JPH10163505A - Semiconductor inertia sensor and its manufacture - Google Patents
Semiconductor inertia sensor and its manufactureInfo
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- JPH10163505A JPH10163505A JP8319606A JP31960696A JPH10163505A JP H10163505 A JPH10163505 A JP H10163505A JP 8319606 A JP8319606 A JP 8319606A JP 31960696 A JP31960696 A JP 31960696A JP H10163505 A JPH10163505 A JP H10163505A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量型の加速
度センサ、角速度センサ等に適する半導体慣性センサ及
びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor inertial sensor suitable for a capacitance type acceleration sensor, angular velocity sensor, and the like, and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の半導体慣性センサとし
て、ガラス基板と単結晶シリコンの構造からなる共振
角速度センサが提案されている（M. Hashimoto et al.,
"Silicon Resonant Angular Rate Sensor", Techinica
l Digest of the 12th Sensor Symposium, pp.163-166
(1994)）。このセンサは両側をトーションバーで浮動す
るようにした音叉構造の可動電極を有する。この可動電
極は電磁駆動によって励振されている。角速度が作用す
ると可動電極にコリオリ力が生じて、可動電極がトーシ
ョンバーの回りに捩り振動を起こして共振する。センサ
はこの可動電極の共振による可動電極と検出電極との間
の静電容量の変化により作用した角速度を検出する。こ
のセンサを作製する場合には、厚さ２００μｍ程度の結
晶方位が（１１０）の単結晶シリコン基板を基板表面に
対して垂直にエッチングして可動電極部分などの構造を
作製する。この比較的厚いシリコン基板を垂直にエッチ
ングするためにはＳＦ6ガスによる異方性ドライエッチ
ングを行うか、或いはトーションバーの可動電極部分へ
の付け根の隅部にＹＡＧレーザで孔あけを行った後に、
ＫＯＨなどでウエットエッチングを行っている。エッチ
ング加工を行ったシリコン基板は陽極接合によりガラス
基板と一体化される。2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of semiconductor inertial sensor, a resonance angular velocity sensor having a structure of a glass substrate and single crystal silicon has been proposed (M. Hashimoto et al.,
"Silicon Resonant Angular Rate Sensor", Techinica
l Digest of the 12th Sensor Symposium, pp.163-166
(1994)). This sensor has a movable electrode with a tuning fork structure that floats on both sides with a torsion bar. This movable electrode is excited by electromagnetic drive. When the angular velocity acts, a Coriolis force is generated on the movable electrode, and the movable electrode causes torsional vibration around the torsion bar to resonate. The sensor detects an angular velocity that acts due to a change in capacitance between the movable electrode and the detection electrode due to resonance of the movable electrode. When this sensor is manufactured, a structure such as a movable electrode portion is manufactured by etching a single crystal silicon substrate having a thickness of about 200 μm and having a crystal orientation of (110) perpendicular to the substrate surface. In order to vertically etch this relatively thick silicon substrate, anisotropic dry etching using SF 6 gas is performed, or after drilling a YAG laser at the corner of the base of the torsion bar to the movable electrode portion, ,
Wet etching is performed with KOH or the like. The etched silicon substrate is integrated with the glass substrate by anodic bonding.
【０００３】また別の半導体慣性センサとして、シリ
コン基板上にエッチングで犠牲層をパターン化した後、
除去することにより可動電極としてのポリシリコン振動
子を形成したマイクロジャイロ（K. Tanaka et al., "A
micromachined vibrating gyroscope", Sensors and A
ctuators A 50, pp.111-115 (1995)）が開示されてい
る。このマイクロジャイロは、いわゆる表面マイクロマ
シニング技術を用いた構造となっている。具体的には、
シリコン基板に不純物拡散によって検出電極を形成し、
その上に犠牲層となるリン酸ガラス膜を成膜してパター
ニングした後、ポリシリコンを成膜し、更に垂直エッチ
ング等の加工を行って構造体を形成する。最後に犠牲層
をエッチングにより除去することにより、可動電極部分
を切り離して検出電極に対してギャップを作り出し可動
電極を浮動状態にする。As another semiconductor inertial sensor, after a sacrificial layer is patterned on a silicon substrate by etching,
A micro-gyro (K. Tanaka et al., "A
micromachined vibrating gyroscope ", Sensors and A
ctuators A 50, pp. 111-115 (1995)). This microgyro has a structure using a so-called surface micromachining technology. In particular,
Forming a detection electrode by impurity diffusion on a silicon substrate,
After forming and patterning a phosphate glass film serving as a sacrificial layer thereon, a polysilicon film is formed, and a process such as vertical etching is performed to form a structure. Finally, by removing the sacrificial layer by etching, the movable electrode portion is cut off to create a gap with respect to the detection electrode, and the movable electrode is brought into a floating state.
【０００４】また別の半導体慣性センサとして、ガラ
ス基板と単結晶シリコンの構造からなる振動型半導体素
子の製造方法が開示されている（特開平７−２８３４２
０）。この製造方法では、エッチストップ層を介して貼
り合わせた２枚のウェーハのうちの１枚のウェーハに可
動電極部分及び固定電極部分の加工を行い、この加工を
行ったウェーハを接合面として貼り合わせウェーハをガ
ラス基板に陽極接合した後、加工を行っていない側のウ
ェーハを除去し、続いてエッチストップ層を除去してい
る。As another semiconductor inertial sensor, a method of manufacturing a vibration type semiconductor element having a structure of a glass substrate and single crystal silicon has been disclosed (JP-A-7-28342).
0). In this manufacturing method, a movable electrode portion and a fixed electrode portion are processed on one of two wafers bonded via an etch stop layer, and the processed wafer is bonded as a bonding surface. After the wafer is anodically bonded to the glass substrate, the unprocessed wafer is removed, and then the etch stop layer is removed.
【０００５】更に別の半導体慣性センサとして、ガラ
ス基板と単結晶シリコンの構造からなるジャイロスコー
プが提案されている（J.Bernstein et al., "A Microma
chined Comb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope", IEE
E MEMS '93 Proceeding, pp.143-148 (1993)）。このジ
ャイロスコープは、検出電極を形成したガラス基板と、
エッチングを行った後に高濃度ボロン拡散を行って可動
電極、固定電極等を形成した単結晶シリコン基板とをボ
ロン拡散を行った部分を接合面として接合し、更にボロ
ンを拡散していないシリコン基板部分をエッチングによ
り除去することにより、作られる。As another semiconductor inertial sensor, a gyroscope having a structure of a glass substrate and single crystal silicon has been proposed (J. Bernstein et al., "A Microma
chined Comb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope ", IEE
E MEMS '93 Proceeding, pp.143-148 (1993)). This gyroscope has a glass substrate on which a detection electrode is formed,
After the etching, high-concentration boron diffusion is performed to form a movable electrode, a fixed electrode, etc., on a single-crystal silicon substrate, where the boron-diffused portion is used as a bonding surface, and further, the silicon substrate portion where boron is not diffused. Is removed by etching.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記〜の従来のセ
ンサの製造技術には、次の欠点があった。の共振角速
度センサの製造方法では、ガラス基板に対して浮動する
構造になるべきシリコン能動部が陽極接合時に静電引力
によりガラス基板に貼り付いて可動電極にならないこと
があった。この貼り付き（sticking）を防ぐために可動
電極と検出電極とを短絡して静電力が働かない状態で陽
極接合した後に、レーザを用いて短絡していた電極間を
切り離していた。また島状の固定電極を形成するために
ガラス基板に接合した後、レーザアシストエッチングを
行う必要があった。これらのレーザ加工は極めて複雑で
あって、センサを量産しようとする場合には不適切であ
った。The above-mentioned conventional techniques for manufacturing a sensor have the following disadvantages. In the method of manufacturing the resonance angular velocity sensor described above, the silicon active portion which should be a structure floating with respect to the glass substrate sometimes adheres to the glass substrate due to electrostatic attraction during anodic bonding and does not become a movable electrode. In order to prevent this sticking, the movable electrode and the detection electrode are short-circuited and anodic-bonded in a state where electrostatic force does not work, and then the short-circuited electrodes are separated using a laser. In addition, it is necessary to perform laser-assisted etching after bonding to a glass substrate to form an island-shaped fixed electrode. These laser processes are extremely complicated and unsuitable for mass production of sensors.
