JPH1012896A - センサの製造方法 - Google Patents
センサの製造方法Info
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- JPH1012896A JPH1012896A JP9059798A JP5979897A JPH1012896A JP H1012896 A JPH1012896 A JP H1012896A JP 9059798 A JP9059798 A JP 9059798A JP 5979897 A JP5979897 A JP 5979897A JP H1012896 A JPH1012896 A JP H1012896A
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- sensor
- fingers
- mass
- vibrating mass
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- G01—MEASURING; TESTING
- 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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- 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
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- G01—MEASURING; TESTING
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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
- 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
- G01P2015/0808—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/0811—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0814—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動および固定櫛構造間の短絡を防止し、容
量を増大し、しかも大型化を招かないセンサの製造方法
を提供する。 【解決手段】 センサ（１００）の製造方法は、基板
（２００）を用意する段階と、基板（２００）を覆う固
定櫛型構造（１１７，１１８）を設ける段階と、基板
（２００）を覆い基板（２００）および固定櫛型構造
（１１７，１１８）に対して移動可能な可動振動質量
（１０１）を設ける段階と、固定櫛型構造（１１７，１
１８）と可動振動質量（１０１）との間に誘電体層（５
００，８００）を設ける段階とを含む。誘電体層（５０
０）は、センサ（１００）の感度を高め、可動振動質量
（１０１）が固定櫛型構造（１１７，１１８）と短絡す
るのを防止する。
量を増大し、しかも大型化を招かないセンサの製造方法
を提供する。 【解決手段】 センサ（１００）の製造方法は、基板
（２００）を用意する段階と、基板（２００）を覆う固
定櫛型構造（１１７，１１８）を設ける段階と、基板
（２００）を覆い基板（２００）および固定櫛型構造
（１１７，１１８）に対して移動可能な可動振動質量
（１０１）を設ける段階と、固定櫛型構造（１１７，１
１８）と可動振動質量（１０１）との間に誘電体層（５
００，８００）を設ける段階とを含む。誘電体層（５０
０）は、センサ（１００）の感度を高め、可動振動質量
（１０１）が固定櫛型構造（１１７，１１８）と短絡す
るのを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、センサ
に関し、更に特定すれば、センサの製造方法に関するも
のである。
に関し、更に特定すれば、センサの製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】自動車、航空機、および消費者向け電子
機器に適用するための、航行制御およびそのほかの制御
システムの開発により、安価なセンサ技術に対する要求
が急速に高まりつつある。半導体処理技術は、加速度計
やその他の変換器のような安価なセンサを微細加工する
能力を提供するものである。これら微細加工されたセン
サは、典型的に、可動構造と固定構造とを有し、交互櫛
型構造(interdigitated comb-typedesign)を有する。例
えば、微細加工された加速度計では、可動櫛構造のフィ
ンガが、固定櫛構造のフィンガの間に交互に差し込まれ
ている。
機器に適用するための、航行制御およびそのほかの制御
システムの開発により、安価なセンサ技術に対する要求
が急速に高まりつつある。半導体処理技術は、加速度計
やその他の変換器のような安価なセンサを微細加工する
能力を提供するものである。これら微細加工されたセン
サは、典型的に、可動構造と固定構造とを有し、交互櫛
型構造(interdigitated comb-typedesign)を有する。例
えば、微細加工された加速度計では、可動櫛構造のフィ
ンガが、固定櫛構造のフィンガの間に交互に差し込まれ
ている。
【０００３】動作の間、可動櫛構造は加速度即ち速度変
化に応答して、固定櫛構造から遠ざかるように、または
それに向かって撓む。可動および固定櫛構造間の距離が
変化すると、可動および固定櫛構造間の容量も変化し、
この容量変化が加速度の測定値となる。しかしながら、
加速度計が衝突や衝撃の間に遭遇するような大きな加速
度を受けると、可動櫛構造は、そのフィンガが物理的に
固定櫛構造のフィンガと接触する程に撓むことがあり、
この物理的な接触が、可動および固定櫛構造間に望まし
くない短絡回路を形成することになる。
化に応答して、固定櫛構造から遠ざかるように、または
それに向かって撓む。可動および固定櫛構造間の距離が
変化すると、可動および固定櫛構造間の容量も変化し、
この容量変化が加速度の測定値となる。しかしながら、
加速度計が衝突や衝撃の間に遭遇するような大きな加速
度を受けると、可動櫛構造は、そのフィンガが物理的に
固定櫛構造のフィンガと接触する程に撓むことがあり、
この物理的な接触が、可動および固定櫛構造間に望まし
くない短絡回路を形成することになる。
【０００４】更に、可動および固定櫛構造間で測定され
る容量は、しばしば極度に小さいことがある。特に、櫛
構造を製造する際に、表面微細加工技術を用いた場合に
起こる。この小さい容量は、部分的には、表面微細加工
技術に固有の垂直処理における限界によるものである。
小さな容量は、測定が難しく、しかも微細加工センサの
適用可能性を制限する。微細加工センサを拡大して測定
容量を大きくすることも可能であるが、微細加工センサ
を大きくすれば、シリコン・ウエハ上で占有する面積が
広くなり、製造歩留まり低下の潜在可能性を高めること
になる。
る容量は、しばしば極度に小さいことがある。特に、櫛
構造を製造する際に、表面微細加工技術を用いた場合に
起こる。この小さい容量は、部分的には、表面微細加工
技術に固有の垂直処理における限界によるものである。
小さな容量は、測定が難しく、しかも微細加工センサの
適用可能性を制限する。微細加工センサを拡大して測定
容量を大きくすることも可能であるが、微細加工センサ
を大きくすれば、シリコン・ウエハ上で占有する面積が
広くなり、製造歩留まり低下の潜在可能性を高めること
になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、可動およ
び固定櫛構造の短絡を防止するだけでなく、可動および
固定櫛構造間の容量を増大し、しかもセンサの大型化を
招かないセンサが必要とされている。かかるセンサの製
造方法は、費用効率的でなければならず、既存の半導体
処理技術と共存性がなければならず、更にセンサ製造の
