JPH06167400A - Mechanical quantity sensor - Google Patents

Mechanical quantity sensor

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JPH06167400A
JPH06167400A JP4321511A JP32151192A JPH06167400A JP H06167400 A JPH06167400 A JP H06167400A JP 4321511 A JP4321511 A JP 4321511A JP 32151192 A JP32151192 A JP 32151192A JP H06167400 A JPH06167400 A JP H06167400A
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JP
Japan
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mechanical quantity
quantity sensor
substrate
mechanical
inclined surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP4321511A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kobayashi
真司 小林
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a mechanical quantity sensor which can be manufactured easily and can detect mechanical quantities simultaneously in the direction normal to a substrate and in the direction in parallel with the substrate. CONSTITUTION:A V-valley is made in a substrate 31 with electrodes 33, 35 being provided on the banks thereof and a beam structure 37 having profile corresponding to that of the V-valley is mounted on the substrate 31. Upon application of mechanical quantity from the outside, the beam structure 37 displaces regardless of the applying direction of mechanical quantity thus varying the capacitances between the beam structure 37 and the electrodes 33, 35. Magnitude of mechanical quantity can be determined basing on the variation of the capacitances.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は力学量センサ、特に外力
や加速度等の力学量を検出する力学量センサとその好適
な製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanical quantity sensor, and more particularly to a mechanical quantity sensor for detecting a mechanical quantity such as an external force or acceleration and a suitable manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械等に用いられる加速度センサ又
は角速度センサ等の力学量センサとしては、図5に示さ
れるような半導体を利用した力学量センサが注目されて
いる。この力学量センサ10は、基板11上に導電性の
梁状構造体13と固定電極15とを搭載した構成であ
る。梁状構造体13は複数の腕部14を有するリブ状構
造であり、複数の腕部14のうち四隅に位置する腕部1
4は、支持部17により基板11上に支持されいる。一
方、固定電極15は、腕部14と指交叉状に配置されて
いる。
2. Description of the Related Art As a mechanical quantity sensor such as an acceleration sensor or an angular velocity sensor used in a machine tool or the like, a mechanical quantity sensor using a semiconductor as shown in FIG. The mechanical quantity sensor 10 has a structure in which a conductive beam-shaped structure 13 and a fixed electrode 15 are mounted on a substrate 11. The beam-shaped structure 13 is a rib-shaped structure having a plurality of arm portions 14, and the arm portion 1 located at the four corners of the plurality of arm portions 14
4 is supported on the substrate 11 by the support portion 17. On the other hand, the fixed electrode 15 is arranged so as to cross the arm 14 with the fingers.

【0003】ここで、図6は図5に示される力学量セン
サ10の横断面図である。この図6に示されるように、
四隅に位置しない腕部14は基板11上に宙支されてい
るため、固定電極15の間を変位する。従って、図5中
の矢印の方向に加速度等が加わると、宙支されている腕
部14が矢印の方向に変位する。腕部14が変位する
と、腕部14と固定電極15の間の静電容量が変化す
る。従って、梁状構造体13と固定電極15の間の静電
容量の変化を測定すれば、図5中の矢印方向の加速度の
大きさを検出できる。検出された静電容量の変化は、金
属配線19を介して検知回路(図示せず)に信号出力さ
れる。このように、図5の力学量センサにおいては、梁
状構造体13と固定電極15の間の静電容量の変化を検
出することによって加速度等の力学量の大きさを求める
ことができる。
Here, FIG. 6 is a cross-sectional view of the mechanical quantity sensor 10 shown in FIG. As shown in this FIG.
Since the arm portions 14 not located at the four corners are suspended on the substrate 11, they are displaced between the fixed electrodes 15. Therefore, when acceleration or the like is applied in the direction of the arrow in FIG. 5, the arm portion 14 suspended in the air is displaced in the direction of the arrow. When the arm portion 14 is displaced, the electrostatic capacitance between the arm portion 14 and the fixed electrode 15 changes. Therefore, by measuring the change in capacitance between the beam-shaped structure 13 and the fixed electrode 15, the magnitude of acceleration in the direction of the arrow in FIG. 5 can be detected. The detected change in capacitance is output as a signal to a detection circuit (not shown) via the metal wiring 19. As described above, in the mechanical quantity sensor of FIG. 5, the magnitude of the mechanical quantity such as acceleration can be obtained by detecting the change in the electrostatic capacitance between the beam-shaped structure 13 and the fixed electrode 15.