【０００７】のマイクロジャイロは、シリコンウェー
ハを基板とするため、センサの寄生容量が大きく、感度
や精度を高くすることが困難であった。の振動型半導
体素子の製造方法では、シリコンウェーハの貼り合わせ
などの手間のかかる工程を必要とした。更にのジャイ
ロスコープの製造方法では、ボロンを拡散した部分をエ
ッチストップ部分として構造体全体を形成するため、エ
ッチストップ効果が不完全の場合にはオーバエッチング
により可動電極や固定電極の厚さが薄くなり、寸法精度
に劣る問題点があった。Since the microgyro has a silicon wafer as a substrate, the parasitic capacitance of the sensor is large, and it is difficult to increase sensitivity and accuracy. In the method of manufacturing the vibration type semiconductor element described above, a complicated process such as bonding of silicon wafers is required. Further, in the gyroscope manufacturing method, since the entire structure is formed by using the portion where boron is diffused as an etch stop portion, if the etch stop effect is incomplete, the thickness of the movable electrode and the fixed electrode is reduced by overetching. Therefore, there is a problem that the dimensional accuracy is inferior.
【０００８】本発明の目的は、ウェーハの貼り合わせや
レーザ加工が不要で大量生産に適する、低コストの半導
体慣性センサ及びその製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、寄生容量が低く、高感度で高精度
の半導体慣性センサ及びその製造方法を提供することに
ある。本発明の更に別の目的は、寸法精度に優れた半導
体慣性センサ及びその製造方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a low-cost semiconductor inertial sensor and a method for manufacturing the same, which do not require wafer bonding or laser processing and are suitable for mass production.
Another object of the present invention is to provide a semiconductor inertial sensor with low parasitic capacitance, high sensitivity and high accuracy, and a method for manufacturing the same. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor inertial sensor having excellent dimensional accuracy and a method for manufacturing the same.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１、図２及び図７に示すように、ガラス基板１０の上
方に浮動するように設けられた可動電極２６と、ガラス
基板１０上に可動電極２６を挟んで設けられた一対の固
定電極２７，２８とを備えた半導体慣性センサ３０，６
０において、可動電極２６及び一対の固定電極２７，２
８がポリシリコンからなることを特徴とする。請求項２
に係る発明は、図３、図４及び図８に示すように、ガラ
ス基板１０上に形成された検出電極１２と、この検出電
極１２の上方に浮動するように設けられた可動電極２６
とを備えた半導体慣性センサ４０，７０において、可動
電極２６がポリシリコンからなることを特徴とする。請
求項３に係る発明は、図５、図６及び図９に示すよう
に、ガラス基板１０上に形成された検出電極１２と、こ
の検出電極１２の上方に浮動するように設けられた可動
電極２６と、ガラス基板１０上に可動電極２６を挟んで
設けられた一対の固定電極２７，２８とを備えた半導体
慣性センサ５０，８０において、可動電極２６及び一対
の固定電極２７，２８がポリシリコンからなることを特
徴とする。The invention according to claim 1 is
As shown in FIGS. 1, 2 and 7, a movable electrode 26 provided to float above the glass substrate 10 and a pair of fixed electrodes 27 provided on the glass substrate 10 with the movable electrode 26 interposed therebetween. , 28 and semiconductor inertial sensors 30, 6
0, the movable electrode 26 and the pair of fixed electrodes 27, 2
8 is made of polysilicon. Claim 2
As shown in FIGS. 3, 4 and 8, the invention according to the invention has a detection electrode 12 formed on a glass substrate 10 and a movable electrode 26 provided to float above the detection electrode 12.
In the semiconductor inertial sensors 40 and 70 provided with the above, the movable electrode 26 is made of polysilicon. As shown in FIGS. 5, 6, and 9, the invention according to claim 3 includes a detection electrode 12 formed on a glass substrate 10, and a movable electrode provided to float above the detection electrode 12. 26 and a pair of fixed electrodes 27, 28 provided on the glass substrate 10 with the movable electrode 26 interposed therebetween, the movable electrode 26 and the pair of fixed electrodes 27, 28 are made of polysilicon. It is characterized by consisting of.
【００１０】半導体慣性センサ３０，４０，５０，６
０，７０及び８０は、基板にガラス基板を用いるため、
寄生容量が低く、高感度で高精度である。また可動電極
２６がエッチングにより作製されたポリシリコンからな
るため、寸法精度に優れる。Semiconductor inertial sensors 30, 40, 50, 6
0, 70 and 80 use a glass substrate for the substrate,
Low parasitic capacitance, high sensitivity and high accuracy. In addition, since the movable electrode 26 is made of polysilicon formed by etching, the dimensional accuracy is excellent.
【００１１】請求項４に係る発明は、図１及び図７に示
すように、ポリシリコンからなる一対の固定電極２７，
２８とこれらの固定電極２７，２８に挟まれて設けられ
たポリシリコンからなる可動電極２６がシリコンを浸食
せずにエッチング可能な膜２１を介して形成されたシリ
コンウェーハ２０をガラス基板１０に接合する工程と、
シリコンウェーハ２０と膜２１を順次エッチングして除
去することにより一対の固定電極２７，２８に挟まれて
設けられた浮動の可動電極２６を有する半導体慣性セン
サ３０，６０を得る工程とを含む半導体慣性センサの製
造方法である。According to a fourth aspect of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 7, a pair of fixed electrodes 27 made of polysilicon are provided.
A silicon wafer 20 formed by a film 28 and a movable electrode 26 made of polysilicon interposed between these fixed electrodes 27 and 28 is formed on the glass substrate 10 via an etchable film 21 without eroding silicon. The process of
Sequentially removing the silicon wafer 20 and the film 21 by etching to obtain semiconductor inertial sensors 30 and 60 having floating movable electrodes 26 provided between a pair of fixed electrodes 27 and 28. It is a manufacturing method of a sensor.
【００１２】請求項５に係る発明は、図４及び図８に示
すように、ガラス基板１０上に検出電極１２を形成する
工程と、ポリシリコンからなる可動電極２６がシリコン
を浸食せずにエッチング可能な膜２１を介して形成され
たシリコンウェーハ２０を可動電極２６が検出電極１２
に対向するようにガラス基板１０に接合する工程と、シ
リコンウェーハ２０と膜２１を順次エッチングして除去
することにより検出電極１２に対向して設けられた浮動
の可動電極２６を有する半導体慣性センサ４０，７０を
得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法である。According to a fifth aspect of the present invention, as shown in FIGS. 4 and 8, the step of forming the detection electrode 12 on the glass substrate 10 and the step of etching the movable electrode 26 made of polysilicon without eroding silicon. The movable electrode 26 is used as the detection electrode 12 for the silicon wafer 20 formed through the possible film 21.
A semiconductor inertial sensor 40 having a floating movable electrode 26 provided to face the detection electrode 12 by sequentially etching and removing the silicon wafer 20 and the film 21 so as to face the glass substrate 10 so as to face the glass substrate 10. , 70 are obtained.
