JPH0682474A - 半導体容量式加速度センサ - Google Patents
半導体容量式加速度センサInfo
- Publication number
- JPH0682474A JPH0682474A JP4233477A JP23347792A JPH0682474A JP H0682474 A JPH0682474 A JP H0682474A JP 4233477 A JP4233477 A JP 4233477A JP 23347792 A JP23347792 A JP 23347792A JP H0682474 A JPH0682474 A JP H0682474A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon substrate
- electrode side
- fixed electrode
- side silicon
- movable electrode
- 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
- 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
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコン基板積層方式の半導体容量式加速度
センサの外部回路との電気的接続の容易性及び信頼度を
高め、且つ検出加速度の感度向上を図る。 【構成】 固定電極側シリコン基板１／可動電極側シリ
コン基板３／固定電極側シリコン基板２が３層構造でパ
イレックスガラス６，７を介して陽極接合される。シリ
コン基板１，２は、シリコン基板３に対向する面のうち
固定電極４，５を配置する位置に裾広がりの斜面付き或
いは裾にアールを付した突起１ａ，１ｂが形成され、こ
の突起の頂面以外の領域にパイレックスガラス６，７が
形成してあり、固定電極４，５が突起１ａ，２ａと接合
してある。
センサの外部回路との電気的接続の容易性及び信頼度を
高め、且つ検出加速度の感度向上を図る。 【構成】 固定電極側シリコン基板１／可動電極側シリ
コン基板３／固定電極側シリコン基板２が３層構造でパ
イレックスガラス６，７を介して陽極接合される。シリ
コン基板１，２は、シリコン基板３に対向する面のうち
固定電極４，５を配置する位置に裾広がりの斜面付き或
いは裾にアールを付した突起１ａ，１ｂが形成され、こ
の突起の頂面以外の領域にパイレックスガラス６，７が
形成してあり、固定電極４，５が突起１ａ，２ａと接合
してある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体容量式加速度セン
サに係り、さらに詳細には加速度センサのゲージ部の構
造に関する。
サに係り、さらに詳細には加速度センサのゲージ部の構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体容量式加速度センサは、ビーム，
ダイアフラム等に弾性支持された可動電極とこれに微小
空隙を介して対向配置される固定電極を有し、可動電極
が加速度を受けて変位したときの可動電極・固定電極間
の静電容量の変化から加速度を検出する。
ダイアフラム等に弾性支持された可動電極とこれに微小
空隙を介して対向配置される固定電極を有し、可動電極
が加速度を受けて変位したときの可動電極・固定電極間
の静電容量の変化から加速度を検出する。
【０００３】そのゲージ部の代表的な具体的な構造とし
ては、例えば特開平１−１５２３６９号公報等に開示さ
れるように、エッチング加工により形成された可動電極
及びこれを弾性支持するビーム（例えばカンチレバー）
を有するシリコン基板を、固定電極付きガラス基板で挾
み接合して、ガラス基板／シリコン基板／ガラス基板の
３層構造としたものがある。
ては、例えば特開平１−１５２３６９号公報等に開示さ
れるように、エッチング加工により形成された可動電極
及びこれを弾性支持するビーム（例えばカンチレバー）
を有するシリコン基板を、固定電極付きガラス基板で挾
み接合して、ガラス基板／シリコン基板／ガラス基板の
３層構造としたものがある。
【０００４】また、図５に示すように（このタイプの加
速度センサは特開平３−９４１６９号公報に開示され
る）、エッチング加工により形成された可動電極１０ａ
及びこれを弾性支持するビーム１０ｂを有するシリコン
基板（可動電極側シリコン基板）１０のほかに、固定電
極側の基板もシリコン基板１１，１２とし、これらの基
板１０，１１，１２を酸化膜１３を介して電気的に絶縁
