JPH06275850A - 浮遊構造体の製造方法 - Google Patents
浮遊構造体の製造方法Info
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- JPH06275850A JPH06275850A JP8929893A JP8929893A JPH06275850A JP H06275850 A JPH06275850 A JP H06275850A JP 8929893 A JP8929893 A JP 8929893A JP 8929893 A JP8929893 A JP 8929893A JP H06275850 A JPH06275850 A JP H06275850A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シングルサイドプロセスを用いても、異方性
エッチングによって複雑な形状の浮遊構造体を製造する
ことができる方法を提供する。 【構成】 シリコン基板上にトレンチを形成した後、マ
スクパターンとして、ミラー指数表示の｛１１０｝方向
に対して略４５度の角度で、トレンチにより形成された
凹コーナからパターン幅の略半分以上まで長方形のトレ
ンチ４３が形成された補正マスクパターンを用いて、ト
レンチ部分に異方性エッチングを施すことにより浮遊構
造体を製造する。
エッチングによって複雑な形状の浮遊構造体を製造する
ことができる方法を提供する。 【構成】 シリコン基板上にトレンチを形成した後、マ
スクパターンとして、ミラー指数表示の｛１１０｝方向
に対して略４５度の角度で、トレンチにより形成された
凹コーナからパターン幅の略半分以上まで長方形のトレ
ンチ４３が形成された補正マスクパターンを用いて、ト
レンチ部分に異方性エッチングを施すことにより浮遊構
造体を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン基板上にトレ
ンチを形成した後、このトレンチ部分に異方性エッチン
グを施すことにより浮遊構造体を製造する方法に関す
る。
ンチを形成した後、このトレンチ部分に異方性エッチン
グを施すことにより浮遊構造体を製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ピエゾ抵抗効果による抵抗変
化を検出することにより、加速度を検出するようにした
半導体加速度センサが知られている。この種の半導体加
速度センサにおいては、断面形状がシリコンの１つの
｛１００｝面と２つの｛１１１｝面で囲まれた逆三角形
をなす構造を有する浮遊構造体を異方性エッチングによ
って作製することにより、該センサの高精度化、高感度
化を図ったものがある（特開平３−２３６７６号公報参
照）。
化を検出することにより、加速度を検出するようにした
半導体加速度センサが知られている。この種の半導体加
速度センサにおいては、断面形状がシリコンの１つの
｛１００｝面と２つの｛１１１｝面で囲まれた逆三角形
をなす構造を有する浮遊構造体を異方性エッチングによ
って作製することにより、該センサの高精度化、高感度
化を図ったものがある（特開平３−２３６７６号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の異方性エッチング技術では、シリコンウ
エハの片面からのみ研磨していくシングルサイドプロセ
スを用いると、単純な構造のセンサしか作製することが
できない。従って、一般的な半導体加速度センサ等を作
製する場合には、シリコンウエハの両面から研磨してい
くダブルサイドプロセスと組み合わせなければならず、
プロセス工程が増えて、コストがかかる。さらに、ダブ
ルサイドプロセスの場合には、後でカバーを下部に取り
付ける必要があり、よりプロセス工程が増えて、コスト
がかかるといった問題がある。本発明は、上述した問題
点を解決するもので、シングルサイドプロセスを用いて
も、異方性エッチングによって複雑な浮遊構造体を製造
することができる方法を提供することを目的とする。
たような従来の異方性エッチング技術では、シリコンウ
エハの片面からのみ研磨していくシングルサイドプロセ
スを用いると、単純な構造のセンサしか作製することが
できない。従って、一般的な半導体加速度センサ等を作
製する場合には、シリコンウエハの両面から研磨してい
くダブルサイドプロセスと組み合わせなければならず、
プロセス工程が増えて、コストがかかる。さらに、ダブ
ルサイドプロセスの場合には、後でカバーを下部に取り
付ける必要があり、よりプロセス工程が増えて、コスト
がかかるといった問題がある。本発明は、上述した問題
点を解決するもので、シングルサイドプロセスを用いて
も、異方性エッチングによって複雑な浮遊構造体を製造