【００１３】請求項６に係る発明は、図５及び図９に示
すように、ガラス基板１０上に検出電極１２を形成する
工程と、ポリシリコンからなる一対の固定電極２７，２
８とこれらの固定電極２７，２８に挟まれて設けられた
ポリシリコンからなる可動電極２６がシリコンを浸食せ
ずにエッチング可能な膜２１を介して形成されたシリコ
ンウェーハ２０を可動電極２６が検出電極１２に対向す
るようにガラス基板１０に接合する工程と、シリコンウ
ェーハ２０と膜２１を順次エッチングして除去すること
により一対の固定電極２７，２８に挟まれて設けられた
浮動の可動電極２６を有する半導体慣性センサ５０，８
０を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法であ
る。According to a sixth aspect of the present invention, as shown in FIGS. 5 and 9, there is provided a step of forming a detection electrode 12 on a glass substrate 10 and a step of forming a pair of fixed electrodes 27 and 2 made of polysilicon.
The movable electrode 26 detects a silicon wafer 20 formed through a film 21 that can be etched without eroding silicon and a movable electrode 26 made of polysilicon provided between the fixed electrode 27 and the fixed electrodes 27 and 28. A step of bonding to the glass substrate 10 so as to face the electrode 12 and a step of sequentially etching and removing the silicon wafer 20 and the film 21 to remove the floating movable electrode 26 provided between the pair of fixed electrodes 27 and 28. Semiconductor inertial sensors 50 and 8 having
And a step of obtaining 0.
【００１４】請求項７に係る発明は、図１に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、シリ
コンを浸食せずにエッチング可能な膜２１が表面に形成
されたシリコンウェーハ２０の膜２１上にポリシリコン
層２２を形成する工程と、膜２１をエッチストップ層と
してポリシリコン層２２をエッチングすることによりシ
リコンウェーハ２０の膜２１上にポリシリコンからなる
可動電極２６と可動電極２６の両側にポリシリコンから
なる一対の固定電極２７，２８を形成する工程と、可動
電極２６と一対の固定電極２７，２８が形成されたシリ
コンウェーハ２０を可動電極２６が凹部１１に対向する
ようにガラス基板１０に接合する工程と、ガラス基板１
０と接合したシリコンウェーハ２０を膜２１をエッチス
トップ層としてエッチングして除去する工程と、膜２１
をエッチングして除去することにより一対の固定電極２
７，２８に挟まれて設けられた可動電極２６を有する半
導体慣性センサ３０を得る工程とを含む半導体慣性セン
サの製造方法である。According to a seventh aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, a step of forming a concave portion 11 in a glass substrate 10 and a step of forming a silicon wafer 20 having a surface 21 which can be etched without eroding silicon. Forming a polysilicon layer 22 on the film 21 of the silicon wafer 20 and etching the polysilicon layer 22 using the film 21 as an etch stop layer to form a movable electrode 26 made of polysilicon on the film 21 of the silicon wafer 20. Forming a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of polysilicon on both sides of the silicon wafer 20 on which the movable electrode 26 and the pair of fixed electrodes 27 and 28 are formed so that the movable electrode 26 faces the recess 11. Step of bonding to glass substrate 10 and glass substrate 1
Etching the silicon wafer 20 bonded to the silicon wafer 20 using the film 21 as an etch stop layer;
Is removed by etching to form a pair of fixed electrodes 2.
And a step of obtaining a semiconductor inertial sensor 30 having a movable electrode 26 provided between the electrodes 7 and 28.
【００１５】請求項８に係る発明は、図４に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２１
が表面に形成されたシリコンウェーハ２０の膜２１上に
ポリシリコン層２２を形成する工程と、膜２１をエッチ
ストップ層としてポリシリコン層２２をエッチングする
ことによりシリコンウェーハ２０の膜２１上にポリシリ
コンからなる可動電極２６を形成する工程と、可動電極
２６が形成されたシリコンウェーハ２０を可動電極２６
が検出電極１２に対向するようにガラス基板１０に接合
する工程と、ガラス基板１０と接合したシリコンウェー
ハ２０を膜２１をエッチストップ層としてエッチングし
て除去する工程と、膜２１をエッチングして除去するこ
とにより検出電極１２に対向して設けられた可動電極２
６を有する半導体慣性センサ４０を得る工程とを含む半
導体慣性センサの製造方法である。According to an eighth aspect of the present invention, as shown in FIG. 4, a step of forming a concave portion 11 in a glass substrate 10, a step of forming a detection electrode 12 on the bottom surface of the concave portion 11 of the glass substrate 10, Film 21 that can be etched without erosion
Forming a polysilicon layer 22 on the film 21 of the silicon wafer 20 having a surface formed thereon, and etching the polysilicon layer 22 using the film 21 as an etch stop layer to form a polysilicon layer on the film 21 of the silicon wafer 20. Forming a movable electrode 26 made of silicon and the silicon wafer 20 having the movable electrode 26 formed thereon.
Bonding to the glass substrate 10 so as to face the detection electrode 12, removing the silicon wafer 20 bonded to the glass substrate 10 by etching using the film 21 as an etch stop layer, and removing the film 21 by etching. The movable electrode 2 provided to face the detection electrode 12
And a step of obtaining a semiconductor inertial sensor 40 having 6.
【００１６】請求項９に係る発明は、図５に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２１
が表面に形成されたシリコンウェーハ２０の膜２１上に
ポリシリコン層２２を形成する工程と、膜２１をエッチ
ストップ層としてポリシリコン層２２をエッチングする
ことによりシリコンウェーハ２０の膜２１上にポリシリ
コンからなる可動電極２６と可動電極２６の両側にポリ
シリコンからなる一対の固定電極２７，２８を形成する
工程と、可動電極２６と一対の固定電極２７，２８が形
成されたシリコンウェーハ２０を可動電極２６が検出電
極１２に対向するようにガラス基板１０に接合する工程
と、ガラス基板１０と接合したシリコンウェーハ２０を
膜２１をエッチストップ層としてエッチングして除去す
る工程と、膜２１をエッチングして除去することにより
一対の固定電極２７，２８に挟まれて設けられた可動電
極２６を有する半導体慣性センサ５０を得る工程とを含
む半導体慣性センサの製造方法である。According to a ninth aspect of the present invention, as shown in FIG. 5, a step of forming a concave portion 11 in a glass substrate 10, a step of forming a detection electrode 12 on the bottom surface of the concave portion 11 of the glass substrate 10, Film 21 that can be etched without erosion
Forming a polysilicon layer 22 on the film 21 of the silicon wafer 20 having a surface formed thereon, and etching the polysilicon layer 22 using the film 21 as an etch stop layer to form a polysilicon layer on the film 21 of the silicon wafer 20. Forming a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of polysilicon on both sides of the movable electrode 26 and the movable electrode 26, and moving the silicon wafer 20 on which the movable electrode 26 and the pair of fixed electrodes 27 and 28 are formed A step of bonding to the glass substrate 10 so that 26 faces the detection electrode 12, a step of etching and removing the silicon wafer 20 bonded to the glass substrate 10 using the film 21 as an etch stop layer, and a step of etching the film 21. By removing, a half having a movable electrode 26 provided between a pair of fixed electrodes 27 and 28 is provided. It is a manufacturing method of a semiconductor inertial sensor so as to obtain a body inertial sensor 50.