しつつ接合して、固定電極側シリコン基板１１／可動電
極側シリコン基板１０／固定電極側シリコン基板１２の
３層構造としたものがある。シリコン基板１１，１２の
うち可動電極１０ａと対向する部分が固定電極１１ａ，
１２ａとなる。
速度センサは特開平３−９４１６９号公報に開示され
る）、エッチング加工により形成された可動電極１０ａ
及びこれを弾性支持するビーム１０ｂを有するシリコン
基板（可動電極側シリコン基板）１０のほかに、固定電
極側の基板もシリコン基板１１，１２とし、これらの基
板１０，１１，１２を酸化膜１３を介して電気的に絶縁
しつつ接合して、固定電極側シリコン基板１１／可動電
極側シリコン基板１０／固定電極側シリコン基板１２の
３層構造としたものがある。シリコン基板１１，１２の
うち可動電極１０ａと対向する部分が固定電極１１ａ，
１２ａとなる。
【０００５】なお、上記いずれの従来技術の場合にも、
３層構造に代えて、２層構造（固定電極側ガラス基板／
可動電極側シリコン基板，固定電極側シリコン基板／可
動電極側シリコン基板）とすることも可能である。
３層構造に代えて、２層構造（固定電極側ガラス基板／
可動電極側シリコン基板，固定電極側シリコン基板／可
動電極側シリコン基板）とすることも可能である。
【０００６】この後者のタイプの加速度センサは、シリ
コン基板１１，１２そのものが固定電極として兼用でき
たり、また基板そのものが導電体となり得るので前者の
タイプの加速度センサに較べて固定電極と外部回路の電
気的接続が容易である等の利点があるが、次のような改
善すべき点があった。
コン基板１１，１２そのものが固定電極として兼用でき
たり、また基板そのものが導電体となり得るので前者の
タイプの加速度センサに較べて固定電極と外部回路の電
気的接続が容易である等の利点があるが、次のような改
善すべき点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、シリコン基
板同士間に介在される酸化膜１３は、その成膜に非常に
時間と手間がかかるため通常は厚さが０．１〜１．０μ
ｍと非常に薄いものしか確保できず、その結果、可動電
極１０ａと固定電極１１ａ，１２ａ間の静電容量以外に
酸化膜１３が微小ギャップと同じ働きをして酸化膜１３
を介して対向するシリコン基板の部分１０′と１１′，
１２′が静電容量として検出されてしまい、この容量値
が可動電極１０ａ・固定電極１１ａ，１２ａ間よりも非
常に大きいため検出加速度の感度低下をもたらす問題が
あった。
板同士間に介在される酸化膜１３は、その成膜に非常に
時間と手間がかかるため通常は厚さが０．１〜１．０μ
ｍと非常に薄いものしか確保できず、その結果、可動電
極１０ａと固定電極１１ａ，１２ａ間の静電容量以外に
酸化膜１３が微小ギャップと同じ働きをして酸化膜１３
を介して対向するシリコン基板の部分１０′と１１′，
１２′が静電容量として検出されてしまい、この容量値
が可動電極１０ａ・固定電極１１ａ，１２ａ間よりも非
常に大きいため検出加速度の感度低下をもたらす問題が
あった。
【０００８】これを式で表せば、静電容量Ｃは、Ｃ＝ε
・Ａ／ｄ（ここで、εは比誘電率，Ａは容量要素となる
面積，ｄはそのギャップである）となり、酸化膜１３の
ある位置のＡは大きく、ｄを小さいので、その静電容量
Ｃが非常に大きくなる。
・Ａ／ｄ（ここで、εは比誘電率，Ａは容量要素となる
面積，ｄはそのギャップである）となり、酸化膜１３の
ある位置のＡは大きく、ｄを小さいので、その静電容量
Ｃが非常に大きくなる。
【０００９】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、前記の３層構造或いは２層構造のシリコン基板積
層方式の静電容量式加速度センサにおいて、その外部回
路との電気的接続の容易性及び信頼度を高め、しかも検
出加速度の感度向上を図り得る半導体容量式加速度セン
サを提供することにある。
的は、前記の３層構造或いは２層構造のシリコン基板積
層方式の静電容量式加速度センサにおいて、その外部回
路との電気的接続の容易性及び信頼度を高め、しかも検
出加速度の感度向上を図り得る半導体容量式加速度セン
サを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。
【００１１】一つは、シリコン基板をエッチング加工し
て形成された可動電極及びこれを弾性支持する支持部を
有するシリコン基板（可動電極側シリコン基板）と、前
記可動電極と微小空隙を介して対向配置される固定電極
を有するシリコン基板（固定電極側シリコン基板）とが
