JPH08274349A

JPH08274349A - 加速度センサ及び加速度センサの製造方法

Info

Publication number: JPH08274349A
Application number: JP7040786A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshida; 仁吉田; Shigeaki Tomonari; 恵昭友成
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-10-18
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JP3424371B2

Abstract

(57)【要約】【目的】加速度センサの感度及び歩留りの向上を図
る。【構成】第１導電型半導体基板１１に支持された梁２
２の裏面の、梁２２と重り部２５の接続部を除く所定領
域に、犠牲層であるレジスタパターン２３を形成する工
程と、梁２２と重り部２５の接続部の周辺のレジスタパ
ターン２３の表面及び側面に、金属薄膜２４を形成する
工程と、その金属薄膜２４の表面に金属メッキを施す工
程と、レジスタパターン２３を除去する工程とを備え
た。【効果】電解エッチングにより梁２２を形成すること
により、歩留りが向上し、重り部２５を金属で構成した
ことにより、感度の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加速度センサに関し、
特に、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に感度を有するいわゆる３
軸加速度センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、加速度センサとしては、図４に
示すように、片持ち梁方式と両持ち梁方式がある。図
で、（ａ）が片持ち梁方式、（ｂ）が両持ち梁方式の加
速度センサの概略構造を示す説明図である。図４（ａ）
で、１は片持ち梁で、その一端は垂直な支持壁２に固定
されており、片持ち梁１は支持壁２から略水平方向に突
出するように固定されている。片持ち梁１の他端の下面
側には、側面視略矩形状の重り３が取付けられている。
図４（ｂ）で、４は両持ち梁で、その両端部は、それぞ
れ、垂直な支持壁５，６に固定されており、両持ち梁４
は支持壁５，６によって、略水平に固定されている。両
持ち梁４の中央部の下面側には、側面視略矩形状の重り
７が取り付けられている。３軸加速度センサとしては、
このうち、図４（ｂ）に示すような両持ち梁方式が採用
されている。図４（ｂ）で、両持ち梁４の長さをL 、幅
をW 、厚さをh 、ヤング率をE 、重り７の水平方向の長
さを2c、質量をM 、重力加速度をg とすれば、図４
（ｂ）に示す加速度センサの感度Dは、次式となる。

【０００３】

【数１】上式によれば、感度D を向上させるためには、
重り７の質量M を増加させるか、両持ち梁４の長さL
（支持壁５，６から重り７までの距離）を増加させれば
よいことになる。しかし、重り７としてシリコン基板を
使用した場合、シリコンの密度は比較的小さいので、感
度を向上させるためには、重り７の水平方向の長さ2cを
長くして、重り７の質量M を増加させたり、両持ち梁４
の長さL を長くしたりする必要があった。しかし、チッ
プサイズの増大を招くため、チップサイズを増大させず
に、重い重りと、梁の長い両持ち梁構造を有する加速度
センサが望まれている。これらを実現した加速度センサ
の一例として特願平６−２５６７７に記載された加速度
センサがある。

【０００４】特願平６−２５６７７に記載された加速度
センサの斜視図を図５に示す。図５で、（ａ）は、斜め
上方からみた斜視図、（ｂ）は、斜め下方からみた斜視
図である。図５（ａ），（ｂ）で、８は、平面視略矩形
状の空洞部８ａを備えた略平板状の支持部、９は支持部
８の空洞部８ａの表面側の開口に形成されたダイヤフラ
ム状の撓み部で、両持ち梁に相当する部分である。１０
は空洞部８ａの内部に配置され、撓み部９に固着された
略四角柱状の重り部である。

【０００５】図５に示す加速度センサは、撓み部９と重
り部１０の接合部の一部を取り除き、重り部１０の上面
の略中央部のみで、撓み部９と重り部１０を接合したも
のである。このように構成することにより、撓み部９と
重り部１０の接合部の一部を取り除かない形状に比べ
て、重り部１０の形状及び質量をほとんど変化させるこ
となく、両持ち梁の長さ（空洞部８ａの側面から撓み部
９と重り部１０の接合部分までの距離）を確保できるも
のであり、感度向上という上記の要求を満たすものであ
る。