することができる方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、シリコン基板上にトレンチを形成
後、このトレンチ部分に異方性エッチングを施すことに
より浮遊構造体を製造する方法であって、異方性エッチ
ングのマスクパターンとして、ミラー指数表示の｛１１
０｝方向に対して略４５度の角度で、トレンチにより形
成された凹コーナからパターン幅の略半分以上まで長方
形のトレンチが形成された補正パターンを用いる浮遊構
造体の製造方法である。請求項２の発明は、シリコン基
板上にトレンチを形成後、このトレンチ部分に異方性エ
ッチングを施すことにより浮遊構造体を製造する方法で
あって、異方性エッチングのマスクパターンとして、ミ
ラー指数表示の｛１１０｝方向に平行に十字のトレンチ
が形成され、かつ、ミラー指数表示の｛１１０｝方向に
対して略４５度の角度で、トレンチにより形成された凹
コーナからパターン幅の略４分の１以上まで長方形のト
レンチが形成された補正パターンを用いる浮遊構造体の
製造方法である。請求項３の発明は、請求項１又は２記
載の浮遊構造体の製造方法において、パターン幅を段階
的に変えて異方性エッチングを施すことにより、形成さ
れる浮遊構造体の浮遊状態に段差を設ける浮遊構造体の
製造方法である。
に請求項１の発明は、シリコン基板上にトレンチを形成
後、このトレンチ部分に異方性エッチングを施すことに
より浮遊構造体を製造する方法であって、異方性エッチ
ングのマスクパターンとして、ミラー指数表示の｛１１
０｝方向に対して略４５度の角度で、トレンチにより形
成された凹コーナからパターン幅の略半分以上まで長方
形のトレンチが形成された補正パターンを用いる浮遊構
造体の製造方法である。請求項２の発明は、シリコン基
板上にトレンチを形成後、このトレンチ部分に異方性エ
ッチングを施すことにより浮遊構造体を製造する方法で
あって、異方性エッチングのマスクパターンとして、ミ
ラー指数表示の｛１１０｝方向に平行に十字のトレンチ
が形成され、かつ、ミラー指数表示の｛１１０｝方向に
対して略４５度の角度で、トレンチにより形成された凹
コーナからパターン幅の略４分の１以上まで長方形のト
レンチが形成された補正パターンを用いる浮遊構造体の
製造方法である。請求項３の発明は、請求項１又は２記
載の浮遊構造体の製造方法において、パターン幅を段階
的に変えて異方性エッチングを施すことにより、形成さ
れる浮遊構造体の浮遊状態に段差を設ける浮遊構造体の
製造方法である。
【０００５】
【作用】上記請求項１，２の方法によれば、シリコン基
板上にトレンチを形成した後、このトレンチ部分を補正
マスクパターンを用いて異方性エッチングすることによ
り、浮遊構造体を製造する。この浮遊構造体を用いて、
加速度や角加速度を検出することができる。上記請求項
３の方法によれば、浮遊構造体の浮遊状態に段差を設け
るようにすることにより、この浮遊構造体の各部におけ
るたわみ量に差をつけることができる。この浮遊構造体
の各部において信号を検出し、この信号を演算処理する
ことにより、加速度や角加速度を検出することができ
る。
板上にトレンチを形成した後、このトレンチ部分を補正
マスクパターンを用いて異方性エッチングすることによ
り、浮遊構造体を製造する。この浮遊構造体を用いて、
加速度や角加速度を検出することができる。上記請求項
３の方法によれば、浮遊構造体の浮遊状態に段差を設け
るようにすることにより、この浮遊構造体の各部におけ
るたわみ量に差をつけることができる。この浮遊構造体
の各部において信号を検出し、この信号を演算処理する
ことにより、加速度や角加速度を検出することができ
る。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して説明する。図１は本実
施例の前提となる一般的な浮遊構造体を有する半導体加
速度センサを示す。本加速度センサは、浮遊構造体１
と、はり２と、フレーム３と、はり２の上に設けられた
ピエゾ抵抗４とで構成される。浮遊構造体１は、はり２
によって支持されていて、はり２は他端がフレーム３と
接続されている。加速度により力が浮遊構造体１にかか
るのに応じて浮遊構造体１が曲げられ、この浮遊構造体
１の変位によって、はり２に歪みが生じる。この歪みに
よるピエゾ抵抗４の抵抗変化を検出することにより、加
速度が検出される。
施例の前提となる一般的な浮遊構造体を有する半導体加
速度センサを示す。本加速度センサは、浮遊構造体１
と、はり２と、フレーム３と、はり２の上に設けられた
ピエゾ抵抗４とで構成される。浮遊構造体１は、はり２
によって支持されていて、はり２は他端がフレーム３と
接続されている。加速度により力が浮遊構造体１にかか