パイレックスガラスを介して固定電極側シリコン基板／
可動電極側シリコン基板／固定電極側シリコン基板の３
層構造或いは固定電極側シリコン基板／可動電極側シリ
コン基板の２層構造により陽極接合され、前記固定電極
側シリコン基板は、可動電極側シリコン基板に対向する
面のうち固定電極を配置する位置に裾広がりの斜面付き
或いは裾にアールを付した突起が形成され、この突起の
頂面以外の領域に前記パイレックスガラスが形成してあ
り、且つ前記固定電極を前記突起と接合して前記固定電
極側シリコン基板のパイレックスガラス面上に設ける構
造とした（これを第１の課題解決手段とする）。
て形成された可動電極及びこれを弾性支持する支持部を
有するシリコン基板（可動電極側シリコン基板）と、前
記可動電極と微小空隙を介して対向配置される固定電極
を有するシリコン基板（固定電極側シリコン基板）とが
パイレックスガラスを介して固定電極側シリコン基板／
可動電極側シリコン基板／固定電極側シリコン基板の３
層構造或いは固定電極側シリコン基板／可動電極側シリ
コン基板の２層構造により陽極接合され、前記固定電極
側シリコン基板は、可動電極側シリコン基板に対向する
面のうち固定電極を配置する位置に裾広がりの斜面付き
或いは裾にアールを付した突起が形成され、この突起の
頂面以外の領域に前記パイレックスガラスが形成してあ
り、且つ前記固定電極を前記突起と接合して前記固定電
極側シリコン基板のパイレックスガラス面上に設ける構
造とした（これを第１の課題解決手段とする）。
【００１２】もう一つは、上記同様に固定電極側シリコ
ン基板／可動電極側シリコン基板／固定電極側シリコン
基板或いは固定電極側シリコン基板／可動電極側シリコ
ン基板をパイレックスがラスを介して陽極接合し、固定
電極側シリコン基板には、可動電極側シリコン基板に対
向する面に固定電極となる突起を形成した。
ン基板／可動電極側シリコン基板／固定電極側シリコン
基板或いは固定電極側シリコン基板／可動電極側シリコ
ン基板をパイレックスがラスを介して陽極接合し、固定
電極側シリコン基板には、可動電極側シリコン基板に対
向する面に固定電極となる突起を形成した。
【００１３】
【作用】第１の課題解決手段の作用…シリコン基板はシ
リコン単結晶（１００）面を用いるため、固定電極側の
シリコン基板に異方性エッチングを施して５４．７°の
角度の裾広がりの斜面付き突起（例えばテーパ状突起）
を形成することができる。
リコン単結晶（１００）面を用いるため、固定電極側の
シリコン基板に異方性エッチングを施して５４．７°の
角度の裾広がりの斜面付き突起（例えばテーパ状突起）
を形成することができる。
【００１４】この固定電極側シリコン基板上に可動電極
側シリコン基板との電気的絶縁を図るパイレックスガラ
スをスパッタ等の蒸着を用いて形成する場合、この突起
に裾広がりの斜面が付してあると、突起付近でパイレッ
クスガラスが凹むようなことがなく、平坦加工が可能と
なる。仮りに、この突起を、図６（ａ）の符号３０のよ
うにドライエッチング加工等により円柱形状にしてパイ
レックスガラスを蒸着しようとする場合には、突起３０
の成形工程で突起側面に図６（ｂ）に示すように食い込
みが生じる形状となり易く、このような食い込み形状や
図６（ａ）のように円柱形状を保ったとしても、パイレ
ックスガラス３１が回り込んで突起付近に凹みが生じて
しまい、平坦な成膜が得られず、その面上の電極形成に
支障をきたす。
側シリコン基板との電気的絶縁を図るパイレックスガラ
スをスパッタ等の蒸着を用いて形成する場合、この突起
に裾広がりの斜面が付してあると、突起付近でパイレッ
クスガラスが凹むようなことがなく、平坦加工が可能と
なる。仮りに、この突起を、図６（ａ）の符号３０のよ
うにドライエッチング加工等により円柱形状にしてパイ
レックスガラスを蒸着しようとする場合には、突起３０
の成形工程で突起側面に図６（ｂ）に示すように食い込
みが生じる形状となり易く、このような食い込み形状や
図６（ａ）のように円柱形状を保ったとしても、パイレ
ックスガラス３１が回り込んで突起付近に凹みが生じて
しまい、平坦な成膜が得られず、その面上の電極形成に
支障をきたす。
【００１５】なお、この成膜の凹み防止は上記突起を裾
広がりの斜面付きとするほかに突起の裾をアール状（例
えばドライエッチングによりアール付き突起を形成す
る）にしても達成できる。
広がりの斜面付きとするほかに突起の裾をアール状（例
えばドライエッチングによりアール付き突起を形成す
る）にしても達成できる。
【００１６】また、固定電極側シリコン基板・可動電極
側シリコン基板間に介在するパイレックスガラス（絶縁