サイクル・タイムをあまり増大するものであってはなら
ない。
び固定櫛構造の短絡を防止するだけでなく、可動および
固定櫛構造間の容量を増大し、しかもセンサの大型化を
招かないセンサが必要とされている。かかるセンサの製
造方法は、費用効率的でなければならず、既存の半導体
処理技術と共存性がなければならず、更にセンサ製造の
サイクル・タイムをあまり増大するものであってはなら
ない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるセンサの製
造方法は、基板を用意する段階と、基板を覆う固定櫛型
構造を設ける段階と、基板を覆いかつ基板および固定櫛
型構造に対して移動可能な可動振動質量を設ける段階
と、固定櫛型構造と可動振動質量との間に誘電体層を設
ける段階とを含む。誘電体層は、センサの感度を高め、
可動振動質量が固定櫛型構造と短絡するのを防止する。
造方法は、基板を用意する段階と、基板を覆う固定櫛型
構造を設ける段階と、基板を覆いかつ基板および固定櫛
型構造に対して移動可能な可動振動質量を設ける段階
と、固定櫛型構造と可動振動質量との間に誘電体層を設
ける段階とを含む。誘電体層は、センサの感度を高め、
可動振動質量が固定櫛型構造と短絡するのを防止する。
【０００７】
【発明の実施の形態】これより図面を参照しながら本発
明を詳細に説明する。図１は、センサ１００の一実施例
の部分平面図である。センサ１００は、２つの導電性構
造、即ち、構造１１７，１１８を含む。構造１１７は、
櫛状フィンガ１０８，１０９，１１０を有し、これらは
アンカー１１５によって互いに電気的に結合されてい
る。同様に、構造１１８は櫛状フィンガ１１１，１１
２，１１３を有し、これらもアンカー１１６によって互
いに電気的に結合されている。櫛状フィンガ１０８，１
０９，１１０，１１１，１１２，１１３は、それぞれの
アンカーによって、基板２００（図２に示す）上に支持
されている。
明を詳細に説明する。図１は、センサ１００の一実施例
の部分平面図である。センサ１００は、２つの導電性構
造、即ち、構造１１７，１１８を含む。構造１１７は、
櫛状フィンガ１０８，１０９，１１０を有し、これらは
アンカー１１５によって互いに電気的に結合されてい
る。同様に、構造１１８は櫛状フィンガ１１１，１１
２，１１３を有し、これらもアンカー１１６によって互
いに電気的に結合されている。櫛状フィンガ１０８，１
０９，１１０，１１１，１１２，１１３は、それぞれの
アンカーによって、基板２００（図２に示す）上に支持
されている。
【０００８】櫛状フィンガ１０８，１０９，１１０，１
１１，１１２，１１３は、非常に堅牢かつ安定で、セン
サ１００の様々な動作条件下でも基板２００に対して固
定的でなければならない。櫛状フィンガの長さを長くす
れば、センサ１００の感度は高まる。しかしながら、ほ
ぼ平面で堅牢な構造を得るには、櫛状フィンガの長さを
長くする程、櫛状フィンガの幅を広げ、櫛状フィンガの
高さも高くしなければならないため、より多くの空間が
必要となる。センサ１００の使い勝手を良くするために
は、櫛状フィンガ１０８，１０９，１１０，１１１，１
１２，１１３は、サイズおよび形状を同様にすることが
好ましい。したがって、櫛状フィンガ１０８，１０９，
１１０，１１１，１１２，１１３の具体的な寸法は、機
械的設計分析を用いて最適化し、センサの感度を高め、
しかもセンサを小型化することが好ましい。一例とし
て、櫛状フィンガ１０８，１０９，１１０，１１１，１
１２，１１３は、各々、軸１５０に沿った幅が約２ミク
ロン、 高さが約２ミクロン、長さが約１００ないし３０
０ミクロンとする。
１１，１１２，１１３は、非常に堅牢かつ安定で、セン
サ１００の様々な動作条件下でも基板２００に対して固
定的でなければならない。櫛状フィンガの長さを長くす
れば、センサ１００の感度は高まる。しかしながら、ほ
ぼ平面で堅牢な構造を得るには、櫛状フィンガの長さを
長くする程、櫛状フィンガの幅を広げ、櫛状フィンガの
高さも高くしなければならないため、より多くの空間が
必要となる。センサ１００の使い勝手を良くするために
は、櫛状フィンガ１０８，１０９，１１０，１１１，１
１２，１１３は、サイズおよび形状を同様にすることが
好ましい。したがって、櫛状フィンガ１０８，１０９，
１１０，１１１，１１２，１１３の具体的な寸法は、機
械的設計分析を用いて最適化し、センサの感度を高め、
しかもセンサを小型化することが好ましい。一例とし
て、櫛状フィンガ１０８，１０９，１１０，１１１，１
１２，１１３は、各々、軸１５０に沿った幅が約２ミク
ロン、 高さが約２ミクロン、長さが約１００ないし３０
０ミクロンとする。
【０００９】図１に示すように、センサ１００は、ほか
の導電性構造、即ち、中央または振動質量(seismic mas
s)１０１も含む。振動質量１０１は、振動質量フィンガ
１０５，１０６，１０７を含み、これらは、構造１１
７，１１８の櫛状フィンガ間に差し込まれている。即
ち、振動質量フィンガ１０５は、部分的に櫛状フィンガ
１０８，１１１間に位置し、振動質量フィンガ１０６
は、部分的に櫛状フィンガ１０９，１１２間に位置し、
振動質量フィンガ１０７は、部分的に櫛状フィンガ１１
０，１１３間に位置している。
の導電性構造、即ち、中央または振動質量(seismic mas
s)１０１も含む。振動質量１０１は、振動質量フィンガ
１０５，１０６，１０７を含み、これらは、構造１１
７，１１８の櫛状フィンガ間に差し込まれている。即
ち、振動質量フィンガ１０５は、部分的に櫛状フィンガ
１０８，１１１間に位置し、振動質量フィンガ１０６
は、部分的に櫛状フィンガ１０９，１１２間に位置し、
振動質量フィンガ１０７は、部分的に櫛状フィンガ１１
０，１１３間に位置している。
【００１０】振動質量１０１の具体的な寸法は、ほぼ平
面構造を生成するために必要とされる半導体処理技術の
能力によって決まり、また、様々な動作条件下において
センサ１００に要求される構造的安定性によっても決ま
る。例えば、振動質量１０１は、軸１５０に沿った長さ
が約５００ないし１，５００ミクロン、幅が約３０ない
し５０ミクロン、厚さが約２ミクロンとすれば、振動性
質量１０１を非常に堅牢に保つことができる。
面構造を生成するために必要とされる半導体処理技術の
能力によって決まり、また、様々な動作条件下において
センサ１００に要求される構造的安定性によっても決ま
る。例えば、振動質量１０１は、軸１５０に沿った長さ
が約５００ないし１，５００ミクロン、幅が約３０ない
し５０ミクロン、厚さが約２ミクロンとすれば、振動性
質量１０１を非常に堅牢に保つことができる。
【００１１】また、センサ１００の感度およびサイズを
最適化するために、約５０ないし２００個のフィンガを
有することも可能である。振動質量フィンガの数を増や
し、振動質量フィンガ各々のサイズを大きくすれば、セ
ンサ１００の感度が高まるが、センサ１００の大型化を
招くことにもなる。好ましくは、振動質量フィンガ１０
５，１０６，１０７の各々を、軸１５０に沿った幅が約
２ミクロン、高さが約２ミクロン、長さが約１００ない
し３００ミクロンとすれば、振動質量１０１の残りの部
分に対して、フィンガをほぼ固定的に保持することがで
きる。振動質量フィンガ１０５，１０６，１０７は、各
々、約１ないし２ミクロン程、構造１１７，１１８の隣
接する櫛状フィンガから分離すると、センサ１００の感
度およびサイズが最適化される。振動質量フィンガと櫛
状フィンガとの間の間隔を広げる程、感度が低下するだ
けでなく、センサ１００自体も大型化することになる。
最適化するために、約５０ないし２００個のフィンガを
有することも可能である。振動質量フィンガの数を増や
し、振動質量フィンガ各々のサイズを大きくすれば、セ
ンサ１００の感度が高まるが、センサ１００の大型化を
招くことにもなる。好ましくは、振動質量フィンガ１０
５，１０６，１０７の各々を、軸１５０に沿った幅が約
２ミクロン、高さが約２ミクロン、長さが約１００ない
し３００ミクロンとすれば、振動質量１０１の残りの部