【００１７】請求項１０に係る発明は、図７に示すよう
に、シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２１が表
面に形成されたシリコンウェーハ２０の膜２１上にポリ
シリコン層２２を形成する工程と、ポリシリコン層２２
の所定の部分をエッチングして薄層を形成する工程と、
膜２１をエッチストップ層として薄層を有するポリシリ
コン層２２をエッチングすることによりシリコンウェー
ハ２０の膜２１上に薄層のポリシリコンからなる可動電
極２６と可動電極２６の両側にポリシリコンからなる一
対の固定電極２７，２８を形成する工程と、可動電極２
６と一対の固定電極２７，２８が形成されたシリコンウ
ェーハ２０をガラス基板１０に接合する工程と、ガラス
基板１０と接合したシリコンウェーハ２０を膜２１をエ
ッチストップ層としてエッチングして除去する工程と、
膜２１をエッチングして除去することにより一対の固定
電極２７，２８に挟まれて設けられた可動電極２６を有
する半導体慣性センサ６０を得る工程とを含む半導体慣
性センサの製造方法である。According to a tenth aspect of the present invention, as shown in FIG. 7, a polysilicon layer 22 is formed on a film 21 of a silicon wafer 20 having a surface 21 which can be etched without eroding silicon. Process and polysilicon layer 22
Forming a thin layer by etching a predetermined portion of
By etching the thin polysilicon layer 22 using the film 21 as an etch stop layer, a movable electrode 26 made of a thin polysilicon and a pair of polysilicon made on both sides of the movable electrode 26 are formed on the film 21 of the silicon wafer 20. Forming the fixed electrodes 27 and 28 of the movable electrode 2
A step of bonding the silicon wafer 20 formed with the pair 6 and the pair of fixed electrodes 27 and 28 to the glass substrate 10, and a step of etching and removing the silicon wafer 20 bonded to the glass substrate 10 using the film 21 as an etch stop layer. ,
Obtaining a semiconductor inertial sensor 60 having a movable electrode 26 provided between a pair of fixed electrodes 27 and 28 by etching and removing the film 21.
【００１８】請求項１１に係る発明は、図８に示すよう
に、ガラス基板１０上に検出電極１２を形成する工程
と、シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２１が表
面に形成されたシリコンウェーハ２０の膜２１上にポリ
シリコン層２２を形成する工程と、ポリシリコン層２２
の所定の部分をエッチングして薄層を形成する工程と、
膜２１をエッチストップ層として薄層を有するポリシリ
コン層２２をエッチングすることによりシリコンウェー
ハ２０の膜２１上に薄層のポリシリコンからなる可動電
極２６を形成する工程と、可動電極２６が形成されたシ
リコンウェーハ２０を可動電極２６が検出電極１２に対
向するようにガラス基板１０に接合する工程と、ガラス
基板１０と接合したシリコンウェーハ２０を膜２１をエ
ッチストップ層としてエッチングして除去する工程と、
膜２１をエッチングして除去することにより検出電極１
２に対向して設けられた可動電極２６を有する半導体慣
性センサ７０を得る工程とを含む半導体慣性センサの製
造方法である。According to an eleventh aspect of the present invention, as shown in FIG. 8, a step of forming a detection electrode 12 on a glass substrate 10 and a step of forming a silicon layer having an etchable film 21 on the surface without eroding silicon. Forming a polysilicon layer 22 on the film 21 of the wafer 20;
Forming a thin layer by etching a predetermined portion of
Forming a movable electrode 26 made of thin polysilicon on the film 21 of the silicon wafer 20 by etching the thin polysilicon layer 22 using the film 21 as an etch stop layer; and forming the movable electrode 26. Bonding the silicon wafer 20 to the glass substrate 10 so that the movable electrode 26 faces the detection electrode 12; and etching and removing the silicon wafer 20 bonded to the glass substrate 10 using the film 21 as an etch stop layer. ,
The detection electrode 1 is removed by etching the film 21.
Obtaining a semiconductor inertial sensor 70 having the movable electrode 26 provided opposite to the semiconductor inertial sensor 2.
【００１９】請求項１２に係る発明は、図９に示すよう
に、ガラス基板１０上に検出電極１２を形成する工程
と、シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜２１が表
面に形成されたシリコンウェーハ２０の膜２１上にポリ
シリコン層２２を形成する工程と、ポリシリコン層２２
の所定の部分をエッチングして薄層を形成する工程と、
膜２１をエッチストップ層として薄層を有するポリシリ
コン層２２をエッチングすることによりシリコンウェー
ハ２０の膜２１上に薄層のポリシリコンからなる可動電
極２６と可動電極２６の両側にポリシリコンからなる一
対の固定電極２７，２８を形成する工程と、可動電極２
６と一対の固定電極２７，２８が形成されたシリコンウ
ェーハ２０を可動電極２６が検出電極１２に対向するよ
うにガラス基板１０に接合する工程と、ガラス基板１０
と接合したシリコンウェーハ２０を膜２１をエッチスト
ップ層としてエッチングして除去する工程と、膜２１を
エッチングして除去することにより一対の固定電極２
７，２８に挟まれて設けられた可動電極２６を有する半
導体慣性センサ８０を得る工程とを含む半導体慣性セン
サの製造方法である。According to a twelfth aspect of the present invention, as shown in FIG. 9, a step of forming a detection electrode 12 on a glass substrate 10 and a step of forming a silicon layer 21 on the surface of which a film 21 that can be etched without eroding silicon. Forming a polysilicon layer 22 on the film 21 of the wafer 20;
Forming a thin layer by etching a predetermined portion of
By etching the thin polysilicon layer 22 using the film 21 as an etch stop layer, a movable electrode 26 made of a thin polysilicon and a pair of polysilicon made on both sides of the movable electrode 26 are formed on the film 21 of the silicon wafer 20. Forming the fixed electrodes 27 and 28 of the movable electrode 2
Bonding the silicon wafer 20 on which the movable electrode 6 and the pair of fixed electrodes 27 and 28 are formed to the glass substrate 10 so that the movable electrode 26 faces the detection electrode 12;
Removing the silicon wafer 20 bonded to the fixed electrode 2 by etching the film 21 using the film 21 as an etch stop layer, and removing the film 21 by etching.
Obtaining a semiconductor inertial sensor 80 having the movable electrode 26 interposed between the semiconductor inertial sensors 7 and 28.
【００２０】この請求項４ないし１２に係る製造方法で
は、ウェーハの貼り合わせやレーザ加工が不要で大量生
産に適するため、低コストで半導体慣性センサを製造で
きる。また基板にガラス基板を用いるので、センサは寄
生容量が低い。更にシリコンを浸食せずにエッチング可
能な膜をエッチストップ層とするため、可動電極等のエ
ッチング加工が正確に行われ、寸法精度に優れる。この
ため高感度で高精度な半導体慣性センサが作られる。In the manufacturing method according to the fourth to twelfth aspects, since wafer bonding and laser processing are unnecessary and suitable for mass production, a semiconductor inertial sensor can be manufactured at low cost. Further, since a glass substrate is used as the substrate, the sensor has low parasitic capacitance. Furthermore, since a film that can be etched without eroding silicon is used as an etch stop layer, the etching of the movable electrode and the like is performed accurately, and the dimensional accuracy is excellent. Therefore, a highly sensitive and accurate semiconductor inertial sensor is manufactured.
【００２１】なお、本明細書で、「シリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜」とは、当該膜をエッチング除去
する際に、シリコンが浸食されないエッチャントを選ぶ
ことができる膜であることを意味する。また、この膜を
エッチストップ層として利用する際には、前記エッチャ
ントとは異なるエッチャントによって、シリコンのみを
エッチングすることが可能である。このような性質の膜
としては、酸化膜や窒化膜などが挙げられる。In this specification, "a film which can be etched without eroding silicon" means that an etchant which does not corrode silicon can be selected when the film is removed by etching. I do. When this film is used as an etch stop layer, it is possible to etch only silicon with an etchant different from the above etchant. Examples of the film having such properties include an oxide film and a nitride film.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて詳しく説明する。図１及び図２に示すように、本発
明の第１実施形態の半導体慣性センサ３０は加速度セン
サであって、ガラス基板１０上に固着された固定電極２
７及び２８の間に可動電極２６を有する。可動電極２
６、固定電極２７及び２８は、それぞれポリシリコンか
らなり、電極２６と電極２７及び電極２６と電極２８の
互いに対向する部分が櫛状に形成される。可動電極２６
はガラス基板１０に形成された凹部１１の上方に位置
し、ビーム３１，３１によりその両端が支持され、ガラ
ス基板１０に対して浮動になっている。ビーム３１の基
端部３１ａは基板１０上に固着される。図示しないが、
ビーム基端部３１ａ、固定電極２７及び２８には個別に
電気配線がなされる。この半導体慣性センサ３０では、
可動電極２６に対して、図の矢印で示すようにビーム基
端部３１ａと３１ａを結ぶ線に直交する水平方向の加速
度が作用すると、可動電極２６はビーム３１，３１を支
軸として振動する。可動電極２６と固定電極２７及び２
８の間の間隔が広がったり、狭まったりすると、可動電
極２６と固定電極２７及び２８の間の静電容量が変化す
る。この静電容量の変化から作用した加速度が求められ
る。Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, a semiconductor inertial sensor 30 according to a first embodiment of the present invention is an acceleration sensor, and includes a fixed electrode 2 fixed on a glass substrate 10.
