JPH0281477A - Semiconductor acceleration sensor and its manufacture - Google Patents

Semiconductor acceleration sensor and its manufacture

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JPH0281477A
JPH0281477A JP23217488A JP23217488A JPH0281477A JP H0281477 A JPH0281477 A JP H0281477A JP 23217488 A JP23217488 A JP 23217488A JP 23217488 A JP23217488 A JP 23217488A JP H0281477 A JPH0281477 A JP H0281477A
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Japan
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protrusion
protruding parts
weight
acceleration sensor
high concentration
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Norihiko Kiritani
範彦 桐谷
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To form a stopper during a wafer process by a method wherein a plurality of first protruding parts formed in a weight part and a plurality of second protruding parts formed in a support part are piled up via prescribed gaps in such a way that, for one part, the first protruding parts are situated at the upper part in a vertical direction and that, for the remaining part, the second protruding parts are situated at the upper part. CONSTITUTION:An Si support part 11, an Si weight part 12, an Si cantilever 13, first protruding parts 15 and second protruding parts 16 are formed during a wafer process. When an acceleration is applied to this sensor, the Si weight part 12 is displaced to an alpha1 direction or an alpha2 direction. When an excessive acceleration is applied, the first protruding parts hit the second protruding parts 16 if a displacement exceeds a prescribed value; thereby, the displacement is stopped. For example, when an ABC cross section is viewed, the first protruding parts 15 are stopped by the second protruding parts 16 for an excessive displacement in the alpha2 direction; when an AB'C' cross section is viewed, the first protruding parts 15 aye stopped also by the second protruding parts 16 for the excessive displacement in the alpha1 direction. Accordingly, even when the excessive acceleration is applied, it is possible to prevent the Si cantilever 13 from being damaged.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、バッチ処理で形成可能なストッパ構造を有
する半導体加速度センサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a semiconductor acceleration sensor having a stopper structure that can be formed by batch processing.

〔従来技術〕[Prior art]

従来の半導体加速度センサとしては、例えば、アイ イ
ー イーイーエレクトロンデバイセス(I E E E
  Electron Devices、 vol、E
 D−26゜No、12. p、1911. Dec、
 1979    A BatchFabricate
d 5ilicon Accelerometer ”
 )に記載されているものがある。
As a conventional semiconductor acceleration sensor, for example, IE Electron Devices
Electron Devices, vol, E
D-26°No, 12. p, 1911. Dec,
1979 A Batch Fabricate
d5ilicon Accelerometer”
) are listed.

第2図は、上記の装置の斜視図及びA−A’B−B’断
面図である。
FIG. 2 is a perspective view and a sectional view along A-A'B-B' of the above device.

第2図において、21はSi基板、22はSi片持梁、
23はSiおもり、24は空隙、25はピエゾ抵抗であ
る。
In FIG. 2, 21 is a Si substrate, 22 is a Si cantilever,
23 is a Si weight, 24 is a gap, and 25 is a piezoresistor.

第2図に示す半導体加速度センサにおいては。In the semiconductor acceleration sensor shown in FIG.

加速度が加わったときにSLおもり23が変位し、それ
によってSi片持梁22に歪を生ずる。このSi片持梁
22の表面にはピエゾ抵抗25が形成されており、Si
片持梁22に歪を生ずるとピエゾ抵抗効果によってピエ
ゾ抵抗25の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を検
出することによって、加速度を検出することができる。
When acceleration is applied, the SL weight 23 is displaced, thereby causing strain in the Si cantilever 22. A piezoresistance 25 is formed on the surface of this Si cantilever 22, and a Si
When strain is generated in the cantilever beam 22, the resistance value of the piezoresistor 25 changes due to the piezoresistance effect. Acceleration can be detected by detecting this change in resistance value.