分に対して、フィンガをほぼ固定的に保持することがで
きる。振動質量フィンガ１０５，１０６，１０７は、各
々、約１ないし２ミクロン程、構造１１７，１１８の隣
接する櫛状フィンガから分離すると、センサ１００の感
度およびサイズが最適化される。振動質量フィンガと櫛
状フィンガとの間の間隔を広げる程、感度が低下するだ
けでなく、センサ１００自体も大型化することになる。
【００１２】折り曲げビーム即ちアーム１０４が、振動
質量１０１の一方側をアンカー１０２，１０３に結合
し、折り曲げビーム即ちアーム１２０が、振動質量１０
１の反対側をアンカー１１４，１１９に結合する。アン
カー１０２，１０３，１１４，１１９は、基板２００上
でアーム１０４，１２０および振動質量１０１を支持す
る。アンカー１０２，１０３，１１４，１１９およびア
ーム１０４，１２０は弾性バネを形成し、振動質量１０
１の基板２００および構造１１７，１１８に対する移動
を可能にする。弾性バネは、アーム１０４，１２０およ
びアンカー１０２，１０３，１１４，１１９の構造的幾
何学的形状および物質特性の関数であるバネ定数を有す
る。一例として、約３ないし５ニュートン／メートルの
バネ定数を得るには、アーム１０４は、長さが約１３０
ないし１７０ミクロン、高さおよび幅が各々約２ミクロ
ンであり、アンカー１０２，１０３は、たがいに約３０
ないし５０ミクロン離間され、振動質量１０１の中央部
即ち主要部からは約１０ないし３０ミクロン離間され
る。
質量１０１の一方側をアンカー１０２，１０３に結合
し、折り曲げビーム即ちアーム１２０が、振動質量１０
１の反対側をアンカー１１４，１１９に結合する。アン
カー１０２，１０３，１１４，１１９は、基板２００上
でアーム１０４，１２０および振動質量１０１を支持す
る。アンカー１０２，１０３，１１４，１１９およびア
ーム１０４，１２０は弾性バネを形成し、振動質量１０
１の基板２００および構造１１７，１１８に対する移動
を可能にする。弾性バネは、アーム１０４，１２０およ
びアンカー１０２，１０３，１１４，１１９の構造的幾
何学的形状および物質特性の関数であるバネ定数を有す
る。一例として、約３ないし５ニュートン／メートルの
バネ定数を得るには、アーム１０４は、長さが約１３０
ないし１７０ミクロン、高さおよび幅が各々約２ミクロ
ンであり、アンカー１０２，１０３は、たがいに約３０
ないし５０ミクロン離間され、振動質量１０１の中央部
即ち主要部からは約１０ないし３０ミクロン離間され
る。
【００１３】振動質量１０１は、基板２００の面に沿っ
た加速度即ち速度変化に応答して、軸１５０に沿って移
動する。通常の動作状態の下では、センサ１００には約
１ないし５ボルトのバイアスが、櫛状フィンガ１０８，
１０９，１１０，１１１，１１２，１１３および振動質
量フィンガ１０５，１０６，１０７にかかっており、こ
れらは、速度変化を測定するためのコンデンサ・プレー
トとして機能する。例えば、加速度即ち速度変化が、振
動質量１０１を軸１５０に沿って櫛状フィルタ１０８に
向かって移動させた場合、振動質量フィンガ１０５，１
０６，１０７は、それぞれ、櫛状フィンガ１０８，１０
９，１１０に向かって移動し、それぞれ、櫛状フィンガ
１１１，１１２，１１３から遠ざかるように移動する。
この移動の結果として、振動質量フィンガ１０５および
櫛状フィンガ１０８間、振動質量フィンガ１０６および
櫛状フィンガ１０９間、ならびに振動質量フィンガ１０
７および櫛状フィンガ１１０間の容量が増大する。更
に、振動質量フィンガ１０５および櫛状フィンガ１１１
間、振動質量フィンガ１０６および櫛状フィンガ１１２
間、ならびに振動質量フィンガ１０７および櫛状フィン
ガ１１３間の容量は減少する。したがって、振動質量フ
ィンガ１０５，１０６，１０７および櫛状フィンガ１０
８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３間の容量
差を測定することによって、速度変化を検出することが
できる。測定した容量差は、加速度にほぼ比例する。
た加速度即ち速度変化に応答して、軸１５０に沿って移
動する。通常の動作状態の下では、センサ１００には約
１ないし５ボルトのバイアスが、櫛状フィンガ１０８，
１０９，１１０，１１１，１１２，１１３および振動質
量フィンガ１０５，１０６，１０７にかかっており、こ
れらは、速度変化を測定するためのコンデンサ・プレー
トとして機能する。例えば、加速度即ち速度変化が、振
動質量１０１を軸１５０に沿って櫛状フィルタ１０８に
向かって移動させた場合、振動質量フィンガ１０５，１
０６，１０７は、それぞれ、櫛状フィンガ１０８，１０
９，１１０に向かって移動し、それぞれ、櫛状フィンガ
１１１，１１２，１１３から遠ざかるように移動する。
この移動の結果として、振動質量フィンガ１０５および
櫛状フィンガ１０８間、振動質量フィンガ１０６および
櫛状フィンガ１０９間、ならびに振動質量フィンガ１０
７および櫛状フィンガ１１０間の容量が増大する。更
に、振動質量フィンガ１０５および櫛状フィンガ１１１
間、振動質量フィンガ１０６および櫛状フィンガ１１２
間、ならびに振動質量フィンガ１０７および櫛状フィン
ガ１１３間の容量は減少する。したがって、振動質量フ
ィンガ１０５，１０６，１０７および櫛状フィンガ１０
８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３間の容量
差を測定することによって、速度変化を検出することが
できる。測定した容量差は、加速度にほぼ比例する。
【００１４】図１の実施例は、センサ１００の明確な説
明を容易に行うために、簡略化してあることは理解され
よう。例えば、当技術では既知ではあるが図１には示し
ていないものとして、移動を制限するための機械的停止
部、製造に役立てるホール、および静摩擦(stiction)を
防止するためのくぼみをセンサ１００に含ませることも
可能である。更に別の例として、センサ１００は、単一
基板上で、トランジスタ２５１（図２に示す）または集
積回路と組み合わせることも可能である。
明を容易に行うために、簡略化してあることは理解され
よう。例えば、当技術では既知ではあるが図１には示し
ていないものとして、移動を制限するための機械的停止
部、製造に役立てるホール、および静摩擦(stiction)を
防止するためのくぼみをセンサ１００に含ませることも
可能である。更に別の例として、センサ１００は、単一
基板上で、トランジスタ２５１（図２に示す）または集
積回路と組み合わせることも可能である。
【００１５】続いて次の３図面に移ると、図２、図３、
図４は、後続の３製造段階における、図１の基準線２−
２に沿った、センサ１００の一部の断面図を示す。尚、
これらの図で同一の参照番号は、同一素子を示すことは
理解されよう。
図４は、後続の３製造段階における、図１の基準線２−
２に沿った、センサ１００の一部の断面図を示す。尚、
これらの図で同一の参照番号は、同一素子を示すことは
理解されよう。
【００１６】図２、図３、図４は、２つの区分を含む。
第１区分は、振動質量１０１とアンカー１０４の部分を
示し、第２区分は、基板２００上でセンサ１００と集積
されるトランジスタ２５１を示す。先に述べたように、
センサ１００の説明を容易にするために、図１ではトラ
ンジスタ２５１は含まれていない。
第１区分は、振動質量１０１とアンカー１０４の部分を
示し、第２区分は、基板２００上でセンサ１００と集積
されるトランジスタ２５１を示す。先に述べたように、
センサ１００の説明を容易にするために、図１ではトラ
ンジスタ２５１は含まれていない。
【００１７】基板２００は、例えば、ｎ−型シリコンま
たはガリウム砒素から成る半導体基板である。シリコン
局所酸化（ＬＯＣＯＳ）プロセスを用いて、基板２００
上にフィールド酸化物２０１を形成する。次に、約２，
０００ないし３，０００オングストロームのシリコン窒
化物層２０２を、フィールド酸化物２０１および基板２
００上に、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）技法を用いて配