るのに応じて浮遊構造体１が曲げられ、この浮遊構造体
１の変位によって、はり２に歪みが生じる。この歪みに
よるピエゾ抵抗４の抵抗変化を検出することにより、加
速度が検出される。
【０００７】シリコンの異方性エッチングにおいては、
結晶面によってエッチング速度が大きく異なることを利
用する。このエッチング速度は、速い順に、ミラー指数
表示の（１１０）面、（１００）面、（１１１）面であ
る。図２は、ミラー指数表示の｛１１０｝方向に辺を有
する正方形のエッチングパターン１１をマスク材１２に
備え、このマスク材１２を使用して異方性エッチングを
行った場合を示す。エッチングパターン１１の正方形の
中央付近では、（００１）面で削れるのに対して、正方
形の辺付近では、異方性エッチングによって削れると、
エッチング速度の遅い（１１１）面が現れる。その結
果、削れ跡の側面は、図２（ｂ）に示すように、（００
１）面と５４．７°の傾斜角を持った（１１１）面とな
る。
結晶面によってエッチング速度が大きく異なることを利
用する。このエッチング速度は、速い順に、ミラー指数
表示の（１１０）面、（１００）面、（１１１）面であ
る。図２は、ミラー指数表示の｛１１０｝方向に辺を有
する正方形のエッチングパターン１１をマスク材１２に
備え、このマスク材１２を使用して異方性エッチングを
行った場合を示す。エッチングパターン１１の正方形の
中央付近では、（００１）面で削れるのに対して、正方
形の辺付近では、異方性エッチングによって削れると、
エッチング速度の遅い（１１１）面が現れる。その結
果、削れ跡の側面は、図２（ｂ）に示すように、（００
１）面と５４．７°の傾斜角を持った（１１１）面とな
る。
【０００８】一方、図３は、ミラー指数表示の｛１１
０｝方向と４５°の角度を持った方向に辺を有する正方
形のエッチングパターン１３をマスク材１４に備え、こ
のマスク材１４を使用して異方性エッチングを行った場
合を示す。エッチングパターン１３の正方形の中央付近
では、（００１）面で削れるのに対して、正方形の辺付
近では、異方性エッチングによって削れると、削れ跡の
側面は、図３（ｂ）に示すように、（００１）面と垂直
な（０１０）面となる。
０｝方向と４５°の角度を持った方向に辺を有する正方
形のエッチングパターン１３をマスク材１４に備え、こ
のマスク材１４を使用して異方性エッチングを行った場
合を示す。エッチングパターン１３の正方形の中央付近
では、（００１）面で削れるのに対して、正方形の辺付
近では、異方性エッチングによって削れると、削れ跡の
側面は、図３（ｂ）に示すように、（００１）面と垂直
な（０１０）面となる。
【０００９】次に、浮遊構造体を作製する方法について
図４を用いて説明する。図４（ａ）に示すように、シリ
コン単結晶２３の上にＳｉ3 Ｎ4 等のマスク材２４を載
せ、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によりト
レンチ２５を形成した後、図４（ｂ）に示すように、ト
レンチ２５を異方性エッチングすることにより、浮遊構
造体２６を作製する。図４（ａ）において、トレンチ２
５の底面と側面の面積が異なっているので、異方性エッ
チングして底面が（１１１）面のみの形状になったとき
には、側面は、図４（ｂ）に示すように、側面部２７を
有する形状になっており、その後、異方性エッチングが
進むと、上述したように、（１１１）面のエッチング速
度は遅いので殆ど削れず、側面部２７の部分だけが削れ
て、最終的には、側面は図中の破線のような形状にな
る。
図４を用いて説明する。図４（ａ）に示すように、シリ
コン単結晶２３の上にＳｉ3 Ｎ4 等のマスク材２４を載
せ、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）によりト
レンチ２５を形成した後、図４（ｂ）に示すように、ト
レンチ２５を異方性エッチングすることにより、浮遊構
造体２６を作製する。図４（ａ）において、トレンチ２
５の底面と側面の面積が異なっているので、異方性エッ
チングして底面が（１１１）面のみの形状になったとき
には、側面は、図４（ｂ）に示すように、側面部２７を
有する形状になっており、その後、異方性エッチングが
進むと、上述したように、（１１１）面のエッチング速
度は遅いので殆ど削れず、側面部２７の部分だけが削れ
て、最終的には、側面は図中の破線のような形状にな
る。
【００１０】ところで、上記方法によっては、シリコン
基板上のトレンチにより形成された、シリコンの角部で
ある凹コーナを浮遊構造とすることができない。その理
由を図５を用いて説明する。トレンチ形成後、異方性エ
ッチングによって浮遊構造体を作製しようとする場合、
Ｃ−Ｃ線断面では、図５（ｂ）における斜めの方向に削
れて空白部３２を形成することができるのに対して、Ｄ