A movable electrode 26 is provided between 7 and 28. Movable electrode 2
6. The fixed electrodes 27 and 28 are each made of polysilicon, and the opposing portions of the electrodes 26 and 27 and the electrodes 26 and 28 are formed in a comb shape. Movable electrode 26
Is positioned above a concave portion 11 formed in the glass substrate 10, both ends of which are supported by beams 31, and floats with respect to the glass substrate 10. The base 31 a of the beam 31 is fixed on the substrate 10. Although not shown,
Electric wires are individually provided to the beam base 31a and the fixed electrodes 27 and 28. In the semiconductor inertial sensor 30,
When a horizontal acceleration perpendicular to a line connecting the beam base ends 31a and 31a acts on the movable electrode 26 as shown by the arrow in the figure, the movable electrode 26 vibrates around the beams 31 and 31 as a supporting axis. Movable electrode 26 and fixed electrodes 27 and 2
When the distance between the electrodes 8 increases or decreases, the capacitance between the movable electrode 26 and the fixed electrodes 27 and 28 changes. The acceleration that acts is obtained from the change in the capacitance.
【００２３】次に、本発明の第１実施形態の半導体慣性
センサ３０の製造方法について述べる。図１に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成する。一方、シリコンウ
ェーハ２０の両面にシリコンを浸食せずにエッチング可
能な膜２１を形成する。この膜２１としては、ウェーハ
を熱酸化することにより形成される酸化膜、或いは化学
気相成長（ＣＶＤ）法でＳｉＨ2Ｃｌ2又はＳｉＨ4とＮ
Ｈ3ガスを用いて形成される窒化シリコン膜などが挙げ
られる。ウェーハ両面に酸化膜又は窒化シリコン膜２
１，２１を形成した後、一方の表面の膜２１をフッ酸で
エッチング除去する。このシリコンウェーハ２０の両面
にＣＶＤ法により約５μｍ厚のポリシリコン層２２を形
成する。膜２１が残存する側のポリシリコン層２２の表
面にスパッタリング等によりＡｌ膜２３を形成し、パタ
ーニングした後、ＳＦ6ガスによる低温での異方性ドラ
イエッチングを行う。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 30 according to the first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, first, a concave portion 11 is formed in a glass substrate 10 by etching with an etchant such as hydrofluoric acid. On the other hand, a film 21 that can be etched without eroding silicon is formed on both surfaces of the silicon wafer 20. The film 21 may be an oxide film formed by thermally oxidizing a wafer, or SiH 2 Cl 2 or SiH 4 and N by chemical vapor deposition (CVD).
For example, a silicon nitride film formed using H 3 gas may be used. Oxide film or silicon nitride film 2 on both sides of wafer
After the formation of the layers 21 and 21, the film 21 on one surface is removed by etching with hydrofluoric acid. A polysilicon layer 22 having a thickness of about 5 μm is formed on both surfaces of the silicon wafer 20 by a CVD method. An Al film 23 is formed on the surface of the polysilicon layer 22 on the side where the film 21 remains by sputtering or the like, and after patterning, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas.
【００２４】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てポリシリコン層２２がエッチングされ、膜２１上にポ
リシリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２６の
両側に僅かに間隙をあけてポリシリコンからなる一対の
固定電極２７，２８が形成される。Ａｌ膜２３を除去し
た後、可動電極２６と一対の固定電極２７，２８が形成
されたシリコンウェーハ２０を可動電極２６が凹部１１
に対向するようにガラス基板１０に陽極接合する。その
後、ガラス基板１０と接合したシリコンウェーハ２０及
び残存するポリシリコン層２２を膜２１をエッチストッ
プ層としてＫＯＨなどのエッチャントによりウエットエ
ッチング又はＳＦ6などのエッチャントによりドライエ
ッチングすることにより除去する。続いて、フッ酸など
のエッチャントにより膜２１を除去する。これにより可
動電極２６が一対の固定電極２７，２８に挟まれて凹部
１１の上方に浮動に形成された半導体慣性センサ３０が
得られる。As a result, the polysilicon layer 22 is etched using the film 21 as an etch stop layer, and a movable electrode 26 made of polysilicon is formed on the film 21 and a pair of polysilicon made of polysilicon with a slight gap on both sides of the movable electrode 26. Are formed. After removing the Al film 23, the movable electrode 26 is removed from the silicon wafer 20 on which the movable electrode 26 and the pair of fixed electrodes 27 and 28 are formed.
Is anodically bonded to the glass substrate 10 so as to face the substrate. Thereafter, the silicon wafer 20 bonded to the glass substrate 10 and the remaining polysilicon layer 22 are removed by wet etching with an etchant such as KOH or dry etching with an etchant such as SF 6 using the film 21 as an etch stop layer. Subsequently, the film 21 is removed with an etchant such as hydrofluoric acid. Thereby, the semiconductor inertial sensor 30 in which the movable electrode 26 is sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 and is formed above the concave portion 11 so as to float is obtained.
【００２５】図３及び図４は第２実施形態の半導体慣性
センサ４０を示す。この半導体慣性センサ４０は加速度
センサであって、ガラス基板１０上に固着された枠体２
９の間に可動電極２６を有する。可動電極２６、枠体２
９は、それぞれポリシリコンからなり、電極２６は窓枠
状の枠体２９に間隔をあけて収容される。可動電極２６
はガラス基板１０に形成された凹部１１の上方に位置
し、ビーム３１，３１によりその両端が支持され、ガラ
ス基板１０に対して浮動になっている。ビーム３１の基
端部３１ａは枠体２９の凹み２９ａに位置しかつ基板１
０上に固着される。この凹部１１の底面には凹部の深さ
より小さい厚さの検出電極１２が形成される。FIGS. 3 and 4 show a semiconductor inertial sensor 40 according to a second embodiment. The semiconductor inertial sensor 40 is an acceleration sensor, and is a frame 2 fixed on a glass substrate 10.
9 has a movable electrode 26. Movable electrode 26, frame 2
Numerals 9 are made of polysilicon, respectively, and the electrodes 26 are accommodated in a window frame-shaped frame 29 at intervals. Movable electrode 26
Is positioned above a concave portion 11 formed in the glass substrate 10, both ends of which are supported by beams 31, and floats with respect to the glass substrate 10. The base 31a of the beam 31 is located in the recess 29a of the frame 29 and
0. A detection electrode 12 having a thickness smaller than the depth of the concave portion is formed on the bottom surface of the concave portion 11.
【００２６】図示しないが、ビーム基端部３１ａ及び検
出電極１２には個別に電気配線がなされる。この半導体
慣性センサ４０では、可動電極２６に対して、図の矢印
で示すようにビーム基端部３１ａと３１ａを結ぶ線に直
交する鉛直方向の加速度が作用すると、可動電極２６は
ビーム３１，３１を支軸として振動する。可動電極２６
と検出電極１２の間の間隔が広がったり、狭まったりす
ると、可動電極２６と検出電極１２の間の静電容量が変
化する。この静電容量の変化から作用した加速度が求め
られる。Although not shown, electric wires are individually provided to the beam base 31a and the detection electrode 12. In the semiconductor inertial sensor 40, when a vertical acceleration perpendicular to a line connecting the beam base ends 31a and 31a acts on the movable electrode 26 as indicated by arrows in the figure, the movable electrode 26 applies the beams 31 and 31 to the movable electrode 26. Vibrates around the shaft. Movable electrode 26
When the distance between the movable electrode 26 and the detection electrode 12 increases or decreases, the capacitance between the movable electrode 26 and the detection electrode 12 changes. The acceleration that acts is obtained from the change in the capacitance.
