JPH05264579A - 容量性センサ - Google Patents
容量性センサInfo
- Publication number
- JPH05264579A JPH05264579A JP5008226A JP822693A JPH05264579A JP H05264579 A JPH05264579 A JP H05264579A JP 5008226 A JP5008226 A JP 5008226A JP 822693 A JP822693 A JP 822693A JP H05264579 A JPH05264579 A JP H05264579A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- bonding base
- bonding
- plate
- base
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/0802—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冒頭に述べたような容量性センサにおいて、
エッチングによるボンディング基台の加工処理によって
当該ボンディング基台に起因する漂遊容量の大きさを正
確にコントロールすることのできるような容量性センサ
を提供すること。 【構成】 ボンディングワイヤの接続部のためにシリコ
ン小板の一部がボンディング基台として構成されてお
り、該ボンディング基台はエッチングによって加工処理
されており、さらに該ボンディング基台とその下方に存
在するシリコン小板との間の接触面は、当該ボンディン
グ基台か又はその下方に存在するシリコン小板のエッチ
ング加工処理によって定められるように構成する。
エッチングによるボンディング基台の加工処理によって
当該ボンディング基台に起因する漂遊容量の大きさを正
確にコントロールすることのできるような容量性センサ
を提供すること。 【構成】 ボンディングワイヤの接続部のためにシリコ
ン小板の一部がボンディング基台として構成されてお
り、該ボンディング基台はエッチングによって加工処理
されており、さらに該ボンディング基台とその下方に存
在するシリコン小板との間の接触面は、当該ボンディン
グ基台か又はその下方に存在するシリコン小板のエッチ
ング加工処理によって定められるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば加速度、傾斜度
又は回転レートを測定するための容量性センサであっ
て、相互に重ねられ絶縁された少なくとも２つの導電性
単結晶シリコン小板を有しており、該シリコン小板の少
なくとも１つから可動電極が突出構成されており、該電
極は少なくとも１つの他のシリコン小板と共にプレート
コンデンサを形成しており、この場合少なくとも１つの
シリコン小板が少なくとも１つのボンディングワイヤに
よって電気的に接続されており、さらにその上に存在す
るシリコン小板が接続部に亘って切欠きを有している、
容量性センサに関する。
又は回転レートを測定するための容量性センサであっ
て、相互に重ねられ絶縁された少なくとも２つの導電性
単結晶シリコン小板を有しており、該シリコン小板の少
なくとも１つから可動電極が突出構成されており、該電
極は少なくとも１つの他のシリコン小板と共にプレート
コンデンサを形成しており、この場合少なくとも１つの
シリコン小板が少なくとも１つのボンディングワイヤに
よって電気的に接続されており、さらにその上に存在す
るシリコン小板が接続部に亘って切欠きを有している、
容量性センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＥＰ−Ａ１３６９３５２号公報からは、
次のような容量性センサが既に周知である。すなわちボ
ンディングワイヤをシリコン小板上にボンディングする
ことによって接触接続がなされる容量性センサが周知で
ある。この接触接続のために設けられた面、いわゆるボ
ンディングパッドは、その上に存在するシリコン小板の
切欠きによって形成される。さらに次のような手法が周
知である。すなわち導電性のペーストをシリコン小板結
合部の端面に被着することにより、上方のシリコン−小
板にボンディングパッドを形成するような手法が周知で
ある。
次のような容量性センサが既に周知である。すなわちボ
ンディングワイヤをシリコン小板上にボンディングする
ことによって接触接続がなされる容量性センサが周知で
ある。この接触接続のために設けられた面、いわゆるボ
ンディングパッドは、その上に存在するシリコン小板の
切欠きによって形成される。さらに次のような手法が周
知である。すなわち導電性のペーストをシリコン小板結
合部の端面に被着することにより、上方のシリコン−小
板にボンディングパッドを形成するような手法が周知で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べたような容量性センサにおいて、エッチングによ
るボンディング基台の加工処理によって当該ボンディン
グ基台に起因する漂遊容量の大きさを正確にコントロー
ルすることのできるような容量性センサを提供すること
である。
に述べたような容量性センサにおいて、エッチングによ
るボンディング基台の加工処理によって当該ボンディン
グ基台に起因する漂遊容量の大きさを正確にコントロー
ルすることのできるような容量性センサを提供すること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、ボンディングワイヤの接続部のためにシリコン小板
の一部がボンディング基台として構成されており、該ボ
ンディング基台はエッチングによって加工処理されてお
り、さらに該ボンディング基台とその下方に存在するシ
リコン小板との間の接触面は、当該ボンディング基台か
又はその下方に存在するシリコン小板のエッチング加工