置即ち堆積する。続いて、フォトレジスト・エッチング
・マスクおよびフッ素を基本とした反応性イオン・エッ
チング・プロセスを用いて窒化シリコン層２０２にパタ
ーニングを行い、トランジスタ２５１の形成を容易にす
る。
たはガリウム砒素から成る半導体基板である。シリコン
局所酸化（ＬＯＣＯＳ）プロセスを用いて、基板２００
上にフィールド酸化物２０１を形成する。次に、約２，
０００ないし３，０００オングストロームのシリコン窒
化物層２０２を、フィールド酸化物２０１および基板２
００上に、低圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）技法を用いて配
置即ち堆積する。続いて、フォトレジスト・エッチング
・マスクおよびフッ素を基本とした反応性イオン・エッ
チング・プロセスを用いて窒化シリコン層２０２にパタ
ーニングを行い、トランジスタ２５１の形成を容易にす
る。
【００１８】事前ポリシリコン堆積清浄化工程に続い
て、化学蒸着（ＣＶＤ）技法を用いて、窒化シリコン層
２０２、フィールド酸化物２０１、および基板２００上
に、約３，０００ないし４，０００オングストロームの
ポリシリコン層２０３を設ける、即ち、形成する。塩素
を基本とする反応性イオン・エッチング技法を用いて、
現像したフォトレジスト層からのパターンをポリシリコ
ン層２０３に転移する。これは、センサ１００の相互接
続層として機能する。
て、化学蒸着（ＣＶＤ）技法を用いて、窒化シリコン層
２０２、フィールド酸化物２０１、および基板２００上
に、約３，０００ないし４，０００オングストロームの
ポリシリコン層２０３を設ける、即ち、形成する。塩素
を基本とする反応性イオン・エッチング技法を用いて、
現像したフォトレジスト層からのパターンをポリシリコ
ン層２０３に転移する。これは、センサ１００の相互接
続層として機能する。
【００１９】次に、約１５，０００ないし２５，０００
オングストロームの一時的層即ち犠牲層２０４を、ポリ
シリコン層２０３および窒化シリコン層２０２上に堆積
する。犠牲層２０４は、シリコン・ドーパントを含み、
ポリシリコンに対して選択的にエッチング可能な物質を
含有する。好適実施例では、犠牲層２０４はフォスフォ
シリケート・ガラス（ＰＳＧ）で構成するが、その理由
は後に述べる。好適実施例では、フッ化水素酸を基本と
するウエット・エッチャントを用いて、犠牲層２０４に
パターニングを行い、下地のポリシリコン層２０３の部
分を露出させる。フッ化水素酸を基本とするウエット・
エッチャントは、ポリシリコン層２０３をほとんどエッ
チングしない。
オングストロームの一時的層即ち犠牲層２０４を、ポリ
シリコン層２０３および窒化シリコン層２０２上に堆積
する。犠牲層２０４は、シリコン・ドーパントを含み、
ポリシリコンに対して選択的にエッチング可能な物質を
含有する。好適実施例では、犠牲層２０４はフォスフォ
シリケート・ガラス（ＰＳＧ）で構成するが、その理由
は後に述べる。好適実施例では、フッ化水素酸を基本と
するウエット・エッチャントを用いて、犠牲層２０４に
パターニングを行い、下地のポリシリコン層２０３の部
分を露出させる。フッ化水素酸を基本とするウエット・
エッチャントは、ポリシリコン層２０３をほとんどエッ
チングしない。
【００２０】次に、約１０，０００ないし２５，０００
オングストロームの第２ポリシリコン層２０５を、ＣＶ
Ｄ技法を用いて、犠牲層２０４およびポリシリコン層２
０３上に設ける。塩素を基本とした反応性イオン・エッ
チャントを用いて、ポリシリコン層２０５にエッチング
を行い、アンカー１１４と、上面２０６、上面２０６に
対向する底面２０７、および上面２０６および底面２０
７に隣接する側面２０８，２０９を有する振動質量１０
１とを形成する。ポリシリコン２０５のエッチング即ち
パターニングも開始し、トランジスタ２５１の一部とな
る接点２５０を形成する。
オングストロームの第２ポリシリコン層２０５を、ＣＶ
Ｄ技法を用いて、犠牲層２０４およびポリシリコン層２
０３上に設ける。塩素を基本とした反応性イオン・エッ
チャントを用いて、ポリシリコン層２０５にエッチング
を行い、アンカー１１４と、上面２０６、上面２０６に
対向する底面２０７、および上面２０６および底面２０
７に隣接する側面２０８，２０９を有する振動質量１０
１とを形成する。ポリシリコン２０５のエッチング即ち
パターニングも開始し、トランジスタ２５１の一部とな
る接点２５０を形成する。
【００２１】次に図３を参照する。約５，０００ないし
１５，０００オングストロームの第２一時的層即ち犠牲
層３００を、ポリシリコン層２０５および犠牲層２０４
上に共形的に(conformally) 堆積する。犠牲層３００
も、ＰＳＧで構成することが好ましい。続いて、摂氏約
１，０００ないし１，１００度（℃）の温度で約２ない
し５時間、アルゴンまたは窒素雰囲気中で、センサ１０
０にアニールを行う。犠牲層２０４，３００が双方とも
ＰＳＧで構成されている場合、アニール工程において、
犠牲層２０４，３００から燐がポリシリコン層２０３，
２０５に追い立てられ、ポリシリコン層２０３，２０５
内において、これらをドープし、電気的抵抗を低下さ
せ、応力を軽減する。
１５，０００オングストロームの第２一時的層即ち犠牲
層３００を、ポリシリコン層２０５および犠牲層２０４
上に共形的に(conformally) 堆積する。犠牲層３００
も、ＰＳＧで構成することが好ましい。続いて、摂氏約
１，０００ないし１，１００度（℃）の温度で約２ない
し５時間、アルゴンまたは窒素雰囲気中で、センサ１０
０にアニールを行う。犠牲層２０４，３００が双方とも
ＰＳＧで構成されている場合、アニール工程において、
犠牲層２０４，３００から燐がポリシリコン層２０３，
２０５に追い立てられ、ポリシリコン層２０３，２０５
内において、これらをドープし、電気的抵抗を低下さ
せ、応力を軽減する。
【００２２】接点２５０上に位置する犠牲層３００の部
分を除去し、約９９パーセントのアルミニウムと１パー
セントとのシリコンとから成る、１０，０００ないし３
０，０００オングストロームの層３０１を、接点２５０
のポリシリコン層２０５上にスパッタリング可能とす
る。フォトレジスト・エッチング・マスク、ならびに燐
酸、酢酸、硝酸、および脱イオン化水を用いることによ
って、層３０１にパターニングを行う。次いで、約３５
０ないし４５０℃の温度で、約１５ないし６０分、形成
ガス雰囲気において層３０１にアニールを行い、接点２
５０をトランジスタ２５１のオーミック金属接点に変形
する。更に、当技術では既知の半導体処理技法を用い
て、トランジスタ２５１の他の構造を作成する。
分を除去し、約９９パーセントのアルミニウムと１パー
セントとのシリコンとから成る、１０，０００ないし３
０，０００オングストロームの層３０１を、接点２５０
のポリシリコン層２０５上にスパッタリング可能とす
る。フォトレジスト・エッチング・マスク、ならびに燐
酸、酢酸、硝酸、および脱イオン化水を用いることによ
って、層３０１にパターニングを行う。次いで、約３５
０ないし４５０℃の温度で、約１５ないし６０分、形成
ガス雰囲気において層３０１にアニールを行い、接点２
５０をトランジスタ２５１のオーミック金属接点に変形
する。更に、当技術では既知の半導体処理技法を用い
て、トランジスタ２５１の他の構造を作成する。
【００２３】次に図４に移る。犠牲層２０４，３００を
除去して、振動質量１０１を解放する。犠牲層２０４，
３００を除去した後、振動質量１０１は拘束されないの
で、移動自在となる。犠牲層２０４，３００を双方とも
ＰＳＧを含むがこれに限定されない同様の物質で構成し
た場合、例えば、フッ化水素酸を基本とするウエット・
等方性エッチャントのような、単一のエッチャントを用
いれば、犠牲層２０４，３００双方とも除去可能であ
る。犠牲層２０４，３００双方の除去に単一のエッチャ
ントを用いることができれば、処理が簡略化され、セン
サ１００を製造するコストおよびサイクル・タイムの減
少が図られる。層３０１、ポリシリコン層２０３，２０