膜）はスパッタ等の蒸着により容易にその厚みを増すこ
とができ、従来の絶縁膜（酸化膜）の厚さが１μｍ程度
であったものを５〜１０μｍまで厚くすることが可能と
なり、したがって、絶縁膜のある位置のシリコン基板間
のギャップを固定電極・可動電極間のギャップよりもは
るかに大きくして、固定電極・可動電極間の静電容量以
外のシリコン基板間の容量を充分に低減して、加速度セ
ンサの感度向上を図り得る。
側シリコン基板間に介在するパイレックスガラス（絶縁
膜）はスパッタ等の蒸着により容易にその厚みを増すこ
とができ、従来の絶縁膜（酸化膜）の厚さが１μｍ程度
であったものを５〜１０μｍまで厚くすることが可能と
なり、したがって、絶縁膜のある位置のシリコン基板間
のギャップを固定電極・可動電極間のギャップよりもは
るかに大きくして、固定電極・可動電極間の静電容量以
外のシリコン基板間の容量を充分に低減して、加速度セ
ンサの感度向上を図り得る。
【００１７】また、固定電極はパイレックスガラス上に
形成されるが、固定電極を上記突起（シリコン）を介し
てシリコン基板と接合できるので、固定電極をシリコン
基板を介して外部回路と容易に電気的に接続できる。
形成されるが、固定電極を上記突起（シリコン）を介し
てシリコン基板と接合できるので、固定電極をシリコン
基板を介して外部回路と容易に電気的に接続できる。
【００１８】第２の課題解決手段の作用…本課題解決手
段も上記同様にして加速度センサの感度向上を図り得、
しかも、シリコン基板に設けた突起そのものが固定電極
となり得る。
段も上記同様にして加速度センサの感度向上を図り得、
しかも、シリコン基板に設けた突起そのものが固定電極
となり得る。
【００１９】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【００２０】図１は本発明の第１実施例に係る半導体容
量式加速度センサの縦断面図である。
量式加速度センサの縦断面図である。
【００２１】本実施例では、固定電極側シリコン基板１
／可動電極側シリコン基板３／固定電極側シリコン基板
２の３層構造の容量式センサを例示する。
／可動電極側シリコン基板３／固定電極側シリコン基板
２の３層構造の容量式センサを例示する。
【００２２】可動電極側のシリコン基板３は、その基板
の一部をエッチング加工して形成された可動電極３ａ及
びこれを弾性支持するビーム（ここではカンチレバー）
３ｂを有する。
の一部をエッチング加工して形成された可動電極３ａ及
びこれを弾性支持するビーム（ここではカンチレバー）
３ｂを有する。
【００２３】固定電極側のシリコン基板１，２は、可動
電極側のシリコン基板３に対向する面のうち固定電極
４，５を配置する位置にテーパ状の突起１ａ，２ａが異
方性エッチング加工により形成してあり、この突起１
ａ，２ａの頂面以外の領域にパイレックスガラス６，７
がスパッタ等の蒸着により形成してある。
電極側のシリコン基板３に対向する面のうち固定電極
４，５を配置する位置にテーパ状の突起１ａ，２ａが異
方性エッチング加工により形成してあり、この突起１
ａ，２ａの頂面以外の領域にパイレックスガラス６，７
がスパッタ等の蒸着により形成してある。
【００２４】また、固定電極側のシリコン基板１，２に
は、Ａｌ，Ａｌ／Ｍｏ等の固定電極４，５が突起１ａ，
１ｂと接合してパイレックスガラス６，７面上に設けて
ある。
は、Ａｌ，Ａｌ／Ｍｏ等の固定電極４，５が突起１ａ，
１ｂと接合してパイレックスガラス６，７面上に設けて
ある。
【００２５】このパイレックスガラス６，７を介して可
動電極側シリコン基板３と固定電極側シリコン基板１，
２とが積層されて陽極接合され、可動電極３ａとこれを
挾むように位置する固定電極４，５とが微小空隙（例え
ば２〜３μｍ）を介して対向配置される。
動電極側シリコン基板３と固定電極側シリコン基板１，
２とが積層されて陽極接合され、可動電極３ａとこれを
挾むように位置する固定電極４，５とが微小空隙（例え
ば２〜３μｍ）を介して対向配置される。
【００２６】図２の（ａ）〜（ｅ）に本実施例に係る容
量式加速度センサの製造行程を示す。
量式加速度センサの製造行程を示す。
【００２７】図２に示すように、（ａ）単結晶からなる
シリコン基板１（ここでは、シリコン基板１，２のうち
基板１を代表して説明する）を、（ｂ）ホトリソグラフ
ィー技術を用いてパターニングする。その後、異方性エ
ッチングを用いて数〜１０μｍ程度エッチングして突起
１ａを形成する。この時、突起１ａはそのエッチングに
対する単結晶基板の性質から斜面の角度が５４．７°と
なる。