また、上記のセンサチップの実装構造としては、第3図
(斜視図及びx−x’断面図)に示すような構造が示さ
れている。これは、落下等の過大加速度による片持梁の
折れを防ぐための構造であり、Si片持梁22、Slお
もり23を有するSi基板21を下部ストッパ26、上
部ストッパ27の2つのストッパで挾んだ構造となって
いる。
Moreover, as a mounting structure of the above-mentioned sensor chip, a structure as shown in FIG. 3 (a perspective view and a sectional view taken along the line xx') is shown. This is a structure to prevent the cantilever beam from breaking due to excessive acceleration such as falling, and the Si substrate 21 having the Si cantilever beam 22 and the Sl weight 23 is sandwiched between two stoppers, a lower stopper 26 and an upper stopper 27. It has a built-in structure.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記のような構造の加速度センサにおい
ては、次のごとき問題がある。
However, the acceleration sensor having the above structure has the following problems.

まず第1に、上記の構造では、梁を形成してからストッ
パを形成するまでの間はおもりの変位を抑える機能が無
いので、チップの取り扱いに多大の注意を払う必要が生
じ、また、取り扱いが悪いと梁の破壊を招き、歩留まり
が低下するという問題がある。
First of all, in the above structure, there is no function to suppress the displacement of the weight between the formation of the beam and the formation of the stopper, so it is necessary to pay great attention to the handling of the chip. If the quality is poor, there is a problem that the beam will be destroyed and the yield will be lowered.

第2に、ストッパ形成工程が複雑になり、コストが上昇
するという問題がある。すなわち、加速度センサを半導
体で形成する目的の一つは、バッチ処理によって1チッ
プ当りのコスト低減を図ることであり、IC!!2造で
明らかなように、ウェハ上に多数のチップを作り、同時
に処理することによって安定した品質でコストの安い製
品を生産できるのであるが、第3図のように梁形成後に
上下ストッパを接着して形成する構造ではコストが大幅
に1昇してしまう。
Second, there is a problem that the stopper forming process becomes complicated and the cost increases. That is, one of the purposes of forming an acceleration sensor using a semiconductor is to reduce the cost per chip through batch processing. ! As is clear from the 2-piece construction, products with stable quality and low cost can be produced by making a large number of chips on a wafer and processing them simultaneously. If the structure is formed using the same method, the cost will increase significantly.

第3に、ストッパ形成の困難さの問題がある。Thirdly, there is the problem of difficulty in forming the stopper.

すなわち、第3図の構造では、梁の設計によってはスト
ッパとおもりの距離を数μm〜数十μmの精度で制御せ
ねばならず、ストッパの形成及びチップとの接着に高い
精度が要求され、高度なストッパ製造技術、ストッパ接
着技術が必要となり、そのため、実装コストも高くなる
、という問題がある。
That is, in the structure shown in FIG. 3, depending on the beam design, the distance between the stopper and the weight must be controlled with an accuracy of several μm to several tens of μm, and high precision is required for forming the stopper and adhering it to the chip. This requires advanced stopper manufacturing technology and stopper adhesion technology, which poses a problem in that the mounting cost also increases.

更に、前記のごとき加速度センサにおいては、他軸感度
を小さくするため、Slおもり23の上面に金属等のお
もりを付加することがあるが、そのような金属おもりの
厚さには、どうしてもバラツキが生じるので、おもりと
ストッパとの距離(第3図のSLおもり23の上面に形
成した金属おもりと−F部ストッパ27どの間隔)を精
密に設定することが難しく、そのため高精度の効果が得
られるストッパを実現するのが困難になる、という問題
もある。
Furthermore, in the above-mentioned acceleration sensor, a weight such as metal is sometimes added to the top surface of the Sl weight 23 in order to reduce sensitivity to other axes, but the thickness of such metal weight inevitably varies. Therefore, it is difficult to accurately set the distance between the weight and the stopper (the distance between the metal weight formed on the top surface of the SL weight 23 and the -F section stopper 27 in Fig. 3), and therefore a high precision effect can be obtained. Another problem is that it is difficult to implement a stopper.