５、および窒化シリコン層２０２は、犠牲層２０４，３
００を除去するために使用するフッ化水素酸を基本とし
たウエット・エッチャントでは、ほとんどエッチングさ
れない。
除去して、振動質量１０１を解放する。犠牲層２０４，
３００を除去した後、振動質量１０１は拘束されないの
で、移動自在となる。犠牲層２０４，３００を双方とも
ＰＳＧを含むがこれに限定されない同様の物質で構成し
た場合、例えば、フッ化水素酸を基本とするウエット・
等方性エッチャントのような、単一のエッチャントを用
いれば、犠牲層２０４，３００双方とも除去可能であ
る。犠牲層２０４，３００双方の除去に単一のエッチャ
ントを用いることができれば、処理が簡略化され、セン
サ１００を製造するコストおよびサイクル・タイムの減
少が図られる。層３０１、ポリシリコン層２０３，２０
５、および窒化シリコン層２０２は、犠牲層２０４，３
００を除去するために使用するフッ化水素酸を基本とし
たウエット・エッチャントでは、ほとんどエッチングさ
れない。
【００２４】次の２つの図面に進む。図５および図６
は、図２、図３、図４に示した製造工程後における、図
１の基準線２−２に沿ったセンサ１００の前記部分の部
分断面図を示す。図５の実施例では、ＬＰＣＶＤまたは
プラスマ・エンハンス化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）技法を用
いて、窒化シリコン層２０２上および振動質量１０１の
表面２０６，２０７，２０８，２０９上に、約２００な
いし８００オングストロームの誘電体層５００を設け
る、即ち、共形的に堆積する。ＰＥＣＶＤ技法の方が好
ましいが、その理由は、こちらのほうが堆積温度が低い
ので、アルミニウムから成り高温で損傷を受ける可能性
のある接点２５０に損傷を与えないからである。したが
って、誘電体層５００は、約４５０℃未満の温度で堆積
することが好ましい。
は、図２、図３、図４に示した製造工程後における、図
１の基準線２−２に沿ったセンサ１００の前記部分の部
分断面図を示す。図５の実施例では、ＬＰＣＶＤまたは
プラスマ・エンハンス化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）技法を用
いて、窒化シリコン層２０２上および振動質量１０１の
表面２０６，２０７，２０８，２０９上に、約２００な
いし８００オングストロームの誘電体層５００を設け
る、即ち、共形的に堆積する。ＰＥＣＶＤ技法の方が好
ましいが、その理由は、こちらのほうが堆積温度が低い
ので、アルミニウムから成り高温で損傷を受ける可能性
のある接点２５０に損傷を与えないからである。したが
って、誘電体層５００は、約４５０℃未満の温度で堆積
することが好ましい。
【００２５】あるいは、例えば、タングステンのような
耐熱金属から成る金属層を、層３０１のアルミニウム・
シリコンの代わりに使用することができる。この実施例
では、ＬＰＣＶＤ技法のような、より高い温度での堆積
プロセスを用いて誘電体層５００を堆積すれば、接点２
５０に損傷を与えることはない。
耐熱金属から成る金属層を、層３０１のアルミニウム・
シリコンの代わりに使用することができる。この実施例
では、ＬＰＣＶＤ技法のような、より高い温度での堆積
プロセスを用いて誘電体層５００を堆積すれば、接点２
５０に損傷を与えることはない。
【００２６】図６において、異方性エッチング技法を用
いて、振動質量１０１の表面２０６および窒化シリコン
層２０２の部分から、誘電体層５００を除去する。この
異方性エッチング技法は、エッチング・マスクを使用せ
ず、自己整合プロセスである。この異方性エッチング技
法は、層３０１を露出させ、後に作成される相互接続線
（図示せず）に接点２５０（図４における）を結合可能
とするために必要となる。
いて、振動質量１０１の表面２０６および窒化シリコン
層２０２の部分から、誘電体層５００を除去する。この
異方性エッチング技法は、エッチング・マスクを使用せ
ず、自己整合プロセスである。この異方性エッチング技
法は、層３０１を露出させ、後に作成される相互接続線
（図示せず）に接点２５０（図４における）を結合可能
とするために必要となる。
【００２７】誘電体層５００が窒化シリコンまたは酸化
シリコンから成る場合、フッ素を基本とする反応性イオ
ン・エッチングを用いて、誘電体層５００の所望部分を
除去することができる。フッ素を基本とする反応性イオ
ン・エッチャントを用いるのが好ましいが、その理由
は、ポリシリコン層２０５に対して、誘電体層５００を
選択的にエッチングするからである。フッ素を基本とす
る反応性イオン・エッチャントは異方性であるので、誘
電体層５００の部分６００は、振動質量の表面２０７，
２０８，２０９上に残される。場合によっては、部分６
００は完全に、即ち、全体的に表面２０７，２０８，２
０９を覆う場合もある。誘電体層５００の残留部分６０
１は、窒化シリコン層２０２上に残る。これは、残留部
分６０１が振動質量１０１の直下にあり、異方性エッチ
ャントによるエッチングをほとんど受けないからであ
る。
シリコンから成る場合、フッ素を基本とする反応性イオ
ン・エッチングを用いて、誘電体層５００の所望部分を
除去することができる。フッ素を基本とする反応性イオ
ン・エッチャントを用いるのが好ましいが、その理由
は、ポリシリコン層２０５に対して、誘電体層５００を
選択的にエッチングするからである。フッ素を基本とす
る反応性イオン・エッチャントは異方性であるので、誘
電体層５００の部分６００は、振動質量の表面２０７，
２０８，２０９上に残される。場合によっては、部分６
００は完全に、即ち、全体的に表面２０７，２０８，２
０９を覆う場合もある。誘電体層５００の残留部分６０
１は、窒化シリコン層２０２上に残る。これは、残留部
分６０１が振動質量１０１の直下にあり、異方性エッチ
ャントによるエッチングをほとんど受けないからであ
る。
【００２８】図７は、図２、図３、図４、図５、および
図６の製造工程の後の、図１の基準線７−７に沿った、
センサ１００の一部の断面図を示す。図７は、櫛状フィ
ンガ１１３，１１０間の振動質量フィンガ１０７を示
す。図６の断面図と同様、図７は、振動質量フィンガ１
０７の表面２０７，２０８，２０９が、誘電体層５００
によって完全に被覆されたままとなっていることを示
す。
図６の製造工程の後の、図１の基準線７−７に沿った、
センサ１００の一部の断面図を示す。図７は、櫛状フィ
ンガ１１３，１１０間の振動質量フィンガ１０７を示
す。図６の断面図と同様、図７は、振動質量フィンガ１
０７の表面２０７，２０８，２０９が、誘電体層５００
によって完全に被覆されたままとなっていることを示
す。
【００２９】更に、櫛状フィンガ１１３は表面７０１を
有し、この表面７０１は、振動質量フィンガ１０７の表
面２０８に向かって面し、誘電体層５００の異方性エッ
チングの後、これも誘電体層５００に被覆されたままと
なっている。また、櫛状フィンガ１１３は、表面７０１
に隣接して位置する表面７００を有する。この表面７０
０は、振動質量フィンガ１０７および振動質量１０１か
ら遠ざかるように面し、誘電体層５００の異方性エッチ
ングの後露出され、誘電体層５００によって被覆されて
いない。
有し、この表面７０１は、振動質量フィンガ１０７の表
面２０８に向かって面し、誘電体層５００の異方性エッ
チングの後、これも誘電体層５００に被覆されたままと
なっている。また、櫛状フィンガ１１３は、表面７０１
に隣接して位置する表面７００を有する。この表面７０
０は、振動質量フィンガ１０７および振動質量１０１か
ら遠ざかるように面し、誘電体層５００の異方性エッチ
ングの後露出され、誘電体層５００によって被覆されて
いない。
【００３０】同様に、櫛状フィンガ１１０は表面７０３
を有し、この表面７０３は、振動質量フィンガ１０７の
表面２０９に向かって面し、誘電体層５００の異方性エ
ッチングの後、誘電体層５００に被覆されたままとなっ
ている。また、櫛状フィンガ１１０は、表面７０３に隣
接して位置する表面７０２を有する。この表面７０２
は、振動質量フィンガ１０７および振動質量１０１と離