−Ｄ線断面では、図５（ｃ）に示すように、削ることが
できず、空白部３２を形成することができないので、異
方性エッチングによっては、図５（ａ）に示した斜線部
３１を削ることができない。従って、上記方法によって
は、凹コーナにおいて浮遊構造体を作製することができ
ない。
基板上のトレンチにより形成された、シリコンの角部で
ある凹コーナを浮遊構造とすることができない。その理
由を図５を用いて説明する。トレンチ形成後、異方性エ
ッチングによって浮遊構造体を作製しようとする場合、
Ｃ−Ｃ線断面では、図５（ｂ）における斜めの方向に削
れて空白部３２を形成することができるのに対して、Ｄ
−Ｄ線断面では、図５（ｃ）に示すように、削ることが
できず、空白部３２を形成することができないので、異
方性エッチングによっては、図５（ａ）に示した斜線部
３１を削ることができない。従って、上記方法によって
は、凹コーナにおいて浮遊構造体を作製することができ
ない。
【００１１】そこで、本発明では、従来のマスクパター
ンに補正を加え、この補正されたマスクパターンを用い
て異方性エッチングすることにより、浮遊構造体を作製
する。図６（ａ）は凹コーナにおけるパターンの補正例
を示す。凹コーナにおいて、エッチングパターン４１を
有するマスク材４２には、補正パターンとして、ミラー
指数表示の｛１１０｝方向に対して略４５度の角度で、
凹コーナからパターン幅Ｗ１の略半分以上まで長方形の
トレンチ４３が形成されている。この補正されたパター
ンを用いて異方性エッチングすることにより浮遊構造体
を形成する。
ンに補正を加え、この補正されたマスクパターンを用い
て異方性エッチングすることにより、浮遊構造体を作製
する。図６（ａ）は凹コーナにおけるパターンの補正例
を示す。凹コーナにおいて、エッチングパターン４１を
有するマスク材４２には、補正パターンとして、ミラー
指数表示の｛１１０｝方向に対して略４５度の角度で、
凹コーナからパターン幅Ｗ１の略半分以上まで長方形の
トレンチ４３が形成されている。この補正されたパター
ンを用いて異方性エッチングすることにより浮遊構造体
を形成する。
【００１２】ところで、図７（ａ）に示すような｛１１
０｝方向に対して４５度の角度を持った角を有するシリ
コンＡを異方性エッチングした場合、（０１０）面は、
図７（ｂ）の形状Ｂの状態から（１１１）面に到達する
まで削れていき、最終的には図７（ｃ）に示すような形
状Ｃに削れる。このことを利用して、図６（ａ）に示す
ような補正パターンを用いて異方性エッチングすること
により、図６（ｂ）に示すような形状で、凹コーナを削
ることが可能となる。以上により、マスクパターンに補
正を加えることで、上述した図５（ａ）の斜線で示した
部分を除去することができ、凹コーナにおいても浮遊構
造体を作製することができる。
０｝方向に対して４５度の角度を持った角を有するシリ
コンＡを異方性エッチングした場合、（０１０）面は、
図７（ｂ）の形状Ｂの状態から（１１１）面に到達する
まで削れていき、最終的には図７（ｃ）に示すような形
状Ｃに削れる。このことを利用して、図６（ａ）に示す
ような補正パターンを用いて異方性エッチングすること
により、図６（ｂ）に示すような形状で、凹コーナを削
ることが可能となる。以上により、マスクパターンに補
正を加えることで、上述した図５（ａ）の斜線で示した
部分を除去することができ、凹コーナにおいても浮遊構
造体を作製することができる。
【００１３】図８は上記実施例の変形例であって、マス
ク材５２が交差した部分での補正パターン例を示す。こ
の補正パターンには、十字の交差した部分に、ミラー指
数表示の｛１１０｝方向と平行に十字のトレンチ５４が
形成されている。それに加えて、この補正パターンに
は、ミラー指数表示の｛１１０｝方向に対して略４５度
の角度で、凹コーナからパターン幅Ｗ２の略４分の１以
上まで長方形のトレンチ５３が形成されている。この補
正パターンと上記図１に示したパターンとを組み合わせ
て用いて異方性エッチングすることにより、色々な形状
の浮遊構造体を形成することができる。
ク材５２が交差した部分での補正パターン例を示す。こ
の補正パターンには、十字の交差した部分に、ミラー指
数表示の｛１１０｝方向と平行に十字のトレンチ５４が
形成されている。それに加えて、この補正パターンに
は、ミラー指数表示の｛１１０｝方向に対して略４５度
の角度で、凹コーナからパターン幅Ｗ２の略４分の１以
上まで長方形のトレンチ５３が形成されている。この補
正パターンと上記図１に示したパターンとを組み合わせ
て用いて異方性エッチングすることにより、色々な形状
の浮遊構造体を形成することができる。
【００１４】図９は、異方性エッチングすることにより
浮遊構造体６０を形成する際に生じるＶ溝６３を利用し
