JPH04315477A - Three-dimensional acceleration sensor - Google Patents

Three-dimensional acceleration sensor

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JPH04315477A
JPH04315477A JP3082556A JP8255691A JPH04315477A JP H04315477 A JPH04315477 A JP H04315477A JP 3082556 A JP3082556 A JP 3082556A JP 8255691 A JP8255691 A JP 8255691A JP H04315477 A JPH04315477 A JP H04315477A
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JP
Japan
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layer
cantilever beam
cantilever
dimensional acceleration
acceleration sensor
Prior art date
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Application number
JP3082556A
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Japanese (ja)
Inventor
Patoritsuku Jieemusu Furenchi
フレンチ・パトリック・ジェームス
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To simplify a structure to reduce a cost by preventing the breakage of a cantilever during a wafer process through constituting the cantilever on one chip and by providing an air-damping system through forming a narrow gap easily and with good controllability. CONSTITUTION:In a three-dimensional acceleration sensor comprising three detecting elements formed in a semiconductor substrate 10 for the purpose of detecting a three-dimensional acceleration, respective detecting elements are constituted by cantilevers 100, 200 and 300 functioning as piezoresistances.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、3次元加速度センサ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional acceleration sensor.

【0002】0002

【従来の技術】従来の加速度センサとしては、例えば図
18及び図19に示すようなものがある(“A Bat
ch Fabricated Silicon Acc
elerometer”IEEE  Trans .E
lectron Dev.,vol .ED−26,1
979)。これらの図中、91はシリコンの半導体基板
であり、半導体基板91には、エッチング加工により一
端が固定部91aに支持された薄い片持梁92が形成さ
れ、片持梁92の先端部には半導体基板91の全厚さを
そのまま用いた質量部93が形成されている。片持梁9
2の支持部近傍には、半導体基板91と異なる導電型の
拡散層によりピエゾ抵抗94が形成されている。固定部
91aの表面部にも同様の拡散層によりピエゾ抵抗95
が形成されている。2個のピエゾ抵抗94,95により
、加速度検出用のブリッジ回路におけるハーフブリッジ
が構成されている。そして、このように片持梁92及び
質量部93等が形成された半導体基板91の上下両面に
、上部ストッパ及び下部ストッパとなる所要深さの凹部
がエッチング加工された2枚のガラス板96,97が接
着されている。 また、片持梁92及び質量部93の周囲空間には耐衝撃
性増大等のためにダンパオイルが封入されている。
2. Description of the Related Art Conventional acceleration sensors include those shown in FIGS. 18 and 19, for example ("A Bat
ch Fabricated Silicon Acc
elerometer”IEEE Trans.E
lectron Dev. , vol. ED-26,1
979). In these figures, 91 is a silicon semiconductor substrate, and on the semiconductor substrate 91, a thin cantilever 92 with one end supported by a fixing part 91a is formed by etching, and the tip of the cantilever 92 has a A mass portion 93 is formed using the entire thickness of the semiconductor substrate 91 as it is. cantilever beam 9
A piezoresistor 94 is formed near the support portion 2 by a diffusion layer of a conductivity type different from that of the semiconductor substrate 91. A piezoresistor 95 is also formed on the surface of the fixed part 91a by a similar diffusion layer.
is formed. The two piezoresistors 94 and 95 constitute a half bridge in a bridge circuit for detecting acceleration. Then, on both the upper and lower surfaces of the semiconductor substrate 91 on which the cantilever beam 92, the mass part 93, etc. are formed, two glass plates 96 are formed, in which recesses of a required depth are etched to serve as an upper stopper and a lower stopper. 97 is glued. Further, damper oil is sealed in the space around the cantilever beam 92 and the mass portion 93 in order to increase impact resistance and the like.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサは
、薄い片持梁の先端部に半導体基板の全厚さをそのまま
用いた質量部が形成されていたため、ウェーハプロセス
中に片持梁に破損が生じて歩留りが低下し易いという問
題があった。また、半導体基板の上下両面に、半導体基
板とは別部材の2枚のガラス板を接着して上部ストッパ
及び下部ストッパとしていたため、狭いギャップ制御が
困難でエアダンピングとすることができず、ダンパオイ
ルの封入を必要としていた。このため、実装コストがか
さみ、また、構造が複雑となってコスト高になるという
問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In conventional acceleration sensors, a mass part using the entire thickness of the semiconductor substrate was formed at the tip of a thin cantilever, so the cantilever was damaged during the wafer process. There is a problem in that the yield tends to decrease due to the occurrence of. In addition, because two glass plates, which are separate members from the semiconductor substrate, were glued to the top and bottom surfaces of the semiconductor substrate to form the upper and lower stoppers, it was difficult to control a narrow gap and air damping was not possible. Required to be filled with oil. For this reason, there have been problems in that the mounting cost is high and the structure is complicated, resulting in high cost.

【0004】そこで、この発明は、1チップ上に構成す
ることにより、ウェーハプロセス中の片持梁の破損を防
止することができ、また狭いギャップを容易且つ制御性
よく形成することができてエアダンピング方式とするこ
とができ、構造が簡単でコストを低減することのできる
3次元加速度センサを提供することを目的とする。
[0004] Accordingly, the present invention can prevent damage to the cantilever beam during wafer processing by configuring it on one chip, and can form a narrow gap easily and with good controllability. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional acceleration sensor that can use a damping method, has a simple structure, and can reduce costs.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、第1に、半導体基板に、3次元の加速
度を検出する3個の検出部を形成した3次元加速度セン
サであって、前記各検出部は、ピエゾ抵抗として機能す
る半導体層と、それに積層された酸化膜とからなる片持
梁により構成してなることを要旨とする。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention first provides a three-dimensional acceleration sensor in which three detection parts for detecting three-dimensional acceleration are formed on a semiconductor substrate. The gist of the present invention is that each of the detection parts is constituted by a cantilever made of a semiconductor layer functioning as a piezoresistor and an oxide film laminated thereon.

【0006】第2に、半導体基板に、3次元の加速度を
検出する3個の検出部を形成した3次元加速度センサで
あって、前記各検出部は、半導体層からなる片持梁と、
該片持梁との間でコンデンサを形成する対向壁とで構成
してなることを要旨とする。
Second, there is a three-dimensional acceleration sensor in which three detection parts for detecting three-dimensional acceleration are formed on a semiconductor substrate, each of the detection parts having a cantilever made of a semiconductor layer;
The main feature is that the capacitor is configured with an opposing wall forming a capacitor between the cantilever beam and the cantilever beam.