処理によって規定されるように構成されて解決される。
り、ボンディングワイヤの接続部のためにシリコン小板
の一部がボンディング基台として構成されており、該ボ
ンディング基台はエッチングによって加工処理されてお
り、さらに該ボンディング基台とその下方に存在するシ
リコン小板との間の接触面は、当該ボンディング基台か
又はその下方に存在するシリコン小板のエッチング加工
処理によって規定されるように構成されて解決される。
【０００５】本発明による容量性センサによって得られ
る利点は、ボンディング基台が正確に定められることで
ある。エッチングによるボンディング基台の加工処理に
よって、当該ボンディング基台に起因する漂遊容量の大
きさが正確にコントロールされる。このような構成によ
り一方で比較的低い漂遊容量値が達成される。また他方
でこの漂遊容量値は非常に正確に再現可能なので、セン
サの評価の際に考慮することができる。さらにエッチン
グ工程を、センサの製造のための過程のみならずボンデ
ィング基台の製造のための過程に用いることも可能であ
る。そのため製造過程中に別の処理ステップを取り入れ
ることなしにボンディング基台の処理を行うことが可能
になる。
る利点は、ボンディング基台が正確に定められることで
ある。エッチングによるボンディング基台の加工処理に
よって、当該ボンディング基台に起因する漂遊容量の大
きさが正確にコントロールされる。このような構成によ
り一方で比較的低い漂遊容量値が達成される。また他方
でこの漂遊容量値は非常に正確に再現可能なので、セン
サの評価の際に考慮することができる。さらにエッチン
グ工程を、センサの製造のための過程のみならずボンデ
ィング基台の製造のための過程に用いることも可能であ
る。そのため製造過程中に別の処理ステップを取り入れ
ることなしにボンディング基台の処理を行うことが可能
になる。
【０００６】従属請求項に記載された手段により、請求
項１に記載された容量性センサの別の有利な実施例が可
能である。この場合特に有利には、ボンディング基台と
その下方に存在するシリコン小板との間の接触面がボン
ディングワイヤの被着用の面よりも小さい。この形成に
よれば、ボンディング過程の調整精度に比較的高い要求
を求めることなしにセンサの漂遊容量が低減される。台
形状の断面を有するボンディング基台が特に簡単に製造
される。なぜならそのような断面は、シリコン小板の片
側のみのエッチングによって特に簡単に達成され得るか
らである。センサの漂遊容量を低減するためには、その
ような台形状のボンディング基台における台形の相互に
平行な側のうちの比較的短い方を、その下方に存在する
シリコン小板と接合させるべきである。両面エッチング
工程を用いれば、六角形状の断面を有するボンディング
基台を特に簡単に形成することができる。ボンディング
基台とその下方に存在するシリコン小板との間の接触面
積を少なくする簡単な手法の本質は、ボンディング基台
の下方に存在するシリコン小板のエッチングにある。ボ
ンディング基台の下方に存在するシリコン小板が切欠き
を有している構成では、ボンディング基台が十分に安定
していれば、ボンディング基台に起因する漂遊容量もほ
ぼゼロになり得る。特に有利にはこのようなボンディン
グ基台が、３つのシリコン小板から成る容量性センサに
おいて用いられる。この場合上方プレートのボンディン
グ基台の安定度を高めるために、中間プレートを支持部
として構成することができる。このようなセンサでは、
中間プレートのボンディング基台が特に簡単に近似的に
台形状の断面で当該中間プレートのほぼ半分の厚さで構
成される。この形式では、可動電極を製造するための、
通常は両面で行われるエッチング工程が、ボンディング
基台の製造のために特に効果的に用いられ得る。
項１に記載された容量性センサの別の有利な実施例が可
能である。この場合特に有利には、ボンディング基台と
その下方に存在するシリコン小板との間の接触面がボン
ディングワイヤの被着用の面よりも小さい。この形成に
よれば、ボンディング過程の調整精度に比較的高い要求
を求めることなしにセンサの漂遊容量が低減される。台
形状の断面を有するボンディング基台が特に簡単に製造
される。なぜならそのような断面は、シリコン小板の片
側のみのエッチングによって特に簡単に達成され得るか
らである。センサの漂遊容量を低減するためには、その
ような台形状のボンディング基台における台形の相互に
平行な側のうちの比較的短い方を、その下方に存在する
シリコン小板と接合させるべきである。両面エッチング
工程を用いれば、六角形状の断面を有するボンディング
基台を特に簡単に形成することができる。ボンディング
基台とその下方に存在するシリコン小板との間の接触面
積を少なくする簡単な手法の本質は、ボンディング基台
の下方に存在するシリコン小板のエッチングにある。ボ
ンディング基台の下方に存在するシリコン小板が切欠き
を有している構成では、ボンディング基台が十分に安定
していれば、ボンディング基台に起因する漂遊容量もほ
ぼゼロになり得る。特に有利にはこのようなボンディン
グ基台が、３つのシリコン小板から成る容量性センサに
おいて用いられる。この場合上方プレートのボンディン
グ基台の安定度を高めるために、中間プレートを支持部
として構成することができる。このようなセンサでは、
中間プレートのボンディング基台が特に簡単に近似的に
台形状の断面で当該中間プレートのほぼ半分の厚さで構
成される。この形式では、可動電極を製造するための、
通常は両面で行われるエッチング工程が、ボンディング
基台の製造のために特に効果的に用いられ得る。
【０００７】
【実施例】図１には、相互に重なり合った２つのシリコ
ン小板１，２が示されている。この場合シリコン小板１
はボンディング基台１０を有している。このボンディン
グ基台１０にはボンディングワイヤ４が固定されてい
る。この２つのシリコン小板１，２は、相互で固定的に