本発明は、上記のごとき従来技術の種々の問題を解決す
るためになされたものであり、センサチップ形成時、即
ちウェハプロセス中にストッパを形成することが出来、
性能が安定で均一であり、かつ、安価で量産に適した半
導体加速度センサを提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve various problems of the prior art as described above, and it is possible to form a stopper during sensor chip formation, that is, during wafer processing.
The purpose of the present invention is to provide a semiconductor acceleration sensor that has stable and uniform performance, is inexpensive, and is suitable for mass production.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するため、本発明の半導体加速度セン
サにおいては、おもり部の支持部と対向する部分に設け
られた複数の第1の突起部と、支持部のおもり部と対向
する部分に上記第1突起部と一部分が垂直方向で重なる
位置に形成された複数の第2の突起部とを備え、かつ、
上記複数の第1および第2の突起部のうち、その一部の
ものは垂直方向で第1の突起部が上になり、その他のも
のは第2の突起部が上になって、相互に所定の空隙を介
して重なるように構成している。なお、上記の第1と第
2の突起部の上下関係は1例えば、一方が上で他方が下
の関係を交互に繰り返すように設定する。
In order to achieve the above object, the semiconductor acceleration sensor of the present invention includes a plurality of first protrusions provided on a portion of the weight portion facing the support portion, and a plurality of first protrusions provided on the portion of the support portion facing the weight portion. a plurality of second protrusions formed at positions that partially overlap the first protrusions in the vertical direction, and
Among the plurality of first and second protrusions, some of the plurality of protrusions have the first protrusion on top in the vertical direction, and others have the second protrusion on top and are mutually connected to each other. They are configured to overlap with each other with a predetermined gap in between. The vertical relationship between the first and second protrusions is set so that, for example, one is on top and the other is on bottom, which is alternately repeated.

また、本発明の製造方法においては、Si基板表面上の
所定の位置に前記第1の突起部と第2の突起部との間の
空隙部分となる高濃度n形拡散層を形成する工程と、上
記Si基板表面上にSi層を形成する工程と、少なくと
も上記高濃度n形拡散層に接するように上記Si層の所
定の位置に高濃度p形拡散層を形成する工程と、上記S
i基板の裏面の所定の位置にSiエツチング用マスクと
なる膜を形成した後、裏面からエレクトロケミカルエツ
チングを用いて、単数あるいは複数の梁部と該梁部の端
部に設けられた単一のおもり部と該梁部の他端に接続さ
れ該おもり部の外周をとり囲むように形成された支持部
とを形成する工程と、上記高濃度p形拡散層を除去する
工程と、上記エレクトロケミカルエツチングによって露
出した上記高濃度n形拡散層を電解エツチングによって
除去することによって上記第1の突起部と第2の突起部
の間に空隙を形成し、上記Siおもり部を上記支持部か
ら切り離す工程と、を備えるように構成している。
The manufacturing method of the present invention also includes the step of forming a high concentration n-type diffusion layer at a predetermined position on the surface of the Si substrate to serve as a gap between the first protrusion and the second protrusion. , forming a Si layer on the surface of the Si substrate; forming a high concentration p-type diffusion layer at a predetermined position of the Si layer so as to be in contact with at least the high concentration n-type diffusion layer;
After forming a film to serve as a Si etching mask at a predetermined position on the back surface of the i-substrate, electrochemical etching is performed from the back surface to form one or more beam portions and a single layer provided at the end of the beam portion. a step of forming a weight portion and a support portion connected to the other end of the beam portion and formed so as to surround the outer periphery of the weight portion; a step of removing the high concentration p-type diffusion layer; and a step of removing the electrochemical forming a gap between the first protrusion and the second protrusion by removing the high concentration n-type diffusion layer exposed by etching by electrolytic etching, and separating the Si weight part from the support part; It is configured to have the following.

