JPH08211094A - 容量加速度センサ - Google Patents
容量加速度センサInfo
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- JPH08211094A JPH08211094A JP7314604A JP31460495A JPH08211094A JP H08211094 A JPH08211094 A JP H08211094A JP 7314604 A JP7314604 A JP 7314604A JP 31460495 A JP31460495 A JP 31460495A JP H08211094 A JPH08211094 A JP H08211094A
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- semiconductor
- acceleration sensor
- hole
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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- 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
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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- G01—MEASURING; TESTING
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- 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
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 望ましいコストで製造することができる、プ
ラナー構成を有する容量加速度センサを提供する。 【構成】 容量の変化のため、とくに車両に使用するた
め、プラナー構成及び中空空間内に配置された可動の片
持ち支持構造を有する容量加速度センサにおいて、加速
度センサ１０が、２つの半導体部材１ａ、１ｂからな
り；両方の半導体部材のうち少なくとも一方１ａが、第
一の様式の少なくとも１つの穴３ａを有し；両方の半導
体部材のうち少なくとも一方１ｂが、第二の様式の少な
くとも１つの穴３ｂを有し、この穴内に、片持ち支持構
造部２ａ、２ｂが両方の半導体部材１ａ、１ｂの面に対
して垂直に自由に可動なように、片持ち支持構造部２
ａ、２ｂが配置されており、かつ半導体部材１ｂに結合
されており；両方の半導体部材１ａ、１ｂが、平面的に
互いに結合されており、かつ一方の半導体部材１ａの第
一の様式の穴３ａと他方の半導体部材１ｂの第二の様式
の穴３ｂが一緒になって中空空間１３を形成するよう
に、両方の半導体部材が互いに配置されている。
ラナー構成を有する容量加速度センサを提供する。 【構成】 容量の変化のため、とくに車両に使用するた
め、プラナー構成及び中空空間内に配置された可動の片
持ち支持構造を有する容量加速度センサにおいて、加速
度センサ１０が、２つの半導体部材１ａ、１ｂからな
り；両方の半導体部材のうち少なくとも一方１ａが、第
一の様式の少なくとも１つの穴３ａを有し；両方の半導
体部材のうち少なくとも一方１ｂが、第二の様式の少な
くとも１つの穴３ｂを有し、この穴内に、片持ち支持構
造部２ａ、２ｂが両方の半導体部材１ａ、１ｂの面に対
して垂直に自由に可動なように、片持ち支持構造部２
ａ、２ｂが配置されており、かつ半導体部材１ｂに結合
されており；両方の半導体部材１ａ、１ｂが、平面的に
互いに結合されており、かつ一方の半導体部材１ａの第
一の様式の穴３ａと他方の半導体部材１ｂの第二の様式
の穴３ｂが一緒になって中空空間１３を形成するよう
に、両方の半導体部材が互いに配置されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特許請求の範囲第１項
の上位概念に記載の、プラナー構成を有する容量加速度
センサに関する。容量加速度センサは、例えば走行機構
の制御のため又は衝突センサとしてエアバッグのような
保護装置を起動するために車両に使用される。
の上位概念に記載の、プラナー構成を有する容量加速度
センサに関する。容量加速度センサは、例えば走行機構
の制御のため又は衝突センサとしてエアバッグのような
保護装置を起動するために車両に使用される。
【０００２】
【従来の技術】これに対してピエゾ電気又はピエゾ抵抗
方式にしたがって動作するセンサも周知である。しかし
ピエゾ電気方式による測定装置は、ピエゾ電気センサの
かなり弱い信号を評価できるようにするため、しかるべ
き高い入力インピーダンスを必要とし、かつそれ故に例
えば静電妨害に対して敏感である。それによりなおさら
ピエゾ抵抗方式による測定装置とは相違して、静的な又