【００２７】次に、本発明の第２実施形態の半導体慣性
センサ４０の製造方法について述べる。図４に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成し、この凹部１１の底面
にスパッタリング、真空蒸着などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃ
ｕなどから選ばれた金属の薄膜からなる検出電極１２を
形成する。一方、シリコンウェーハ２０の両面にシリコ
ンを浸食せずにエッチング可能な酸化膜又は窒化シリコ
ン膜のような膜２１を形成する。ウェーハ両面に酸化膜
又は窒化シリコン膜２１，２１を形成した後、一方の表
面の膜２１をフッ酸でエッチング除去する。このシリコ
ンウェーハ２０の両面にＣＶＤ法により約５μｍ厚のポ
リシリコン層２２を形成する。膜２１が残存する側のポ
リシリコン層２２の表面にスパッタリング等によりＡｌ
膜２３を形成し、パターニングした後、ＳＦ6ガスによ
る低温での異方性ドライエッチングを行う。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 40 according to the second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, first, a concave portion 11 is formed on a glass substrate 10 by etching with an etchant such as hydrofluoric acid, and Au, Pt, C is formed on the bottom surface of the concave portion 11 by sputtering, vacuum deposition, or the like.
The detection electrode 12 made of a thin film of a metal selected from u or the like is formed. On the other hand, a film 21 such as an oxide film or a silicon nitride film that can be etched without eroding silicon is formed on both surfaces of the silicon wafer 20. After oxide films or silicon nitride films 21 and 21 are formed on both surfaces of the wafer, the film 21 on one surface is removed by etching with hydrofluoric acid. A polysilicon layer 22 having a thickness of about 5 μm is formed on both surfaces of the silicon wafer 20 by a CVD method. The surface of the polysilicon layer 22 on the side where the film 21 remains is formed by sputtering or the like.
After the film 23 is formed and patterned, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas.
【００２８】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てポリシリコン層２２がエッチングされ、膜２１上にポ
リシリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２６の
両側に僅かに間隙をあけてポリシリコンからなる枠体２
９が形成される。Ａｌ膜２３を除去した後、可動電極２
６と枠体２９が形成されたシリコンウェーハ２０を可動
電極２６が検出電極１２に対向するようにガラス基板１
０に陽極接合する。その後、ガラス基板１０と接合した
シリコンウェーハ２０及び残存するポリシリコン層２２
を膜２１をエッチストップ層としてＫＯＨなどのエッチ
ャントによりウエットエッチング又はＳＦ6などのエッ
チャントによりドライエッチングすることにより除去す
る。続いて、フッ酸などのエッチャントにより膜２１を
除去する。これにより可動電極２６が枠体２９に挟まれ
て検出電極１２の上方に浮動に形成された半導体慣性セ
ンサ４０が得られる。As a result, the polysilicon layer 22 is etched using the film 21 as an etch stop layer, and a movable electrode 26 made of polysilicon is formed on the film 21 and a frame made of polysilicon with a slight gap on both sides of the movable electrode 26. Body 2
9 is formed. After removing the Al film 23, the movable electrode 2
The silicon wafer 20 on which the frame 6 and the frame 29 are formed is placed on the glass substrate 1 so that the movable electrode 26 faces the detection electrode 12.
Anodic bonding to 0. Thereafter, the silicon wafer 20 bonded to the glass substrate 10 and the remaining polysilicon layer 22
Is removed by wet etching with an etchant such as KOH or dry etching with an etchant such as SF 6 using the film 21 as an etch stop layer. Subsequently, the film 21 is removed with an etchant such as hydrofluoric acid. As a result, a semiconductor inertial sensor 40 in which the movable electrode 26 is sandwiched between the frame bodies 29 and floats above the detection electrode 12 is obtained.
【００２９】図５及び図６は第３実施形態の半導体慣性
センサ５０を示す。この半導体慣性センサ５０は角速度
センサであって、ガラス基板１０上に固着された固定電
極２７及び２８の間に音叉構造の一対の可動電極２６，
２６を有する。可動電極２６、固定電極２７及び２８
は、それぞれポリシリコンからなり、電極２６と電極２
７及び電極２６と電極２８の互いに対向する部分が櫛状
に形成される。可動電極２６，２６はガラス基板１０に
形成された凹部１１の上方に位置し、コ字状のビーム３
１，３１によりその両端が支持され、ガラス基板１０に
対して浮動になっている。ビーム３１の基端部３１ａは
基板１０上に固着される。この凹部１１の底面には凹部
の深さより小さい厚さの検出電極１２が形成される。図
示しないが、ビーム基端部３１ａ、固定電極２７及び２
８、検出電極１２には個別に電気配線がなされ、固定電
極２７及び２８に交流電圧を印加し、静電力により可動
電極を励振するようになっている。この半導体慣性セン
サ５０では、可動電極２６，２６に対してビーム基端部
３１ａと３１ａを結ぶ線を中心として角速度が作用する
と、可動電極２６，２６にコリオリ力が生じてこの中心
線の回りに捩り振動を起こして共振する。この共振時の
可動電極２６と検出電極１２との間の静電容量の変化に
より作用した角速度が検出される。FIGS. 5 and 6 show a semiconductor inertial sensor 50 according to a third embodiment. The semiconductor inertial sensor 50 is an angular velocity sensor, and includes a pair of movable electrodes 26 having a tuning fork structure between fixed electrodes 27 and 28 fixed on the glass substrate 10.
26. Movable electrode 26, fixed electrodes 27 and 28
Are made of polysilicon, and the electrodes 26 and 2
7 and the opposing portions of the electrode 26 and the electrode 28 are formed in a comb shape. The movable electrodes 26, 26 are located above the concave portions 11 formed in the glass substrate 10, and have a U-shaped beam 3.
Both ends are supported by 1 and 31 and float with respect to the glass substrate 10. The base 31 a of the beam 31 is fixed on the substrate 10. A detection electrode 12 having a thickness smaller than the depth of the concave portion is formed on the bottom surface of the concave portion 11. Although not shown, the beam base end 31a, the fixed electrodes 27 and 2
8. Electrical wires are individually provided to the detection electrodes 12, and an AC voltage is applied to the fixed electrodes 27 and 28 to excite the movable electrodes by electrostatic force. In the semiconductor inertial sensor 50, when an angular velocity acts on the movable electrodes 26 and 26 around a line connecting the beam base ends 31a and 31a, a Coriolis force is generated on the movable electrodes 26 and 26 and around the center line. Resonates by causing torsional vibration. The angular velocity acting due to the change in the capacitance between the movable electrode 26 and the detection electrode 12 at the time of the resonance is detected.
【００３０】次に、本発明の第３実施形態の半導体慣性
センサ５０の製造方法について述べる。図５に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成し、この凹部１１の底面
にスパッタリング、真空蒸着などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃ
ｕなどから選ばれた金属の薄膜からなる検出電極１２を
形成する。一方、シリコンウェーハ２０の両面にシリコ
ンを浸食せずにエッチング可能な酸化膜又は窒化シリコ
ン膜のような膜２１を形成する。ウェーハ両面に酸化膜
又は窒化シリコン膜２１，２１を形成した後、一方の表
面の膜２１をフッ酸でエッチング除去する。このシリコ
ンウェーハ２０の両面にＣＶＤ法により約５μｍ厚のポ
リシリコン層２２を形成する。膜２１が残存する側のポ
リシリコン層２２の表面にスパッタリング等によりＡｌ
膜２３を形成し、パターニングした後、ＳＦ6ガスによ
る低温での異方性ドライエッチングを行う。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 50 according to the third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 5, a concave portion 11 is first formed on a glass substrate 10 by etching with an etchant such as hydrofluoric acid, and Au, Pt, and C are formed on the bottom surface of the concave portion 11 by sputtering, vacuum deposition, or the like.