【作用〕[Effect]

上記のように構成したことにより、本発明の半導体加速
度センサにおいては、過大な加速度が印加されて、おも
り部と支持部との相互位置の変位が大きくなった場合に
は、上記第1の突起部と第2の突起部とが当たってそれ
以上の変位をμ■止し。
With the above configuration, in the semiconductor acceleration sensor of the present invention, when excessive acceleration is applied and the mutual positional displacement between the weight part and the support part becomes large, the first protrusion The part and the second protrusion come into contact and prevent further displacement.

かつ、第1の突起部と第2の突起部とは、一部のものは
第1の突起部が上に、他のものは第2の突起部が上にな
るように重なっているので、上下どちらの方向の加速度
が印加された場合でも、確実に過大な変位を阻止するこ
とが出来、梁部に損傷が生じないように有効に保護する
ことが出来る。
In addition, the first protrusion and the second protrusion overlap so that in some cases the first protrusion is on top and in others the second protrusion is on top. No matter which direction acceleration is applied, excessive displacement can be reliably prevented, and the beam portion can be effectively protected from damage.

また、本発明の製造方法においては、ウニハブot’ス
中にストッパ(突起部)を形成することが出来るため、
歩留まりが向上し、さらに後にストッパを形成する必要
がないため実装コストを少なくすることが出来る。
In addition, in the manufacturing method of the present invention, a stopper (protrusion) can be formed in the urchin hub.
Yield is improved, and since there is no need to form a stopper later, mounting costs can be reduced.

また、Si基板表面上の所定の位置に前記第1の突起部
と第2の突起部との間の空隙部分となる高濃度n形拡散
層を形成し、後にそれを電解エツチングで除去すること
によって第1、第2突起部間の空隙を形成するように構
成しているので、空隙寸法を高精度で形成することが出
来、ストッパによる保護特性を均一にすることが出来る
Further, a high concentration n-type diffusion layer is formed at a predetermined position on the surface of the Si substrate to serve as a gap between the first protrusion and the second protrusion, and is later removed by electrolytic etching. Since the gap is formed between the first and second protrusions, the gap size can be formed with high precision, and the protection characteristics provided by the stopper can be made uniform.

また、上記の空隙部分となる高濃度n形拡散層の形成は
、加速度センサの信号処理回路等における埋込WI(高
濃度n形拡散層)の形成工程時に同時に行うことが出来
るので、製造工程を簡略化し。
In addition, the formation of the high concentration n-type diffusion layer which will become the above-mentioned void portion can be performed at the same time as the formation process of the buried WI (high concentration n-type diffusion layer) in the signal processing circuit of the acceleration sensor. Simplify.

コストを低減することが出来る。Cost can be reduced.

【実施例〕【Example〕

第1図は本発明の一実施例図であり、(a)は平面図、
(b)は(a)のA−B−C断面図、(c)は(a)の
A−B’−G’断面図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view;
(b) is a cross-sectional view taken along line A-B-C in (a), and (c) is a cross-sectional view taken along line A-B'-G' in (a).

まず、構造を説明すると、一端にSLおもり部12を持
つSi片持梁13がSi支持部11に固定されており、
Si片持梁I3の表面にはピエゾ抵抗I4が形成されて
いる。ここまでは前記第2図の従来例と同様である。
First, to explain the structure, a Si cantilever 13 having an SL weight part 12 at one end is fixed to a Si support part 11.
A piezoresistor I4 is formed on the surface of the Si cantilever I3. The process up to this point is the same as the conventional example shown in FIG.

また、Siおちり部12の周辺部及びSi支持部11の
Siおもり部12側の所定の領域には、それぞれSLお
もり側に第1の突起部15.Si支持部側に第2の突起
部16が次のように形成されている。すなわち、第1の
突起部15と第2の突起部16とは所定の空隙17を介
して一部が重なり合うように形成されている。この重な
り方は、第1図(b)のABC断面に示すように第1の
突起部15が第2の突起部16の上になるような重なり
方と、第1図(Q)のAB’ C’断面に示すように第
2の突起部16が第1の突起部15の上になるような重
なり方とがあり、両方の重なり方を持つような構造とな
ってぃる。
In addition, a first protrusion 15 is provided on the SL weight side in a predetermined area around the Si sink portion 12 and on the Si weight portion 12 side of the Si support portion 11, respectively. A second protrusion 16 is formed on the Si support portion side as follows. That is, the first protrusion 15 and the second protrusion 16 are formed so as to partially overlap with each other with a predetermined gap 17 in between. There are two ways of overlapping: one in which the first protrusion 15 is on top of the second protrusion 16 as shown in the ABC section of FIG. As shown in cross section C', there is an overlapping manner in which the second protrusion 16 is on top of the first protrusion 15, and the structure has both overlapping manners.

