, and an upper electrode 14 made of Pt / Ti are formed on the NSG film 11 by a known sputtering technique and a known patterning technique. Thereby, the piezoelectric element 12 for detecting each axis (X axis, Y axis, and Z axis) is formed. Next, an interlayer insulating film 16 is laminated on the NSG film 11 so as to cover the piezoelectric element 12. Next, the interlayer insulating film 16 is selectively etched to form a contact hole 18 for making contact with the upper electrode 14 and the lower electrode 15 of the piezoelectric element 12. Next, a metal for the wiring 17 is sputtered, and this metal is patterned to form the wiring 17. Subsequently, the PSG film 19 and the SiN film 20 are sequentially stacked on the interlayer insulating film 16. Then, a pad opening 24 is formed so as to penetrate the PSG film 19 and the SiN film 20 by a known etching technique.

次いで、図4Bに示すように、SiN膜20上に、たとえば、CVD法によりNSG膜26(厚さ750Å程度)が形成される。このNSG膜26は、後の工程でSOI基板2の裏面22側を加工する際に素子形成面を保護するためのものである。続いて、シリコン基板3が550μm程度の厚さになるまで裏面22から研削される。つまり、725μm程度の厚さのシリコン基板3が175μm程度研削される。研削後、SOI基板2の裏面22に、たとえば、CVD法により、NSGからなる第1マスク27(厚さ5000Å程度)が形成される。次いで、公知のパターニング技術により、第1マスク27における、溝10、錘9および空間6を形成すべき領域を覆う部分が除去される。   Next, as shown in FIG. 4B, an NSG film 26 (about 750 mm thick) is formed on the SiN film 20 by, eg, CVD. The NSG film 26 is for protecting the element formation surface when the back surface 22 side of the SOI substrate 2 is processed in a later step. Subsequently, the back surface 22 is ground until the silicon substrate 3 has a thickness of about 550 μm. That is, the silicon substrate 3 having a thickness of about 725 μm is ground by about 175 μm. After grinding, a first mask 27 (about 5000 mm thick) made of NSG is formed on the back surface 22 of the SOI substrate 2 by, for example, a CVD method. Next, a portion of the first mask 27 covering the region where the groove 10, the weight 9 and the space 6 are to be formed is removed by a known patterning technique.

次いで、図4Cに示すように、この第1マスク27上に、空間6を形成すべき領域以外の領域(つまり、錘9およびフレーム部8を形成すべき領域)上に、フォトレジストからなる第2マスク28(厚さ100000Å程度)が形成される。この第2マスク28は、第1マスク27における内周側端部を覆うように(オーバーラップするように)形成される。続いて、この第2マスク28を介して、SOI基板2が裏面22側からシリコン基板3の途中まで(500μm程度)ドライエッチングされる。ドライエッチングには、たとえば、SFガスが用いられる。これにより、錘9とフレーム部8の形状が成形され、同時に、錘9とフレーム部8とを隔て、基準面821を有する円環状の溝29が形成される。次いで、たとえば、アッシング処理により、第2マスク28が除去されることにより、第1マスク27が露出する。 Next, as shown in FIG. 4C, on the first mask 27, on the region other than the region where the space 6 is to be formed (that is, the region where the weight 9 and the frame portion 8 are to be formed) Two masks 28 (thickness of about 100,000 mm) are formed. The second mask 28 is formed so as to cover (overlapping) the inner peripheral side end of the first mask 27. Subsequently, the SOI substrate 2 is dry-etched through the second mask 28 from the back surface 22 side to the middle of the silicon substrate 3 (about 500 μm). For dry etching, for example, SF 6 gas is used. As a result, the shapes of the weight 9 and the frame portion 8 are formed, and at the same time, an annular groove 29 having a reference surface 821 is formed so as to separate the weight 9 and the frame portion 8. Next, the first mask 27 is exposed by removing the second mask 28 by, for example, an ashing process.

次いで、図4Dに示すように、露出した第1マスク27を介して、錘9の底面91全域がドライエッチングされるとともに、フレーム部8が選択的にドライエッチングされる。このドライエッチングは、たとえば、シリコン基板3が50μm程度除去されるまで続けられる。これにより、フレーム部8の底壁に溝10が形成され、同時に、錘9の底面91とフレーム部8の底面83との段差Sが形成される。また、エッチングガスは、溝29上方に残存するシリコン基板3にも供給され、これにより、溝29上方のシリコン基板3が完全に除去されて空間6が形成される。   Next, as shown in FIG. 4D, the entire bottom surface 91 of the weight 9 is dry-etched through the exposed first mask 27, and the frame portion 8 is selectively dry-etched. This dry etching is continued until, for example, the silicon substrate 3 is removed by about 50 μm. Thereby, the groove 10 is formed in the bottom wall of the frame portion 8, and at the same time, a step S between the bottom surface 91 of the weight 9 and the bottom surface 83 of the frame portion 8 is formed. Further, the etching gas is also supplied to the silicon substrate 3 remaining above the groove 29, whereby the silicon substrate 3 above the groove 29 is completely removed and the space 6 is formed.