接合されている。この固定的な接合部は通常シリコン−
ボンディング工程によって製造される。この場合シリコ
ン小板１，２は化学的な前処理又は熱酸化により薄い酸
化膜を備えている。相互に重ねて配置することと熱によ
る後処理によって２つのシリコン小板１，２の間の分離
不可な接合が生じる。しかしながらそれについては別の
接合技術、例えば接着、アノーディックボンディング、
溶接等の他の接合技術か又は例えばガラス等の補助膜の
使用による接合技術も考えられる。ボンディングワイヤ
４によってシリコン小板１は電気的に接触接続される。
ボンディングワイヤ４と、シリコン小板２のためのここ
では図示されていない別の端子を介して、シリコン小板
１とシリコン小板２との間のキャパシタンスが測定され
得る。容量性センサは可動電極を有している。この可動
電極を介して、シリコン小板の間のキャパシタンスが例
えば加速度、傾斜度、又は回転レートに対する尺度量と
なる。そのようなセンサの具体的な構成はここでは本発
明の対象ではない。図５に相応の実施例が示されてい
る。センサの変化するキャパシタンスと並列に漂遊容量
が接続されており、この漂遊容量の値は実質的にシリコ
ン小板１とシリコン小板２との間の接触面積によって定
まる。本発明によるボンディング基台１０〜１５の構成
により、複数のボンディング基台によって引き起こされ
る漂遊容量が低減されるかないし再現可能に定められ
る。それに対して図１には一方向において台形状の断面
を有するボンディング基台１０が示されている。この台
形の上側及び下側は相互に平行である。斜行している側
壁は相互に７０．５度の角度を有している。このような
断面を有するボンディング基台は、１００個の配列され
たシリコンの場合塩基性エッチング溶液による異方性エ
ッチングによって生成することができる。このために必
要なエッチングは、シリコン小板１の片側だけで行われ
る（この場合シリコン小板２に向いた側である）。この
ために必要なエッチング工程は当業者にとって周知であ
る。ここで示されているシリコン小板１及び２ないしボ
ンディング基台１０の端面は、比較的大きなシリコンウ
エハ複合体ののこびきによって生じる。
ン小板１，２が示されている。この場合シリコン小板１
はボンディング基台１０を有している。このボンディン
グ基台１０にはボンディングワイヤ４が固定されてい
る。この２つのシリコン小板１，２は、相互で固定的に
接合されている。この固定的な接合部は通常シリコン−
ボンディング工程によって製造される。この場合シリコ
ン小板１，２は化学的な前処理又は熱酸化により薄い酸
化膜を備えている。相互に重ねて配置することと熱によ
る後処理によって２つのシリコン小板１，２の間の分離
不可な接合が生じる。しかしながらそれについては別の
接合技術、例えば接着、アノーディックボンディング、
溶接等の他の接合技術か又は例えばガラス等の補助膜の
使用による接合技術も考えられる。ボンディングワイヤ
４によってシリコン小板１は電気的に接触接続される。
ボンディングワイヤ４と、シリコン小板２のためのここ
では図示されていない別の端子を介して、シリコン小板
１とシリコン小板２との間のキャパシタンスが測定され
得る。容量性センサは可動電極を有している。この可動
電極を介して、シリコン小板の間のキャパシタンスが例
えば加速度、傾斜度、又は回転レートに対する尺度量と
なる。そのようなセンサの具体的な構成はここでは本発
明の対象ではない。図５に相応の実施例が示されてい
る。センサの変化するキャパシタンスと並列に漂遊容量
が接続されており、この漂遊容量の値は実質的にシリコ
ン小板１とシリコン小板２との間の接触面積によって定
まる。本発明によるボンディング基台１０〜１５の構成
により、複数のボンディング基台によって引き起こされ
る漂遊容量が低減されるかないし再現可能に定められ
る。それに対して図１には一方向において台形状の断面
を有するボンディング基台１０が示されている。この台
形の上側及び下側は相互に平行である。斜行している側
壁は相互に７０．５度の角度を有している。このような
断面を有するボンディング基台は、１００個の配列され
たシリコンの場合塩基性エッチング溶液による異方性エ
ッチングによって生成することができる。このために必
要なエッチングは、シリコン小板１の片側だけで行われ
る（この場合シリコン小板２に向いた側である）。この
ために必要なエッチング工程は当業者にとって周知であ
る。ここで示されているシリコン小板１及び２ないしボ
ンディング基台１０の端面は、比較的大きなシリコンウ
エハ複合体ののこびきによって生じる。
【０００８】図２には２つのシリコン小板１，２、台形
状のボンディング基台１１及びその下方に存在する溝５
が示されている。ボンディングワイヤの描写は省略され
ている。台形状のボンディング基台１１も１００個の配
列されたシリコンの場合異方性エッチング工程を用いる
ことによって生成される。エッチングはシリコン小板１
の上側のエッチングによって行われる。このボンディン
グ基台１１はその２つの平行な側のうちの長い方がシリ
コン小板２と接合している。しかしながらシリコン小板
２では溝５が配置されている。この溝５はボンディング
基台１１とシリコン小板２との間の接触面を少なくして
いる。この手段によりボンディング基台１１によって引
き起こされるシリコン小板１と２の間の漂遊容量が少な
く維持される。溝５の製造に対してはエッチング工程の
多くを用いることが可能である。異方性の塩基性エッチ
ング溶液の他にプラズマエッチング（例えばイオンエッ
チングのような）工程も用いることができる。この場合
溝５の深さはシリコン小板１と２の間の場合によって生
じ得る誘電性の中間層の厚さに合わせられる。溝５の深
さはシリコン小板１と２の間の誘電層の厚さよりも厚く
すべきである。化学的に酸化された表面によるシリコン
の直接のボンディングの場合は、シリコン小板１と２の
間の誘電層が数１０ｎｍのサイズである。そのため溝５