【0007】[0007]

【作用】第1の発明では、被検加速度に対応した各片持
梁の振動変化又は変位が当該各片持梁自身で構成された
ピエゾ抵抗により電気信号の変化に変換されて、3次元
の加速度成分が検出される。
[Operation] In the first invention, the vibration change or displacement of each cantilever beam corresponding to the acceleration to be tested is converted into a change in electric signal by the piezoresistor constituted by each cantilever beam itself, and a three-dimensional signal is generated. An acceleration component is detected.

【0008】第2の発明では、被検加速度に対応した各
片持梁の振動変化又は変位が当該片持梁と対向壁とで構
成されたコンデンサにより静電容量の変化に変換されて
、3次元の加速度成分が検出される。
In the second invention, the vibration change or displacement of each cantilever beam corresponding to the acceleration to be tested is converted into a change in capacitance by a capacitor constituted by the cantilever beam and the opposing wall. A dimensional acceleration component is detected.

【0009】[0009]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1及び図2は、この発明の第1実施例を
示す図である。
FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.

【0011】まず、3次元加速度センサの構成を図1を
用いて説明する。図1(a)は平面図、図1(b)は同
図(a)のA−A線及びB−B線の断面図である。これ
らの図において、1はn型基板、2はp+埋込層であり
、n型基板1の上に後述するように第1、第2のn型エ
ピタキシャル層3,4が形成されてエピタキシャル半導
体基板10が構成されている。エピタキシャル半導体基
板10の表面部には空洞部5が凹設され、その内壁から
空洞部5に張出されるようにして基板面に対し垂直方向
(Z方向)の加速度を検出する片持梁100、X方向の
加速度を検出する片持梁200及びY方向の加速度を検
出する片持梁300がそれぞれ形成されている。各片持
梁100,200,300は、p型単結晶半導体層6,
8,11と酸化膜7,9,12の積層構造により、バイ
メタル効果による励振が可能な共振子に構成されている
。また、各片持梁100,200,300は、U字形に
形成され、U字形のp型単結晶半導体層6,8,11全
体がピエゾ抵抗として用いられている。13,14は片
持梁100におけるピエゾ抵抗のp+接続部、15,1
6は片持梁200におけるピエゾ抵抗のp+接続部、1
7,18は片持梁300におけるピエゾ抵抗のp+接続
部である。
First, the configuration of a three-dimensional acceleration sensor will be explained using FIG. 1. FIG. 1(a) is a plan view, and FIG. 1(b) is a sectional view taken along line AA and line BB in FIG. 1(a). In these figures, 1 is an n-type substrate, 2 is a p+ buried layer, and as described later, first and second n-type epitaxial layers 3 and 4 are formed on the n-type substrate 1 to form an epitaxial semiconductor. A substrate 10 is configured. A cavity 5 is recessed in the surface of the epitaxial semiconductor substrate 10, and a cantilever 100 extends from the inner wall of the cavity 5 into the cavity 5 to detect acceleration in the direction perpendicular to the substrate surface (Z direction). A cantilever beam 200 for detecting acceleration in the X direction and a cantilever beam 300 for detecting acceleration in the Y direction are each formed. Each cantilever 100, 200, 300 has a p-type single crystal semiconductor layer 6,
The laminated structure of 8, 11 and oxide films 7, 9, 12 forms a resonator that can be excited by a bimetal effect. Further, each of the cantilevers 100, 200, and 300 is formed in a U shape, and the entire U-shaped p-type single crystal semiconductor layers 6, 8, and 11 are used as piezoresistors. 13 and 14 are p+ connections of piezoresistors in the cantilever beam 100, 15 and 1
6 is the p+ connection of the piezoresistor in the cantilever beam 200, 1
7 and 18 are p+ connections of piezoresistors in the cantilever beam 300.

【0012】上記の空洞部5及び各片持梁100,20
0,300はp+領域等をエッチストップとしたエッチ
ングにより形成されており、25はこのためのp+拡散
領域、19はn型領域のエッチングを防止するためのく
ぼみである。21はスペーサとなる窒化物層、22はキ
ャッピング層となる半導体チップである。この半導体チ
ップ22により空洞部5が封じられてる。
[0012] The above cavity 5 and each cantilever beam 100, 20
0 and 300 are formed by etching using a p+ region etc. as an etch stop, 25 is a p+ diffusion region for this purpose, and 19 is a recess for preventing etching of the n type region. 21 is a nitride layer serving as a spacer, and 22 is a semiconductor chip serving as a capping layer. The cavity 5 is sealed by the semiconductor chip 22.

【0013】この実施例の3次元加速度センサは上述の
ように構成されており、被検加速度に対応した垂直方向
、X方向、Y方向の各片持梁100,200,300の
振動変化が、それぞれのピエゾ抵抗により電気信号、即
ち周波数の変化に変換されて、3次元の加速度成分が検
出され、これら3次元の加速度成分の和からその系の加
速度方向及び大きさが検出される。このとき、各片持梁
100,200,300の空洞部5の側壁及び底壁等と
の間に制御性よく狭いギャップが形成されているので、
これらのギャップにより確実なエアダンピングがなされ
る。
The three-dimensional acceleration sensor of this embodiment is constructed as described above, and vibration changes of the cantilever beams 100, 200, and 300 in the vertical direction, X direction, and Y direction corresponding to the acceleration to be detected are Each piezoresistor converts it into an electric signal, that is, a change in frequency, and a three-dimensional acceleration component is detected, and the direction and magnitude of the acceleration of the system is detected from the sum of these three-dimensional acceleration components. At this time, since a narrow gap is formed with good controllability between the side wall and bottom wall of the cavity 5 of each cantilever beam 100, 200, 300,
These gaps provide reliable air damping.

【0014】次いで、図2を用いて、この実施例の3次
元加速度センサの構造工程の一例を説明する。
Next, an example of the construction process of the three-dimensional acceleration sensor of this embodiment will be explained using FIG.

【0015】(a)n型基板1の主面に、p+埋込層2
を形成し、その上に第1のn型エピタキシャル層3を形
成する。第1のn型エピタキシャル層3の所要部位にp
+拡散領域23を形成し、次いでp+埋込層24を形成
する。p+埋込層24等の上に第2のn型エピタキシャ
ル層4を形成する。第2のn型エピタキシャル層4にp
+拡散領域25を深めに形成し、さらにp+拡散層26
を形成する。このp+拡散層26により垂直方向の加速
度測定用の片持梁100等が形成される(図2(a))
(a) A p+ buried layer 2 is formed on the main surface of the n-type substrate 1.
is formed, and a first n-type epitaxial layer 3 is formed thereon. p in the required portions of the first n-type epitaxial layer
A + diffusion region 23 is formed, and then a p+ buried layer 24 is formed. A second n-type epitaxial layer 4 is formed on the p+ buried layer 24 and the like. P in the second n-type epitaxial layer 4
The + diffusion region 25 is formed deeply, and the p+ diffusion layer 26 is further formed.
form. This p+ diffusion layer 26 forms a cantilever beam 100 for measuring acceleration in the vertical direction (FIG. 2(a)).
.