この後、空間6内にエッチング液が供給されることにより、空間6内の絶縁層4がウェットエッチングにより除去され、同時に活性層5からなる振動膜7が形成される。次いで、SiN膜20上のNSG膜26が除去される。以上の工程を経て、図1〜図3に示す加速度センサ1が得られる。
以上の製造方法によれば、フレーム部8の底面83と錘9の底面91との段差S、およびフレーム部8の溝10が同一工程で同時に形成されるので(図4Dの工程)、これらを別々の工程で形成する場合に比べて工程数を減らすことができる。その結果、効率よく加速度センサ1を製造することができる。
Thereafter, the etching solution is supplied into the space 6, whereby the insulating layer 4 in the space 6 is removed by wet etching, and at the same time, the vibration film 7 made of the active layer 5 is formed. Next, the NSG film 26 on the SiN film 20 is removed. Through the above steps, the acceleration sensor 1 shown in FIGS. 1 to 3 is obtained.
According to the above manufacturing method, the step S between the bottom surface 83 of the frame portion 8 and the bottom surface 91 of the weight 9 and the groove 10 of the frame portion 8 are simultaneously formed in the same step (step in FIG. 4D). The number of steps can be reduced as compared with the case of forming in separate steps. As a result, the acceleration sensor 1 can be manufactured efficiently.

また、上記したエアダンピング抑制効果は、フレーム部8に溝10が形成されていれば、シリコン基板3が薄くて空間6の体積が小さく、錘9が振動したときの空間6の圧縮率が大きくなりやすい条件下でも、十分発揮することができる。したがって、空間6の深さを深くすることにより、空間6の体積を大きくしなくてもよい。つまり、この加速度センサ1の製造に際しては、シリコン基板3を深くまでエッチングしなくてもよい。よって、シリコン基板3の厚さの大小に関わらず、ある程度の厚さまでシリコン基板3を裏面22から研削し(図4Bの工程)、その後、必要な量だけエッチングすればよい。その結果、エッチング時間を短くできるので、製造効率の低下を抑制することもできる。   Moreover, if the groove | channel 10 is formed in the flame | frame part 8, the above-mentioned air dumping suppression effect is that the silicon substrate 3 is thin and the volume of the space 6 is small, and the compressibility of the space 6 when the weight 9 vibrates is large. Even under easy-to-be-prone conditions, it can be fully demonstrated. Therefore, it is not necessary to increase the volume of the space 6 by increasing the depth of the space 6. That is, when manufacturing the acceleration sensor 1, the silicon substrate 3 does not have to be etched deeply. Therefore, it is only necessary to grind the silicon substrate 3 from the back surface 22 to a certain thickness regardless of the thickness of the silicon substrate 3 (step of FIG. 4B), and then etch the necessary amount. As a result, the etching time can be shortened, so that a reduction in manufacturing efficiency can be suppressed.

なお、「空間6の圧縮率」とは、(錘9の振動により圧縮されたときの空間6の体積V1)/(錘9が振動する前の空間6の体積V2)×100(%)のことをいう。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、フレーム部8の溝10は、図5に示すように、底面視においてSOI基板2の対角線に沿うような十字状に形成されていてもよい。また、図6に示すように、錘9の半径方向に沿う(図6では、X軸方向に沿う)直線状に形成されていてもよい。また、図7に示すように、錘9の半径方向に沿うように(図7では、Y軸方向に沿うように)、1本のみ形成されていてもよい。また、複数の溝10の幅は、全てが同じである必要はなく、たとえば、図8に示すように、十字状をなす溝10の一方向に沿う直線部(図8では、Y軸方向に沿う溝10Y)の幅が、他方向に沿う直線部(図8では、X軸方向に沿う溝10X)の幅に比べて広くてもよい。
The “compression ratio of the space 6” is (volume V1 of the space 6 when compressed by the vibration of the weight 9) / (volume V2 of the space 6 before the weight 9 vibrates) × 100 (%). That means.
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
For example, as shown in FIG. 5, the groove 10 of the frame portion 8 may be formed in a cross shape along the diagonal line of the SOI substrate 2 in a bottom view. Moreover, as shown in FIG. 6, you may form in the linear form along the radial direction of the weight 9 (it follows an X-axis direction in FIG. 6). Moreover, as shown in FIG. 7, only one may be formed along the radial direction of the weight 9 (in FIG. 7, along the Y-axis direction). Further, the widths of the plurality of grooves 10 do not have to be all the same. For example, as shown in FIG. 8, a straight portion along one direction of the cross-shaped groove 10 (in FIG. 8, in the Y-axis direction). The width of the groove 10 </ b> Y) may be wider than the width of the straight portion along the other direction (the groove 10 </ b> X along the X-axis direction in FIG. 8).