【０００６】図５に示す加速度センサは、ｘ軸，ｙ軸，
ｚ軸の各方向の加速度に対して、撓み部９が変形する。
図６（ａ）は、略平板状の支持部８の表面に垂直なｚ軸
方向の加速度が加速度センサに作用した状態を示す断面
図で、この場合は、重り部１０の周囲の梁が略同様に、
撓み部９と重り部１０の接合部を中心にして略対称に撓
むことになる。図６（ｂ）は、略平板状の支持部８の表
面に平行なｘ軸方向の加速度が加速度センサに作用した
状態を示す断面図で、重り部１０の周囲の梁の撓みは、
ｘ軸方向の位置によって異なるものとなる。このような
梁の撓み状態を捉えることによって、図５に示す加速度
センサは、感度の高い３軸加速度センサとして機能す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明したよう
に、特願平６−２５６７７記載の加速度センサは、上記
要求を満たす優れた構造であるが、製造面においては以
下のような問題点を有している。即ち、梁と重り部の接
合部の一部（取り除く部分）に、ポリシリコン等による
犠牲層を形成しておき、重り部を形成した後、犠牲層を
エッチング除去する方法が用いられていた。しかし、こ
の方法によれば、犠牲層形成のためのポリシリコン平坦
化、ポリシリコンとシリコンとの接合等の工程におい
て、安定な条件が確立できず、十分な歩留りが得られて
いないのが現状である。

【０００８】また、上記問題点を解決する方法として、
USP4882933がある。USP4882933に記載された製造方法
は、逆導電型半導体層を積層した第１導電型半導体基板
を、重りとなる基板に接合した後、第１導電型半導体基
板をエッチング除去し、逆導電型半導体層に半導体素子
を形成する方法であるが、この方法では、第１導電型半
導体基板と基板とのウェハ貼り合わせ、エッチングした
後に、梁部となる逆導電型半導体層に半導体素子を形成
するため、梁部の反り等の問題が生じている。

【０００９】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、感度及び歩留りの向上が図れ
る加速度センサの構造及びその製造方法を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の加速度センサの製造方法は、基板
と、その基板上に形成された梁と、その梁の一方の面に
固着された重り部とを備えた、加速度センサの製造方法
であって、前記基板に支持された前記梁の一方の面の、
少なくとも前記梁と前記重り部の接続部を除く所定領域
に犠牲層を形成する工程と、前記梁と前記重り部の接続
部の周辺の前記犠牲層の表面及び側面に、金属薄膜を形
成する工程と、その金属薄膜の表面に金属メッキを施す
工程と、前記犠牲層を除去する工程とを備えたことを特
徴とするものである。

【００１１】請求項２記載の加速度センサの製造方法
は、基板と、その基板上に形成された梁と、その梁の一
方の面に固着された重り部とを備えた、加速度センサの
製造方法であって、前記基板である第１導電型半導体基
板の表面に、前記梁となる第２導電型半導体層を成長さ
せる工程と、前記第１導電型半導体基板の裏面から前記
第２導電型半導体層に達するまで電解エッチングを行っ
て空洞部を形成する工程と、前記空洞部上方の梁の裏面
の、少なくとも前記梁と前記重り部の接続部を除く所定
領域に犠牲層を形成する工程と、前記梁と前記重り部の
接続部の周辺の前記犠牲層の表面及び側面に、前記重り
部の一部となる金属薄膜を形成する工程と、その金属薄
膜の表面に金属メッキを施す工程と、前記犠牲層を除去
する工程とを備えたことを特徴とするものである。

【００１２】請求項３記載の加速度センサの製造方法
は、請求項１または請求項２記載の加速度センサの製造
方法で、前記犠牲層がレジストで構成されていることを
特徴とするものである。

【００１３】請求項４記載の加速度センサは、基板と、
その基板上に形成された梁と、その梁の一方の面に固着
された重り部とを備えた加速度センサであって、前記重
り部がシリコンより比重の大きい金属で形成されている
ことを特徴とするものである。