The detection electrode 12 made of a thin film of a metal selected from u or the like is formed. On the other hand, a film 21 such as an oxide film or a silicon nitride film that can be etched without eroding silicon is formed on both surfaces of the silicon wafer 20. After oxide films or silicon nitride films 21 and 21 are formed on both surfaces of the wafer, the film 21 on one surface is removed by etching with hydrofluoric acid. A polysilicon layer 22 having a thickness of about 5 μm is formed on both surfaces of the silicon wafer 20 by a CVD method. The surface of the polysilicon layer 22 on the side where the film 21 remains is formed by sputtering or the like.
After the film 23 is formed and patterned, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas.
【００３１】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てポリシリコン層２２がエッチングされ、膜２１上にポ
リシリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２６の
両側に僅かに間隙をあけてポリシリコンからなる一対の
固定電極２７，２８が形成される。Ａｌ膜２３を除去し
た後、可動電極２６と一対の固定電極２７，２８が形成
されたシリコンウェーハ２０を可動電極２６が検出電極
１２に対向するようにガラス基板１０に陽極接合する。
その後、ガラス基板１０と接合したシリコンウェーハ２
０及び残存するポリシリコン層２２を膜２１をエッチス
トップ層としてＫＯＨなどのエッチャントによりウエッ
トエッチング又はＳＦ6などのエッチャントによりドラ
イエッチングすることにより除去する。続いて、フッ酸
などのエッチャントにより膜２１を除去する。これによ
り凹部１１の上方に検出電極１２に対向しかつ一対の固
定電極２７，２８に挟まれて設けられた可動電極２６を
有する半導体慣性センサ５０が得られる。As a result, the polysilicon layer 22 is etched using the film 21 as an etch stop layer, and a movable electrode 26 made of polysilicon is formed on the film 21 and a pair of polysilicon made of polysilicon with a slight gap on both sides of the movable electrode 26. Are formed. After removing the Al film 23, the silicon wafer 20 on which the movable electrode 26 and the pair of fixed electrodes 27 and 28 are formed is anodically bonded to the glass substrate 10 such that the movable electrode 26 faces the detection electrode 12.
Thereafter, the silicon wafer 2 bonded to the glass substrate 10
The 0 and the remaining polysilicon layer 22 are removed by wet etching with an etchant such as KOH or dry etching with an etchant such as SF 6 using the film 21 as an etch stop layer. Subsequently, the film 21 is removed with an etchant such as hydrofluoric acid. Thus, a semiconductor inertial sensor 50 having the movable electrode 26 provided above the recess 11 and opposed to the detection electrode 12 and sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 is obtained.
【００３２】図７は第４実施形態の半導体慣性センサ６
０を示す。この半導体慣性センサは加速度センサであっ
て、第１実施形態の半導体慣性センサ３０と同様に、ガ
ラス基板１０上に固着された固定電極２７及び２８の間
に可動電極２６を有する。第１実施形態のセンサ３０と
の相違点は、ガラス基板１０に凹部１１がなく、可動電
極２６が固定電極２７及び２８より薄層に形成されたと
ころにある。可動電極２６が固定電極２７及び２８より
薄いため、可動電極２６と平坦なガラス基板１０との間
にギャップが形成される。図７では示していないが、一
対の固定電極２７及び２８のそれぞれの櫛歯の部分は可
動電極２６と同じ厚さを有する。このセンサ６０の動作
及びその他の構成は第１実施形態の半導体慣性センサ３
０と同じである。FIG. 7 shows a semiconductor inertial sensor 6 according to a fourth embodiment.
Indicates 0. This semiconductor inertial sensor is an acceleration sensor, and has a movable electrode 26 between fixed electrodes 27 and 28 fixed on the glass substrate 10, similarly to the semiconductor inertial sensor 30 of the first embodiment. The difference from the sensor 30 of the first embodiment is that the glass substrate 10 has no recess 11 and the movable electrode 26 is formed in a thinner layer than the fixed electrodes 27 and 28. Since the movable electrode 26 is thinner than the fixed electrodes 27 and 28, a gap is formed between the movable electrode 26 and the flat glass substrate 10. Although not shown in FIG. 7, each comb tooth portion of the pair of fixed electrodes 27 and 28 has the same thickness as the movable electrode 26. The operation of the sensor 60 and other components are the same as those of the semiconductor inertial sensor 3 of the first embodiment.
Same as 0.
【００３３】次に、本発明の第４実施形態の半導体慣性
センサ６０の製造方法について述べる。図７に示すよう
に、シリコンウェーハ２０の両面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な酸化膜又は窒化シリコン膜のような
膜２１を形成する。ウェーハ両面に酸化膜又は窒化シリ
コン膜２１，２１を形成した後、一方の表面の膜２１を
フッ酸でエッチング除去する。このシリコンウェーハ２
０の両面にＣＶＤ法により約５μｍ厚のポリシリコン層
２２を形成する。膜２１が残存する側のポリシリコン層
２２の表面にスパッタリング等によりＡｌ膜３２を形成
し、パターニングした後、ＳＦ6ガスによる低温での軽
度の異方性ドライエッチングを行う。これにより片側の
ポリシリコン層２２の所定の部分が薄層となる。この薄
層が形成されたポリシリコン層２２の表面にスパッタリ
ング等によりＡｌ膜２３を形成し、パターニングした
後、ＳＦ6ガスによる低温での異方性ドライエッチング
を行う。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 60 according to the fourth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 7, a film 21 such as an oxide film or a silicon nitride film that can be etched without eroding silicon is formed on both surfaces of a silicon wafer 20. After oxide films or silicon nitride films 21 and 21 are formed on both surfaces of the wafer, the film 21 on one surface is removed by etching with hydrofluoric acid. This silicon wafer 2
A polysilicon layer 22 having a thickness of about 5 .mu.m is formed on both surfaces of the "0" by CVD. An Al film 32 is formed on the surface of the polysilicon layer 22 on the side where the film 21 remains by sputtering or the like, and after patterning, light anisotropic dry etching at a low temperature with SF 6 gas is performed. As a result, a predetermined portion of the polysilicon layer 22 on one side becomes a thin layer. An Al film 23 is formed on the surface of the polysilicon layer 22 on which the thin layer is formed by sputtering or the like, and after patterning, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas.
【００３４】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てポリシリコン層２２がエッチングされ、膜２１上に薄
層を有するポリシリコンからなる可動電極２６とこの可
動電極２６の両側に僅かに間隙をあけてポリシリコンか
らなる一対の固定電極２７，２８が形成される。Ａｌ膜
２３を除去した後、可動電極２６と一対の固定電極２
７，２８が形成されたシリコンウェーハ２０をガラス基
板１０に陽極接合する。これ以降、第１実施形態の製造
方法と同様に行い、可動電極２６が一対の固定電極２
７，２８に挟まれてガラス基板１０の上方に浮動に形成
された半導体慣性センサ６０が得られる。As a result, the polysilicon layer 22 is etched using the film 21 as an etch stop layer, and the movable electrode 26 made of polysilicon having a thin layer on the film 21 is formed with a small gap on both sides of the movable electrode 26. A pair of fixed electrodes 27 and 28 made of silicon are formed. After removing the Al film 23, the movable electrode 26 and the pair of fixed electrodes 2
The silicon wafer 20 having the layers 7 and 28 formed thereon is anodically bonded to the glass substrate 10. Thereafter, the same operation as in the manufacturing method of the first embodiment is performed, and the movable electrode 26 is
A semiconductor inertial sensor 60 formed above and above the glass substrate 10 so as to float between the substrates 7 and 28 is obtained.