シリコン基板１（ここでは、シリコン基板１，２のうち
基板１を代表して説明する）を、（ｂ）ホトリソグラフ
ィー技術を用いてパターニングする。その後、異方性エ
ッチングを用いて数〜１０μｍ程度エッチングして突起
１ａを形成する。この時、突起１ａはそのエッチングに
対する単結晶基板の性質から斜面の角度が５４．７°と
なる。
【００２８】（ｃ）エッチングされた面全面にスパッタ
等を用いてパイレックスガラス６を形成後、ホトリソグ
ラフィー技術を用いてパターニングし、このパイレック
スガラスを平坦化なるようにエッチングする。（ｄ）平
坦化されたパイレックスガラス表面に、スパッタ等を用
いて電極４（Ａｌ、Ａｌ／Ｍｏ等）を形成する。この時
の電極形成法は２通りある。一つは、シリコン基板１の
パイレックスガラス上全面にスパッタ等を用いて電極素
材を成膜した後、ホトリソグラフィ技術を用いてパター
ニングする方式で、もう一つは必要な部分をパターニン
グしたマスクを用いてシリコン基板１とマスクを位置合
わせした後、スパッタ等を用いて電極を形成する方式で
ある。
等を用いてパイレックスガラス６を形成後、ホトリソグ
ラフィー技術を用いてパターニングし、このパイレック
スガラスを平坦化なるようにエッチングする。（ｄ）平
坦化されたパイレックスガラス表面に、スパッタ等を用
いて電極４（Ａｌ、Ａｌ／Ｍｏ等）を形成する。この時
の電極形成法は２通りある。一つは、シリコン基板１の
パイレックスガラス上全面にスパッタ等を用いて電極素
材を成膜した後、ホトリソグラフィ技術を用いてパター
ニングする方式で、もう一つは必要な部分をパターニン
グしたマスクを用いてシリコン基板１とマスクを位置合
わせした後、スパッタ等を用いて電極を形成する方式で
ある。
【００２９】（ｅ）一方、可動電極側のシリコン基板３
もシリコン単結晶よりなり、このうち必要とするギャッ
プ（数μｍ程度）をエッチングし、ホトリソグラフィー
技術を数回繰り返し行い重錘（質量部，可動電極）３ａ
及びビーム３ｂを形成する。このようにして加工された
シリコン基板１，２，３は、３層積層されパイレックス
ガラス６，７を介して陽極接合される。
もシリコン単結晶よりなり、このうち必要とするギャッ
プ（数μｍ程度）をエッチングし、ホトリソグラフィー
技術を数回繰り返し行い重錘（質量部，可動電極）３ａ
及びビーム３ｂを形成する。このようにして加工された
シリコン基板１，２，３は、３層積層されパイレックス
ガラス６，７を介して陽極接合される。
【００３０】このような構成よりなれば、可動電極３ａ
が印加された加速度に応じて変位し、固定電極１及び２
と可動電極３間の容量が変化する。
が印加された加速度に応じて変位し、固定電極１及び２
と可動電極３間の容量が変化する。
【００３１】ここで用いる電極間ギャップ（容量）;Ｃ
は、
は、
【００３２】
【数１】Ｃ＝ε・Ａ／ｄ （Ｃ;容量、ε;比誘電率、Ａ;電極面積、ｄ；電極間ギ
ャップ）で表され、電極間ギャップが小さいほど感度が
良好になる。
ャップ）で表され、電極間ギャップが小さいほど感度が
良好になる。
【００３３】但し、容量Ｃは、シリコン基板３の可動電
極３ａと固定電極４及び５間以外の容量（絶縁膜６及び
７を通したシリコン基板３とシリコン基板１，２間の容
量）を含んでいるため、絶縁膜６、７の厚さを可動電極
３ａ・固定電極４，５間のギャップより大きくする必要
がある。
極３ａと固定電極４及び５間以外の容量（絶縁膜６及び
７を通したシリコン基板３とシリコン基板１，２間の容
量）を含んでいるため、絶縁膜６、７の厚さを可動電極
３ａ・固定電極４，５間のギャップより大きくする必要
がある。
【００３４】本実施例によれば、絶縁膜６，７をパイレ
ックスガラスで構成するため、パイレックスガラス６，
７の厚みを可動電極・固定電極間のギャップより充分に
大きくすることができる。
ックスガラスで構成するため、パイレックスガラス６，
７の厚みを可動電極・固定電極間のギャップより充分に
大きくすることができる。
【００３５】また、突起１ａ，２ａを裾広がりの斜面と
したので、シリコン基板１，２上のパイレックスガラス
６，７も突起１ａ，２ａ周囲に凹みをもたらすことなく
成膜でき、平坦加工を容易にするので、その上に形成さ
れる固定電極４，５も平坦に成膜でき、容量精度を高め
ることができる。
したので、シリコン基板１，２上のパイレックスガラス
６，７も突起１ａ，２ａ周囲に凹みをもたらすことなく
成膜でき、平坦加工を容易にするので、その上に形成さ
れる固定電極４，５も平坦に成膜でき、容量精度を高め
ることができる。
【００３６】さらに、固定電極４は導電体たる突起１