なお、上記の第1と第2の突起部の上下関係は。The vertical relationship between the first and second projections is as follows.

例えば、一方が上で他方が下の関係を交互に繰り返すよ
うに設定する。すなわち、成る個所で第1の突起部が上
であった場合は、その隣は第2の突起部が上になるよう
にするとよい。
For example, the relationship is set so that one side is above and the other is below. That is, if the first protrusion is on top at a location, the second protrusion may be on top next to it.

次に作用を説明する。Next, the action will be explained.

第1図のセンサにおいては、Si支持部11、SLおも
り部12、Si片持梁13、第1の突起部15、第2の
突起部16がウェハプロセス中に形成される。
In the sensor shown in FIG. 1, the Si support portion 11, the SL weight portion 12, the Si cantilever 13, the first protrusion 15, and the second protrusion 16 are formed during the wafer process.

このセンサに加速度が印加されると、Siおもり部12
は第1図のα1方向あるいはα2方向に変位する。そし
て過大な加速度が印加された場合は、変位が大きくなる
が、変位が所定値以上になると第1の突起部15と第2
の突起部16とが当ることによって変位が止められる。
When acceleration is applied to this sensor, the Si weight part 12
is displaced in the α1 direction or α2 direction in FIG. If excessive acceleration is applied, the displacement increases, but if the displacement exceeds a predetermined value, the first protrusion 15 and the second protrusion 15
The displacement is stopped by the contact with the protrusion 16.

例えば(b)のABC断面で見ると、α2方向の過大な
変位に対しては、第1の突起部15が第2の突起部16
で止められ、また(c)のAB’ C’断面で見ると、
α1方向の過大な変位に対しては、やはり第1の突起部
15が第2の突起部16で止められることになる。した
がって過大な加速度が印加された場合にも、Si片持梁
13に過大な応力が加わることがなく、Si片持梁13
の破損を防ぐことが出来る。
For example, when looking at the ABC section in FIG.
If you look at the AB'C' cross section in (c),
For excessive displacement in the α1 direction, the first protrusion 15 is still stopped by the second protrusion 16. Therefore, even when excessive acceleration is applied, excessive stress is not applied to the Si cantilever beam 13, and the Si cantilever beam 13
damage can be prevented.

また、ウェハプロセス中にSi片持梁折れ防止用のスト
ッパとなる突起部を形成することが出来るため、ストッ
パを精度良く形成出来ると共に、加速度センサ製造の歩
留りが向上し、さらにストッパを実装時に形成する必要
がないので実装コストが軽減する。
In addition, since it is possible to form a protrusion that serves as a stopper to prevent the Si cantilever from breaking during the wafer process, the stopper can be formed with high precision, and the yield of acceleration sensor manufacturing is improved. Since there is no need to do this, implementation costs are reduced.

次に、第4図は本発明の第2の実施例図であり、両持梁
構造の加速度センサの平面図を示す。
Next, FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and shows a plan view of an acceleration sensor having a double-supported beam structure.

この実施例は、Siおもり部12の両端部に、Si梁1
31と132とを有する、いわゆる両持梁構造の加速度
センサに本発明を適用した場合を示すものである0本発
明はこのような複数の梁構造の場合にも前記第1図の場
合と同様に適用することが出来る。
In this embodiment, Si beams 1 are provided at both ends of the Si weight portion 12.
This figure shows a case where the present invention is applied to an acceleration sensor having a so-called double-supported beam structure, which has 31 and 132 beams. It can be applied to

次に、第5図に基づいて第1図に示した加速度センサの
製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the acceleration sensor shown in FIG. 1 will be explained based on FIG. 5.