は低い周波数の加速度過程を測定することができない。
ピエゾ抵抗センサは、感度及びオフセット電圧の大きな
温度依存性を示し；さらにその製造が複雑かつ高価であ
るということが加わる。
方式にしたがって動作するセンサも周知である。しかし
ピエゾ電気方式による測定装置は、ピエゾ電気センサの
かなり弱い信号を評価できるようにするため、しかるべ
き高い入力インピーダンスを必要とし、かつそれ故に例
えば静電妨害に対して敏感である。それによりなおさら
ピエゾ抵抗方式による測定装置とは相違して、静的な又
は低い周波数の加速度過程を測定することができない。
ピエゾ抵抗センサは、感度及びオフセット電圧の大きな
温度依存性を示し；さらにその製造が複雑かつ高価であ
るということが加わる。
【０００３】それに対して容量加速度センサは、多くの
利点を有し、それによりこれらは、とくに車両における
使用に適している。これら容量加速度センサは、第一に
静的及び低い周波数の加速度を検出することができ、第
二にこれらは、温度変動に対して比較的敏感ではなく、
かつ第三にそのいわゆる膨張係数が、ピエゾ抵抗センサ
のものより大きく、その結果、さらに高い感度及びさら
に大きな測定範囲が得られる。
利点を有し、それによりこれらは、とくに車両における
使用に適している。これら容量加速度センサは、第一に
静的及び低い周波数の加速度を検出することができ、第
二にこれらは、温度変動に対して比較的敏感ではなく、
かつ第三にそのいわゆる膨張係数が、ピエゾ抵抗センサ
のものより大きく、その結果、さらに高い感度及びさら
に大きな測定範囲が得られる。
【０００４】容量加速度測定器として、いわゆるバルク
加速度センサが周知であるが、これらバルク加速度セン
サは、手間のかかる方法によって製造される。さらにこ
のようなバルク加速度センサの製造のため、通常３つの
ウエハが必要なので、このような加速度センサは、高い
材料及び製造コストに基づいてまさしく高く、このこと
は、エアバッグシステムの起動のためセンサとして例え
ば小型自動車にこれらを使用することの妨げになる。
加速度センサが周知であるが、これらバルク加速度セン
サは、手間のかかる方法によって製造される。さらにこ
のようなバルク加速度センサの製造のため、通常３つの
ウエハが必要なので、このような加速度センサは、高い
材料及び製造コストに基づいてまさしく高く、このこと
は、エアバッグシステムの起動のためセンサとして例え
ば小型自動車にこれらを使用することの妨げになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、望ましいコストで製造することができる、プラナー
構成を有する容量加速度センサを提供することにある。
は、望ましいコストで製造することができる、プラナー
構成を有する容量加速度センサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題の解決策は、特
許請求の範囲第１項の特徴部分の特徴によって与えられ
る。それによりプラナー構成を有するこのような容量加
速度センサは、半導体部材から、なるべくｎ−ドーピン
グしたシリコンからなり、その場合、両方の半導体部材
のうち少なくとも一方が、第一の様式の少なくとも１つ
の穴を有し、その場合、両方の半導体部材のうち少なく
とも一方が、第二の様式の少なくとも１つの穴を有し、
この穴内に、片持ち支持構造部が両方の半導体部材の面
に対して垂直に自由に可動なように、片持ち支持構造部
が配置されており、かつ半導体部材に結合されており、
かつその場合、両方の半導体部材が、平面的に互いに結
合されており、かつ一方の半導体部材の第一の様式の穴
と他方の半導体部材の第二の様式の穴が一緒になって直
方体（箱型）の中空空間を形成するように、両方の半導
体部材が互いに配置されている。
許請求の範囲第１項の特徴部分の特徴によって与えられ
る。それによりプラナー構成を有するこのような容量加
速度センサは、半導体部材から、なるべくｎ−ドーピン
グしたシリコンからなり、その場合、両方の半導体部材
のうち少なくとも一方が、第一の様式の少なくとも１つ
の穴を有し、その場合、両方の半導体部材のうち少なく
とも一方が、第二の様式の少なくとも１つの穴を有し、
この穴内に、片持ち支持構造部が両方の半導体部材の面
に対して垂直に自由に可動なように、片持ち支持構造部
が配置されており、かつ半導体部材に結合されており、
かつその場合、両方の半導体部材が、平面的に互いに結
合されており、かつ一方の半導体部材の第一の様式の穴
と他方の半導体部材の第二の様式の穴が一緒になって直
方体（箱型）の中空空間を形成するように、両方の半導
体部材が互いに配置されている。
【０００７】両方の半導体部材の間に、両方を互いに機
械的に結合しかつ互いに電気的に絶縁する層がある。片
持ち支持構造部及び電気的に絶縁された半導体部材は、
ここでは近似的に平板コンデンサを形成しており、この
平板コンデンサの容量は、可動の片持ち支持構造部によ
って可変である。
械的に結合しかつ互いに電気的に絶縁する層がある。片
持ち支持構造部及び電気的に絶縁された半導体部材は、