ａ，２ａ及びそれらのシリコン基板１，２を介してリー
ド電極等をパターン形成することなく外部回路と容易に
接続することができる。
ａ，２ａ及びそれらのシリコン基板１，２を介してリー
ド電極等をパターン形成することなく外部回路と容易に
接続することができる。
【００３７】図３は本発明の第２実施例で、第１実施例
と同一符号は同一或いは共通する要素を示す（図３以降
の図面を同様である）。
と同一符号は同一或いは共通する要素を示す（図３以降
の図面を同様である）。
【００３８】本実施例と第１実施例との異なる点は突起
１ａ，２ａをテーパ状でなくその裾にアールを付けたも
ので、このような形状の突起をマイクロ波プラズマエッ
チング（ＥＣＲ）等のドライエッチングにより形成した
点にあり、本実施例においても第１実施例同様の効果が
ある。
１ａ，２ａをテーパ状でなくその裾にアールを付けたも
ので、このような形状の突起をマイクロ波プラズマエッ
チング（ＥＣＲ）等のドライエッチングにより形成した
点にあり、本実施例においても第１実施例同様の効果が
ある。
【００３９】図４は本発明の第３実施例で、第１実施例
と異なる点は、シリコン基板１，シリコン基板２にそれ
ぞれ固定電極となり得る突起１ａ′，１ｂ′を形成した
点にある。この突起１ａ′，１ｂ′は前記同様に異方性
エッチングによりテーパ状に形成してもよく、また、そ
のほか、テーパやアールを付さない形状であってもよ
い。
と異なる点は、シリコン基板１，シリコン基板２にそれ
ぞれ固定電極となり得る突起１ａ′，１ｂ′を形成した
点にある。この突起１ａ′，１ｂ′は前記同様に異方性
エッチングによりテーパ状に形成してもよく、また、そ
のほか、テーパやアールを付さない形状であってもよ
い。
【００４０】絶縁膜となるパイレックスガラス６，７
は、図のようにシリコン基板３とシリコン基板１，２と
の間に設けるほかに、突起１ａ′，１ｂ′の斜面の一部
にかかるようにして設けてもよい。また、突起１ａ′，
１ｂ′の高さはパイレックスガラス６，７の成膜の厚み
より高くして、固定電極（突起）１ａ′，１ｂ′と可動
電極３ａ間の微小ギャップを設定する。
は、図のようにシリコン基板３とシリコン基板１，２と
の間に設けるほかに、突起１ａ′，１ｂ′の斜面の一部
にかかるようにして設けてもよい。また、突起１ａ′，
１ｂ′の高さはパイレックスガラス６，７の成膜の厚み
より高くして、固定電極（突起）１ａ′，１ｂ′と可動
電極３ａ間の微小ギャップを設定する。
【００４１】本実施例によれば、上記各実施例同様の効
果を奏するほかに、さらに、固定電極をシリコン基板で
構成して部品要素を少なくできる利点がある。
果を奏するほかに、さらに、固定電極をシリコン基板で
構成して部品要素を少なくできる利点がある。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、３層構造
或いは２層構造のシリコン基板積層方式の半導体容量式
加速度センサにおいて、その外部回路との電気的接続の
容易性及び信頼度を高め、しかも検出加速度の感度向上
を図り得る。
或いは２層構造のシリコン基板積層方式の半導体容量式
加速度センサにおいて、その外部回路との電気的接続の
容易性及び信頼度を高め、しかも検出加速度の感度向上
を図り得る。
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図
【図２】上記実施例の製造工程を示す説明図
【図３】本発明の第２実施例を示す縦断面図
【図４】本発明の第３実施例を示す縦断面図
【図５】従来の半導体容量式加速度センサの一例を示す
縦断面図
縦断面図
【図６】従来の問題点を示す説明図
１，２…固定電極側シリコン基板、１ａ，２ａ…突起、
３…可動電極側シリコン基板、３ａ…可動電極、３ｂ…
支持部（ビーム）、４，５…固定電極、６，７…パイレ
ックスガラス、１ａ′，２ａ′…固定電極（突起）。
３…可動電極側シリコン基板、３ａ…可動電極、３ｂ…
支持部（ビーム）、４，５…固定電極、６，７…パイレ
ックスガラス、１ａ′，２ａ′…固定電極（突起）。
Claims (5)
- 【請求項１】 シリコン基板をエッチング加工して形成
された可動電極及びこれを弾性支持する支持部を有する
シリコン基板（以下、可動電極側シリコン基板とする）
と、前記可動電極と微小空隙を介して対向配置される固
定電極を有するシリコン基板（以下、固定電極側シリコ
ン基板とする）とがパイレックスガラスを介して固定電
極側シリコン基板／可動電極側シリコン基板／固定電極
側シリコン基板の３層構造或いは固定電極側シリコン基