【0004】ところで、図5のような形式の力学量セン
サ10は、基板と平行な方向の加速度を検知することが
できるものであるが、基板に垂直方向の加速度を検出す
る力学量センサとしては図7に示されるような力学量セ
ンサ20が考えられる。この力学量センサ20は、基板
11上に固定電極体21が形成され、これと面対向した
可動電極体23が宙支されて構成されている。可動電極
体23は、支持体25によって基板11上に支持されて
いる。横断面図である図8に示されているように、図7
の力学量センサ20においては、基板11の垂直方向に
加速度が働くと、可動電導体23が当該垂直方向に変位
し、可動導電体23と固定導電体21の間の静電容量が
変化する。したがって、これらの間の静電容量の変化を
金属配線19から信号出力させることにより、図8中の
上下方向の加速度を検出することができる。
By the way, the mechanical quantity sensor 10 of the type as shown in FIG. 5 can detect the acceleration in the direction parallel to the substrate, but as a mechanical quantity sensor for detecting the acceleration in the direction perpendicular to the substrate. A mechanical quantity sensor 20 as shown in FIG. 7 can be considered. The mechanical quantity sensor 20 is constructed by forming a fixed electrode body 21 on a substrate 11 and a movable electrode body 23 facing the surface of the fixed electrode body 21 in the air. The movable electrode body 23 is supported on the substrate 11 by the support body 25. As shown in FIG. 8, which is a cross-sectional view, FIG.
In the mechanical quantity sensor 20, the movable conductor 23 is displaced in the vertical direction when acceleration acts in the vertical direction of the substrate 11, and the electrostatic capacitance between the movable conductor 23 and the fixed conductor 21 changes. Therefore, the acceleration in the vertical direction in FIG. 8 can be detected by causing the metal wiring 19 to output a signal from the change in the capacitance between them.

【0005】これらの力学量センサは精度が高くて温度
依存性が小さいために、工作機械の加速度センサばかり
ではなく、物体の重量の測定等に用いられる力センサ、
気体あるいは液体の圧力を測定する圧力センサ、または
自動車に用いられる加速度センサ等にも採用することが
できる。
Since these mechanical quantity sensors have high accuracy and small temperature dependence, not only the acceleration sensor of a machine tool but also a force sensor used for measuring the weight of an object,
It can also be adopted as a pressure sensor for measuring the pressure of gas or liquid, an acceleration sensor used in automobiles, and the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記のような
従来の力学量センサにおいては、構造上、検出方向が限
定されているために、基板に水平方向の力学量と垂直方
向の力学量とを同時に検出するためには複数の力学量セ
ンサが必要になるという問題があった。
Here, in the conventional mechanical quantity sensor as described above, since the detection direction is structurally limited, the mechanical quantity in the horizontal direction and the mechanical quantity in the vertical direction are arranged on the substrate. There is a problem that a plurality of mechanical quantity sensors are required to detect both and at the same time.

【0007】また、上記のような力学量センサにおいて
は、加工方法が困難で、製造において歩留まりの向上を
図ることが困難であるという問題があった。すなわち、
センサの感度を高くするためには、検出部の容量を大き
くする必要があるから、その目的のために梁状構造体と
固定導電体の間の間隔を小さくしたり、対向する導電部
の面積を大きくする設計が必要になる。ところが、この
ような設計を実施するためには、精度が高い写真食刻方
法とエッチング条件の正確な制御が要求される高度なド
ライエッチング技術を駆使する必要があり、その結果、
歩留まりの向上を図ることが困難になる。
Further, in the mechanical quantity sensor as described above, there is a problem that the processing method is difficult and it is difficult to improve the yield in manufacturing. That is,
In order to increase the sensitivity of the sensor, it is necessary to increase the capacitance of the detection part.Therefore, the distance between the beam-shaped structure and the fixed conductors should be reduced for that purpose, or the area of the opposite conductive parts A design to increase However, in order to implement such a design, it is necessary to make full use of a highly accurate photo-etching method and an advanced dry etching technique that requires precise control of etching conditions.
It becomes difficult to improve the yield.