また、錘9の形状は、円柱状である必要はなく、たとえば、多角柱状(たとえば、直方体状)などであってもよい。
また、加速度センサは、図9の加速度センサ31のように、振動膜7に歪みを発生させるための錘9を有していなくてもよい。
また、前述の実施形態では、MEMSセンサの一例として、加速度センサを取り上げたが、本発明は、加速度センサに限らず、圧力センサ、ジャイロセンサなど、MEMS技術により作製される各種デバイスに適用することができる。
Moreover, the shape of the weight 9 does not have to be a columnar shape, and may be, for example, a polygonal column shape (for example, a rectangular parallelepiped shape).
Moreover, the acceleration sensor does not need to have the weight 9 for generating distortion in the vibration film 7 like the acceleration sensor 31 of FIG.
In the above-described embodiment, the acceleration sensor is taken as an example of the MEMS sensor. However, the present invention is not limited to the acceleration sensor, and is applied to various devices manufactured by the MEMS technology such as a pressure sensor and a gyro sensor. Can do.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

1 加速度センサ
2 SOI基板
6 空間
7 振動膜
8 フレーム部
9 錘
10 溝
21 (SOI基板の)表面
22 (SOI基板の)裏面
61 (空間の)開放面
81 (フレーム部の)外側面
82 (フレーム部の)内側面
83 (フレーム部の)底面
91 (錘の)底面
S 段差
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Acceleration sensor 2 SOI substrate 6 Space 7 Vibration film 8 Frame part 9 Weight 10 Groove 21 Surface (of SOI substrate) 22 Back surface (of SOI substrate) 61 (Space) Open surface 81 (Outside surface) 81 (Frame portion) Inside surface 83 bottom surface (frame portion) 91 bottom surface (weight) S step

Claims (9)