板／可動電極側シリコン基板の２層構造により陽極接合
され、 前記固定電極側シリコン基板は、可動電極側シリコン基
板に対向する面のうち固定電極を配置する位置に裾広が
りの斜面付き或いは裾にアールを付した突起が形成さ
れ、この突起の頂面以外の領域に前記パイレックスガラ
スが形成してあり、且つ前記固定電極が前記突起と接合
して前記固定電極側シリコン基板のパイレックスガラス
面上に設けてあることを特徴とする半導体容量式加速度
センサ。 - 【請求項２】 シリコン基板をエッチング加工して形成
された可動電極及びこれを弾性支持する支持部を有する
シリコン基板（以下、可動電極側シリコン基板と称す
る）と、前記可動電極と微小空隙を介して対向配置され
る固定電極を有するシリコン基板（以下、固定電極側シ
リコン基板とする）とがパイレックスガラスを介して固
定電極側シリコン基板／可動電極側シリコン基板／固定
電極側シリコン基板の３層構造或いは固定電極側シリコ
ン基板／可動電極側シリコン基板の２層構造により陽極
接合され、 前記固定電極側シリコン基板には、可動電極側シリコン
基板に対向する面に固定電極となる突起が形成してある
ことを特徴とする半導体容量式加速度センサ。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、前記突
起はシリコン異方性エッチングによりテーパ状に形成し
たことを特徴とする半導体容量式加速度センサ。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２において、前記突
起はマイクロ波プラズマエッチング（ＥＣＲ）等のドラ
イエッチングにより裾にアールを付けた突起形状に形成
してあることを特徴とする半導体容量式加速度センサ。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
において、前記パイレックスガラスは前記固定電極側シ
リコン基板に蒸着してあることを特徴とする半導体容量
式加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233477A JPH0682474A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 半導体容量式加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4233477A JPH0682474A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 半導体容量式加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682474A true JPH0682474A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=16955629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4233477A Pending JPH0682474A (ja) | 1992-09-01 | 1992-09-01 | 半導体容量式加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682474A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153917A (en) * | 1998-03-16 | 2000-11-28 | Akebono Brake Industry Co., Ltd. | Semiconductor acceleration sensor and manufacturing method thereof |
| WO2009011222A1 (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-22 | Alps Electric Co., Ltd. | 静電容量型加速度センサ及びその製造方法 |
| WO2009022578A1 (ja) | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 素子構造およびその製造方法 |
| CN111024984A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-17 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种全硅三明治微加速度计制作方法 |