【0008】本発明は、以上のような問題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、基板に対していずれの方
向から作用する力学量であっても検知でき、かつ製造が
簡単な力学量センサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to detect a mechanical quantity acting on a substrate from any direction and to easily manufacture it. It is to provide a quantity sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために本発明に係る力学量センサは、傾斜面及びこ
の傾斜面に形成された電極を有する基板と、前記傾斜面
に面対向し外力等の力学量により変位する導電性の梁状
構造体と、を有し、前記電極と梁状構造体の間の静電容
量の変化を検出することにより、力学量を前記梁状構造
体の変位量として検出することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a mechanical quantity sensor according to the present invention comprises a substrate having an inclined surface and electrodes formed on the inclined surface, and a surface opposed to the inclined surface. A conductive beam-like structure that is displaced by a mechanical amount such as an external force, and detects the change in capacitance between the electrode and the beam-like structure to determine the mechanical amount as the beam-like structure. It is characterized in that it is detected as the amount of displacement of the body.

【0010】また、上記のような力学量センサを製造す
る方法は、基板上に傾斜面を形成する工程と、この傾斜
面上に電極を形成する工程と、傾斜面上に電極が形成さ
れた基板上に犠牲層を形成する工程と、犠牲層の一部を
除去して梁状構造体に対応するパターンを形成する工程
と、犠牲層のパターン上に導電層を形成する工程と、導
電層の一部を除去して梁状構造体を形成する工程と、残
余の犠牲層を除去する工程と、を含むことを特徴とす
る。
Further, in the method of manufacturing the mechanical quantity sensor as described above, the step of forming an inclined surface on the substrate, the step of forming an electrode on the inclined surface, and the electrode formed on the inclined surface. A step of forming a sacrificial layer on the substrate, a step of removing a part of the sacrificial layer to form a pattern corresponding to the beam-like structure, a step of forming a conductive layer on the pattern of the sacrificial layer, and a conductive layer And a step of forming a beam-like structure by removing a part of the above, and a step of removing the remaining sacrificial layer.

【0011】更に、検出方向が互いに所定角度をなすよ
う上記の力学量センサを2個組み合わせて力学量センサ
アセンブリを形成することを特徴とする。
Further, the above-mentioned two mechanical quantity sensors are combined to form a mechanical quantity sensor assembly so that the detection directions form a predetermined angle with each other.

【0012】[0012]

【作用】以上のような構成を有する本発明の力学量セン
サにおいては、外力や加速度等の力学量により梁状構造
体が変位すると、基板の傾斜面と梁状構造体の間の距離
が変化し、これに伴って、傾斜面上に形成された電極と
梁状構造体の間の静電容量が変化する。そして、この静
電容量の変化を検出することにより、力学量を検出する
ことが可能となる。その際、基板に加わる力学量の方向
が基板に対していずれの方向を成していても静電容量の
変化が生じるため、梁状構造体の延長方向と直交する方
向以外の力学量を検出でき、検出方向の制限が緩和され
る。更に、静電容量は、電極と梁状構造体との間の面対
面の容量であり、十分に大きく設定できるため、センサ
の感度が良好になる。
In the mechanical quantity sensor of the present invention having the above configuration, when the beam-like structure is displaced by a mechanical quantity such as an external force or acceleration, the distance between the inclined surface of the substrate and the beam-like structure changes. Then, along with this, the capacitance between the electrode formed on the inclined surface and the beam-like structure changes. Then, it becomes possible to detect the mechanical quantity by detecting the change in the electrostatic capacitance. At that time, because the capacitance changes regardless of the direction of the mechanical quantity applied to the substrate, the mechanical quantity other than the direction orthogonal to the extension direction of the beam-shaped structure is detected. Therefore, the restriction on the detection direction is relaxed. Further, the electrostatic capacitance is a capacitance between the electrodes and the beam-shaped structure face-to-face, and can be set to be sufficiently large, so that the sensitivity of the sensor is improved.