表面および裏面を有し、前記表面側に形成された振動膜と、当該振動膜を支持し、当該振動膜の直下に、前記裏面側が開放された空間を区画するフレーム部とを有する半導体基板と、
前記空間内において前記振動膜に保持され、前記空間の開放面に臨む底面を有する錘とを含み、
前記フレーム部は、前記半導体基板の前記裏面を形成して支持基板に接合される底壁と、前記空間内に臨む内側面と、前記空間外に臨む外側面とを有しており、
前記フレーム部の前記底壁には、前記フレーム部の前記内側面から前記外側面に至る溝が形成されており、
前記溝は、前記外側面から前記空間の中心部に向かって延びており、
前記フレーム部の内側面は、前記錘の側面を取り囲む基準面と、前記フレーム部の底面から前記溝の深さ位置まで至り、当該基準面よりも外側にオフセットされた前記錘の側面を取り囲むオフセット面とを含む段差面を有している、MEMSセンサ。
A semiconductor substrate having a front surface and a back surface, a vibration film formed on the front surface side, and a frame portion that supports the vibration film and defines a space in which the back surface side is opened immediately below the vibration film ; ,
A weight held by the vibrating membrane in the space and having a bottom surface facing an open surface of the space ;
The frame portion has a bottom wall that forms the back surface of the semiconductor substrate and is joined to a support substrate, an inner surface that faces the space, and an outer surface that faces the space,
In the bottom wall of the frame part, a groove is formed from the inner side surface of the frame part to the outer side surface,
The groove extends from the outer surface toward the center of the space ,
The inner surface of the frame portion includes a reference surface that surrounds the side surface of the weight, and an offset that surrounds the side surface of the weight that is offset from the bottom surface of the frame portion to the depth position of the groove and offset outward from the reference surface. A MEMS sensor having a stepped surface including a surface .
前記溝の深さ位置は、前記振動膜に対する前記錘の接合位置よりも前記半導体基板の前記裏面側に配置されている、請求項に記載のMEMSセンサ。 Depth position of the groove, than the junction position of the weight relative to the vibrating membrane is disposed on the rear surface side of the semiconductor substrate, MEMS sensor according to claim 1. 前記フレーム部の底面と前記錘の前記底面との間には、前記フレームの前記底壁が支持基板に接合されたときに、前記錘を当該支持基板に対して浮いた状態にするための段差が設けられている、請求項またはに記載のMEMSセンサ。 A step between the bottom surface of the frame portion and the bottom surface of the weight to make the weight float with respect to the support substrate when the bottom wall of the frame is joined to the support substrate. It is provided, MEMS sensor according to claim 1 or 2. 前記段差が、前記溝の深さと等しい、請求項に記載のMEMSセンサ。 The MEMS sensor according to claim 3 , wherein the step is equal to the depth of the groove. 前記空間の中心部が、前記錘の重心に一致している、請求項1〜4のいずれか一項に記載のMEMSセンサ。 The MEMS sensor as described in any one of Claims 1-4 with which the center part of the said space corresponds with the gravity center of the said weight. 前記半導体基板が、シリコン基板、絶縁層および活性層が積層された構造からなるSOI基板であり、
前記振動膜が、前記活性層からなり、前記錘が、前記シリコン基板および前記絶縁層の積層構造からなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のMEMSセンサ。
The semiconductor substrate is an SOI substrate having a structure in which a silicon substrate, an insulating layer, and an active layer are stacked;
The vibration membrane is composed of the active layer, the weight is a laminated structure of the silicon substrate and the insulating layer, MEMS sensor according to any one of claims 1 to 5.
前記溝は、前記空間を取り囲む周方向に沿って等しい間隔を空けて複数形成されている、請求項1〜のいずれか一項に記載のMEMSセンサ。 Said groove, said formed with a plurality at an equal interval along a circumferential direction surrounding the space, MEMS sensor according to any one of claims 1-6. 前記複数の溝は、前記半導体基板を前記フレーム部の底面側から見た底面視において十字状に形成されている、請求項に記載のMEMSセンサ。 The MEMS sensor according to claim 7 , wherein the plurality of grooves are formed in a cross shape in a bottom view when the semiconductor substrate is viewed from the bottom surface side of the frame portion. 表面および裏面を有する半導体基板の裏面の一部のエッチング領域を取り囲むように、当該裏面に第1マスクを形成する工程と、
前記エッチング領域を取り囲むように、かつ前記第1マスクの内周側端部を覆うように第2マスクを形成する工程と、
前記第2マスクを介して前記半導体基板を、前記裏面側から選択的にエッチングすることにより、前記裏面側が開放された空間を形成し、同時に、当該空間に対して内側に前記裏面を形成する底壁を有する錘と、当該空間に対して外側に前記裏面を形成する底壁および前記空間内に臨む内側面を有するフレーム部とを形成する工程と、 前記第2マスクを除去した後、前記第1マスクを介して前記フレーム部の前記底壁および前記錘の前記底壁を選択的にエッチングすることにより、前記フレーム部の外側面から前記空間の中心部に向かって延びるように、前記フレーム部の前記底壁における前記内側面と前記外側面との間に溝を形成し、同時に、前記錘の底面と前記フレーム部の底面との間に前記溝の深さと等しい段差と、前記フレーム部の内周面に、前記錘の側面を取り囲む基準面、前記フレーム部の底面から前記溝の深さ位置まで至り、当該基準面よりも外側にオフセットされた前記錘の側面を取り囲むオフセット面を含む段差面とを形成する工程とを含む、MEMSセンサの製造方法。
Forming a first mask on the back surface so as to surround a part of the etching region of the back surface of the semiconductor substrate having the front surface and the back surface ;
Forming a second mask so as to surround the etching region and to cover an inner peripheral side end of the first mask;
By selectively etching the semiconductor substrate through the second mask from the back surface side, a space where the back surface side is opened is formed, and at the same time, the bottom surface forming the back surface inside the space. Forming a weight having a wall, a bottom wall forming the back surface outside the space, and a frame portion having an inner surface facing the space; and after removing the second mask, The frame portion extends from the outer surface of the frame portion toward the center of the space by selectively etching the bottom wall of the frame portion and the bottom wall of the weight through one mask. said bottom to form a groove between the inner side surface of the wall and the outer side, at the same time, the depth and equal level difference of the groove between the bottom surface of the bottom and the frame portion of the weight, of the frame portion of the A stepped surface including a reference surface that surrounds the side surface of the weight, and an offset surface that surrounds the side surface of the weight that is offset from the bottom surface of the frame part to the depth position of the groove and offset outward from the reference surface. And a method of manufacturing the MEMS sensor.
JP2010228574A 2010-10-08 2010-10-08 MEMS sensor and manufacturing method thereof Active JP5775281B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010228574A JP5775281B2 (en) 2010-10-08 2010-10-08 MEMS sensor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010228574A JP5775281B2 (en) 2010-10-08 2010-10-08 MEMS sensor and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012083164A JP2012083164A (en) 2012-04-26
JP5775281B2 true JP5775281B2 (en) 2015-09-09