【0016】(b)基板表面に酸化膜7を形成した後、
各片持梁とキャッピング層との間のスペーサとなる窒化
物層21を堆積してパターニングする。p+埋込層24
までエッチング処理して溝を形成し、溝内壁を酸化して
酸化膜9,12を形成する。溝内にポリシリコン27を
充填する(図2(b),(c))。
(b) After forming the oxide film 7 on the substrate surface,
A nitride layer 21, which serves as a spacer between each cantilever and the capping layer, is deposited and patterned. p+ buried layer 24
A groove is formed by etching until the depth of the groove is etched, and the inner wall of the groove is oxidized to form oxide films 9 and 12. The trench is filled with polysilicon 27 (FIGS. 2(b) and 2(c)).

【0017】(c)RIE(反応性イオンエッチング)
により、p+埋込層2に至るまでエッチングし、各片持
梁100,200,300の平面形状を形作る(図2(
d),(e))。
(c) RIE (reactive ion etching)
to form the planar shape of each cantilever beam 100, 200, 300 (Fig. 2(
d), (e)).

【0018】(d)KOH(水酸化カリウム)エッチン
グにより、第1、第2のn型エピタキシャル層3,4の
n型領域を除去する。KOHエッチングでは各p+拡散
領域2,23,24,25,26がエッチストップとな
って空洞部5及び各片持梁100,200,300が形
成される。最後に、キャッピング層となる半導体チップ
22を取付けて空洞部5を封じる(図2(f))。
(d) The n-type regions of the first and second n-type epitaxial layers 3 and 4 are removed by KOH (potassium hydroxide) etching. In the KOH etching, each p+ diffusion region 2, 23, 24, 25, 26 serves as an etch stop to form a cavity 5 and each cantilever beam 100, 200, 300. Finally, a semiconductor chip 22 serving as a capping layer is attached to seal the cavity 5 (FIG. 2(f)).

【0019】図3及び図4には、この発明の第2実施例
を示す。
FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the invention.

【0020】図3(a)は平面図、図3(b)は同図(
a)のA−A線及びB−B線の断面図である。
FIG. 3(a) is a plan view, and FIG. 3(b) is a plan view of the same figure (
It is a sectional view taken along the AA line and the BB line in a).

【0021】なお、図3、図4及び後述の各実施例を示
す図において前記図1、図2における部材及び部位と同
一ないし均等のものは、前記と同一符号を以って示し、
重複した説明を省略する。
In addition, in FIGS. 3, 4, and the figures showing each embodiment described later, the same or equivalent members and parts as in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals,
Omit duplicate explanations.

【0022】この実施例では、片持梁101を可動電極
、空洞部5の底壁を形成するp+埋込層2を対向電極と
したコンデンサにより基板面に対し垂直方向の加速度を
検出する検出部が構成されている。このコンデンサの容
量は片持梁101とp+領域28との間で測定される。 片持梁201を可動電極、空洞部5の側壁を形成するp
+拡散領域29を対向電極としたコンデンサによりX方
向の加速度を検出する検出部が構成されている。このコ
ンデンサの容量は対向電極であるp+拡散領域29とp
+領域31との間で測定される。また、片持梁301を
可動電極、空洞部5の側壁を形成するp+拡散領域32
を対向電極としたコンデンサによりY方向の加速度を検
出する検出部が構成されている。このコンデンサの容量
は対向電極であるp+拡散領域32とp+領域33との
間で測定される。34はキャッピング層となる窒化物層
である。
In this embodiment, a detection section detects acceleration in the direction perpendicular to the substrate surface using a capacitor with the cantilever beam 101 as a movable electrode and the p+ buried layer 2 forming the bottom wall of the cavity 5 as a counter electrode. is configured. The capacitance of this capacitor is measured between cantilever 101 and p+ region 28. The cantilever beam 201 is used as a movable electrode, and the side wall of the cavity 5 is formed by p.
A detection unit that detects acceleration in the X direction is configured by a capacitor with the + diffusion region 29 as a counter electrode. The capacitance of this capacitor is the p+ diffusion region 29 and p
+ area 31. In addition, the cantilever beam 301 is used as a movable electrode, and the p+ diffusion region 32 forming the side wall of the cavity 5
A detection unit that detects acceleration in the Y direction is configured by a capacitor having a counter electrode as a counter electrode. The capacitance of this capacitor is measured between p+ diffusion region 32 and p+ region 33, which are opposing electrodes. 34 is a nitride layer serving as a capping layer.

【0023】この実施例の3次元加速度センサは上述の
ように構成されており、被検加速度に対応した垂直方向
検出部、X方向検出部、Y方向検出部における各片持梁
101,201,301の振動変化が、それぞれのコン
デンサにより静電容量の変化に変換されて3次元の加速
度成分が検出される。これら3次元の加速度成分の和か
らその系の加速度方向及び大きさが検出される。
The three-dimensional acceleration sensor of this embodiment is constructed as described above, and each cantilever beam 101, 201, The vibration change 301 is converted into a change in capacitance by each capacitor, and a three-dimensional acceleration component is detected. The direction and magnitude of acceleration of the system are detected from the sum of these three-dimensional acceleration components.

【0024】次いで、図4を用いて、この実施例の3次
元加速度センサの製造工程の一例を説明する。
Next, an example of the manufacturing process of the three-dimensional acceleration sensor of this embodiment will be explained using FIG.

【0025】(a)n型基板1の主面にp+埋込層2を
形成し、その上に第1のn型エピタキシャル層3を形成
する。第1のエピタキシャル層3の所要部位にp+拡散
領域23及びp+拡散層35を形成する。p+拡散層3
5は垂直方向検出部の片持梁101となる(図4(a)
)。
(a) A p+ buried layer 2 is formed on the main surface of an n-type substrate 1, and a first n-type epitaxial layer 3 is formed thereon. A p+ diffusion region 23 and a p+ diffusion layer 35 are formed at required portions of the first epitaxial layer 3. p+ diffusion layer 3
5 is a cantilever beam 101 of the vertical direction detection part (Fig. 4(a)
).