はこのような場合には漂遊容量を確かに低減するために
若干深くされなければならない。端部側も比較的大きな
シリコンウエハ複合体ののこびきによって生成される。
状のボンディング基台１１及びその下方に存在する溝５
が示されている。ボンディングワイヤの描写は省略され
ている。台形状のボンディング基台１１も１００個の配
列されたシリコンの場合異方性エッチング工程を用いる
ことによって生成される。エッチングはシリコン小板１
の上側のエッチングによって行われる。このボンディン
グ基台１１はその２つの平行な側のうちの長い方がシリ
コン小板２と接合している。しかしながらシリコン小板
２では溝５が配置されている。この溝５はボンディング
基台１１とシリコン小板２との間の接触面を少なくして
いる。この手段によりボンディング基台１１によって引
き起こされるシリコン小板１と２の間の漂遊容量が少な
く維持される。溝５の製造に対してはエッチング工程の
多くを用いることが可能である。異方性の塩基性エッチ
ング溶液の他にプラズマエッチング（例えばイオンエッ
チングのような）工程も用いることができる。この場合
溝５の深さはシリコン小板１と２の間の場合によって生
じ得る誘電性の中間層の厚さに合わせられる。溝５の深
さはシリコン小板１と２の間の誘電層の厚さよりも厚く
すべきである。化学的に酸化された表面によるシリコン
の直接のボンディングの場合は、シリコン小板１と２の
間の誘電層が数１０ｎｍのサイズである。そのため溝５
はこのような場合には漂遊容量を確かに低減するために
若干深くされなければならない。端部側も比較的大きな
シリコンウエハ複合体ののこびきによって生成される。
【０００９】図３には２つのシリコン小板１，２及びボ
ンディング基台１３が示されている。ボンディング基台
１３は六角形状の断面を有している。この場合それぞれ
相互に対抗している側同志が互いに平行である。ボンデ
ィング基台１３は１００個の配列されたシリコンウエハ
の両面エッチングによって製造される。ここに示されて
いる側では生成されたボンディング面がボンディング基
台１３とシリコン小板２との間の接触面と正確に同じ大
きさである。そのためこの実施例によれば接触面に対す
るボンディング面の割合は改善されない。利点としてこ
こで上げられることは、漂遊容量が正確に定められ、シ
リコン小板１の両面エッチング工程が用いられ得ること
である。
ンディング基台１３が示されている。ボンディング基台
１３は六角形状の断面を有している。この場合それぞれ
相互に対抗している側同志が互いに平行である。ボンデ
ィング基台１３は１００個の配列されたシリコンウエハ
の両面エッチングによって製造される。ここに示されて
いる側では生成されたボンディング面がボンディング基
台１３とシリコン小板２との間の接触面と正確に同じ大
きさである。そのためこの実施例によれば接触面に対す
るボンディング面の割合は改善されない。利点としてこ
こで上げられることは、漂遊容量が正確に定められ、シ
リコン小板１の両面エッチング工程が用いられ得ること
である。
【００１０】図４にはシリコン小板１，２が示されてい
る。この場合シリコン小板１はボンディング基台１４と
シリコン小板２と切欠き２１とを有している。ボンディ
ング基台１４もまたシリコン小板１の両面エッチングに
よって製造される。図３でのボンディング基台１３とは
対照的にここに示されているボンディング基台１４では
端面側もエッチング工程によって正確に定められてい
る。切欠き２１により、ボンディング基台１４に起因す
るシリコン小板１と２との間の漂遊容量がほぼゼロに低
減される。切欠き２１を用いる際の必要な条件は、ボン
ディングワイヤのボンディングの際にボンディング基台
上に生じる力によってボンディング基台が破壊されない
ように注意することである。シリコン小板１が数１００
ｎｍの通常の厚さを有しているならば、ボンディングの
際に生じる力はボンディング基台によって許容され得
る。切欠き２１の製造は図４では１００個の配列された
シリコンの場合両面エッチング工程を用いることにより
行われる。同様に他の、片面エッチング工程も用いるこ
とが可能である。
る。この場合シリコン小板１はボンディング基台１４と
シリコン小板２と切欠き２１とを有している。ボンディ
ング基台１４もまたシリコン小板１の両面エッチングに
よって製造される。図３でのボンディング基台１３とは
対照的にここに示されているボンディング基台１４では
端面側もエッチング工程によって正確に定められてい
る。切欠き２１により、ボンディング基台１４に起因す
るシリコン小板１と２との間の漂遊容量がほぼゼロに低
減される。切欠き２１を用いる際の必要な条件は、ボン
ディングワイヤのボンディングの際にボンディング基台
上に生じる力によってボンディング基台が破壊されない
ように注意することである。シリコン小板１が数１００
ｎｍの通常の厚さを有しているならば、ボンディングの
際に生じる力はボンディング基台によって許容され得
る。切欠き２１の製造は図４では１００個の配列された
シリコンの場合両面エッチング工程を用いることにより
行われる。同様に他の、片面エッチング工程も用いるこ
とが可能である。
【００１１】図５には容量性加速度センサが示されてい
る。このセンサは、上方プレート１と中間プレート２と
単結晶シリコンからなる下方プレート３から構成されて
いる。中間プレート２からは、振動質量３２と撓みバー
３１からなる可動電極２２の構造が透視図で示されてい
る。接触接続のために上方プレート１はボンディング基
台１２を有し、中間プレートはボンディング基台１５を
有している。上方プレート１のボンディング基台１２は
支持部２３を介して下方プレート３と接合している。上
方プレート１は、センサの構成がわかるように可動電極
２２の領域で部分的にのみ示されている。個々のシリコ
ン小板の間ではそれぞれ薄い絶縁フィルムが設けられて
いる。このようにして異なるセンサ部分の絶縁が保証さ