【0013】また、上記力学量センサの製造方法におい
ては、傾斜面上に電極が形成された基板上に犠牲層が形
成され、この犠牲層の一部が除去されて梁状構造体に対
応するパターンが形成される。そして、この犠牲層のパ
ターン上に導電層が形成されて、この導電層の一部が除
去されて梁状構造体が形成される。そして、最終的に全
ての犠牲層が除去される。このような方法により、傾斜
面と所定の距離を保ちかつ面対向した梁状構造体を、正
確かつ容易に製造することができる。
Further, in the above-described method for manufacturing the mechanical quantity sensor, the sacrificial layer is formed on the substrate having the electrodes formed on the inclined surfaces, and the sacrificial layer is partially removed to correspond to the beam-like structure. A pattern is formed. Then, a conductive layer is formed on the pattern of the sacrificial layer, a part of the conductive layer is removed, and a beam-like structure is formed. Then, finally, all the sacrificial layers are removed. By such a method, it is possible to accurately and easily manufacture a beam-shaped structure which is opposed to the inclined surface at a predetermined distance and faces the surface.

【0014】更に、検出方向が互いに所定角度をなすよ
う上記の力学量センサを2個組み合わせて力学量センサ
アセンブリを形成することにより、検出方向を3方向有
する3次元的な力学量検出が可能になる。
Further, by combining two of the above mechanical quantity sensors so that the detection directions form a predetermined angle with each other to form a mechanical quantity sensor assembly, three-dimensional mechanical quantity detection having three detection directions becomes possible. Become.

【0015】[0015]

【実施例】図1は、本発明の好適な一実施例に係る力学
量センサの構成を示す図である。なお、従来例と同一の
構成要素には同一符号を付しその説明を省略する。この
図1に示されているように、本実施例に係る力学量セン
サ30は、シリコン基板31の表面を一部V字状にエッ
チングすることにより形成した斜面に電極33と35と
を形成し、この斜面に面対向するようアコーディオン形
状を有する梁状構造体37を基板31上に支持した構成
である。梁状構造体37は、支持部39により基板31
上に支持されている。実施例においては、電極33及び
35はn型のシリコン基板31に硼素を拡散させて形成
している。電極33あるいは電極35と梁状構造体37
の間の静電容量の変化は、金属配線41によって検出回
路43(図示せず)に伝達される。
1 is a diagram showing the configuration of a mechanical quantity sensor according to a preferred embodiment of the present invention. The same components as those of the conventional example are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 1, the mechanical quantity sensor 30 according to the present embodiment has electrodes 33 and 35 formed on a slope formed by partially etching the surface of a silicon substrate 31 into a V shape. The beam-like structure 37 having an accordion shape is supported on the substrate 31 so as to face the slope. The beam-shaped structure 37 is provided on the substrate 31 by the support portion 39.
Supported above. In the embodiment, the electrodes 33 and 35 are formed by diffusing boron in the n-type silicon substrate 31. Electrode 33 or electrode 35 and beam-like structure 37
The change in the capacitance during the period is transmitted to the detection circuit 43 (not shown) by the metal wiring 41.