【0026】(b)第2のn型エピタキシャル層4を形
成し、その第2のn型エピタキシャル層4中にp+拡散
領域25,36を形成する。p+拡散領域23,25に
よりX方向検出部及びY方向検出部における対向電極2
9,32が形成される(図4(b))。  (c)RI
Eにより、p+埋込層2に至るまでエッチングし、各片
持梁101,201,301の平面形状及びX方向検出
部及びY方向検出部における対向電極となる側壁を形作
る(図4(c))。
(b) A second n-type epitaxial layer 4 is formed, and p+ diffusion regions 25 and 36 are formed in the second n-type epitaxial layer 4. The p+ diffusion regions 23 and 25 form a counter electrode 2 in the X-direction detection section and the Y-direction detection section.
9 and 32 are formed (FIG. 4(b)). (c) R.I.
Etching is performed until the p+ buried layer 2 is etched to form the planar shape of each cantilever beam 101, 201, 301 and the side walls that will become the opposing electrodes in the X-direction detection section and the Y-direction detection section (FIG. 4(c)). ).

【0027】(d)エッチング処理によりできた空隙を
PSG37で充填し、スペーサとして用いる窒化物層2
1を堆積してパターニングする。窒化物層21の開口部
にPSG38を充填し、キャッピング層となる窒化物層
34を堆積する(図4(d))。
(d) The void created by the etching process is filled with PSG37, and the nitride layer 2 is used as a spacer.
1 is deposited and patterned. The opening of the nitride layer 21 is filled with PSG 38, and a nitride layer 34 serving as a capping layer is deposited (FIG. 4(d)).

【0028】(e)PSG37,38を図示省略のエッ
チング穴を通してエッチング除去し、次いでKOHエッ
チングにより、第1、第2のn型エピタキシャル層3,
4のn型領域を除去して各片持梁101,201,30
1を完成する。
(e) PSGs 37 and 38 are removed by etching through etching holes (not shown), and then KOH etching is performed to remove the first and second n-type epitaxial layers 3,
Each cantilever beam 101, 201, 30 is removed by removing the n-type region of 4.
Complete 1.

【0029】図5ないし図7には、この発明の第3実施
例を示す。
FIGS. 5 to 7 show a third embodiment of the present invention.

【0030】図6の(a),(b),(c)は、図5の
A−A線、B−B線、C−C線の各断面図である。
FIGS. 6(a), 6(b), and 6(c) are cross-sectional views taken along line AA, line BB, and line CC in FIG. 5.

【0031】この実施例は、各片持梁がU字形に形成さ
れてU字形の半導体層自身がピエゾ抵抗として機能する
点は前記第1実施例と同様であるが、基板面に対し垂直
方向、X方向、Y方向の各加速度成分が、それぞれ2個
の片持梁で検出されるようになっている。即ち、2個の
片持梁102,103で基板面に垂直方向の加速度が検
出され、2個の片持梁202,203でX方向の加速度
が検出され、302,303でY方向の加速度が検出さ
れるようになっている。
This embodiment is similar to the first embodiment in that each cantilever is formed in a U-shape and the U-shaped semiconductor layer itself functions as a piezoresistor, but , the acceleration components in the X direction, and the Y direction are each detected by two cantilevers. That is, the two cantilevers 102 and 103 detect acceleration in the direction perpendicular to the substrate surface, the two cantilevers 202 and 203 detect acceleration in the X direction, and the two cantilevers 302 and 303 detect acceleration in the Y direction. It is now detected.

【0032】垂直方向の2個の片持梁102,103の
うち、一方の片持梁102は上側が酸化膜39aで下側
がポリシリコン層41aになっており、他方の片持梁1
03は上側がポリシリコン層41bで下側が酸化膜39
bになっている。X方向の2個の片持梁202,203
は、共に対向内側が酸化膜42で対向外側がp型単結晶
半導体層43になっている。これと同様にY方向の2個
の片持梁302,303は、共に対向内側が酸化膜44
で対向外側がp型単結晶半導体層45になっている。4
6,47は片持梁102におけるピエゾ抵抗のp+ポリ
シリコン接続部、48,49は片持梁103におけるピ
エゾ抵抗のp+ポリシリコン接続部、51,52は片持
梁202におけるピエゾ抵抗のp+接続部、53,54
は片持梁203におけるピエゾ抵抗のp+接続部、55
,56は片持梁302におけるピエゾ抵抗のp+接続部
、57,58は片持梁303におけるピエゾ抵抗のp+
接続部である。
Of the two vertical cantilevers 102 and 103, one cantilever 102 has an oxide film 39a on the upper side and a polysilicon layer 41a on the lower side, and the other cantilever 102 has an oxide film 39a on the upper side and a polysilicon layer 41a on the lower side.
03 has a polysilicon layer 41b on the upper side and an oxide film 39 on the lower side.
It has become b. Two cantilevers 202, 203 in the X direction
Both have an oxide film 42 on the opposing inner side and a p-type single crystal semiconductor layer 43 on the opposing outer side. Similarly, the two cantilevers 302 and 303 in the Y direction both have an oxide film 44 on their opposing inner sides.
The opposing outer side is a p-type single crystal semiconductor layer 45. 4
6 and 47 are p+ polysilicon connections of the piezoresistor in the cantilever beam 102, 48 and 49 are p+ polysilicon connections of the piezoresistance in the cantilever beam 103, and 51 and 52 are p+ connections of the piezoresistance in the cantilever beam 202. Department, 53, 54
is the p+ connection of the piezoresistor in the cantilever beam 203, 55
, 56 are the p+ connections of the piezoresistors on the cantilever beam 302, and 57 and 58 are the p+ connections of the piezoresistors on the cantilever beam 303.
This is the connection part.

【0033】上述のように、この実施例の3次元加速度
センサは、垂直方向、X方向、Y方向の各1対の片持梁
102と103、202と203、302と303との
層構造を被検加速度方向に対し逆にすることにより、各
1対のピエゾ抵抗による周波数出力の平均をとることに
より、当該1対の片持梁の温度特性が補償されるように
なっている。
As described above, the three-dimensional acceleration sensor of this embodiment has a layered structure of one pair of cantilever beams 102 and 103, 202 and 203, and 302 and 303 in the vertical direction, the X direction, and the Y direction. The temperature characteristics of the pair of cantilever beams can be compensated by averaging the frequency outputs of each pair of piezoresistors by reversing the acceleration direction to be tested.

【0034】次いで、図7を用いて、この実施例の3次
元加速度センサの製造工程の一例を説明する。
Next, an example of the manufacturing process of the three-dimensional acceleration sensor of this embodiment will be explained using FIG.