ここでは近似的に平板コンデンサを形成しており、この
平板コンデンサの容量は、可動の片持ち支持構造部によ
って可変である。
【０００８】この容量は、例えば加速度又は減速度に基
づいて、片持ち支持構造部の慣性質量に力が作用し、か
つそれにより片持ち支持構造部と絶縁された半導体部材
との間の距離が変化したとき、変化する。相応して構成
された評価回路は、容量変化に応じて相応する電圧信号
を、後続処理のため後続の回路部分に供給し、これら回
路部分は、例えば乗客保護装置にための起動装置に所属
する。
づいて、片持ち支持構造部の慣性質量に力が作用し、か
つそれにより片持ち支持構造部と絶縁された半導体部材
との間の距離が変化したとき、変化する。相応して構成
された評価回路は、容量変化に応じて相応する電圧信号
を、後続処理のため後続の回路部分に供給し、これら回
路部分は、例えば乗客保護装置にための起動装置に所属
する。
【０００９】本発明の利点は、とくに次の点にある。す
なわちこのような容量加速度センサの製造が、周知のバ
ルク加速度センサと比較して著しく望ましい価格であ
り、それにより本発明による加速度センサの構成のた
め、通常の３つに代わって２つの半導体ウエハしか必要
なく、ミクロ機構の、したがって能動部品の構成が、半
導体ウエハの側だけで行なわれ、かつさらに簡単な構成
及び接続技術が利用できる。さらにコンデンサの容量が
大きいことにより、比較的わずかな所要場所できわめて
大きな有効度が達成される。
なわちこのような容量加速度センサの製造が、周知のバ
ルク加速度センサと比較して著しく望ましい価格であ
り、それにより本発明による加速度センサの構成のた
め、通常の３つに代わって２つの半導体ウエハしか必要
なく、ミクロ機構の、したがって能動部品の構成が、半
導体ウエハの側だけで行なわれ、かつさらに簡単な構成
及び接続技術が利用できる。さらにコンデンサの容量が
大きいことにより、比較的わずかな所要場所できわめて
大きな有効度が達成される。
【００１０】本発明の変形において、両方の半導体部材
は、それぞれ第一の様式の少なくとも１つの穴、及び片
持ち支持構造部を内部に配置した第二の様式の少なくと
も１つの穴を有する。それぞれの片持ち支持構造部は、
所属の半導体部材に結合されており、かつこの支持構造
部が、両方の半導体部材の面に対して垂直に自由に可動
なように、配置されている。両方の半導体部材のうち一
方において、第一の様式の穴は、のこぎり溝によって内
部に配置された片持ち支持構造部を有する第二の様式の
穴から互いに電気的に分離されている。本発明による加
速度センサのこのような変形の利点は、一方において温
度変化が、異なった符号で変化する容量によって加速度
センサ内において補償される点にあり；他方において
“簡単な”加速度センサにおいて配線内に評価のために
必要な一定容量のコンデンサが省略される。
は、それぞれ第一の様式の少なくとも１つの穴、及び片
持ち支持構造部を内部に配置した第二の様式の少なくと
も１つの穴を有する。それぞれの片持ち支持構造部は、
所属の半導体部材に結合されており、かつこの支持構造
部が、両方の半導体部材の面に対して垂直に自由に可動
なように、配置されている。両方の半導体部材のうち一
方において、第一の様式の穴は、のこぎり溝によって内
部に配置された片持ち支持構造部を有する第二の様式の
穴から互いに電気的に分離されている。本発明による加
速度センサのこのような変形の利点は、一方において温
度変化が、異なった符号で変化する容量によって加速度
センサ内において補償される点にあり；他方において
“簡単な”加速度センサにおいて配線内に評価のために
必要な一定容量のコンデンサが省略される。
【００１１】本発明の有利な変形は、片持ち支持構造部
が、第二の様式の穴の上側縁に配置されており、これら
が、平面的にかつ４つの位置において所属の半導体部材
に結合されており、かつこれらが、裂け目を有すること
によって明らかである。なるべく半導体部材はシリコン
からなり、このシリコンは、１０１７ｃｍ−３ないし１
０１９ｃｍ−３のｎ−ドーピングを有し、かつ熱的に成
長する酸化物又はＳｉ３Ｎ４からなる電気的に絶縁する
層によって互いに機械的に結合されている。さらに半導
体部材内に持ち込まれた第一及び第二の様式の穴が、直
方体（箱型）の構成を有すると有利である。
が、第二の様式の穴の上側縁に配置されており、これら
が、平面的にかつ４つの位置において所属の半導体部材
に結合されており、かつこれらが、裂け目を有すること
によって明らかである。なるべく半導体部材はシリコン
からなり、このシリコンは、１０１７ｃｍ−３ないし１
０１９ｃｍ−３のｎ−ドーピングを有し、かつ熱的に成
長する酸化物又はＳｉ３Ｎ４からなる電気的に絶縁する
層によって互いに機械的に結合されている。さらに半導
体部材内に持ち込まれた第一及び第二の様式の穴が、直
方体（箱型）の構成を有すると有利である。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を図面に示し、かつ次に説明
する。
する。
【００１３】図１ａ及び２ａは、第一の様式の形成され