れる。ボンディング基台１２、ボンディング基台１４及
び下方プレート３には金属コート３０が被着されされて
いる。この金属コート３０によってシリコン表面上での
ボンディングワイヤ４のボンディングが行われる。より
わかりやすく図示するためにボンディング基台１２及び
１５に対するボンディングワイヤの図示は省かれてい
る。
る。このセンサは、上方プレート１と中間プレート２と
単結晶シリコンからなる下方プレート３から構成されて
いる。中間プレート２からは、振動質量３２と撓みバー
３１からなる可動電極２２の構造が透視図で示されてい
る。接触接続のために上方プレート１はボンディング基
台１２を有し、中間プレートはボンディング基台１５を
有している。上方プレート１のボンディング基台１２は
支持部２３を介して下方プレート３と接合している。上
方プレート１は、センサの構成がわかるように可動電極
２２の領域で部分的にのみ示されている。個々のシリコ
ン小板の間ではそれぞれ薄い絶縁フィルムが設けられて
いる。このようにして異なるセンサ部分の絶縁が保証さ
れる。ボンディング基台１２、ボンディング基台１４及
び下方プレート３には金属コート３０が被着されされて
いる。この金属コート３０によってシリコン表面上での
ボンディングワイヤ４のボンディングが行われる。より
わかりやすく図示するためにボンディング基台１２及び
１５に対するボンディングワイヤの図示は省かれてい
る。
【００１２】当該センサへ加速が加えられることにより
可動電極２２は偏倚される。上方プレート１又は下方プ
レート３への振動質量３２のわずかな間隔のためにプレ
ート間で測定されるキャパシタンスは変化する。キャパ
シタンスの変化は、加えられた加速に対する尺度量を表
す。キャパシタンスの変化の測定精度は、測定容量に対
して並列に投入接続される漂遊容量によって制限され
る。本発明の構成によればボンディング基台の漂遊容量
は低減され、さらにセンサの感度が高められる。ボンデ
ィング基台１２は、台形状の断面を有している。そのよ
うな断面の構造は例えば図１又は図２に示されている。
支持部２３はボンディング工程の際にボンディング基台
１２を機械的に支持するために用いられる。この支持部
２３は中間プレート２の残部に対する電気的な接触部は
何も有していない。この支持部２３と中間プレート２の
残部との間の間隔が十分に大きければ、中間プレート２
に対するボンディング基台１２の容量性の過接合はほぼ
完全に抑圧される。ボンディング基台１５は近似的に台
形状の断面を有している。このボンディング基台１５は
中間プレート２の両面エッチングによって製造される。
この場合には専ら可動電極２２の製造のために元来必要
であるエッチング工程が用いられる。この場合に生じる
ボンディング基台１５の断面は図６に詳細に示されてい
る。金属コート３０は例えばアルミニウムの蒸着によっ
て生成される。センサの筋状の一部領域のみに金属コー
ト３０を設けるためにシャドーマスクが用いられる。
可動電極２２は偏倚される。上方プレート１又は下方プ
レート３への振動質量３２のわずかな間隔のためにプレ
ート間で測定されるキャパシタンスは変化する。キャパ
シタンスの変化は、加えられた加速に対する尺度量を表
す。キャパシタンスの変化の測定精度は、測定容量に対
して並列に投入接続される漂遊容量によって制限され
る。本発明の構成によればボンディング基台の漂遊容量
は低減され、さらにセンサの感度が高められる。ボンデ
ィング基台１２は、台形状の断面を有している。そのよ
うな断面の構造は例えば図１又は図２に示されている。
支持部２３はボンディング工程の際にボンディング基台
１２を機械的に支持するために用いられる。この支持部
２３は中間プレート２の残部に対する電気的な接触部は
何も有していない。この支持部２３と中間プレート２の
残部との間の間隔が十分に大きければ、中間プレート２
に対するボンディング基台１２の容量性の過接合はほぼ
完全に抑圧される。ボンディング基台１５は近似的に台
形状の断面を有している。このボンディング基台１５は
中間プレート２の両面エッチングによって製造される。
この場合には専ら可動電極２２の製造のために元来必要
であるエッチング工程が用いられる。この場合に生じる
ボンディング基台１５の断面は図６に詳細に示されてい
る。金属コート３０は例えばアルミニウムの蒸着によっ
て生成される。センサの筋状の一部領域のみに金属コー
ト３０を設けるためにシャドーマスクが用いられる。
【００１３】図６にはボンディング金属１５の可能な種
々異なる断面が示されている。ボンディング基台１５は
中間プレート２の両面エッチングによって製造される。
この場合専ら可動電極の製造のためのエッチング工程が
用いられるので、可動なセンサ部分の工程に依存させる
ことができる。図６にはボンディング基台１５の３つの
可能な断面が示されている。それらは近似的に台形状に
想定されて示されている。図６ａでは２つの端部４４を
有する近似的に台形状のボンディング基台１５が符号２
５で示されている。しかしながらこの断面は上側４５が
下側４２に対して平行でかつ２つの斜壁部４１及び４３
が７０.５度の相互に相対的な角度を有している限りは
近似的に台形状である。そのためこの断面は図１に示さ
れているボンディング基台１０の台形状の断面に近似的
に相似している。この相似は図６ｂに対しても該当す
る。（すなわち）上側４５は下側に対して平行でかつ側
壁４１及び４３は７０.５度の角度を有している。台形
に属していない側４５は比較的短く、上側４５に対して
僅かだけ角度を有している。そのためこの構造も近似的
な台形状のものとして表されている。図６ｃはその平面
の大きい方の部分が３つの側４１，４２，４３を有する
台形で覆われ得る限り台形状である。台形の幾何学的形
状に対する相違として比較的わずかな隆起部４６のみが
残るだけである。ボンディング基台１５のこれらの３つ
の可能な断面のうちのどの断面がエッチング工程によっ