【0035】(a)n型基板1の主面にp+埋込層2を
形成し、その上に第1のn型エピタキシャル層3を形成
する。第1のn型エピタキシャル層3にp+拡散領域2
3を形成し、次いでp+埋込層24を形成する。さらに
、第2のn型エピタキシャル層4を形成し、この第2の
n型エピタキシャル層4にp+領域25を深めに形成し
、p+拡散層26を浅めに形成する(図7(a)、図5
のD−D線断面)。
(a) A p+ buried layer 2 is formed on the main surface of an n-type substrate 1, and a first n-type epitaxial layer 3 is formed thereon. P+ diffusion region 2 in first n-type epitaxial layer 3
3 is formed, and then a p+ buried layer 24 is formed. Furthermore, a second n-type epitaxial layer 4 is formed, a p+ region 25 is formed deeply in this second n-type epitaxial layer 4, and a p+ diffusion layer 26 is formed shallowly (FIG. 7(a), 5
).

【0036】(b)p+埋込層24までエッチング処理
して溝を形成し、溝内壁を酸化して酸化膜44を形成す
る。溝内にポリシリコン27を充填する(図7(b))
(b) A groove is formed by etching up to the p+ buried layer 24, and the inner wall of the groove is oxidized to form an oxide film 44. Fill the trench with polysilicon 27 (FIG. 7(b))
.

【0037】(c)基板表面に酸化膜39bを形成して
所要形状にパターニングする。その上にポリシリコン層
41を堆積し、ホウ素をドープしてp+型とする(図7
(c))。
(c) An oxide film 39b is formed on the surface of the substrate and patterned into a desired shape. A polysilicon layer 41 is deposited thereon and doped with boron to make it p+ type (FIG. 7).
(c)).

【0038】(d)ポリシリコン層41の上に酸化膜3
9aを形成して所要形状にパターニングする(図7(d
))。
(d) Oxide film 3 on polysilicon layer 41
9a is formed and patterned into the desired shape (Fig. 7(d)
)).

【0039】(e)RIEによりp+埋込層2に至るま
で溝状にエッチングしたのち、KOHエッチングにより
第1、第2のn型エピタキシャル層3,4のn型領域を
除去し、空洞部5及び各片持梁102,103,202
,203,302,303を完成する。最後に、キャッ
ピング層となる半導体チップ22を取付ける(図7(e
))。
(e) After etching in a groove shape up to the p+ buried layer 2 by RIE, the n-type regions of the first and second n-type epitaxial layers 3 and 4 are removed by KOH etching, and the cavity 5 is removed. and each cantilever beam 102, 103, 202
, 203, 302, 303 are completed. Finally, the semiconductor chip 22 that will become the capping layer is attached (Fig. 7(e)
)).

【0040】図8ないし図12には、この発明の第4実
施例を示す。
FIGS. 8 to 12 show a fourth embodiment of the present invention.

【0041】まず、図8及び図9を用いて、この実施例
の3次元加速度センサの構成を説明する。図9の(a)
,(b)は、それぞれ図8のA−A線及びB−B線の断
面図である。
First, the configuration of the three-dimensional acceleration sensor of this embodiment will be explained using FIGS. 8 and 9. Figure 9(a)
, (b) are cross-sectional views taken along line AA and line BB in FIG. 8, respectively.

【0042】この実施例では、各片持梁の先端部に質量
部が形成されている。基板面に対し垂直方向の加速度を
検出する片持梁104は、n型単結晶半導体により形成
され、先端部に質量部104aが形成されている。片持
梁104の薄い支持部近傍にはp形拡散層によりピエゾ
抵抗61が形成されている。62はピエゾ抵抗61のp
+接続部である。X方向の加速度を検出する片持梁20
4は、1対のp型単結晶半導体層63,64からなり、
その間に薄い酸化物層65が形成されて両半導体63,
64が分離され、先端部には質量部204aが形成され
ている。p型単結晶半導体層63は、前記第1実施例と
同様にU字形に形成されてピエゾ抵抗として用いられて
いる。69はピエゾ抵抗のp+接続部である。また、他
のp型単結晶半導体層64は機械的サポートとして機能
するようになっている。Y方向の加速度を検出する片持
梁304も、これと同様に、1対のp型単結晶半導体層
66,67と、その間の薄い酸化物層68により形成さ
れ、先端部に質量部304aが形成されている。p形単
結晶半導体層66がU字形に形成されてピエゾ抵抗とし
て機能し、他のp型単結晶半導体層67が機械的サポー
トとして機能するようになっている。71はピエゾ抵抗
のp+接続部である。
In this embodiment, a mass portion is formed at the tip of each cantilever. The cantilever beam 104 that detects acceleration in the direction perpendicular to the substrate surface is formed of an n-type single crystal semiconductor, and has a mass portion 104a formed at its tip. A piezoresistor 61 is formed by a p-type diffusion layer near the thin support portion of the cantilever beam 104. 62 is p of the piezoresistor 61
+ Connection part. Cantilever beam 20 that detects acceleration in the X direction
4 consists of a pair of p-type single crystal semiconductor layers 63 and 64,
A thin oxide layer 65 is formed between both semiconductors 63,
64 is separated, and a mass portion 204a is formed at the tip. The p-type single crystal semiconductor layer 63 is formed into a U-shape and is used as a piezoresistor, as in the first embodiment. 69 is the p+ connection of the piezoresistor. Further, the other p-type single crystal semiconductor layer 64 functions as a mechanical support. Similarly, the cantilever beam 304 for detecting acceleration in the Y direction is formed of a pair of p-type single crystal semiconductor layers 66 and 67 and a thin oxide layer 68 between them, and has a mass portion 304a at its tip. It is formed. A p-type single-crystal semiconductor layer 66 is formed in a U-shape and functions as a piezoresistor, and another p-type single-crystal semiconductor layer 67 functions as a mechanical support. 71 is the p+ connection of the piezoresistor.

【0043】この実施例の3次元加速度センサは上述の
ように構成されており、被検出加速度に対応した垂直方
向、X方向、Y方向の各片持梁104,204,304
の変位が、それぞれのピエゾ抵抗により電気信号の変化
に変換されて3次元の加速度成分が検出され、これら3
次元の加速度成分からその系の加速度方向及び大きさが
検出される。
The three-dimensional acceleration sensor of this embodiment is constructed as described above, with cantilever beams 104, 204, 304 in the vertical direction, X direction, and Y direction corresponding to the acceleration to be detected.
displacement is converted into a change in electrical signal by each piezoresistor, three-dimensional acceleration components are detected, and these three
The acceleration direction and magnitude of the system are detected from the dimensional acceleration component.

【0044】次いで、図10ないし図12を用いて、こ
の実施例の3次元加速度センサの製造工程の一例を説明
する。
Next, an example of the manufacturing process of the three-dimensional acceleration sensor of this embodiment will be explained using FIGS. 10 to 12.