た穴３ａを有する半導体部材１ａを示している。書類番
号Ｐ４４２１３３７．９として出願された疑似プラナー
片持ち支持構造部の製造方法を利用する場合、基礎材料
としてシリコンが利用でき；さもなければ市販のＳＯＬ
（シリコン−オン−インシュレータ）が推奨される。高
い導電度のため、ほぼＮ＝１０１８ｃｍ−３を有するｎ
−タイプの基礎ドーピングが必要である。直列抵抗をさ
らに減少するため、場合によっては後で金属一半導体−
接合部になる範囲に追加的なドーピングが必要である。
た穴３ａを有する半導体部材１ａを示している。書類番
号Ｐ４４２１３３７．９として出願された疑似プラナー
片持ち支持構造部の製造方法を利用する場合、基礎材料
としてシリコンが利用でき；さもなければ市販のＳＯＬ
（シリコン−オン−インシュレータ）が推奨される。高
い導電度のため、ほぼＮ＝１０１８ｃｍ−３を有するｎ
−タイプの基礎ドーピングが必要である。直列抵抗をさ
らに減少するため、場合によっては後で金属一半導体−
接合部になる範囲に追加的なドーピングが必要である。
【００１４】第二の様式の形成された穴３ｂ及び穴３ｂ
の上側縁において半導体部材１ｂに結合された片持ち支
持構造部２を有する半導体部材１ｂは、図１ｂ及び２ｂ
に示されている。
の上側縁において半導体部材１ｂに結合された片持ち支
持構造部２を有する半導体部材１ｂは、図１ｂ及び２ｂ
に示されている。
【００１５】図１ｃ及び２ｃは、片持ち支持構造部２も
含めて、第一の様式３ａ及び第二の様式３ｂの形成され
た穴を有する半導体部材１を示している。図３ａ及び４
ａは、半導体部材１ａ及び半導体部材１ｂからなる“簡
単な”加速度センサ１０を示しており、これら半導体部
材は、層４によって結合されており、かつ両方の半導体
部材１ａ及び１ｂの穴３（図２ａ、２ｂ）から直方体
（箱型）の中空空間１３が生じ、この中空空間内におい
て片持ち支持構造部２が半導体部材１の面に対して垂直
に可動なように配置されている。それにより電気的なコ
ンデンサ１５が形成される。なるべく熱的に成長する酸
化物からなる層４は、２つの半導体部材１を機械的に結
合し、かつ電気的に絶縁するという役割を有する。この
層は、寄生容量をなすので、その厚さは、十分な機械的
結合強度を考慮しながら、できるだけ薄く維持しなけれ
ばならず、その場合、目下３μｍの絶縁厚さが技術的に
製造可能である。基本的に例えばＳｉ３Ｎ４のような別
の絶縁体も利用できる。
含めて、第一の様式３ａ及び第二の様式３ｂの形成され
た穴を有する半導体部材１を示している。図３ａ及び４
ａは、半導体部材１ａ及び半導体部材１ｂからなる“簡
単な”加速度センサ１０を示しており、これら半導体部
材は、層４によって結合されており、かつ両方の半導体
部材１ａ及び１ｂの穴３（図２ａ、２ｂ）から直方体
（箱型）の中空空間１３が生じ、この中空空間内におい
て片持ち支持構造部２が半導体部材１の面に対して垂直
に可動なように配置されている。それにより電気的なコ
ンデンサ１５が形成される。なるべく熱的に成長する酸
化物からなる層４は、２つの半導体部材１を機械的に結
合し、かつ電気的に絶縁するという役割を有する。この
層は、寄生容量をなすので、その厚さは、十分な機械的
結合強度を考慮しながら、できるだけ薄く維持しなけれ
ばならず、その場合、目下３μｍの絶縁厚さが技術的に
製造可能である。基本的に例えばＳｉ３Ｎ４のような別
の絶縁体も利用できる。
【００１６】半導体部材１ａ及び１ｂは、、これら半導
体部材が組立の際に接触するすべての位置において互い
に結合（ボンディング）されている。このことは、“ウ
エハ−ダイレクト−ボンディング”と称する方法で行な
われると有利であり、この方法は、半導体部材１ａ及び
１ｂ上にまだ金属が取り付けられていないかぎり、例え
ば１０００゜Ｃの高い温度で高温ボンディングとして行
なってもよい。半導体部材１ａ及び１ｂにすでに金属が
コーティングされている場合、低温ボンディングが適用
される。
体部材が組立の際に接触するすべての位置において互い
に結合（ボンディング）されている。このことは、“ウ
エハ−ダイレクト−ボンディング”と称する方法で行な
われると有利であり、この方法は、半導体部材１ａ及び
１ｂ上にまだ金属が取り付けられていないかぎり、例え
ば１０００゜Ｃの高い温度で高温ボンディングとして行
なってもよい。半導体部材１ａ及び１ｂにすでに金属が
コーティングされている場合、低温ボンディングが適用
される。
【００１７】図３ｂ及び４ｂは、図１ｃ及び２ｃに示さ
れた２つの同じ半導体部材１からなる“二重の”加速度
センサ１０を示しており、その場合、層４は、両方の半
導体部材１を機械的に互いに結合しており、かつ電気的
に互いに絶縁している。のこぎり溝１１は、半導体部材
１ｂを２つの半体に分離しているので、それにより電気
的に互いに絶縁された２つのコンデンサ１５ａ及び１５
ｂが形成される。
れた２つの同じ半導体部材１からなる“二重の”加速度
センサ１０を示しており、その場合、層４は、両方の半
導体部材１を機械的に互いに結合しており、かつ電気的