Family

ID=46242192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010228574A Active JP5775281B2 (en) 2010-10-08 2010-10-08 MEMS sensor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5775281B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110577185A (en) * 2019-08-06 2019-12-17 西人马联合测控(泉州)科技有限公司 MEMS structure, manufacturing method of MEMS structure and tire pressure sensor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107315081B (en) * 2017-06-28 2020-04-03 河海大学 Method for testing damping effect of pavement concrete
EA202090798A1 (en) * 2017-09-21 2020-07-14 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" SEISMIC SENSOR

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2892788B2 (en) * 1990-07-27 1999-05-17 株式会社ワコー Method of manufacturing sensor for detecting physical quantity
JPH06160417A (en) * 1992-11-24 1994-06-07 Fujikura Ltd Semiconductor acceleration sensor
JP2003270263A (en) * 2002-03-19 2003-09-25 Matsushita Electric Works Ltd Semiconductor acceleration sensor
JP2004177219A (en) * 2002-11-26 2004-06-24 Matsushita Electric Works Ltd Semiconductor acceleration sensor
JP2006177675A (en) * 2004-12-20 2006-07-06 Japan Aviation Electronics Industry Ltd Capacitance acceleration sensor
JP2009264933A (en) * 2008-04-25 2009-11-12 Kyocera Corp Acceleration sensor device and method of manufacturing acceleration sensor device
JP2010107486A (en) * 2008-10-31 2010-05-13 Kyocera Corp Acceleration sensor device
JP2010160128A (en) * 2008-12-12 2010-07-22 Yamaha Corp Semiconductor sensor and method of manufacturing the same
JP2010151765A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Yamaha Corp Mems and method of manufacturing mems

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110577185A (en) * 2019-08-06 2019-12-17 西人马联合测控(泉州)科技有限公司 MEMS structure, manufacturing method of MEMS structure and tire pressure sensor
CN110577185B (en) * 2019-08-06 2021-11-16 西人马联合测控(泉州)科技有限公司 MEMS structure, manufacturing method of MEMS structure and tire pressure sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012083164A (en) 2012-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8829627B2 (en) Dynamic quantity sensor device and manufacturing method of the same
US7902615B2 (en) Micromechanical structure for receiving and/or generating acoustic signals, method for producing a micromechanical structure, and use of a micromechanical structure
US9908771B2 (en) Inertial and pressure sensors on single chip
EP3687192B1 (en) Microelectromechanical electroacoustic transducer with piezoelectric actuation and corresponding manufacturing process
WO2010079574A1 (en) Mems device
JP5083369B2 (en) Acoustic sensor and manufacturing method thereof
IT201900007317A1 (en) MICROELECTROMECHANICAL PIEZOELECTRIC ACOUSTIC TRANSDUCER WITH IMPROVED CHARACTERISTICS AND RELATED MANUFACTURING PROCESS
US8861753B2 (en) Acoustic transducer, and microphone using the acoustic transducer
JP2012529207A (en) Element having micromechanical microphone structure and method for manufacturing element having micromechanical microphone structure
WO2021184591A1 (en) Processing method for mems microphone, and mems microphone
KR101764314B1 (en) Acoustic sensor and fabrication method thereof
JP5083256B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5775281B2 (en) MEMS sensor and manufacturing method thereof
JP4737535B2 (en) Condenser microphone
JPWO2008143191A1 (en) MEMS sensor and manufacturing method thereof
JP5070026B2 (en) Condenser microphone and manufacturing method thereof
JP2012028900A (en) Capacitor microphone
JP5688690B2 (en) Vibrating transducer and method for manufacturing the vibrating transducer
JP5624866B2 (en) Manufacturing method of MEMS sensor
JP4737720B2 (en) Diaphragm, manufacturing method thereof, condenser microphone having the diaphragm, and manufacturing method thereof
JP6032046B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6874943B2 (en) MEMS element
JP2009068893A (en) Semiconductor device
JP2006162354A (en) Inertial element and its manufacturing method
WO2019159837A1 (en) Inertia sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131007

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140320

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140512

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150703

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5775281

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250