【0045】(a)n型基板1内にSIMOX(Sep
arated by Implanted Oxyge
n)法により埋込酸化物層72を形成する。さらに、片
持梁104の支持部の下部領域に相当する部分に、SI
MOX法により酸化物埋込層73を浅めに形成する。次
いで、n型エピタキシャル層3を形成した後、p型拡散
領域74を形成する(図10(a))。
(a) SIMOX (Sep
arated by Implanted Oxyge
A buried oxide layer 72 is formed by the method n). Further, in a portion corresponding to the lower region of the support portion of the cantilever beam 104
An oxide buried layer 73 is formed shallowly by the MOX method. Next, after forming the n-type epitaxial layer 3, a p-type diffusion region 74 is formed (FIG. 10(a)).

【0046】(b)n型エピタキシャル層3内及びp型
拡散領域74内にSIMOX法により酸化物埋込層75
を形成する。n型エピタキシャル層3内の酸化物埋込層
75は片持梁104の支持部を薄くするためのものであ
り、p型拡散領域74内の酸化物埋込層75は、前述の
p型単結晶半導体層63,66を上下に分離してU字形
のピエゾ抵抗とするためのものである(図10(b),
(c))。
(b) An oxide buried layer 75 is formed in the n-type epitaxial layer 3 and the p-type diffusion region 74 by the SIMOX method.
form. The oxide buried layer 75 in the n-type epitaxial layer 3 is for thinning the support part of the cantilever beam 104, and the oxide buried layer 75 in the p-type diffusion region 74 is for thinning the support part of the cantilever beam 104. This is to separate the crystalline semiconductor layers 63 and 66 into upper and lower parts to form a U-shaped piezoresistor (FIG. 10(b),
(c)).

【0047】(c)片持梁104の支持部に相当する部
分に、ピエゾ抵抗61となるp形拡散層を形成する。ま
た、p+拡散層を形成してp+接続部62を形成する。 エッチングにより酸化物埋込層72に達する第1の溝を
形成し、この第1の溝に酸化物を充填して酸化物層68
(65)を形成する(図10(d))。
(c) A p-type diffusion layer that will become the piezoresistor 61 is formed in a portion corresponding to the support portion of the cantilever beam 104. Further, a p+ diffusion layer is formed to form a p+ connection portion 62. A first trench reaching the oxide buried layer 72 is formed by etching, and the first trench is filled with oxide to form the oxide layer 68.
(65) is formed (FIG. 10(d)).

【0048】(d)エッチングにより酸化物埋込層72
に達する第2の溝を形成し、この第2の溝に酸化物76
を充填する。これにより、各片持梁104,204,3
04の平面形状及び空洞部5の側壁部が形作られる(図
11(a),(b))。
(d) Oxide buried layer 72 is removed by etching.
A second trench is formed reaching the oxide layer 76 in the second trench.
Fill it. As a result, each cantilever beam 104, 204, 3
04 and the side wall portion of the cavity 5 are formed (FIGS. 11(a) and 11(b)).

【0049】(e)薄い酸化膜77を軽い酸化処理によ
り形成した後、窒化物層21を堆積してパターニングし
、空洞部5の領域を定める。さらに軽い酸化処理を行い
薄い酸化膜78を形成し、その上に薄い窒化物膜79を
堆積する。その後、酸化膜78及び窒化物層79をパタ
ーニングし、片持梁204,304の酸化物層65,6
8の上に保護用のストライプ領域を形成する。このスト
ライプ領域により、空洞部5をエッチング処理で形成す
る際に酸化物層65,68がエッチングされるのを防止
する(図12(a))。
(e) After forming a thin oxide film 77 by a light oxidation process, a nitride layer 21 is deposited and patterned to define the region of the cavity 5. Further, a light oxidation process is performed to form a thin oxide film 78, and a thin nitride film 79 is deposited thereon. After that, the oxide film 78 and the nitride layer 79 are patterned, and the oxide layers 65 and 6 of the cantilever beams 204 and 304 are patterned.
A protective stripe area is formed on top of 8. This stripe region prevents the oxide layers 65 and 68 from being etched when forming the cavity 5 by etching (FIG. 12(a)).

【0050】(f)PSG81を堆積して窒化物層21
の開口部を充填し、表面を平坦化する。次いで、キャッ
ピング用の窒化物層34を堆積する(図12(b))。
(f) Deposit PSG 81 to form nitride layer 21
Fill the openings and flatten the surface. Next, a nitride layer 34 for capping is deposited (FIG. 12(b)).

【0051】(g)HFエッチングにより、酸化物埋込
層72,73,75及び酸化物76をエッチングして空
洞部5及び各片持梁104,204,304を形成する
。このとき、片持梁204,304における酸化物層6
5,68の一部がエッチング除去されるが、保護用のス
トライプ領域により、エッチングは最小に抑制すること
ができる(図12(c))。
(g) The oxide buried layers 72, 73, 75 and the oxide 76 are etched by HF etching to form the cavity 5 and each of the cantilevers 104, 204, 304. At this time, the oxide layer 6 on the cantilever beams 204, 304
Although parts of 5 and 68 are removed by etching, the etching can be suppressed to a minimum due to the protective stripe area (FIG. 12(c)).

【0052】図13には、第4実施例の変形例を示す。 この変形例は、片持梁104の支持部近傍の下面にもp
形拡散層によりピエゾ抵抗81を形成したものである。 片持梁104が被検加速度に応じてたわんだとき、両ピ
エゾ抵抗61,81は、一方が引延ばされて他方が圧縮
される。したがって、両ピエゾ抵抗61,81でハーフ
ブリッジを形成することにより検出感度を増大させるこ
とができる。
FIG. 13 shows a modification of the fourth embodiment. In this modification, p is also applied to the lower surface near the support part of the cantilever beam
A piezoresistor 81 is formed from a shaped diffusion layer. When the cantilever beam 104 is deflected in accordance with the acceleration to be tested, one of the piezoresistors 61 and 81 is stretched and the other is compressed. Therefore, by forming a half bridge with both piezoresistors 61 and 81, detection sensitivity can be increased.

【0053】ピエゾ抵抗81の形成プロセスとしては、
前記第4実施例の製造工程において、第2の酸化物埋込
層73を形成するためのイオン注入処理を省き、その代
り、n型エピタキシャル層3を形成する前にp形拡散処
理によりピエゾ抵抗81を形成し、p+拡散領域82を
ピエゾ抵抗81と接触させて形成すればよい。また、X
方向及びY方向の片持梁204,304についても、上
記と同様に、両面のp型単結晶半導体層をピエゾ抵抗と
してもよい。
The process for forming the piezoresistor 81 is as follows:
In the manufacturing process of the fourth embodiment, the ion implantation process for forming the second oxide buried layer 73 is omitted, and instead, the piezoresistor is formed by a p-type diffusion process before forming the n-type epitaxial layer 3. 81, and the p+ diffusion region 82 is formed in contact with the piezoresistor 81. Also, X
Regarding the cantilevers 204 and 304 in the direction and the Y direction, the p-type single crystal semiconductor layers on both sides may be made of piezoresistors in the same manner as described above.