れるように面し、誘電体層５００の異方性エッチングの
後露出され、誘電体層５００によって被覆されていな
い。
を有し、この表面７０３は、振動質量フィンガ１０７の
表面２０９に向かって面し、誘電体層５００の異方性エ
ッチングの後、誘電体層５００に被覆されたままとなっ
ている。また、櫛状フィンガ１１０は、表面７０３に隣
接して位置する表面７０２を有する。この表面７０２
は、振動質量フィンガ１０７および振動質量１０１と離
れるように面し、誘電体層５００の異方性エッチングの
後露出され、誘電体層５００によって被覆されていな
い。
【００３１】動作の間、基板２００の面に沿った加速度
即ち速度変化が振動質量を撓ませる即ち移動させると、
振動質量フィンガ１０７は、軸１５０に沿って、櫛状フ
ィンガ１１０，１１３に向かっておよび離れるように移
動する。速度変化が非常に大きく、振動質量フィンガ１
０７が櫛状フィンガ１１０または１１３に接触してしま
う場合、振動質量フィンガ１０７は、従来技術における
ように、櫛状フィンガ１１０または１１３と共に電気的
に短絡することはない。代わりに、振動質量フィンガ１
０７が櫛状フィンガ１１０または１１３と接触すると、
誘電体層５００が、振動質量フィンガ１０７と櫛状フィ
ンガ１１０または１１３との間に電気的絶縁層を設け、
電気的短絡を防止する。
即ち速度変化が振動質量を撓ませる即ち移動させると、
振動質量フィンガ１０７は、軸１５０に沿って、櫛状フ
ィンガ１１０，１１３に向かっておよび離れるように移
動する。速度変化が非常に大きく、振動質量フィンガ１
０７が櫛状フィンガ１１０または１１３に接触してしま
う場合、振動質量フィンガ１０７は、従来技術における
ように、櫛状フィンガ１１０または１１３と共に電気的
に短絡することはない。代わりに、振動質量フィンガ１
０７が櫛状フィンガ１１０または１１３と接触すると、
誘電体層５００が、振動質量フィンガ１０７と櫛状フィ
ンガ１１０または１１３との間に電気的絶縁層を設け、
電気的短絡を防止する。
【００３２】更に、２つのコンデンサ・プレート間に誘
電体層を設ける即ち挿入することによって、２枚のコン
デンサ・プレート間に空気しかない場合と比較して、コ
ンデンサの感度を高めることになる。したがって、電気
的絶縁を与えることに加えて、誘電体層５００は、セン
サ１００の感度を高めるため、より高い信号対ノイズ比
が得られる。
電体層を設ける即ち挿入することによって、２枚のコン
デンサ・プレート間に空気しかない場合と比較して、コ
ンデンサの感度を高めることになる。したがって、電気
的絶縁を与えることに加えて、誘電体層５００は、セン
サ１００の感度を高めるため、より高い信号対ノイズ比
が得られる。
【００３３】更に別の利点として、誘電体層５００は、
構造１１７，１１８および振動質量１０１の強度も高め
る。強度が高まることにより、櫛状フィンガ１０８，１
０９，１１０，１１１，１１２，１１３の剛度も高まる
ので、櫛状フィンガが基板２００に対してほぼ固定状態
を保持することが保証される。更に、強度が高まること
によって、振動質量フィンガ１０５，１０６，１０７の
剛度も高まることになり、振動質量フィンガが振動質量
１０１の残りの部分に対してほぼ固定状態を保持するこ
とも保証される。
構造１１７，１１８および振動質量１０１の強度も高め
る。強度が高まることにより、櫛状フィンガ１０８，１
０９，１１０，１１１，１１２，１１３の剛度も高まる
ので、櫛状フィンガが基板２００に対してほぼ固定状態
を保持することが保証される。更に、強度が高まること
によって、振動質量フィンガ１０５，１０６，１０７の
剛度も高まることになり、振動質量フィンガが振動質量
１０１の残りの部分に対してほぼ固定状態を保持するこ
とも保証される。
【００３４】別の実施例において、図８及び図９は、セ
ンサ１００の別の製造方法における、図１の基準線２−
２に沿った、センサ１００の前記部分の部分断面図を示
す。図２から続いて、図８は、犠牲層２０４および振動
質量１０１の表面２０６，２０８，２０９を覆う誘電体
層８００を示す。誘電体層８００は、図５、図６、及び
図７における誘電体層５００と同様に機能する。したが
って、誘電体層８００は、その容量を増大することによ
ってセンサ１００の感度を高め、構造１１７または１１
８と共に振動質量１０１が短絡するのを防止し、振動質
量フィンガ１０５，１０６，１０７および櫛状フィンガ
１０８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３の剛
度を高める。
ンサ１００の別の製造方法における、図１の基準線２−
２に沿った、センサ１００の前記部分の部分断面図を示
す。図２から続いて、図８は、犠牲層２０４および振動
質量１０１の表面２０６，２０８，２０９を覆う誘電体
層８００を示す。誘電体層８００は、図５、図６、及び
図７における誘電体層５００と同様に機能する。したが
って、誘電体層８００は、その容量を増大することによ
ってセンサ１００の感度を高め、構造１１７または１１
８と共に振動質量１０１が短絡するのを防止し、振動質
量フィンガ１０５，１０６，１０７および櫛状フィンガ
１０８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３の剛
度を高める。
【００３５】図８における誘電体層８００の堆積温度
は、図５における誘電体層５００を堆積するために用い
た温度よりも高くすることができる。その理由は、誘電
体層８００は層３０１を堆積する前に堆積するのに対
し、誘電体層５００は層３０１を堆積した後に堆積する
からである。先に述べたように、層３０１を堆積しエッ
チングした後に接点２５０をアニールすると、高温が接
点２５０を損傷する可能性がある。したがって、誘電体
層８００は層３０１の前に堆積するので、誘電体層５０
０と比較して、誘電体層８００の堆積にはより高い温度
を使用することができる。堆積温度が高いので、誘電体
層８００は、誘電体層５００よりも、共形性を改善する
ことができる。犠牲層２０４がＰＳＧから成る場合、誘
電体層８００は窒化シリコンで構成することが好まし
く、ＬＰＣＶＤプロセスを用いて堆積することができ
る。
は、図５における誘電体層５００を堆積するために用い
た温度よりも高くすることができる。その理由は、誘電
体層８００は層３０１を堆積する前に堆積するのに対
し、誘電体層５００は層３０１を堆積した後に堆積する
からである。先に述べたように、層３０１を堆積しエッ
チングした後に接点２５０をアニールすると、高温が接
点２５０を損傷する可能性がある。したがって、誘電体
層８００は層３０１の前に堆積するので、誘電体層５０
０と比較して、誘電体層８００の堆積にはより高い温度
を使用することができる。堆積温度が高いので、誘電体
層８００は、誘電体層５００よりも、共形性を改善する
ことができる。犠牲層２０４がＰＳＧから成る場合、誘
電体層８００は窒化シリコンで構成することが好まし
く、ＬＰＣＶＤプロセスを用いて堆積することができ
る。
【００３６】図９は、エッチング・マスクを使用しない
異方性エッチング工程の後の誘電体層８００を示す。誘
電体層８００は、窒化シリコンから成る場合、フッ素を
基本とした反応性イオン・エッチング技法を用いること
によって、犠牲層２０４に対して、選択的に異方性エッ
チングが可能であり、またポリシリコン層２０５に対し
ても選択的に異方性エッチングが可能である。誘電体層
８００に対する異方性エッチングの後、誘電体層８００
の部分９００，９０１は、それぞれ、振動質量１０１の
表面２０８，２０９上に保持されている、即ち、残って
いる。したがって、誘電体層８００の部分９００，９０
１は、自己整合される。
異方性エッチング工程の後の誘電体層８００を示す。誘
電体層８００は、窒化シリコンから成る場合、フッ素を
基本とした反応性イオン・エッチング技法を用いること
によって、犠牲層２０４に対して、選択的に異方性エッ
チングが可能であり、またポリシリコン層２０５に対し
ても選択的に異方性エッチングが可能である。誘電体層