て得られるかは可動センサ部分２２の製造のための工程
に依存する。ボンディングに対しては図６ａ及びｂに示
されているような断面が有利である。
々異なる断面が示されている。ボンディング基台１５は
中間プレート２の両面エッチングによって製造される。
この場合専ら可動電極の製造のためのエッチング工程が
用いられるので、可動なセンサ部分の工程に依存させる
ことができる。図６にはボンディング基台１５の３つの
可能な断面が示されている。それらは近似的に台形状に
想定されて示されている。図６ａでは２つの端部４４を
有する近似的に台形状のボンディング基台１５が符号２
５で示されている。しかしながらこの断面は上側４５が
下側４２に対して平行でかつ２つの斜壁部４１及び４３
が７０.５度の相互に相対的な角度を有している限りは
近似的に台形状である。そのためこの断面は図１に示さ
れているボンディング基台１０の台形状の断面に近似的
に相似している。この相似は図６ｂに対しても該当す
る。（すなわち）上側４５は下側に対して平行でかつ側
壁４１及び４３は７０.５度の角度を有している。台形
に属していない側４５は比較的短く、上側４５に対して
僅かだけ角度を有している。そのためこの構造も近似的
な台形状のものとして表されている。図６ｃはその平面
の大きい方の部分が３つの側４１，４２，４３を有する
台形で覆われ得る限り台形状である。台形の幾何学的形
状に対する相違として比較的わずかな隆起部４６のみが
残るだけである。ボンディング基台１５のこれらの３つ
の可能な断面のうちのどの断面がエッチング工程によっ
て得られるかは可動センサ部分２２の製造のための工程
に依存する。ボンディングに対しては図６ａ及びｂに示
されているような断面が有利である。
【００１４】
【発明の効果】本発明による容量性センサによって得ら
れる利点は、ボンディング基台が正確に定められること
である。エッチングによるボンディング基台の加工処理
により、ボンディング基台に起因する漂遊容量の大きさ
が正確にコントロールされる。このような構成により一
方で比較的低い漂遊容量値が達成される。また他方でこ
の漂遊容量値は非常に正確に再現可能なので、センサの
評価の際に考慮することができる。さらにエッチング工
程を、センサの製造のための過程のみならずボンディン
グ基台の製造のための過程に用いることも可能である。
そのため製造過程の中で別の処理ステップを取り入れる
ことなしにボンディング基台の処理を行うことが可能に
なる。
れる利点は、ボンディング基台が正確に定められること
である。エッチングによるボンディング基台の加工処理
により、ボンディング基台に起因する漂遊容量の大きさ
が正確にコントロールされる。このような構成により一
方で比較的低い漂遊容量値が達成される。また他方でこ
の漂遊容量値は非常に正確に再現可能なので、センサの
評価の際に考慮することができる。さらにエッチング工
程を、センサの製造のための過程のみならずボンディン
グ基台の製造のための過程に用いることも可能である。
そのため製造過程の中で別の処理ステップを取り入れる
ことなしにボンディング基台の処理を行うことが可能に
なる。
【図１】台形状の断面を有するボンディング基台を示し
た図である。
た図である。
【図２】ボンディング基台の下方で処理されるシリコン
小板を示した図である。
小板を示した図である。
【図３】六角形状の断面を有するボンディング基台を示
した図である。
した図である。
【図４】ボンディング基台の下方の切欠きを示した図で
ある。
ある。
【図５】本発明によるボンディング基台を備えた３つの
シリコン小板からなる容量性センサを示した図である。
シリコン小板からなる容量性センサを示した図である。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、近似的に台形状のボン
ディング基台の種々異なる構成例を示した図である。
ディング基台の種々異なる構成例を示した図である。
１ シリコン小板 ２ シリコン小板 ３ シリコン小板 ４ ボンディングワイヤ ５ 溝 １０ ボンディング基台 １１ ボンディング基台 １２ ボンディング基台 １４ ボンディング基台 １５ ボンディング基台 ２２ 可動電極 ２３ 支持部 ２５ ボンディング基台 ２６ ボンディング基台 ２７ ボンディング基台 ３０ 金属コート ３１ 撓みバー ３２ 振動質量 ４１ 斜壁 ４２ 下側 ４３ 斜壁 ４４ 端部 ４５ 上側 ４６ 隆起部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター フィンドラー ドイツ連邦共和国 シュツットガルト 80 ザールラントシュトラーセ 20
Claims (11)
- 【請求項１】 例えば加速度、傾斜度又は回転レートを
測定するための容量性センサであって、相互に重ねられ
絶縁された少なくとも２つの導電性単結晶シリコン小板
を有しており、該シリコン小板の少なくとも１つから可
動電極が突出構成されており、該電極は少なくとも１つ
の他のシリコン小板と共にプレートコンデンサを形成し
ており、この場合少なくとも１つのシリコン小板が少な
くとも１つのボンディングワイヤによって電気的に接続
されており、さらにその上に存在するシリコン小板が接
続部に亘って切欠きを有している、容量性センサにおい
て、 ボンディングワイヤ（４）の接続部のためにシリコン小
板（１，２，３）の一部がボンディング基台（１０〜１
５）として構成されており、該ボンディング基台（１０
〜１５）はエッチングによって加工処理されており、さ
らに該ボンディング基台（１０〜１５）とその下方に存
在するシリコン小板（１，２，３）との間の接触面は、
当該ボンディング基台（１０〜１５）か又はその下方に
存在するシリコン小板（１，２，３）のエッチング加工
処理によって規定されることを特徴とする、容量性セン
サ。 - 【請求項２】 前記ボンディングワイヤ（４）の被着用