【００１４】請求項５記載の加速度センサの製造方法
は、加速度センサの製造方法であって、第１導電型半導
体基板上に積層した逆導電型半導体層に半導体素子を形
成する工程と、半導体素子を形成した後に、前記逆導電
型半導体層が前記基板に接するように、前記基板と前記
第１導電型半導体基板とを貼り合わせる工程と、前記第
１導電型半導体基板をエッチング除去する工程とを備え
たことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】請求項１乃至請求項３記載の加速度センサの製
造方法は、ウェハの直接接合を用いずに、梁に支持され
た重り部を金属メッキにより形成することにより、感度
の良い３軸加速度センサの構造体を実現するものであ
る。また、従来技術では、犠牲層を形成した面の平坦化
が行えず、貼り付けたウェハを、梁となるダイヤフラム
にまで研磨することが困難であったが、本発明の加速度
センサの製造方法では、犠牲層の平坦化を必要としな
い。具体的には、従来のベアシリコンウェハに代わり、
第１導電型半導体基板の表面に第２導電型半導体層が形
成された基板（ウェハ）を用い、基板の裏側から電解エ
ッチングにより第２導電型半導体層に達する空洞部を形
成し、その空洞部内に金属メッキにより重り部を形成す
ることにより、梁に支持された重りを形成するのであ
る。このように、従来困難であった梁形成が、第２導電
型半導体層を梁に用いることにより、電解エッチング
で、エピタキシャル成長させた第２導電型半導体層のみ
を残すことができ、梁を均一に、また、再現性良く形成
できる。また、１枚のウェハで形成されるため、コスト
の問題も解決される。さらに、重り部を金属メッキで形
成し、シリコンより比重が大きい材質を用いることによ
り、同じ大きさの重り部の場合、高感度の加速度センサ
を形成できる。

【００１６】請求項５記載の加速度センサの製造方法
は、重り部となる基板と、梁部となる、逆導電型半導体
層を積層した第１導電型半導体基板との接合面に形成さ
れた凹部に犠牲層を形成せず、基板と第１導電型半導体
基板とを貼り合わせ、活性層である逆導電型半導体層が
ダイヤフラム状となるまで、第１導電型半導体基板を電
解エッチングすることによって、梁部に支持された重り
部を有する３軸加速度センサの構造体を実現するもので
ある。貼り合わされた第１導電型半導体基板を電解エッ
チングにより除去することで、逆導電型半導体層だけを
残して梁部を形成することができるので、梁部を均一
に、再現性良く形成できる。さらに、機械的研磨ではな
く、化学的エッチングにより梁部を形成するため、犠牲
層の形成は不要で、接合面の平坦化の問題も解決され
る。

【００１７】また、基板と第１導電型半導体基板とを貼
り合わせる前に、逆導電型半導体層に半導体素子を形成
することを特徴とするもので、このように構成すること
により梁部の反りを防止できる。

【００１８】

【実施例】以下に説明する本発明の加速度センサの製造
方法は、１枚の基板（ウェハ）から形成され、第１導電
型のシリコンウェハ（第１導電型半導体基板）の表面
に、低濃度不純物として、第２導電型半導体層を梁の厚
み分成長させた基板を、電解エッチングにより、裏面か
ら低濃度不純物層である第２導電型半導体層に達する空
洞部を形成して、その空洞部の上方に梁を形成し、その
空洞部内に金属メッキにより重り部を形成することによ
り、重り部が梁にのみ支持された構造体を形成するもの
である。

【００１９】図１に基づいて本発明の加速度センサの製
造方法の一実施例について説明する。図１は、製造工程
を示した断面図である。（ａ）は、エピタキシャル成長
工程を示す断面図で、基板である第１導電型半導体基板
１１（Ｐ型シリコン基板）上に第２導電型半導体層１２
（Ｎ型の単結晶シリコン）を10μm 程度エピタキシャル
成長させて基板１３を形成する。この第２導電型半導体
層１２（Ｎ型の単結晶シリコン）が重り部を支える梁と
なるため、梁の厚みを変更する場合には、この第２導電
型半導体層１２の厚さを変更すればよい。

【００２０】次に、（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗形
成用マスクとなるレジストマスク１４を形成する。但
し、このマスクはレジストマスクに限ったものではな
く、シリコン酸化膜等の薄膜をマスクとしてもよい。