８００に対する異方性エッチングの後、誘電体層８００
の部分９００，９０１は、それぞれ、振動質量１０１の
表面２０８，２０９上に保持されている、即ち、残って
いる。したがって、誘電体層８００の部分９００，９０
１は、自己整合される。
【００３７】上述の図３および図４の処理工程を行っ
て、センサ１００の製造を完了することができる。犠牲
層２０４，３００がＰＳＧから成り、誘電体層８００が
窒化シリコンから成る場合、後続の犠牲層２０４，３０
０の除去では、図９における誘電体層８００の残りの部
分９００，９０１はほとんどエッチングされない。
て、センサ１００の製造を完了することができる。犠牲
層２０４，３００がＰＳＧから成り、誘電体層８００が
窒化シリコンから成る場合、後続の犠牲層２０４，３０
０の除去では、図９における誘電体層８００の残りの部
分９００，９０１はほとんどエッチングされない。
【００３８】別の実施例では、図８および図９の誘電体
層８００は、図３の犠牲層３００に置き換えることがで
きる。この別の実施例では、誘電体層８００は、接点２
５０の層３０１の形成の間、一時的層として用いられ
る。誘電体層８００を犠牲層３００で置き換えることに
よって、センサ１００の製造のコストおよびサイクル・
タイムの低減が図られる。層３０１またはポリシリコン
層２０５をほとんどエッチングしない異方性エッチング
を用いて、誘電体層８００にエッチングを行うと、この
異方性エッチングの後誘電体８００の部分９００，９０
１は残る。次いで、例えば、フッ化水素酸を基本とする
エッチャントのような等方性エッチャントを用いて、ポ
リシリコン層２０５をほとんどエッチングせずに、犠牲
層２０４を除去しつつ、振動質量１０１の表面２０８，
２０９を覆う誘電体層８００の部分９００、９０１を保
持する。
層８００は、図３の犠牲層３００に置き換えることがで
きる。この別の実施例では、誘電体層８００は、接点２
５０の層３０１の形成の間、一時的層として用いられ
る。誘電体層８００を犠牲層３００で置き換えることに
よって、センサ１００の製造のコストおよびサイクル・
タイムの低減が図られる。層３０１またはポリシリコン
層２０５をほとんどエッチングしない異方性エッチング
を用いて、誘電体層８００にエッチングを行うと、この
異方性エッチングの後誘電体８００の部分９００，９０
１は残る。次いで、例えば、フッ化水素酸を基本とする
エッチャントのような等方性エッチャントを用いて、ポ
リシリコン層２０５をほとんどエッチングせずに、犠牲
層２０４を除去しつつ、振動質量１０１の表面２０８，
２０９を覆う誘電体層８００の部分９００、９０１を保
持する。
【００３９】したがって、本発明によれば、従来技術の
欠点を克服するセンサの改良された製造方法が提供され
たことは明白である。本発明は、可動振動質量および固
定櫛状フィンガ間の電気的短絡を根絶し、しかもセンサ
の感度を高め、構造的剛度を増大させる。本発明は、費
用効率が高く、既存の半導体処理技術と共存可能であ
り、センサ製造のサイクル・タイムの大幅な増大も招か
ない。
欠点を克服するセンサの改良された製造方法が提供され
たことは明白である。本発明は、可動振動質量および固
定櫛状フィンガ間の電気的短絡を根絶し、しかもセンサ
の感度を高め、構造的剛度を増大させる。本発明は、費
用効率が高く、既存の半導体処理技術と共存可能であ
り、センサ製造のサイクル・タイムの大幅な増大も招か
ない。
【００４０】以上、本発明を好適実施例を参照しなが
ら、特定して示しかつ説明したが、本発明の精神および
範囲から逸脱することなく、形状および詳細における変
更が可能であることは、当業者には理解されよう。した
がって、本発明の開示は、限定を意図するものではな
く、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲の例示であ
ることを意図するものである。
ら、特定して示しかつ説明したが、本発明の精神および
範囲から逸脱することなく、形状および詳細における変
更が可能であることは、当業者には理解されよう。した
がって、本発明の開示は、限定を意図するものではな
く、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲の例示であ
ることを意図するものである。
【図１】本発明によるセンサを示す部分的平面図。
【図２】本発明による製造の間における、図１の基準線
２−２に沿った図１のセンサの一部の断面図。
２−２に沿った図１のセンサの一部の断面図。
【図３】本発明による製造の間における、図１の基準線
２−２に沿った図１のセンサの一部の断面図。
２−２に沿った図１のセンサの一部の断面図。
【図４】本発明による製造の間における、図１の基準線
２−２に沿った図１のセンサの一部の断面図。
２−２に沿った図１のセンサの一部の断面図。
【図５】本発明による図２、図３、および図４の製造工
程の後の、図１の基準線２−２に沿った、図１のセンサ
の前記部分の部分断面図。
程の後の、図１の基準線２−２に沿った、図１のセンサ
の前記部分の部分断面図。
【図６】本発明による図２、図３、および図４の製造工
程の後の、図１の基準線２−２に沿った、図１のセンサ
の前記部分の部分断面図。
程の後の、図１の基準線２−２に沿った、図１のセンサ
の前記部分の部分断面図。
【図７】本発明による図２ないし図６の製造工程の後
の、基準線７−７に沿った、図１のセンサの一部の断面
図。
の、基準線７−７に沿った、図１のセンサの一部の断面
図。
【図８】本発明による別の製造方法の間における、基準
線２−２に沿った図１のセンサの前記部分の部分断面
図。
線２−２に沿った図１のセンサの前記部分の部分断面
図。
【図９】本発明による別の製造方法の間における、基準
線２−２に沿った図１のセンサの前記部分の部分断面
図。
線２−２に沿った図１のセンサの前記部分の部分断面
図。
１００ センサ １０１ 振動質量 １０２，１０３，１１５，１１６ アンカー １０５，１０６，１０７ 振動質量フィンガ １１７，１１８ 導電性構造 １０８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３
櫛状フィンガ ２００ 基板 ２０１ フィールド酸化物 ２０２ 窒化シリコン層 ２０３，２０５ ポリシリコン層 ２０４，３００ 犠牲層 ２０６，２０７，２０８，２０９ 振動質量の表面 ２５０ 接点 ２５１ トランジスタ ３０１ 層 ５００，８００ 誘電体層
櫛状フィンガ ２００ 基板 ２０１ フィールド酸化物 ２０２ 窒化シリコン層 ２０３，２０５ ポリシリコン層 ２０４，３００ 犠牲層 ２０６，２０７，２０８，２０９ 振動質量の表面 ２５０ 接点 ２５１ トランジスタ ３０１ 層 ５００，８００ 誘電体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・エイ・シェマンスキ、ジュニア アメリカ合衆国アリゾナ州フェニックス、 イースト・マウンテン・スカイ・アベニュ ー1905
Claims (3)
- 【請求項１】センサの製造方法であって：基板（２０
０）を用意する段階；前記基板（２００）を覆う第１構
造（１１５）を設ける段階；前記基板（２００）を覆
い、前記第１構造（１１５）に対して移動可能な第２構
造（１０１）を設け、前記第１および第２構造（１１
５，１０１）間に容量を形成する段階；および前記第１
構造（１１５）および前記第２構造（１０１）間に層を
設けることによって、前記容量を増大し、前記センサの
感度を高める段階；から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】センサの製造方法であって：基板（２０
０）を用意する段階；前記基板（２００）を覆う構造
（１１５）を設ける段階；第１表面を有し、第２表面を
有し、かつ前記基板（２００）を覆う振動質量（１０
１）を設ける段階であって、前記振動質量（１０１）の
第１表面は前記構造（１１５）に向かって面し、前記振
動質量（１０１）の第２表面は前記構造（１１５）から
遠ざかるように面する、前記振動質量（１０１）を設け