に互いに絶縁している。のこぎり溝１１は、半導体部材
１ｂを２つの半体に分離しているので、それにより電気
的に互いに絶縁された２つのコンデンサ１５ａ及び１５
ｂが形成される。
【００１８】このような“二重の”加速度センサ１０に
Ｚ−方向の加速度が作用すると、片持ち支持構造部２ａ
及び２ｂの慣性質量は、反対方向−Ｚに動く。片持ち支
持構造部２ａは例えば半導体部材１ａに、かつ片持ち支
持構造部２ｂは半導体部材１ｂに、電気的に結合されて
いるので、両方のコンデンサ１５ａ及び１５ｂの容量変
化は、異なった符号を有する。例えば片持ち支持構造部
２ａと半導体部材１ａとの間の距離が減少することによ
って引き起こされて、コンデンサ１５ａの容量が増加す
るが、一方片持ち支持構造部２ｂと半導体部材１ｂとの
間の距離が増加することによって引き起こされて、コン
デンサ１５ｂの容量は減少する。その場合、コンデンサ
１５ａ及び１５ｂの容量変化は、その公称容量の２０％
ないし５０％の範囲にある。変化が小さいほど、全測定
範囲にわたる信号はますます直線的になる。
Ｚ−方向の加速度が作用すると、片持ち支持構造部２ａ
及び２ｂの慣性質量は、反対方向−Ｚに動く。片持ち支
持構造部２ａは例えば半導体部材１ａに、かつ片持ち支
持構造部２ｂは半導体部材１ｂに、電気的に結合されて
いるので、両方のコンデンサ１５ａ及び１５ｂの容量変
化は、異なった符号を有する。例えば片持ち支持構造部
２ａと半導体部材１ａとの間の距離が減少することによ
って引き起こされて、コンデンサ１５ａの容量が増加す
るが、一方片持ち支持構造部２ｂと半導体部材１ｂとの
間の距離が増加することによって引き起こされて、コン
デンサ１５ｂの容量は減少する。その場合、コンデンサ
１５ａ及び１５ｂの容量変化は、その公称容量の２０％
ないし５０％の範囲にある。変化が小さいほど、全測定
範囲にわたる信号はますます直線的になる。
【００１９】両方の半導体部材１ａ及び１ｂを正確に位
置決めできるようにするため、表面１２は組織化されて
いる。この構造は、両側のフォトラックステップによっ
て有利に構成することができ；この構造は、同時にのこ
ぎり溝１１を形成する。しかしながら検査赤外線顕微鏡
によって調節を行なうことも可能であり；この場合、表
面１２における調節マークは省略することができる。加
速度度センサ１０に後から接触するためこの加速度セン
サの接触面１２は、アルミニウムによってコーティング
される。
置決めできるようにするため、表面１２は組織化されて
いる。この構造は、両側のフォトラックステップによっ
て有利に構成することができ；この構造は、同時にのこ
ぎり溝１１を形成する。しかしながら検査赤外線顕微鏡
によって調節を行なうことも可能であり；この場合、表
面１２における調節マークは省略することができる。加
速度度センサ１０に後から接触するためこの加速度セン
サの接触面１２は、アルミニウムによってコーティング
される。
【００２０】図５ａは、高周波信号発生器１６、インバ
ータ１７、容量２０及び増幅器１９からなる“簡単な”
容量加速度センサの可能な配線を示している。その場
合、可変容量１８は、容量加速度センサを表している。
“簡単な”加速度センサの配線において、回路点２１に
供給される評価信号が、温度に依存し、かつ追加的に補
償しなければならないことに注意する。
ータ１７、容量２０及び増幅器１９からなる“簡単な”
容量加速度センサの可能な配線を示している。その場
合、可変容量１８は、容量加速度センサを表している。
“簡単な”加速度センサの配線において、回路点２１に
供給される評価信号が、温度に依存し、かつ追加的に補
償しなければならないことに注意する。
【００２１】図５ｂに示された回路装置は、実質的に図
５ａに示されたものと同じであり、かつ“二重の”加速
度センサの可能な配線を示している。その場合、コンデ
ンサ１８ａ及び１８ｂは、１つの“二重の”容量加速度
センサの両方のコンデンサの異なった符号で変化する容
量を表している。加速度の際に異なった符号で変化する
容量によって引き起こされて、“二重の”加速度センサ
内における温度変化は補償される。
５ａに示されたものと同じであり、かつ“二重の”加速
度センサの可能な配線を示している。その場合、コンデ
ンサ１８ａ及び１８ｂは、１つの“二重の”容量加速度
センサの両方のコンデンサの異なった符号で変化する容
量を表している。加速度の際に異なった符号で変化する
容量によって引き起こされて、“二重の”加速度センサ
内における温度変化は補償される。
【００２２】図６は、図１ｂ及び１ｃに記号的に示され
た片持ち支持構造部２が実際にはどのように見えるかを
示している。その場合、片持ち支持構造部２は、４つの
位置においてこれを囲む半導体部材１に結合されてい
る。この処置は、製造プロセスを簡単にし、かつ加えて
出力信号の直線化を考慮している。複数の裂け目１４
は、製造の際に迅速な補助エッチングを可能にし、その
結果、片持ち支持構造部２の面以外の不所望な補助エッ
チングがわずかに維持できる。
た片持ち支持構造部２が実際にはどのように見えるかを
示している。その場合、片持ち支持構造部２は、４つの