【００２１】次に、（ｃ）に示すように、第２導電型半
導体層１２の所定箇所にピエゾ抵抗１５を形成する。ピ
エゾ抵抗１５としては、不純物抵抗を用いる。ピエゾ抵
抗１５の感度の温度特性を零にするための不純物濃度
は、表面濃度で、略10×(18)個/cm³と、略10×(20)個/c
m³であるが、抵抗値、感度の点より、略10×(18)個/cm³
が望ましい。実際には、ボロン（Ｂ）等を第２導電型半
導体層１２上にイオン注入して形成する。イオン注入に
限らず、拡散で形成してもよい。

【００２２】次に、（ｄ）に示すように、ピエゾ抵抗１
５の上部を開口したシリコン酸化膜１６を形成し、その
開口で、ピエゾ抵抗１５と接触する金属配線１７を形成
する。金属配線１７には、金等の線材が望ましい。スパ
ッタ等により形成し、イオンミリング、ＲＩＥ等により
パターニングする。王水等による湿式エッチングによる
パターニングでもよい。

【００２３】さらに、（ｅ）に示す工程は、基板１３の
裏面の空洞部を電解エッチングにより形成する際のエッ
チングマスクの形成工程である。基板１３の表面及び裏
面にシリコン窒化膜（Si₃N₄膜）８ａ，８ｂを1000Åの
厚さに形成する。この時、エッチング時に、基板１３の
表面側の金属配線１７を保護するため、基板１３の表面
側にも、シリコン窒化膜８ａを形成しておく。そして、
基板１３の裏面の空洞部形成箇所に形成されたシリコン
窒化膜８ｂを除去して第１導電型半導体基板１１の裏面
を露出させる。シリコン窒化膜８ｂのエッチングは、イ
オンミリング、または、プラズマエッチング、または、
熱リン酸溶液によりエッチングする。

【００２４】次に、（ｆ）に示すように、KOH 等のシリ
コンエッチング液により、基板１３（第１導電型半導体
基板１１）を裏面から堀り抜き、第２導電型半導体層１
２でエッチングストップさせる。ここで、選択的に第２
導電型半導体層１２を残すために、ｐ−ｎ接合をエッチ
ストッパとして用いる電解エッチングを用いてエッチン
グを行う。

【００２５】電解エッチングの方法について図２に基づ
いて説明する。但し、マスク等は図示を省略する。図２
に示すように、梁となるＮ型の第２導電型半導体層１２
が、Ｐ型の第１導電型半導体基板１１に対して正となる
ように電圧を電圧源１８により印加する。これにより、
ｐ−ｎ接合に逆方向電圧が印加されるので、電流はほと
んど流れない。この状態で、基板１３をKOH 水溶液２０
中に入れる。第１導電型半導体基板１１を構成するＰ型
シリコンがエッチングされ、Ｎ型の第２導電型半導体層
１２に到達すると、Ｎ型シリコンに直接電圧がかかるの
で、パッシベーション膜が形成されて、エッチングスト
ップとなる。また、ピエゾ抵抗は、高濃度にボロン等の
不純物がドープされてＰ⁺層となっておりエッチストッ
プ層となるため、エッチングされない。エッチング溶液
には、KOH 水溶液またはCsOH水溶液等を用いる。エッチ
ング時、基板１３の表面に形成された金属配線１７の保
護が必要となるが、前工程のシリコン窒化膜８ａを除去
せずに残しておくことにより、金属配線１７を保護膜す
ることができる。保護膜を形成する代わりに、治具１０
等を基板１３の表面にあててエッチング液に触れないよ
うにしてエッチングする方法もある。以上に説明したエ
ッチング工程により、図１（ｆ）に示すように、空洞部
２１及び梁２２が形成される。その後、シリコン窒化膜
８ａ，８ｂを除去しておく。

【００２６】次に、図１（ｇ）に示すように、梁２２と
重り部との接続部の周囲に、レジストパターン２３を形
成する。このレジストパターン２３は、重り部を形成し
た後、除去される犠牲層となる。レジストパターン２３
を構成するレジストとしては、粘性の高い厚塗り用レジ
ストで、10μm 程度に塗布できるものを使用し、重り部
と梁２２の接合部のみを残し、基板１３の裏面に全面塗
布する。犠牲層には、ポリSi、SiO₂を減圧ＣＶＤ、プラ
ズマＣＶＤ等により堆積させ、後工程でエッチング除去
するのが一般的で、この方法では、この犠牲層を基板内
に部分的に島状に形成するために、レジストパターンを
形成し、エッチングによって犠牲層となる部分のみを残
す、いわゆる、フォトリソグラフィ工程が必要である。
本発明では、犠牲層として薄膜を用いる代わりに、レジ
ストパターン２３を用いている。このため、従来、犠牲
層を形成するのに必要であった成膜工程が不要となる。