【0054】図14ないし図17には、この発明の第5
実施例を示す。
FIGS. 14 to 17 show the fifth embodiment of the present invention.
An example is shown.

【0055】図15の(a),(b)は、それぞれ図1
4のA−A線及びB−B線の断面図である。
FIGS. 15(a) and 15(b) are respectively similar to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A and line B-B of FIG.

【0056】この実施例は、図14、図15に示すよう
に、3次元加速度センサとしての構成は、前記第4実施
例のものとほぼ同じであり、製造工程が異なっている。 即ち、第4実施例の製造工程におけるSIMOX法に代
って、一時的に基板内に設けられた後に除去される領域
としてn+領域が用いられている。n+領域を導入する
ことにより、空洞部等のエッチング処理が前記の場合に
比べて困難になるが、SIMOX法は高価であるため第
4実施例に比べて生産コストを低減することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the configuration as a three-dimensional acceleration sensor is almost the same as that of the fourth embodiment, but the manufacturing process is different. That is, instead of the SIMOX method in the manufacturing process of the fourth embodiment, an n+ region is used as a region that is temporarily provided in the substrate and then removed. By introducing the n+ region, the etching process for the cavity etc. becomes more difficult than in the above case, but since the SIMOX method is expensive, the production cost can be reduced compared to the fourth embodiment.

【0057】次に、図16、図17を用いて、この実施
例の3次元加速度センサの製造工程の一例を説明する。
Next, an example of the manufacturing process of the three-dimensional acceleration sensor of this embodiment will be explained using FIGS. 16 and 17.

【0058】(a)n型基板1の主面にn+埋込層83
を形成し、その上に第1のn型エピタキシャル層3を形
成する。n+埋込層83は後に除去される。第1のn型
エピタキシャル層3にp型拡散領域84を形成して片持
梁204,304の下部領域を形成する。また、第1の
n型エピタキシャル層3にn+拡散領域86を形成する
。n+拡散領域86は後に除去される(図16(a))
(a) An n+ buried layer 83 on the main surface of the n-type substrate 1
is formed, and a first n-type epitaxial layer 3 is formed thereon. N+ buried layer 83 will be removed later. A p-type diffusion region 84 is formed in the first n-type epitaxial layer 3 to form a lower region of the cantilever beams 204, 304. Furthermore, an n+ diffusion region 86 is formed in the first n-type epitaxial layer 3. The n+ diffusion region 86 is later removed (FIG. 16(a))
.

【0059】(b)p型拡散領域84における片持梁2
04,304の形成位置に、後にエッチング除去される
n+拡散層87を形成する(図16(b))。
(b) Cantilever beam 2 in p-type diffusion region 84
An n+ diffusion layer 87, which will be etched away later, is formed at the formation position of 04, 304 (FIG. 16(b)).

【0060】(c)第1のn型エピタキシャル層4を形
成する。その厚さは片持梁204,304の上部領域及
び片持梁104の支持部の厚さを決定する。第2のn型
エピタキシャル層4におけるp型拡散領域84の上部部
分にp型拡散領域85を形成する。p型拡散領域85は
片持梁204,304の上部領域を形成する(図16(
c),(d))。
(c) First n-type epitaxial layer 4 is formed. Its thickness determines the thickness of the upper regions of cantilever beams 204, 304 and the support portion of cantilever beam 104. A p-type diffusion region 85 is formed in the upper portion of the p-type diffusion region 84 in the second n-type epitaxial layer 4 . The p-type diffusion region 85 forms the upper region of the cantilever beams 204, 304 (see FIG.
c), (d)).

【0061】(d)片持梁104の支持部に相当する部
分に、ピエゾ抵抗61となるp型拡散層を形成する。エ
ッチングにより、n+埋込層83に達する第1の溝を形
成し、この第1の溝に酸化物を充填して酸化物層68(
65)を形成する(図16(e))。
(d) A p-type diffusion layer that will become the piezoresistor 61 is formed in a portion corresponding to the support portion of the cantilever beam 104. By etching, a first groove reaching the n+ buried layer 83 is formed, and this first groove is filled with oxide to form the oxide layer 68 (
65) (FIG. 16(e)).

【0062】(e)エッチングによりn+埋込層83に
達する第2の溝を形成し、この第2の溝に酸化物76を
充填する。薄い酸化膜77を軽い酸化処理により形成し
た後、窒化物層21を堆積してパターニングし、空洞部
5の領域を定める。さらに軽い酸化処理を行い、薄い酸
化膜78を形成し、その上に薄い窒化物膜79を堆積す
る。酸化膜78及び窒化物膜79をパターニングし、片
持梁204,304の酸化物層65,68の上に保護用
のストライプ領域を形成する(図17(a))。
(e) A second trench reaching the n+ buried layer 83 is formed by etching, and the second trench is filled with oxide 76. After forming a thin oxide film 77 by a light oxidation process, a nitride layer 21 is deposited and patterned to define the region of the cavity 5. Further, a light oxidation process is performed to form a thin oxide film 78, and a thin nitride film 79 is deposited thereon. The oxide film 78 and the nitride film 79 are patterned to form protective stripe regions on the oxide layers 65, 68 of the cantilevers 204, 304 (FIG. 17(a)).

【0063】(f)PSG81を堆積して窒化物層21
の開口部を充填し、表面を平坦化する。次いで、キャッ
ピング用の窒化物層34を堆積する(図17(b))。
(f) Deposit PSG 81 to form nitride layer 21
Fill the openings and flatten the surface. Next, a capping nitride layer 34 is deposited (FIG. 17(b)).

【0064】(g)空洞部5及び各片持梁104,20
4,304をダブルエッチングにより形成する。最初の
エッチングはHFにより行い、酸化物76,81を除去
する。次のエッチングはHF:HNO3 :CH3 C
OOHの混合比が1:3:8のエッチング液により行い
、n+領域83,86,87を除去する(図17(c)
)。
(g) Cavity 5 and each cantilever 104, 20
4,304 is formed by double etching. A first etch is performed with HF to remove oxides 76 and 81. The next etching is HF:HNO3:CH3C
The n+ regions 83, 86, and 87 are removed using an etching solution with an OOH mixing ratio of 1:3:8 (Fig. 17(c)).
).