【0016】ここで、図2は、図1に示される力学量セ
ンサ30の断面図である。本実施例に係る力学量センサ
30においては、図2(a)に示されるように、梁状構
造体37が基板31表面と平行に電極35の方向に横方
向に変位した場合には、梁状構造体37と電極33の接
近に伴って、梁状構造体37と電極33の間の静電容量
が増加する。逆に、梁状構造体37と電極35の間の静
電容量が減少する。一方、これと逆方向に梁状構造体3
7が電極33側へ変位した場合(図2(b))には、静
電容量の変化が逆になり、梁状構造体37と電極35の
間の静電容量が増加し、梁状構造体37と電極33の間
の静電容量が減少する。更に、図2(c)に示されるよ
うに、梁状構造体37が上下方向に変位した場合には、
電極33及び35の静電容量が同時に減少あるいは増加
する。すなわち、本実施例の力学量センサ30において
は、左右方向変位の場合静電容量は差動的となり、上下
方向変位の場合同相的となるから、差動回路等で処理す
ることにより、信頼性の高い検知信号を得ることが可能
である。
Here, FIG. 2 is a sectional view of the mechanical quantity sensor 30 shown in FIG. In the mechanical quantity sensor 30 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2A, when the beam-shaped structure 37 is laterally displaced in the direction of the electrode 35 parallel to the surface of the substrate 31, The capacitance between the beam-shaped structure 37 and the electrode 33 increases as the beam-shaped structure 37 and the electrode 33 approach each other. On the contrary, the capacitance between the beam-like structure 37 and the electrode 35 is reduced. On the other hand, in the opposite direction, the beam-shaped structure 3
When 7 is displaced to the side of the electrode 33 (FIG. 2B), the change in capacitance is reversed, and the capacitance between the beam-like structure 37 and the electrode 35 increases, resulting in a beam-like structure. The capacitance between the body 37 and the electrode 33 is reduced. Further, as shown in FIG. 2C, when the beam-shaped structure 37 is displaced in the vertical direction,
The capacitance of the electrodes 33 and 35 decreases or increases at the same time. That is, in the mechanical quantity sensor 30 of the present embodiment, the capacitance becomes differential in the case of lateral displacement and becomes in-phase in the case of vertical displacement, and therefore reliability is improved by processing with a differential circuit or the like. It is possible to obtain a detection signal of high.

【0017】図3は、図1に示される力学量センサ30
を2個組み合わせて形成した力学量センサアセンブリ4
0の構成を示すブロック図である。この力学量センサア
センブリ40は、梁状構造体37の方向のが互いに直交
するように2個の力学量センサ30a及び30bを2次
元的に配置した構成である。力学量センサ30aの梁状
構造体37の延長方向をX、力学量センサ30bのそれ
をY、X及びY方向の両者に直交する方向をZ方向とす
れば、力学量センサ30aはX方向及びZ方向の力学量
を検出し、力学量センサ30bはY方向及びZ方向の力
学量を検出することとなる。このような力学量センサア
センブリ40によれば、X方向及びY方向及びZ方向の
すべての方向の力学量を検出できる。
FIG. 3 shows a mechanical quantity sensor 30 shown in FIG.
Mechanical quantity sensor assembly 4 formed by combining two
It is a block diagram which shows the structure of 0. The mechanical quantity sensor assembly 40 has a configuration in which two mechanical quantity sensors 30a and 30b are two-dimensionally arranged such that the directions of the beam-shaped structures 37 are orthogonal to each other. If the extension direction of the beam-like structure 37 of the mechanical quantity sensor 30a is X, and that of the mechanical quantity sensor 30b is Y, and the direction orthogonal to both the X and Y directions is the Z direction, the mechanical quantity sensor 30a is The mechanical quantity sensor 30b detects the mechanical quantity in the Z direction, and detects the mechanical quantity in the Y direction and the Z direction. According to such a mechanical quantity sensor assembly 40, it is possible to detect mechanical quantities in all directions of the X direction, the Y direction, and the Z direction.