た静電容量検出方式を示す。浮遊構造体６０には、可動
電極６１ａと可動電極６２ａとが設けられていて、Ｖ溝
６３上で可動電極６１ａに対向する位置には固定電極６
１ｂが、可動電極６２ａに対向する位置には固定電極６
２ｂが設けられている。図中の斜線部分はドーピング層
であることを示していて、可動電極６１ａ，６２ａ及び
固定電極６１ｂ，６２ｂはＮ＋あるいはＰ＋層でなって
いる。これらの可動電極６１ａと固定電極６１ｂ、可動
電極６２ａと固定電極６２ｂでそれぞれキャパシタを構
成している。キャパシタの静電容量は、電極間の距離に
よって値が変動するので、この静電容量を検出すること
により加速度が検出される。
浮遊構造体６０を形成する際に生じるＶ溝６３を利用し
た静電容量検出方式を示す。浮遊構造体６０には、可動
電極６１ａと可動電極６２ａとが設けられていて、Ｖ溝
６３上で可動電極６１ａに対向する位置には固定電極６
１ｂが、可動電極６２ａに対向する位置には固定電極６
２ｂが設けられている。図中の斜線部分はドーピング層
であることを示していて、可動電極６１ａ，６２ａ及び
固定電極６１ｂ，６２ｂはＮ＋あるいはＰ＋層でなって
いる。これらの可動電極６１ａと固定電極６１ｂ、可動
電極６２ａと固定電極６２ｂでそれぞれキャパシタを構
成している。キャパシタの静電容量は、電極間の距離に
よって値が変動するので、この静電容量を検出すること
により加速度が検出される。
【００１５】なお、図９の構造のものを２つ以上垂直に
なるようにセンサ内に配置すれば、複数の直交軸の方向
に静電容量を検出することの可能な、いわゆる多軸検出
機構を有する半導体センサもしくは力学量センサとな
る。また、可動電極６１ａと固定電極６１ｂとで静電容
量を検出して、この検出値を可動電極６２ａと固定電極
６２ｂにフィードバックすれば、サーボ機構を有する半
導体センサとなる。また、上記静電容量検出方式を利用
した光スキャナも考えられる。この光スキャナは、異方
性エッチングすることにより浮遊構造体を形成する際に
生じるＶ溝に電極を形成し、これと浮遊構造体との静電
引力で浮遊構造体を動かす駆動機構より構成される。さ
らに、この光スキャナに発光源を付加してもよい。
なるようにセンサ内に配置すれば、複数の直交軸の方向
に静電容量を検出することの可能な、いわゆる多軸検出
機構を有する半導体センサもしくは力学量センサとな
る。また、可動電極６１ａと固定電極６１ｂとで静電容
量を検出して、この検出値を可動電極６２ａと固定電極
６２ｂにフィードバックすれば、サーボ機構を有する半
導体センサとなる。また、上記静電容量検出方式を利用
した光スキャナも考えられる。この光スキャナは、異方
性エッチングすることにより浮遊構造体を形成する際に
生じるＶ溝に電極を形成し、これと浮遊構造体との静電
引力で浮遊構造体を動かす駆動機構より構成される。さ
らに、この光スキャナに発光源を付加してもよい。
【００１６】図１０は浮遊構造体の浮遊状態に段差を設
けた例を示す。部分７１、７２、７３のパターン幅を部
分７１が最も大きく、部分７３が最も小さいようにする
ことにより、同図に示すような段差を有する浮遊構造体
を作製することができる。この場合、部分７１が最もた
わみ易く、部分７３が最もたわみにくい。このように浮
遊構造体に段差を設けることにより、たわみ量のレンジ
はそれぞれの部分で異なるため、各部から検出される信
号を演算処理することにより、温度により発生する電気
量変化（ドリフト）等を打ち消して、加速度などを検出
することができる。例えば、部分７１、７２、７３の各
部にピエゾ抵抗を付けた場合、温度により発生する電気
量は各部で同じであるが、加速度により発生する電気量
は、各部で発生する電気量が異なる。このため、各部で
検出する信号量の差をとれば、温度による影響が打ち消
され、正しく加速度を検出することが可能となる。
けた例を示す。部分７１、７２、７３のパターン幅を部
分７１が最も大きく、部分７３が最も小さいようにする
ことにより、同図に示すような段差を有する浮遊構造体
を作製することができる。この場合、部分７１が最もた
わみ易く、部分７３が最もたわみにくい。このように浮
遊構造体に段差を設けることにより、たわみ量のレンジ
はそれぞれの部分で異なるため、各部から検出される信
号を演算処理することにより、温度により発生する電気
量変化（ドリフト）等を打ち消して、加速度などを検出
することができる。例えば、部分７１、７２、７３の各
部にピエゾ抵抗を付けた場合、温度により発生する電気
量は各部で同じであるが、加速度により発生する電気量
は、各部で発生する電気量が異なる。このため、各部で
検出する信号量の差をとれば、温度による影響が打ち消
され、正しく加速度を検出することが可能となる。