まず、(a)において、<111>面のP形Si基板4
1の主面上の所定の位置に、P+などをイオン注入法等
によって高濃度に導入し、熱拡散させて高濃度n形波散
Jf!J42を形成する。
First, in (a), the <111> plane P-type Si substrate 4
P+ or the like is introduced at a high concentration into a predetermined position on the main surface of 1 by ion implantation or the like, and is thermally diffused to produce a high concentration n-type wave dispersion Jf! Form J42.

次に、(b)において、エピタキシャル成長法により、
p形Si基板41の主面上に、n形を形成する不純物を
低濃度に導入したn形の上部Si層43を形成する。
Next, in (b), by epitaxial growth method,
On the main surface of the p-type Si substrate 41, an n-type upper Si layer 43 into which n-type impurities are introduced at a low concentration is formed.

次に、(c)において、上部Si層43上で高濃度n形
波散層42に接するように、p形を形成する不純物(例
えばB+など)をイオン注入法によって高濃度に導入し
、熱拡散させてp形波散H144を形成する。
Next, in (c), a p-type impurity (such as B+) is introduced at a high concentration on the upper Si layer 43 so as to be in contact with the high concentration n-type wave dispersion layer 42 by ion implantation. It is diffused to form a p-type wave dispersion H144.

次に、(d)において、加速度センサの梁となる所定の
位置に熱拡散法を用いてピエゾ抵抗14を形成した後、
p形Si基板41の裏面の所定の位置にSiエツチング
用マスクとなるSio2、SiN。
Next, in (d), after forming the piezoresistor 14 at a predetermined position that will become the beam of the acceleration sensor using a thermal diffusion method,
Sio2 and SiN, which serve as a mask for Si etching, are placed at predetermined positions on the back surface of the p-type Si substrate 41.

膜を形成する。次に、n形の上部Si層43を陽極とし
てアルカリエツチング液を用いるエレクトロケミカルエ
ツチング法を用いて、P形Si基板41の所定領域と上
部Si層43中に形成されているp形波散層44とをエ
ツチングする。なお、エレクトロケミカルエツチング法
については、特開昭61−97572号(半導体加速度
センサの製造方法)に詳細に記載されている。最後に高
濃度n形波1142を5%HF ’@、解エツチングを
用いてエツチングすると、第1の突起部15と第2の突
起部16が分離され、ストッパが形成される。また、こ
のウェハプロセスにより、Si支持部11. Siおも
り部12、Si片持梁13が同時に形成される。
Forms a film. Next, using an electrochemical etching method using an alkaline etching solution with the n-type upper Si layer 43 as an anode, the p-type wave scattering layer formed in a predetermined region of the p-type Si substrate 41 and in the upper Si layer 43 is etched. 44. The electrochemical etching method is described in detail in JP-A-61-97572 (Method for manufacturing semiconductor acceleration sensor). Finally, by etching the high concentration n-type wave 1142 using 5% HF'@ and deetching, the first protrusion 15 and the second protrusion 16 are separated and a stopper is formed. Moreover, by this wafer process, the Si support portion 11. The Si weight portion 12 and the Si cantilever beam 13 are formed at the same time.

なお、現在行われているバイポーラトランジスタの製造
方法においては、n p n トランジスタのコレクタ
抵抗を減少させるため、p形Si基板の所定位置に高濃
度n形波散層、いわゆる埋込層を形成し、この埋込層の
形成後に、n形エピタキシャル層を成長させ、この部分
に、トランジスタ回路を構成するエミッタ、ベース、コ
レクタ等の不純物拡散層を形成するようになっている。
In addition, in the current manufacturing method of bipolar transistors, in order to reduce the collector resistance of n p n transistors, a high concentration n type dispersion layer, a so-called buried layer, is formed at a predetermined position of a p type Si substrate. After forming this buried layer, an n-type epitaxial layer is grown, and impurity diffusion layers such as an emitter, base, and collector constituting a transistor circuit are formed in this portion.