【0018】次に、図4は、図1に示される力学量セン
サを製造する際の製造工程を説明する図である。この図
4に示されるように、本実施例に係る力学量センサ30
は、n型の単結晶シリコン基板31(図3(a))にV
字状の谷42を形成するようエッチングが行われる(図
4(b))。このときのエッチングは、例えば、熱酸化
膜をマスクとしてアルカリ性エッチング液でエッチング
する方法等により行う。次に、電極33及び35を形成
するために硼素が拡散される(図4(c))。なお、こ
の際に梁状構造体37の支持部分36にも不純物である
硼素が拡散される。更に、電極が形成された基板31上
に犠牲層43が形成される(図4(d))。この際に、
支持部分36の犠牲層43をエッチングにより除去す
る。なお、犠牲層43の構成成分としては、PSG(燐
ケイ酸ガラス)が好適である。次に、犠牲層43の上に
は、導電性を付与した多結晶シリコン等により導電層4
5を形成する。このとき、支持部分36の犠牲層43が
除去されているので、導電層45の一部はこの支持部分
36に没入する(図4(e))。そして、導電層45の
一部を除去して梁状構造体37を形成してから、最後に
犠牲層43をウェットエッチングにより除去することに
よって本実施例の力学量センサ30が構成される(図4
(f))。
Next, FIG. 4 is a view for explaining the manufacturing process when manufacturing the mechanical quantity sensor shown in FIG. As shown in FIG. 4, the mechanical quantity sensor 30 according to the present embodiment.
Is the V-type on the n-type single crystal silicon substrate 31 (FIG. 3A).
Etching is performed so as to form the V-shaped valley 42 (FIG. 4B). The etching at this time is performed by, for example, a method of etching with an alkaline etching solution using the thermal oxide film as a mask. Next, boron is diffused to form the electrodes 33 and 35 (FIG. 4C). At this time, boron, which is an impurity, is also diffused into the supporting portion 36 of the beam-shaped structure 37. Further, the sacrificial layer 43 is formed on the substrate 31 on which the electrodes are formed (FIG. 4D). At this time,
The sacrificial layer 43 of the supporting portion 36 is removed by etching. PSG (phosphosilicate glass) is suitable as a constituent component of the sacrificial layer 43. Next, on the sacrificial layer 43, a conductive layer 4 made of polycrystalline silicon having conductivity is used.
5 is formed. At this time, since the sacrificial layer 43 of the supporting portion 36 has been removed, a part of the conductive layer 45 is immersed in the supporting portion 36 (FIG. 4E). Then, a part of the conductive layer 45 is removed to form the beam-shaped structure 37, and finally, the sacrifice layer 43 is removed by wet etching to configure the mechanical quantity sensor 30 of the present embodiment (see FIG. Four
(F)).

【0019】このような方法により、高度なドライエッ
チングあるいは精度の高い写真食刻法を用いることな
く、本実施例に係る力学量センサ30を構成することが
できる。なお、シリコン基板31上には、力学量センサ
30と共に回路を構成することができる。
By such a method, the mechanical quantity sensor 30 according to the present embodiment can be constructed without using a high degree of dry etching or a highly accurate photographic etching method. A circuit can be formed together with the mechanical quantity sensor 30 on the silicon substrate 31.

【0020】ここで、この実施例では、V字状の谷42
を2個設けて容量を大きくする構成としたが、この個数
はレイアウトの制約や目的とする感度等を考慮して、必
要に応じて設定すればよい。また、本実施例では、傾斜
部を形成するために、表面の一部をエッチングにより除
去してV字状の谷42を形成する方法を用いたが、例え
ば山を形成して傾斜部を形成するなどして、別の方法に
より傾斜部を形成するようにしても本実施例と同様の効
果を達成することが可能である。
Here, in this embodiment, a V-shaped valley 42 is formed.
Although two capacitors are provided to increase the capacitance, this number may be set as necessary in consideration of layout restrictions and target sensitivity. In addition, in the present embodiment, in order to form the inclined portion, a method of removing a part of the surface by etching to form the V-shaped valley 42 is used. However, for example, a mountain is formed to form the inclined portion. For example, even if the inclined portion is formed by another method, the same effect as that of the present embodiment can be achieved.

【0021】さらに、本実施例では基板としてシリコン
基板を採用したが、基板にはセラミック等の材料を使用
するようにしてもよい。その場合には、セラミック基板
に谷等を形成しておく必要がある。また、本実施例で
は、基板31上に電極33及び35を構成するために、
基板31に不純物を拡散しているが、プロセス上可能な
範囲で金属などの導電体を用いて電極を構成してもよ
い。この点については梁状構造体37等についても同様
であり、多結晶シリコンに限られず、金属などの導電体
を採用してもよい。
Further, although the silicon substrate is used as the substrate in this embodiment, a material such as ceramic may be used for the substrate. In that case, it is necessary to form a valley or the like on the ceramic substrate. Further, in this embodiment, in order to form the electrodes 33 and 35 on the substrate 31,
Although the impurities are diffused in the substrate 31, the electrodes may be formed using a conductor such as a metal within a process-possible range. In this respect, the same applies to the beam-shaped structure 37 and the like, and not limited to polycrystalline silicon, a conductor such as metal may be adopted.