る前記段階；前記振動質量（１０１）の第１および第２
表面を覆う誘電体層（５００または８００）を用意する
段階；および前記振動質量（１０１）の第１表面を覆う
前記誘電体層（５００または８００）の第１部分を保持
しつつ、前記振動質量（１０１）の第２表面を覆う前記
誘電体層（５００または８００）の第２部分を除去する
段階；から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項３】センサの製造方法であって：基板（２０
０）を用意する段階；前記基板（２００）を覆う犠牲層
（２０４）を堆積する段階；前記基板（２００）を覆う
２つの導電性構造（１１５，１１６）を形成する段階で
あって、前記２つの導電性構造（１１５，１１６）は、
各々、第１構造面と、該第１構造面に隣接して位置する
第２構造面とを有し、前記２つの導電性構造（１１５，
１１６）を前記基板（２００）に対して固定して形成す
る前記段階；前記犠牲層（２０４）を覆う振動質量（１
０１）を形成する段階であって、前記振動質量（１０
１）は、第１振動質量表面と、該第１振動質量表面に対
向する第２振動質量表面と、前記第１振動質量表面と前
記第２振動質量表面とに隣接する第３振動質量表面と、
前記第３振動質量表面と対向し、かつ前記第１振動質量
表面と前記第２振動質量表面とに隣接する第４振動質量
表面とを有し、前記振動質量（１０１）は、前記２つの
導電性構造（１１５，１１６）間に部分的に位置する部
分を有し、前記振動質量（１０１）の前記第１振動質量
表面および前記第２振動質量表面は、前記２つの導電性
構造（１１５，１１６）の前記第１構造面に向かって面
する前記振動質量（１０１）を形成する段階；前記第
１、第２、および第３振動質量表面を覆う電気的絶縁層
（５００または８００）を堆積する段階；および前記第
３振動質量表面を覆う前記電気的絶縁層（５００または
８００）の第１部分を除去しつつ、前記第１および第２
振動質量表面を覆う前記電気的絶縁層（５００または８
００）の第２部分を残す段階；から成ることを特徴とす
る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US608790 | 1996-02-29 | ||
| US08/608,790 US5824565A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Method of fabricating a sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1012896A true JPH1012896A (ja) | 1998-01-16 |
| JP4220582B2 JP4220582B2 (ja) | 2009-02-04 |
Family
ID=24438014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05979897A Expired - Fee Related JP4220582B2 (ja) | 1996-02-29 | 1997-02-26 | センサの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5824565A (ja) |
| JP (1) | JP4220582B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3517185B2 (ja) * | 2000-07-19 | 2004-04-05 | 株式会社ミツトヨ | スケール部材、その製造方法及びそれを用いた変位計 |
| DE102009028924A1 (de) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Kapazitiver Sensor und Aktor |
| DE102009045696B4 (de) * | 2009-10-14 | 2021-06-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur kapazitiven Erfassung einer mechanischen Auslenkung |
| DK2348758T3 (da) * | 2009-10-17 | 2019-09-23 | Starkey Labs Inc | Fremgangsmåde og anordning til bag-øret-høreapparat med kapacitiv sensor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4574327A (en) * | 1984-05-18 | 1986-03-04 | Becton, Dickinson And Company | Capacitive transducer |
| US5149673A (en) * | 1989-02-21 | 1992-09-22 | Cornell Research Foundation, Inc. | Selective chemical vapor deposition of tungsten for microdynamic structures |
| DE4000903C1 (ja) * | 1990-01-15 | 1990-08-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| US5417111A (en) * | 1990-08-17 | 1995-05-23 | Analog Devices, Inc. | Monolithic chip containing integrated circuitry and suspended microstructure |
| JP2804196B2 (ja) * | 1991-10-18 | 1998-09-24 | 株式会社日立製作所 | マイクロセンサ及びそれを用いた制御システム |
| US5349855A (en) * | 1992-04-07 | 1994-09-27 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Comb drive micromechanical tuning fork gyro |
| FR2700012B1 (fr) * | 1992-12-28 | 1995-03-03 | Commissariat Energie Atomique | Accéléromètre intégré à axe sensible parallèle au substrat. |
| US5369544A (en) * | 1993-04-05 | 1994-11-29 | Ford Motor Company | Silicon-on-insulator capacitive surface micromachined absolute pressure sensor |
| US5659195A (en) * | 1995-06-08 | 1997-08-19 | The Regents Of The University Of California | CMOS integrated microsensor with a precision measurement circuit |
-
1996
- 1996-02-29 US US08/608,790 patent/US5824565A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-02-26 JP JP05979897A patent/JP4220582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JP4220582B2 (ja) | 2009-02-04 |
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