【００１７】図１１はピエゾ式加速度センサへの応用例
を示す。浮遊構造体である重り８１は、はり８２によっ
て支持されていて、はり８２はフレーム８３と接続され
ている。加速度が重り８１にかかったとき、重り８１の
変位によってはり８２に歪みが生じ、この歪みを検出す
るために、はり８２にはピエゾ抵抗８４が設けられてい
る。このピエゾ抵抗８４の抵抗変化を検出することによ
り、加速度が検出される。
を示す。浮遊構造体である重り８１は、はり８２によっ
て支持されていて、はり８２はフレーム８３と接続され
ている。加速度が重り８１にかかったとき、重り８１の
変位によってはり８２に歪みが生じ、この歪みを検出す
るために、はり８２にはピエゾ抵抗８４が設けられてい
る。このピエゾ抵抗８４の抵抗変化を検出することによ
り、加速度が検出される。
【００１８】図１２はピエゾ式角加速度センサへの応用
例を示す。このセンサは固定軸９１を中心に回転できる
ようになっていて、この固定軸９１の四方には、放射状
に４つのピエゾ抵抗９４が設けられている。図中のＥ−
Ｅ線断面をとると、図１３に示すように、モーメント９
２がかかると回転する上部側９５と、基板９８と繋がり
固定されて動かない下部側９６との２平面は、固定軸９
１の部分を除いて、隙間９７を介して対向して設けられ
ている。なお、図１２では簡略化して上部側９５のみを
示している。このセンサにモーメント９２がかけられ
て、上部側９５が固定軸９１を中心に回転したとき、ピ
エゾ抵抗９４の抵抗変化を検出することにより、角加速
度が検出される。なお、加速度や角加速度を検出する手
段としては、上記のピエゾ抵抗だけに限られず、種々の
変形が可能であり、例えば、圧電素子であってもよい。
また、上述のような浮遊構造体を加速度検出などのセン
サに利用すれば、大きな質量を持つ浮遊構造体を作製す
ることができるので、センサ感度が向上する。
例を示す。このセンサは固定軸９１を中心に回転できる
ようになっていて、この固定軸９１の四方には、放射状
に４つのピエゾ抵抗９４が設けられている。図中のＥ−
Ｅ線断面をとると、図１３に示すように、モーメント９
２がかかると回転する上部側９５と、基板９８と繋がり
固定されて動かない下部側９６との２平面は、固定軸９
１の部分を除いて、隙間９７を介して対向して設けられ
ている。なお、図１２では簡略化して上部側９５のみを
示している。このセンサにモーメント９２がかけられ
て、上部側９５が固定軸９１を中心に回転したとき、ピ
エゾ抵抗９４の抵抗変化を検出することにより、角加速
度が検出される。なお、加速度や角加速度を検出する手
段としては、上記のピエゾ抵抗だけに限られず、種々の
変形が可能であり、例えば、圧電素子であってもよい。
また、上述のような浮遊構造体を加速度検出などのセン
サに利用すれば、大きな質量を持つ浮遊構造体を作製す
ることができるので、センサ感度が向上する。
【００１９】
【発明の効果】以上のように請求項１，２の発明によれ
ば、トレンチ部分に異方性エッチングするときのマスク
パターンとして補正パターンを用いて浮遊構造体を製造
しているので、シングルサイドプロセスで複雑な形状の
浮遊構造体であっても製造することができる。このよう
にして製造される浮遊構造体を、加速度検出などのセン
サに利用すれば、大きな質量を持った浮遊構造体を作製
することができるので、センサ感度が向上する。また、
本発明によれば、基板と浮遊構造体との間のギャップを
広くとることができるので、従来のように、ギャップが
狭くて大きな粘性力がかかることがなくなる。さらに
は、シングルサイドプロセスなので製造工程数が少なく
て済み、低コストに製造できるといった効果がある。請
求項３の発明によれば、浮遊状態に段差を持った浮遊構
造体が得られるので、上記の効果に加えて、浮遊構造体
の各部において検出される信号を演算処理することで、
加速度や角加速度だけによって発生する電気量を検出す
ることができる。
ば、トレンチ部分に異方性エッチングするときのマスク
パターンとして補正パターンを用いて浮遊構造体を製造
しているので、シングルサイドプロセスで複雑な形状の
浮遊構造体であっても製造することができる。このよう
にして製造される浮遊構造体を、加速度検出などのセン
サに利用すれば、大きな質量を持った浮遊構造体を作製
することができるので、センサ感度が向上する。また、
本発明によれば、基板と浮遊構造体との間のギャップを
広くとることができるので、従来のように、ギャップが
狭くて大きな粘性力がかかることがなくなる。さらに
は、シングルサイドプロセスなので製造工程数が少なく
て済み、低コストに製造できるといった効果がある。請
求項３の発明によれば、浮遊状態に段差を持った浮遊構
造体が得られるので、上記の効果に加えて、浮遊構造体
の各部において検出される信号を演算処理することで、