したがって、前記本発明の製造方法における第5図(a
)に示した高濃度n形波散層42の形成を、加速度セン
サの信号処理回路等における上記の埋込層(高濃度n形
拡散層)の形成工程時に同時に行うことが出来るので、
製造工程を簡略化し、コストを低減することが出来る。
Therefore, in the manufacturing method of the present invention, FIG.
) The formation of the high concentration n-type wave diffusion layer 42 shown in ) can be performed at the same time as the formation process of the above-mentioned buried layer (high concentration n-type diffusion layer) in the signal processing circuit of the acceleration sensor, etc.
The manufacturing process can be simplified and costs can be reduced.

上記のように、本発明は1本出願人が既に出願した特願
昭62−318752号等に記載の加速度センサよりも
更に製造工程が少なく1歩留まりの向上とコスト低減が
可能なものである。
As described above, the present invention requires fewer manufacturing steps than the acceleration sensor described in Japanese Patent Application No. 62-318752 already filed by the same applicant, thereby improving yield and reducing costs.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上記のように構成したことにより、本発明においては、
過大な加速度が印加されておもり部と支持部との相互位
置の変位が大きくなった場合には、突起部同志が当たっ
てそれ以上の変位を阻止するので、梁部に損傷が生じな
いように有効に保護することができる。
With the above configuration, in the present invention,
If excessive acceleration is applied and the displacement of the relative positions of the weight part and the support part becomes large, the protrusions will come into contact with each other and prevent further displacement, thus preventing damage to the beam part. can be effectively protected.

また、ウェハプロセス中にストッパとなる突起部を形成
することが出来るため、歩留まりが向上し、さらに後に
ストッパを形成する必要がないため実装コストを少なく
することが出来る。
Further, since a protrusion serving as a stopper can be formed during the wafer process, the yield can be improved, and since there is no need to form a stopper later, the mounting cost can be reduced.

さらに、突起部間の空隙の精度は、ウェハプロセス中に
形成する高濃度n形波散[42の厚みで決まるため、非
常に高精度に形成することが可能である。
Furthermore, since the precision of the gap between the protrusions is determined by the thickness of the high concentration n-type wave scattering [42] formed during the wafer process, it is possible to form the gap with very high precision.

したがって、本発明によれば、製造工程中及び実装工程
中における梁の破壊を防止し、かつ完成後には過大加速
度の印加、共振周波数付近の加振に対する梁破壊を防止
するストッパを、バッチ処理で、高精度、低シス1−で
実現することが出来る、という優れた効果が得られる。
Therefore, according to the present invention, a stopper that prevents the beam from breaking during the manufacturing process and the mounting process, and also prevents the beam from breaking due to application of excessive acceleration or vibration near the resonant frequency after completion, can be created by batch processing. , can be realized with high accuracy and low cis 1-, which is an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の半導体加速度センサの平面図および断
面図、第2図は従来の半導体加速度センサの一例の斜視
図および断面図、第3図は従来の半導体加速度センサの
実装例を示す斜視図および断面図、第4図は本発明の他
の実施例の平面図、第5図は本発明の製造方法を示す断
面図である。 〈符号の説明〉 11・・・Si支持部 12・・・SLおもり部 3・・S1片持梁 4・・・ピエゾ抵抗 5・・・第1の突起部 6・・第2の突起部 7・・・突起部間の空隙 31.132・・・SL梁
FIG. 1 is a plan view and a sectional view of a semiconductor acceleration sensor of the present invention, FIG. 2 is a perspective view and a sectional view of an example of a conventional semiconductor acceleration sensor, and FIG. 3 is a perspective view showing an example of mounting a conventional semiconductor acceleration sensor. 4 is a plan view of another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing method of the present invention. <Explanation of symbols> 11...Si support part 12...SL weight part 3...S1 cantilever 4...Piezo resistor 5...First protrusion 6...Second protrusion 7 ...Gap between protrusions 31.132...SL beam