-
1992
- 1992-09-01 JP JP4233477A patent/JPH0682474A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6153917A (en) * | 1998-03-16 | 2000-11-28 | Akebono Brake Industry Co., Ltd. | Semiconductor acceleration sensor and manufacturing method thereof |
| WO2009011222A1 (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-22 | Alps Electric Co., Ltd. | 静電容量型加速度センサ及びその製造方法 |
| WO2009022578A1 (ja) | 2007-08-10 | 2009-02-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 素子構造およびその製造方法 |
| US7998556B2 (en) | 2007-08-10 | 2011-08-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Element structure and method for producing the same |
| CN111024984A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-17 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种全硅三明治微加速度计制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06331651A (ja) | 微細機構を有する加速度計およびその製造方法 | |
| JP2001007346A (ja) | 外力検知センサの製造方法 | |
| JPH0431052B2 (ja) | ||
| US5352918A (en) | Capacitative micro-sensor with a low stray capacity and manufacturing method | |
| JPH0324793B2 (ja) | ||
| TWI329930B (en) | Capacitance-type dynamic-quantity sensor and manufacturing method therefor | |
| JPH05340832A (ja) | 圧力マイクロセンサ | |
| JP2748079B2 (ja) | 静電容量式圧力センサ | |
| US5545594A (en) | Semiconductor sensor anodic-bonding process, wherein bonding of corrugation is prevented | |
| JPH0682474A (ja) | 半導体容量式加速度センサ | |
| JP2001004658A (ja) | ２軸半導体加速度センサおよびその製造方法 | |
| JP4214565B2 (ja) | 半導体力学量センサの製造方法 | |
| US7319581B2 (en) | Capacitive pressure sensor | |
| JP2004361115A (ja) | 半導体力学量センサ | |
| JP2007304019A (ja) | 静電容量型力学量センサ | |
| JP3577566B2 (ja) | 半導体力学量センサの製造方法 | |
| JPH0495741A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0376262A (ja) | 半導体装置 | |
| 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 | |
| JPH05264579A (ja) | 容量性センサ | |
| JP3178143B2 (ja) | 静電容量式加速度センサ | |
| JP4569167B2 (ja) | 外力検知センサの製造方法 | |
| JP3293533B2 (ja) | 歪み検出素子 | |
| JP3126043B2 (ja) | 可変容量型センサの製造方法 | |
| JPH0735768A (ja) | 静電容量型センサ及びその製造方法 |