位置においてこれを囲む半導体部材１に結合されてい
る。この処置は、製造プロセスを簡単にし、かつ加えて
出力信号の直線化を考慮している。複数の裂け目１４
は、製造の際に迅速な補助エッチングを可能にし、その
結果、片持ち支持構造部２の面以外の不所望な補助エッ
チングがわずかに維持できる。
【００２３】図７は、構成されかつ接触された容量加速
度センサ１０を示している。センサ１０は、例えば図示
したように、取り付けられた導体路７を有するプリント
板６上に、基板上に又は通常のような性質のハウジング
上に接着することができる。センサ１０と導体路７との
間の結合は、電気的に導通しなければならず、かつ通常
導電性のエポキシ接着剤によって行なわれ；アルミニウ
ムコーティングされた面１２とプリント板６導体路７と
の間の結合は、例えばボンディング線材５によって行な
われる。
度センサ１０を示している。センサ１０は、例えば図示
したように、取り付けられた導体路７を有するプリント
板６上に、基板上に又は通常のような性質のハウジング
上に接着することができる。センサ１０と導体路７との
間の結合は、電気的に導通しなければならず、かつ通常
導電性のエポキシ接着剤によって行なわれ；アルミニウ
ムコーティングされた面１２とプリント板６導体路７と
の間の結合は、例えばボンディング線材５によって行な
われる。
【００２４】本発明による容量加速度センサは、とくに
自動車における乗客保護装置用の起動装置として適して
いるが、静的及び低い周波数の加速度過程を測定しなけ
ればならないあらゆる用途にも適している。
自動車における乗客保護装置用の起動装置として適して
いるが、静的及び低い周波数の加速度過程を測定しなけ
ればならないあらゆる用途にも適している。
【図１】第一の様式の穴、片持ち支持構造部を有する第
二の様式の穴又はその両方を有する半導体部材を示す平
面図である。
二の様式の穴又はその両方を有する半導体部材を示す平
面図である。
【図２】図１の半導体部材を示す断面図である。
【図３】１つ又は２つの中空空間と片持ち支持構造部を
有する２つの半導体部材の断面図である。
有する２つの半導体部材の断面図である。
【図４】図３の半導体部材を示す斜視図である。
【図５】図４による加速度センサのための評価回路の回
路図である。
路図である。
【図６】実際の片持ち支持構造部の平面図である。
【図７】図４による構成されかつボンディングされた二
重の加速度センサの図である。
重の加速度センサの図である。
１ 半導体部材 ２ 片持ち支持構造部 ３ 穴 ４ 層 １０ 加速度センサ １３ 中空空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウド・ノートヘルフエル ドイツ連邦共和国ネルジンゲン・フエルス テルヴエーク３
Claims (12)
- 【請求項１】 容量の変化のため、とくに車両に使用す
るため、プラナー構成及び中空空間内に配置された可動
の片持ち支持構造を有する容量加速度センサにおいて、 ａ）加速度センサ（１０）が、２つの半導体部材（１
ａ、１ｂ）からなり； ｂ）両方の半導体部材のうち少なくとも一方（１ａ）
が、第一の様式の少なくとも１つの穴（３ａ）を有し； ｃ）両方の半導体部材のうち少なくとも一方（１ｂ）
が、第二の様式の少なくとも１つの穴（３ｂ）を有し、
この穴内に、片持ち支持構造部（２ａ、２ｂ）が両方の
半導体部材（１ａ、１ｂ）の面に対して垂直に自由に可
動なように、片持ち支持構造部（２ａ、２ｂ）が配置さ
れており、かつ半導体部材（１ｂ）に結合されており； ｄ）両方の半導体部材（１ａ、１ｂ）が、平面的に互い
に結合されており、かつ一方の半導体部材（１ａ）の第
一の様式の穴（３ａ）と他方の半導体部材（１ｂ）の第
二の様式の穴（３ｂ）が一緒になって中空空間（１３）
を形成するように、両方の半導体部材が互いに配置され
ている ことを特徴とする、容量加速度センサ。 - 【請求項２】 ａ）両方の半導体部材（１ａ、１ｂ）
が、第一の様式の少なくとも１つの穴（３ａ）を有し； ｂ）両方の半導体部材（１ａ、１ｂ）が、第二の様式の
少なくとも１つの穴（３ｂ）を有し、この穴内に、片持
ち支持構造部（２ａ、２ｂ）が両方の半導体部材（１
ａ、１ｂ）の面に対して垂直に自由に可動なように、片
持ち支持構造部（２ａ、２ｂ）が配置されており、かつ
半導体部材（１ａ、１ｂ）に結合されており； ｃ）両方の半導体部材（１ａ、１ｂ）のうち一方におい
て、第一の様式の穴（３ａ）が、のこぎり溝（１１）に
よって第二の様式の穴（３ｂ）から互いに電気的に分離
されている ことを特徴とする、請求項１記載の容量加速度センサ。 - 【請求項３】 片持ち支持構造部（２ａ、２ｂ）が、第
二の様式の穴（３ｂ）の上側縁に配置されていることを
特徴とする、請求項１又は２記載の容量加速度センサ。 - 【請求項４】 片持ち支持構造部（２ａ、２ｂ）が、平
面的に半導体部材（１ａ、１ｂ）に結合されていること
を特徴とする、請求項１、２又は３記載の容量加速度セ
ンサ。 - 【請求項５】 片持ち支持構造部（２ａ、２ｂ）が、裂
け目（１４）を有することを特徴とする、請求項１ない