加速度や角加速度だけによって発生する電気量を検出す
ることができる。
【図１】一般的な浮遊構造体を有した半導体加速度セン
サの斜視図である。
サの斜視図である。
【図２】異方性エッチングによるシリコンの結晶方位に
応じた削れ方を説明するための図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
応じた削れ方を説明するための図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【図３】異方性エッチングによるシリコンの結晶方位に
応じた削れ方を説明するための図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
応じた削れ方を説明するための図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】浮遊構造体を作製する方法を説明するための図
であり、（ａ）はトレンチ形成時の半導体センサの端面
図、（ｂ）は浮遊構造体作製時の半導体センサの端面図
である。
であり、（ａ）はトレンチ形成時の半導体センサの端面
図、（ｂ）は浮遊構造体作製時の半導体センサの端面図
である。
【図５】凹コーナを浮遊構造に作製できないことを説明
するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ
線断面図、（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図である。
するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ
線断面図、（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の一実施例による凹コーナでの
補正パターンの平面図であり、（ｂ）は異方性エッチン
グした後の削れ方を示す図である。
補正パターンの平面図であり、（ｂ）は異方性エッチン
グした後の削れ方を示す図である。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）は異方性エッチングによる
削れ方を説明するための図である。
削れ方を説明するための図である。
【図８】交差した部分での補正パターンの平面図であ
る。
る。
【図９】Ｖ溝を利用した静電容量型半導体センサの断面
図である。
図である。
【図１０】段差を有する浮遊構造体を備えた半導体セン
サの断面図である。
サの断面図である。
【図１１】ピエゾ式加速度センサの斜視図である。
【図１２】ピエゾ式角加速度センサの斜視図である。
【図１３】該角加速度センサにおけるＥ−Ｅ線断面図で
ある。
ある。
１，２６，６０，８１ 浮遊構造体 ４，８４，９４ ピエゾ抵抗 １１，１３，４１ エッチングパターン １２，１４，２４，４２，５２ マスク材 ２５，４３，５３，５４ トレンチ ６１ａ，６２ａ 可動電極 ６１ｂ，６２ｂ 固定電極
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン基板上にトレンチを形成後、こ
のトレンチ部分に異方性エッチングを施すことにより浮
遊構造体を製造する方法であって、異方性エッチングの
マスクパターンとして、ミラー指数表示の｛１１０｝方
向に対して略４５度の角度で、トレンチにより形成され
た凹コーナからパターン幅の略半分以上まで長方形のト
レンチが形成された補正パターンを用いることを特徴と
した浮遊構造体の製造方法。 - 【請求項２】 シリコン基板上にトレンチを形成後、こ
のトレンチ部分に異方性エッチングを施すことにより浮
遊構造体を製造する方法であって、異方性エッチングの
マスクパターンとして、ミラー指数表示の｛１１０｝方
向に平行に十字のトレンチが形成され、かつ、ミラー指
数表示の｛１１０｝方向に対して略４５度の角度で、ト
レンチにより形成された凹コーナからパターン幅の略４
分の１以上まで長方形のトレンチが形成された補正パタ
ーンを用いることを特徴とした浮遊構造体の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の浮遊構造体の製造
方法において、パターン幅を段階的に変えて異方性エッ
チングを施すことにより、形成される浮遊構造体の浮遊