の面は、当該ボンディング基台（１０〜１５）とその下
方に存在するシリコン小板（１，２，３）との間の接触
面よりも大きい、請求項１記載のセンサ。 - 【請求項３】 少なくとも１つのシリコン小板（１，
２，３）のボンディング基台（１０，１１，１２）は、
少なくとも一方向において台形状の断面を有している請
求項１又は２記載のセンサ。 - 【請求項４】 前記ボンディング基台（１０）における
台形の相互に平行な側のうちの比較的短い方は別のシリ
コン小板（１，２，３）と結合されている、請求項３記
載のセンサ。 - 【請求項５】 前記シリコン小板（１，２，３）の少な
くとも１つのボンディング基台（１３，１４）は、一方
向において六角形状の断面を有している、請求項１又は
２記載のセンサ。 - 【請求項６】 前記ボンディング基台（１０〜１５）の
下方に存在するシリコン小板（１，２，３）は、当該ボ
ンディング基台（１０〜１５）の下方に存在する領域内
でエッチングにより処理されている、請求項１から５ま
でのいずれか１記載のセンサ。 - 【請求項７】 前記ボンディング基台（１０〜１５）の
下方に存在するシリコン小板（１，２，３）は、当該ボ
ンディング基台（１０〜１５）の下方に存在する領域内
で切欠き（２１）を有している、請求項１から６までの
いずれか１記載のセンサ。 - 【請求項８】 前記３つのシリコン小板（１，２，３）
は、上方プレート（１）及び中間プレート（２）及び下
方プレート（３）として用いられ、可動電極（２２）が
当該中間プレート（２）から構成される、請求項１から
７までのいずれか１記載のセンサ。 - 【請求項９】 前記上方プレート（１）のボンディング
基台（１２）の下方で中間プレート（２）が一方向にお
いて六角形状の断面を有する支持体として構成されてお
り、該支持体（２３）は当該ボンディング基台（１２）
と下方プレート（３）に結合されている、請求項８記載
のセンサ。 - 【請求項１０】 前記中間プレート(２)のボンディング
基台(１５)は一方向において近似的に台形状の断面（２
５，２６，２７）を有しており、該近似的に台形状の断
面（２５，２６，２７）の、相互に平行な側の間の間隔
は前記中間プレート（２）のほぼ半分の厚さに相応す
る、請求項８又は９記載のセンサ。 - 【請求項１１】 前記ボンディング基台（１５）は前記
中間プレート（２）の両面エッチングにより形成され
る、請求項１１記載のセンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4201578.2 | 1992-01-22 | ||
| DE4201578A DE4201578A1 (de) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Kapazitiver sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264579A true JPH05264579A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=6449985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5008226A Pending JPH05264579A (ja) | 1992-01-22 | 1993-01-21 | 容量性センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5431052A (ja) |
| JP (1) | JPH05264579A (ja) |
| CH (1) | CH684716A5 (ja) |
| DE (1) | DE4201578A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10384931B2 (en) | 2015-11-04 | 2019-08-20 | Seiko Epson Corporation | Electronic device having a bonding wire connected to a terminal at an alloyed portion |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6074890A (en) * | 1998-01-08 | 2000-06-13 | Rockwell Science Center, Llc | Method of fabricating suspended single crystal silicon micro electro mechanical system (MEMS) devices |
| EP1772732A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-11 | Innogenetics N.V. | Polymer replicated interdigitated electrode arrays for (bio)sensing applications |
| US10533852B1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-01-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Leveling sensor, load port including the same, and method of leveling a load port |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5000817A (en) * | 1984-10-24 | 1991-03-19 | Aine Harry E | Batch method of making miniature structures assembled in wafer form |