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.加速度印加時に歪む単数若しくは複数の梁部と、該
梁部の一端に接続して形成された単一のおもり部と、上
記梁部の他端に接続され上記おもり部の外周を所定の間
隔を開けて取り囲むように形成された支持部と、上記梁
部に形成されたピエゾ抵抗部とが、半導体基板に形成さ
れている半導体加速度センサにおいて、加速度検出方向
すなわち上記梁部が歪む方向を垂直方向とした場合に、
上記おもり部の上記支持部と対向する部分に設けられた
複数の第1の突起部と、上記支持部の上記おもり部と対
向する部分に上記第1突起部と一部分が垂直方向で重な
る位置に形成された複数の第2の突起部とを備え、かつ
、上記複数の第1および第2の突起部のうち、その一部
のものは垂直方向で第1の突起部が上になり、その他の
ものは第2の突起部が上になって、相互に所定の空隙を
介して重なるように形成されたものであることを特徴と
する半導体加速度センサ。
1. one or more beams that are distorted when acceleration is applied; a single weight portion connected to one end of the beam portion; In a semiconductor acceleration sensor formed on a semiconductor substrate, a supporting portion formed to open and surround the beam portion and a piezoresistive portion formed on the beam portion are arranged so that the acceleration detection direction, that is, the direction in which the beam portion is distorted, is perpendicular to the direction in which the beam portion is distorted. In this case,
A plurality of first protrusions provided on a portion of the weight portion facing the support portion, and a portion of the first protrusion portion of the support portion facing the weight portion overlap in a vertical direction. a plurality of second protrusions formed therein, and among the plurality of first and second protrusions, some of the plurality of protrusions have the first protrusions on top in the vertical direction; A semiconductor acceleration sensor characterized in that the second protrusion is on top and overlaps each other with a predetermined gap in between.
2.Si基板表面上の所定の位置に前記第1の突起部と
第2の突起部との間の空隙部分となる高濃度n形拡散層
を形成する工程と、上記Si基板表面上にSi層を形成
する工程と、少なくとも上記高濃度n形拡散層に接する
ように上記Si層の所定の位置に高濃度p形拡散層を形
成する工程と、上記Si基板の裏面の所定の位置にSi
エッチング用マスクとなる膜を形成した後、裏面からエ
レクトロケミカルエッチングを用いて、単数あるいは複
数の梁部と該梁部の端部に設けられた単一のおもり部と
該梁部の他端に接続され該おもり部の外周をとり囲むよ
うに形成された支持部とを形成する工程と、上記高濃度
p形拡散層を除去する工程と、上記エレクトロケミカル
エッチングによって露出した上記高濃度n形拡散層を電
解エッチングによって除去することによって上記第1の
突起部と第2の突起部の間に空隙を形成し、上記Siお
もり部を上記支持部から切り離す工程と、を備えた半導
体加速度センサの製造方法。
2. forming a high concentration n-type diffusion layer at a predetermined position on the surface of the Si substrate to form a gap between the first protrusion and the second protrusion; and forming a Si layer on the surface of the Si substrate. forming a high concentration p-type diffusion layer at a predetermined position of the Si layer so as to be in contact with at least the high concentration n-type diffusion layer;
After forming a film to serve as an etching mask, electrochemical etching is applied from the back side to one or more beams, a single weight provided at the end of the beam, and the other end of the beam. a step of forming a supporting portion connected to the weight portion and surrounding the outer periphery of the weight portion; a step of removing the high concentration p-type diffusion layer; and a step of removing the high concentration n-type diffusion layer exposed by the electrochemical etching. manufacturing a semiconductor acceleration sensor, comprising: forming a gap between the first protrusion and the second protrusion by removing the layer by electrolytic etching, and separating the Si weight part from the support part; Method.
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