【0022】なお、梁状構造体37を振動体として利用
し、共振周波数の変化の検出を行うことも可能である。
It is also possible to detect the change in the resonance frequency by using the beam-like structure 37 as a vibrating body.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のようにして、本発明に係る力学量
センサにおいては基板上の傾斜面に電極を形成しかつ梁
状構造体をこれに面対向させるようにしたため、単一の
力学量センサで、基板の垂直方向と平行方向の力学量の
検出を同時に行なうことができる。更に、その製造の
際、高度なドライエッチングあるいは精度の高い写真食
刻法等を用いる必要がないので、製造が簡単で歩留まり
の向上を図れる。そして、2次元的配置によって、力学
量の不感方向を排除できる。
As described above, in the mechanical quantity sensor according to the present invention, the electrode is formed on the inclined surface of the substrate and the beam-like structure is made to face this, so that a single mechanical quantity is obtained. The sensor can simultaneously detect the mechanical quantities in the vertical and parallel directions of the substrate. Further, since it is not necessary to use a high degree of dry etching or a highly accurate photo-etching method at the time of manufacturing, the manufacturing is simple and the yield can be improved. Then, the two-dimensional arrangement can eliminate the insensitive direction of the mechanical quantity.

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

【図1】本発明の一実施例に係る力学量センサの構成を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a mechanical quantity sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の力学量センサの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the mechanical quantity sensor of FIG.

【図3】本発明の一実施例に係る力学量センサアセンブ
リの構成を示す配置図である。
FIG. 3 is a layout view showing a configuration of a mechanical quantity sensor assembly according to an embodiment of the present invention.

【図4】本実施例に係る力学量センサの製造工程を説明
する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the mechanical quantity sensor according to the embodiment.

【図5】半導体を用いた従来の力学量センサの構成を示
す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional mechanical quantity sensor using a semiconductor.

【図6】図5の力学量センサの断面図である。6 is a cross-sectional view of the mechanical quantity sensor of FIG.

【図7】従来の力学量センサの他の構成を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing another configuration of a conventional mechanical quantity sensor.

【図8】図7に示される力学量センサの断面図である。8 is a sectional view of the mechanical quantity sensor shown in FIG. 7. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 力学量センサ 31 基板 33,35 電極 37 梁状構造体 40 力学量センサアセンブリ 30 mechanical quantity sensor 31 substrate 33, 35 electrode 37 beam structure 40 mechanical quantity sensor assembly

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 傾斜面及びこの傾斜面に形成された電極
を有する基板と、 前記傾斜面に面対向し外力等の力学量により変位する導
電性の梁状構造体と、 を有し、 前記電極と梁状構造体の間の静電容量の変化を検出する
ことにより、力学量を前記梁状構造体の変位量として検
出する力学量センサ。
1. A substrate having an inclined surface and an electrode formed on the inclined surface; and a conductive beam-like structure that faces the inclined surface and is displaced by a mechanical amount such as an external force. A mechanical quantity sensor that detects a mechanical quantity as a displacement quantity of the beam-like structure by detecting a change in capacitance between the electrode and the beam-like structure.
【請求項2】 基板上に傾斜面を形成する工程と、 この傾斜面上に電極を形成する工程と、 傾斜面上に電極が形成された基板上に犠牲層を形成する
工程と、 犠牲層の一部を除去して梁状構造体に対応するパターン
を形成する工程と、 犠牲層のパターン上に導電層を形成する工程と、 導電層の一部を除去して梁状構造体を形成する工程と、 残余の犠牲層を除去する工程と、 を含む請求項1記載の力学量センサの製造方法。
2. A step of forming an inclined surface on a substrate, a step of forming an electrode on the inclined surface, a step of forming a sacrificial layer on a substrate having an electrode formed on the inclined surface, and a sacrificial layer. Part of the conductive layer is removed to form a pattern corresponding to the beam-like structure, a conductive layer is formed on the sacrificial layer pattern, and a part of the conductive layer is removed to form the beam-like structure. 2. The method for manufacturing a mechanical quantity sensor according to claim 1, further comprising: a step of removing the remaining sacrificial layer.
【請求項3】 請求項1記載の力学量センサが、検出方
向が互いに所定角度をなすよう2個組み合わされて形成
された力学量センサアセンブリ。
3. A mechanical quantity sensor assembly formed by combining two mechanical quantity sensors according to claim 1 so that detection directions form a predetermined angle with each other.
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