| US4882933A (en) * | 1988-06-03 | 1989-11-28 | Novasensor | Accelerometer with integral bidirectional shock protection and controllable viscous damping |
| JPH0623782B2 (ja) * | 1988-11-15 | 1994-03-30 | 株式会社日立製作所 | 静電容量式加速度センサ及び半導体圧力センサ |
| US4930042A (en) * | 1989-02-28 | 1990-05-29 | United Technologies | Capacitive accelerometer with separable damping and sensitivity |
| US5008774A (en) * | 1989-02-28 | 1991-04-16 | United Technologies Corporation | Capacitive accelerometer with mid-plane proof mass |
| US5228341A (en) * | 1989-10-18 | 1993-07-20 | Hitachi, Ltd. | Capacitive acceleration detector having reduced mass portion |
-
1992
- 1992-01-22 DE DE4201578A patent/DE4201578A1/de not_active Withdrawn
- 1992-12-03 CH CH3711/92A patent/CH684716A5/de not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-01-19 US US08/006,046 patent/US5431052A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-21 JP JP5008226A patent/JPH05264579A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10384931B2 (en) | 2015-11-04 | 2019-08-20 | Seiko Epson Corporation | Electronic device having a bonding wire connected to a terminal at an alloyed portion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5431052A (en) | 1995-07-11 |
| CH684716A5 (de) | 1994-11-30 |
| DE4201578A1 (de) | 1993-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4276708B2 (ja) | レートセンサを製造するための方法 | |
| US4836023A (en) | Vibrational angular rate sensor | |
| JPH08320268A (ja) | 静電容量型センサ | |
| US7501835B2 (en) | Displacement sensor | |
| US6973829B2 (en) | Semiconductor dynamic quantity sensor with movable electrode and fixed electrode supported by support substrate | |
| JPH06123632A (ja) | 力学量センサ | |
| JP2001004658A (ja) | ２軸半導体加速度センサおよびその製造方法 | |
| JPH05264579A (ja) | 容量性センサ | |
| JP4965546B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JP2005195423A (ja) | 圧力センサ | |
| JPS61231423A (ja) | 真空計 | |
| JP3366733B2 (ja) | 容量型加速度センサ | |
| JPH0682474A (ja) | 半導体容量式加速度センサ | |
| JPH11337342A (ja) | 半導体角速度センサおよびその製造方法 | |
| JP2001281264A (ja) | 半導体力学量センサ | |
| JP4569167B2 (ja) | 外力検知センサの製造方法 | |
| JPH08254544A (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JP2000028634A (ja) | 容量式物理量検出装置 | |
| JPH07225243A (ja) | 加速度センサ及びその製造方法、当該加速度センサによる加速度検出方法、並びに加速度センサアレイ | |
| JP2007093234A (ja) | 圧力センサ | |
| JP2001337104A (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JP2005070018A (ja) | 加速度センサ | |
| JPH07198516A (ja) | 静電容量型圧力センサ及びその製造方法並びに圧力検出方法 | |
| JPH0961272A (ja) | 半導体静電容量型センサ | |
| JP3646980B2 (ja) | 静電容量型センサ及びその製造方法 |