【００２７】また、従来は犠牲層を除去するのに、化学
的エッチングを用いていたため、金属配線１７等に与え
る影響が無視できなかったが、レジストを犠牲層として
用いる場合、現像もしくは硝酸系のレジスト剥離液によ
り簡単に除去でき、また、金属配線１７等に及ぼす影響
はないため、素子の歩留りを向上させることができる。

【００２８】次に、（ｈ）に示すように、基板１３の空
洞部２１内に、重り部の型枠用の金属薄膜２４を形成す
る。金属薄膜２４としては、アルミニウムまたはクロム
を1000〜2000Å程度蒸着装置により形成する。

【００２９】さらに、（ｉ）に示すように、金属薄膜２
４の表面に金属メッキを施して重り部２５を形成する。
重り部２５を金属メッキにより形成する利点は、同じサ
イズの重り部をシリコンで形成した場合に比べ、シリコ
ンより比重の大きい材料を用いることにより、重い重り
部を形成することができる点である。加速度センサで
は、いかに、重り部を重く、また、いかに、梁を薄くで
きるかによって、感度が決定されるため、この方法によ
れば、従来のチップサイズでも高感度のものが形成でき
る。

【００３０】金属被覆法には、１）電気メッキ法、２）
溶融浸積メッキ法、３）金属溶射法等があるが、電気メ
ッキ方法が望ましい。この電気メッキ方法では、前工程
で形成した金属薄膜２４を陰極として、金属の塩類水溶
液中に浸して電気メッキする。耐蝕性のよい金属を陽極
として電気分解すると、陰極の金属薄膜２４を形成した
部分のみに金属メッキが施される。この金属メッキの材
料には、Ni、Cr、Cd、Sn、Zn、黄銅などを用いる。基板
１３の表面には、金属配線１７等が形成されているた
め、メッキが形成されないように表面もレジスト等で表
面保護をしておくのが望ましい。

【００３１】最後に、（ｊ）に示すように、犠牲層であ
るレジストパターン２３を除去する。前述したように、
犠牲層を構成する材料として、レジストを用いたため、
エッチング除去の必要はない。現像液もしくは硝酸系の
レジスト剥離溶液により除去することができる。この工
程により金属メッキで構成された重り部２５は、周辺の
シリコンで構成された、第１導電型半導体基板１１の部
分から分離され、梁２２にのみ支持されることになる。

【００３２】図３に基づいて本発明の半導体装置の製造
方法のさらに異なる実施例について説明する。本実施例
の加速度センサは、基板と第１導電型半導体基板とを接
合して形成する。基板は重り部となる基板で、第１導電
型半導体基板は、梁部となる基板である。基板と第１導
電型半導体基板は、直接接合により貼り合わされ、第１
導電型半導体基板は、電解エッチングまたは異方性エッ
チングによりダイヤフラム状にエッチングされ、基板
は、異方性エッチングにより重り部がその周囲のシリコ
ン基板部分から分離され梁部に支持された構造体が作成
される。

【００３３】まず、（ａ）に示すように、基板２６の全
面に、KOH 等による異方性エッチング用のマスクとなる
シリコン窒化膜２７（Si₃N₄）を減圧CVD により1000Å
形成して、梁部と重り部との接合面となる部分の周囲を
開口する。この時、基板２６の両面を同時にパターニン
グする。次工程の異方性エッチングは、短時間のエッチ
ングのため、シリコン酸化膜（SiO₂）をマスクに使用し
てもよい。シリコン窒化膜２７は、RIE 、イオンミリン
グ等によりパターニングされる。ここで、基板２６の両
面を同時にパターニングするのは、直接接合後のマスク
パターン位置合わせを容易にするためである。