状態に段差を設けることを特徴とする浮遊構造体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8929893A JP3269173B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 浮遊構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8929893A JP3269173B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 浮遊構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275850A true JPH06275850A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3269173B2 JP3269173B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=13966772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8929893A Expired - Fee Related JP3269173B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 浮遊構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269173B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11261079A (ja) * | 1997-12-23 | 1999-09-24 | Motorola Inc | 半導体素子およびその製造方法 |
| US7659128B2 (en) | 2007-03-22 | 2010-02-09 | Seiko Epson Corporation | Method of processing silicon wafer and method of manufacturing liquid ejecting head |
| WO2011010381A1 (ja) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | イビデン株式会社 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
| US11895922B2 (en) * | 2020-11-16 | 2024-02-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etching method for forming vertical structure, electronic device including vertical structure formed by the etching method, and method of manufacturing the electronic device |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP8929893A patent/JP3269173B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11261079A (ja) * | 1997-12-23 | 1999-09-24 | Motorola Inc | 半導体素子およびその製造方法 |
| US7659128B2 (en) | 2007-03-22 | 2010-02-09 | Seiko Epson Corporation | Method of processing silicon wafer and method of manufacturing liquid ejecting head |
| WO2011010381A1 (ja) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | イビデン株式会社 | 半導体圧力センサ及びその製造方法 |
| US11895922B2 (en) * | 2020-11-16 | 2024-02-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etching method for forming vertical structure, electronic device including vertical structure formed by the etching method, and method of manufacturing the electronic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3269173B2 (ja) | 2002-03-25 |
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