し４の１つに記載の容量加速度センサ。 - 【請求項６】 片持ち支持構造部（２ａ、２ｂ）が、第
二の様式の穴（３ｂ）の上側縁において４つの位置にお
いて半導体部材（１ａ、１ｂ）に結合されていることを
特徴とする、請求項１ないし５の１つに記載の容量加速
度センサ。 - 【請求項７】 第一の様式の穴（３ａ）及び第二の様式
の穴（３ｂ）が、直方体（箱型）の形を有することを特
徴とする、請求項１ないし６の１つに記載の容量加速度
センサ。 - 【請求項８】 半導体部材（１ａ、１ｂ）が、シリコン
からなることを特徴とする、請求項１ないし７の１つに
記載の容量加速度センサ。 - 【請求項９】 両方の半導体部材（１ａ、１ｂ）が、機
械的に結合しかつ電気的に絶縁する層（４）によって、
互いに結合されていることを特徴とする、請求項１ない
し８の１つに記載の容量加速度センサ。 - 【請求項１０】 両方の半導体部材（１ａ、１ｂ）の間
の層（４）において、熱的に成長する酸化物が問題にな
ることを特徴とする、請求項９記載の容量加速度セン
サ。 - 【請求項１１】 両方の半導体部材（１ａ、１ｂ）の間
の層（４）において、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）が問
題になることを特徴とする、請求項９記載の容量加速度
センサ。 - 【請求項１２】 半導体部材（１ａ、１ｂ）が、１０
１７ｃｍ−３ないし１０１９ｃｍ−３のｎ−ドーピング
を有することを特徴とする、請求項１ないし１１の１つ
に記載の容量加速度センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4439238A DE4439238A1 (de) | 1994-11-03 | 1994-11-03 | Kapazitiver Beschleunigungssensor |
| DE4439238.9 | 1994-11-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08211094A true JPH08211094A (ja) | 1996-08-20 |
| JP2931892B2 JP2931892B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=6532378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7314604A Expired - Lifetime JP2931892B2 (ja) | 1994-11-03 | 1995-10-27 | 容量加速度センサ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5623099A (ja) |
| EP (1) | EP0710843B1 (ja) |
| JP (1) | JP2931892B2 (ja) |
| KR (1) | KR100236486B1 (ja) |
| DE (2) | DE4439238A1 (ja) |
| ES (1) | ES2101596T3 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999039138A1 (en) | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigerating plant |
| JP2009014488A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Denso Corp | 容量式半導体加速度センサ |
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|---|---|---|---|---|
| US6222525B1 (en) | 1992-03-05 | 2001-04-24 | Brad A. Armstrong | Image controllers with sheet connected sensors |
| DE19541388A1 (de) * | 1995-11-07 | 1997-05-15 | Telefunken Microelectron | Mikromechanischer Beschleunigungssensor |
| US8674932B2 (en) * | 1996-07-05 | 2014-03-18 | Anascape, Ltd. | Image controller |
| US20040160414A1 (en) * | 1996-07-05 | 2004-08-19 | Armstrong Brad A. | Image controller |
| DE69838709T2 (de) * | 1997-09-10 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Verfahren zur herstellung eines beschleunigungsaufnehmers |