【００３４】次に、（ｂ）に示すように、KOH 等のエッ
チング溶液により基板２６の両面を10μm 程度の深さに
エッチングして凹部２６ａを形成した後、（ｃ）に示す
ように、基板２６の接合面のシリコン窒化膜２７のみを
イオンミリング、または、プラズマエッチング、また
は、熱リン酸溶液によりエッチングする。裏面のシリコ
ン窒化膜は、後工程での異方性エッチングのマスクとな
るため、耐アルカリ性で厚塗り用レジストを 4μm 以上
塗布して裏面を保護しながらエッチングする。

【００３５】次に、梁部となる第１導電型半導体基板の
直接接合工程までの製造方法について説明する。まず、
（ｄ）に示すように、第１導電型半導体基板２８の一方
の面に逆導電型半導体層２９を形成する。具体的には、
Ｐ型シリコン基板上にＮ型の単結晶シリコンを10μm 程
度成長させる。このＮ型のエピタキシャル層である逆導
電型半導体層２９が重り部を支持する梁部となるため、
梁部の厚さを変更する場合には逆導電型半導体層２９の
厚さを変更すればよい。

【００３６】次に、（ｅ）に示すように、逆導電型半導
体層２９の表面に、レジストマスク３０を形成して、半
導体素子であるピエゾ抵抗形成箇所を開口する。レジス
トマスクに限ったものではなく、シリコン酸化膜等の薄
膜をマスクとしてもよい。

【００３７】次に、（ｆ）に示すように、レジストマス
ク３０の開口箇所の逆導電型半導体層２９上に半導体素
子を形成する。この半導体素子として、ピエゾ抵抗３１
を用いる。ピエゾ抵抗については、不純物抵抗を用い
る。不純物抵抗を用いた場合に、感度の温度特性を零に
する不純物濃度は、表面濃度で10×(18)個/cm³と10×(2
0)個/cm³であるが、抵抗値、感度の点より、10×(18)個
/cm³が望ましい。実際には、ボロン（Ｂ）等をＮ型単結
晶シリコンで形成された逆導電型半導体層２９上にイオ
ン注入して形成する。イオン注入に限らず拡散で形成し
てもよい。

【００３８】次に、（ｇ）に示すように、基板２６と第
１導電型半導体基板２８とを、基板２６に逆導電型半導
体層２９が接するように貼り合わせ、1200℃以上の炉で
直接接合する。

【００３９】さらに、（ｈ）に示すように、電解エッチ
ングにより第１導電型半導体基板２８を除去する。電解
エッチングは、図２に示した方法と同様に行う。電解エ
ッチングは、pn接合をエッチストッパとしており、高濃
度ボロン添加のときのような内部応力の問題もなく、低
濃度のｎ型シリコン薄膜を形成できるため、この領域に
ピエゾ抵抗を形成することは可能である。エッチング溶
液には、KOH 水溶液またはCsOH水溶液等を用いる。エッ
チング時には、エッチング除去する第１導電型半導体基
板２８のみを残して、基板２６の裏面をシリコン窒化膜
等で保護しておいてもよい。

【００４０】次に、（ｉ）に示すように、逆導電型半導
体層２９上に絶縁膜３２を形成し、ピエゾ抵抗３１の上
方を開口して、金属配線３３を形成する。金属配線に
は、金等が望ましい。スパッタ等により均等の層を形成
し、イオンミリング、RIE 等によりパターニングする。
王水等による湿式エッチングによるパターニングでもよ
い。

【００４１】最後に、（ｊ）に示すように、KOH 等によ
り基板２６の裏面から異方性エッチングを行う。このと
き、ピエゾ抵抗３１が形成された表面側は、シリコン窒
化膜または治具などにより保護される。エッチング溝
は、接合面に形成された凹部に達し、重り部３３４が基
板２６から分離され、梁部３５に支持された３軸加速度
センサが作成される。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項３記載の加速度センサの製造方法、及び、請求項４
記載の加速度センサによれば、重り部をシリコンより比
重が大きい金属で構成したことにより、同じ大きさの重
り部の場合、高感度の加速度センサを形成できる。