【0065】上記第5実施例の変形例として、SIMO
X法とn+領域の組合わせにより、エッチングによる除
去部を形成する方法をとることもできる。この場合、上
記第5実施例におけるn+埋込層83はSIMOX法に
よる酸化物層に置き換えられる。しかし、この変形例を
採用した場合における最終的構造は前記図14、図15
に示したものと同じである。したがって、この変形例の
利点は、片持梁104における質量部104aの下部部
分の酸化物層の除去が第5実施例の場合と比べて容易に
なることと、片持梁104の支持部を容易に薄く形成で
きることである。
As a modification of the fifth embodiment, SIMO
By combining the X method and the n+ region, it is also possible to form a removed portion by etching. In this case, the n+ buried layer 83 in the fifth embodiment is replaced with an oxide layer formed by the SIMOX method. However, the final structure when this modification is adopted is as shown in FIGS. 14 and 15 above.
This is the same as shown in . Therefore, the advantage of this modification is that the oxide layer on the lower part of the mass portion 104a of the cantilever beam 104 can be removed more easily than in the fifth embodiment, and that the supporting portion of the cantilever beam 104 can be removed easily. It can be easily formed thin.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、第1の発明によれ
ば、半導体基板に、3次元の加速度を検出する3個の検
出部を形成した3次元加速度センサであって、前記各検
出部をピエゾ抵抗として機能する半導体層と、それに積
層された酸化膜とからなる片持梁により構成したため、
各検出部を1チップ上に構成することができてウェーハ
プロセス中の片持梁の破損を防止することができる。ま
た、狭いギャップを容易且つ制御性よく形成することが
できて片持梁をエアダンピング方式とすることができる
。したがって構造が簡単でコストを低減することができ
る。
As explained above, according to the first invention, there is provided a three-dimensional acceleration sensor in which three detecting parts for detecting three-dimensional acceleration are formed on a semiconductor substrate, and each of the detecting parts Because it is composed of a cantilever beam consisting of a semiconductor layer that functions as a piezoresistor and an oxide film laminated on it,
Since each detection section can be configured on one chip, damage to the cantilever beam during wafer processing can be prevented. Further, a narrow gap can be formed easily and with good controllability, and the cantilever beam can be of an air damping type. Therefore, the structure is simple and costs can be reduced.

【0067】また、第2の発明によれば、各検出部を、
半導体層からなる片持梁と、該片持梁との間でコンデン
サを形成する対向壁とで構成したため、エアダンピング
用部位をそのまま検出部構成部位とすることができて、
構造を一層簡単にすることができる。
Further, according to the second invention, each detection section is
Since it is composed of a cantilever made of a semiconductor layer and an opposing wall that forms a capacitor between the cantilever, the air damping part can be used as the detection part component,
The structure can be further simplified.

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

【図1】この発明に係る3次元加速度センサの第1実施
例を示す平面図及び断面図である。
FIG. 1 is a plan view and a sectional view showing a first embodiment of a three-dimensional acceleration sensor according to the present invention.

【図2】第1実施例の製造工程の一例を示す工程図であ
る。
FIG. 2 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the first embodiment.

【図3】この発明の第2実施例を示す平面図及び断面図
である。
FIG. 3 is a plan view and a sectional view showing a second embodiment of the invention.

【図4】第2実施例の製造工程の一例を示す工程図であ
る。
FIG. 4 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the second embodiment.

【図5】この発明の第3実施例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of the invention.

【図6】図5のA−A線、B−B線、C−C線の断面図
である。
6 is a cross-sectional view taken along line AA, line BB, and line CC in FIG. 5. FIG.

【図7】第3実施例の製造工程の一例を示す工程図であ
る。
FIG. 7 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the third embodiment.

【図8】この発明の第4実施例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a fourth embodiment of the invention.

【図9】図8のA−A線、B−B線の断面図である。9 is a sectional view taken along line AA and line BB in FIG. 8. FIG.

【図10】第4実施例の製造工程の一例を示す工程図で
ある。
FIG. 10 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the fourth embodiment.

【図11】第4実施例の製造工程の一例を示す工程図で
ある。
FIG. 11 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the fourth embodiment.

【図12】第4実施例の製造工程の一例を示す工程図で
ある。
FIG. 12 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the fourth embodiment.

【図13】第4実施例の変形例を示す縦断面図である。FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a modification of the fourth embodiment.

【図14】この発明の第5実施例を示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing a fifth embodiment of the invention.

【図15】図14のA−A線、B−B線の断面図である
15 is a cross-sectional view taken along line AA and line BB in FIG. 14. FIG.

【図16】第5実施例の製造工程の一例を示す工程図で
ある。
FIG. 16 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the fifth embodiment.

【図17】第5実施例の製造工程の一例を示す工程図で
ある。
FIG. 17 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the fifth embodiment.

【図18】従来の加速度センサの縦断面図である。FIG. 18 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional acceleration sensor.

【図19】図18の加速度センサの縦断面図である。19 is a longitudinal cross-sectional view of the acceleration sensor of FIG. 18. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  エピタキシャル半導体基板 100,101,102,103,104,200,2
01,202,203,204,300,301,30
2,303,304  片持梁
10 Epitaxial semiconductor substrate 100, 101, 102, 103, 104, 200, 2
01,202,203,204,300,301,30
2,303,304 Cantilever beam

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  半導体基板に、3次元の加速度を検出
する3個の検出部を形成した3次元加速度センサであっ
て、前記各検出部は、ピエゾ抵抗として機能する半導体
層と、それに積層された酸化膜とからなる片持梁により
構成してなることを特徴とする3次元加速度センサ。
1. A three-dimensional acceleration sensor in which three detecting sections for detecting three-dimensional acceleration are formed on a semiconductor substrate, wherein each detecting section includes a semiconductor layer that functions as a piezoresistor, and a semiconductor layer laminated thereon. A three-dimensional acceleration sensor comprising a cantilever made of an oxide film.
【請求項2】  半導体基板に、3次元の加速度を検出
する3個の検出部を形成した3次元加速度センサであっ
て、前記各検出部は、半導体層からなる片持梁と、該片
持梁との間でコンデンサを形成する対向壁とで構成して
なることを特徴とする3次元加速度センサ。
2. A three-dimensional acceleration sensor in which three detecting sections for detecting three-dimensional acceleration are formed on a semiconductor substrate, wherein each detecting section includes a cantilever made of a semiconductor layer and a cantilever made of a semiconductor layer; A three-dimensional acceleration sensor comprising a beam and an opposing wall that forms a capacitor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005201775A (en) * 2004-01-16 2005-07-28 Mitsuteru Kimura Resonance type magnetic sensor, and magnetic field detector using the same
JP2010014406A (en) * 2008-06-30 2010-01-21 Toshiba Corp Inertial sensor and inertial detector

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