| WO1999051991A1 (en) * | 1998-04-03 | 1999-10-14 | Alliedsignal Inc. | Clamshell cover accelerometer |
| US6105427A (en) * | 1998-07-31 | 2000-08-22 | Litton Systems, Inc. | Micro-mechanical semiconductor accelerometer |
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| FR2810976B1 (fr) * | 2000-06-29 | 2003-08-29 | Planhead Silmag P H S | Microcomposant electronique, capteur et actionneur incorporant un tel microcomposant |
| DE10053309B4 (de) * | 2000-10-27 | 2005-02-24 | Eads Deutschland Gmbh | Mikromechanischer Beschleunigungssensor |
| DE10060091B4 (de) * | 2000-12-02 | 2004-02-05 | Eads Deutschland Gmbh | Mikromechanischer Inertialsensor |
| JP4444004B2 (ja) | 2004-06-01 | 2010-03-31 | 株式会社デンソー | 半導体力学量センサ |
| JP5527015B2 (ja) | 2010-05-26 | 2014-06-18 | セイコーエプソン株式会社 | 素子構造体、慣性センサー、電子機器 |
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| DE3611360A1 (de) * | 1986-04-04 | 1987-10-08 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zur selbsttaetigen ausloesung von insassenschutzvorrichtungen |
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| JPH03210478A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-13 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体加速度センサ |
| DE4000903C1 (ja) * | 1990-01-15 | 1990-08-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| DE4006108A1 (de) * | 1990-02-27 | 1991-08-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum aufbau von mikromechanischen bauelementen in dickschichttechnik |
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- 1995-10-12 EP EP95116081A patent/EP0710843B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-12 DE DE59500186T patent/DE59500186D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-27 JP JP7314604A patent/JP2931892B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-02 KR KR1019950039283A patent/KR100236486B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR100236486B1 (ko) | 1999-12-15 |
| DE4439238A1 (de) | 1996-05-09 |
| DE59500186D1 (de) | 1997-05-22 |
| KR960018587A (ko) | 1996-06-17 |
| EP0710843B1 (de) | 1997-04-16 |
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| EP0710843A1 (de) | 1996-05-08 |
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