【００４３】また、請求項１乃至請求項３記載の加速度
センサの製造方法によれば、Si-Siの直接接合、歩留り
の低い、接合面の平坦化工程が不要となる。

【００４４】請求項２記載の加速度センサの製造方法
は、従来２枚のウェハを必要としていたプロセスを１枚
のウェハで形成できるため、コストを下げることがで
き、従来、プロセスで歩留りを下げていた梁形成工程
で、電解エッチングにより梁を形成することにより、歩
留りを向上させることを可能とするものである。また、
複雑であったプロセスの簡単化を可能とするものであ
る。

【００４５】請求項３記載の加速度センサの製造方法
は、従来２枚のウェハを必要としていたプロセスを１枚
のウェハで形成できるため、コストを下げることがで
き、従来、プロセスで歩留りを下げていた、犠牲層形成
工程及び梁形成工程を、レジストを犠牲層を構成する材
料として用いること、及び、電解エッチングにより梁を
形成することにより、歩留りを向上させることを可能と
するものである。また、複雑であったプロセスの簡単化
を可能とするものである。

【００４６】請求項５記載の加速度センサの製造方法に
よれば、梁部を形成するための犠牲層が不要となり、接
合面の犠牲層の平坦化が不要となったため、高い歩留り
が期待される。また、梁部の形成では、従来は、研磨し
ていたため、厚みばらつきが大きかったが、ｐｎ接合を
利用した電解エッチングによりばらつきが小さく、再現
性の良い梁の形成を可能にするものである。また、半導
体素子を、基板と第１導電型半導体基板との接合前に形
成するので、梁部の反りを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加速度センサの製造方法の一実施例を
示す断面図である。

【図２】電解エッチングの方法を示す説明図である。

【図３】本発明の加速度センサの製造方法の一実施例を
示す断面図である。

【図４】加速度センサの方式を示す説明図である。

【図５】従来の加速度センサの一例を示す斜視図であ
る。

【図６】従来の加速度センサの一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１１第１導電型半導体基板（基板）１２第２導電型半導体層２１空洞部２２梁２３レジストパターン（犠牲層）２４金属薄膜２５重り部２６基板２８第１導電型半導体基板２９逆導電型半導体層３１ピエゾ抵抗（半導体素子）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、その基板上に形成された梁と、
その梁の一方の面に固着された重り部とを備えた、加速
度センサの製造方法であって、前記基板に支持された前
記梁の一方の面の、少なくとも前記梁と前記重り部の接
続部を除く所定領域に犠牲層を形成する工程と、前記梁
と前記重り部の接続部の周辺の前記犠牲層の表面及び側
面に、金属薄膜を形成する工程と、その金属薄膜の表面
に金属メッキを施す工程と、前記犠牲層を除去する工程
とを備えたことを特徴とする、加速度センサの製造方
法。
【請求項２】基板と、その基板上に形成された梁と、
その梁の一方の面に固着された重り部とを備えた、加速
度センサの製造方法であって、前記基板である第１導電
型半導体基板の表面に、前記梁となる第２導電型半導体
層を成長させる工程と、前記第１導電型半導体基板の裏
面から前記第２導電型半導体層に達するまで電解エッチ
ングを行って空洞部を形成する工程と、前記空洞部上方
の梁の裏面の、少なくとも前記梁と前記重り部の接続部
を除く所定領域に犠牲層を形成する工程と、前記梁と前
記重り部の接続部の周辺の前記犠牲層の表面及び側面
に、前記重り部の一部となる金属薄膜を形成する工程
と、その金属薄膜の表面に金属メッキを施す工程と、前
記犠牲層を除去する工程とを備えたことを特徴とする、
加速度センサの製造方法。
【請求項３】前記犠牲層がレジストで構成されている
ことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の加速
度センサの製造方法。
【請求項４】基板と、その基板上に形成された梁と、
その梁の一方の面に固着された重り部とを備えた加速度
センサであって、前記重り部がシリコンより比重の大き
い金属で形成されていることを特徴とする加速度セン
サ。
【請求項５】加速度センサの製造方法であって、第１
導電型半導体基板上に積層した逆導電型半導体層に半導
体素子を形成する工程と、半導体素子を形成した後に、
前記逆導電型半導体層が基板に接するように、前記基板
と前記第１導電型半導体基板とを貼り合わせる工程と、
前記第１導電型半導体基板をエッチング除去する工程と
を備えたことを特徴とする加速度センサの製造方法。