【００３５】図８は第５実施形態の半導体慣性センサ７
０を示す。この半導体慣性センサ７０は加速度センサで
あって、第２実施形態の半導体慣性センサ４０と同様
に、ガラス基板１０上に固着された枠体２９の間に可動
電極２６を有する。第２実施形態のセンサ４０との相違
点は、ガラス基板１０に凹部１１がなく、可動電極２６
と検出電極１２の合計厚さが枠体２９よりも薄くなるよ
うに、可動電極２６が薄層に形成されたところにある。
このように構成することにより可動電極２６と検出電極
１２との間にギャップが形成される。このセンサ７０の
動作及びその他の構成は第２実施形態の半導体慣性セン
サ４０と同じである。FIG. 8 shows a semiconductor inertial sensor 7 according to the fifth embodiment.
Indicates 0. The semiconductor inertial sensor 70 is an acceleration sensor, and has the movable electrode 26 between the frame bodies 29 fixed on the glass substrate 10 like the semiconductor inertial sensor 40 of the second embodiment. The difference from the sensor 40 of the second embodiment is that the glass substrate 10 has no concave portion 11 and the movable electrode 26
The movable electrode 26 is formed in a thin layer so that the total thickness of the movable electrode 26 and the detection electrode 12 is smaller than that of the frame 29.
With this configuration, a gap is formed between the movable electrode 26 and the detection electrode 12. The operation and other configuration of the sensor 70 are the same as those of the semiconductor inertial sensor 40 of the second embodiment.
【００３６】次に、本発明の第５実施形態の半導体慣性
センサ７０の製造方法について述べる。図８に示すよう
に、先ずガラス基板１０上にスパッタリング、真空蒸着
などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃｕなどから選ばれた金属の薄
膜からなる検出電極１２を形成する。一方、シリコンウ
ェーハ２０の両面にシリコンを浸食せずにエッチング可
能な酸化膜又は窒化シリコン膜のような膜２１を形成す
る。ウェーハ両面に酸化膜又は窒化シリコン膜２１，２
１を形成した後、一方の表面の膜２１をフッ酸でエッチ
ング除去する。このシリコンウェーハ２０の両面にＣＶ
Ｄ法により約５μｍ厚のポリシリコン層２２を形成す
る。膜２１が残存する側のポリシリコン層２２の表面に
スパッタリング等によりＡｌ膜３２を形成し、パターニ
ングした後、ＳＦ6ガスによる低温での軽度の異方性ド
ライエッチングを行う。これにより片側のポリシリコン
層２２の所定の部分が薄層となる。この薄層が形成され
たポリシリコン層２２の表面にスパッタリング等により
Ａｌ膜２３を形成し、パターニングした後、ＳＦ6ガス
による低温での異方性ドライエッチングを行う。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 70 according to the fifth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, first, a detection electrode 12 made of a thin film of a metal selected from Au, Pt, Cu, or the like is formed on a glass substrate 10 by sputtering, vacuum deposition, or the like. On the other hand, a film 21 such as an oxide film or a silicon nitride film that can be etched without eroding silicon is formed on both surfaces of the silicon wafer 20. Oxide film or silicon nitride film 21 on both sides of wafer
After forming 1, the film 21 on one surface is removed by etching with hydrofluoric acid. CV on both sides of this silicon wafer 20
A polysilicon layer 22 having a thickness of about 5 μm is formed by the method D. An Al film 32 is formed on the surface of the polysilicon layer 22 on the side where the film 21 remains by sputtering or the like, and after patterning, light anisotropic dry etching at a low temperature with SF 6 gas is performed. As a result, a predetermined portion of the polysilicon layer 22 on one side becomes a thin layer. An Al film 23 is formed on the surface of the polysilicon layer 22 on which the thin layer is formed by sputtering or the like, and after patterning, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas.
【００３７】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てポリシリコン層２２がエッチングされ、膜２１上にポ
リシリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２６の
両側に僅かに間隙をあけてポリシリコンからなる枠体２
９が形成される。Ａｌ膜２３を除去した後、可動電極２
６と枠体２９が形成されたシリコンウェーハ２０を可動
電極２６が検出電極１２に対向するようにガラス基板１
０に陽極接合する。これ以降、第２実施形態の製造方法
と同様に行い、可動電極２６が枠体２９に挟まれて検出
電極１２の上方に浮動に形成された半導体慣性センサ７
０が得られる。As a result, the polysilicon layer 22 is etched using the film 21 as an etch stop layer, and a movable electrode 26 made of polysilicon is formed on the film 21 and a frame made of polysilicon is provided on both sides of the movable electrode 26 with a slight gap. Body 2
9 is formed. After removing the Al film 23, the movable electrode 2
The silicon wafer 20 on which the frame 6 and the frame 29 are formed is placed on the glass substrate 1 so that the movable electrode 26 faces the detection electrode 12.
Anodic bonding to 0. Thereafter, the same operation as in the manufacturing method of the second embodiment is performed, and the semiconductor inertial sensor 7 in which the movable electrode 26 is floatingly formed above the detection electrode 12 with the movable electrode 26 interposed between the frames 29.
0 is obtained.
【００３８】図９は第６実施形態の半導体慣性センサ８
０を示す。この半導体慣性センサ８０は角速度センサで
あって、第３実施形態の半導体慣性センサ５０と同様
に、ガラス基板１０上に固着された固定電極２７及び２
８の間に音叉構造の一対の可動電極２６，２６を有す
る。第３実施形態のセンサ５０との相違点は、ガラス基
板１０に凹部１１がなく、可動電極２６と検出電極１２
の合計厚さが固定電極２７，２８よりも薄くなるよう
に、可動電極２６が薄層に形成されたところにある。こ
のように構成することにより可動電極２６と検出電極１
２との間にギャップが形成される。図９では示していな
いが、一対の固定電極２７及び２８のそれぞれの櫛歯の
部分は可動電極２６と同じ厚さを有する。このセンサ８
０の動作及びその他の構成は第３実施形態の半導体慣性
センサ５０と同じである。FIG. 9 shows a semiconductor inertial sensor 8 according to a sixth embodiment.
Indicates 0. The semiconductor inertial sensor 80 is an angular velocity sensor and, like the semiconductor inertial sensor 50 of the third embodiment, has fixed electrodes 27 and 2 fixed on the glass substrate 10.
8 has a pair of movable electrodes 26, 26 having a tuning fork structure. The difference from the sensor 50 of the third embodiment is that the glass substrate 10 has no concave portion 11 and the movable electrode 26 and the detection electrode 12
The movable electrode 26 is formed in a thin layer so that the total thickness of the movable electrodes 26 is smaller than that of the fixed electrodes 27 and 28. With this configuration, the movable electrode 26 and the detection electrode 1
2, a gap is formed. Although not shown in FIG. 9, each comb tooth portion of the pair of fixed electrodes 27 and 28 has the same thickness as the movable electrode 26. This sensor 8
The operation of 0 and other configurations are the same as those of the semiconductor inertial sensor 50 of the third embodiment.
【００３９】次に、本発明の第６実施形態の半導体慣性
センサ８０の製造方法について述べる。図９に示すよう
に、先ずガラス基板１０上にスパッタリング、真空蒸着
などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃｕなどから選ばれた金属の薄
膜からなる検出電極１２を形成する。一方、シリコンウ
ェーハ２０の両面にシリコンを浸食せずにエッチング可
能な酸化膜又は窒化シリコン膜のような膜２１を形成す
る。ウェーハ両面に酸化膜又は窒化シリコン膜２１，２
１を形成した後、一方の表面の膜２１をフッ酸でエッチ
ング除去する。このシリコンウェーハ２０の両面にＣＶ
Ｄ法により約５μｍ厚のポリシリコン層２２を形成す
る。膜２１が残存する側のポリシリコン層２２の表面に
スパッタリング等によりＡｌ膜３２を形成し、パターニ
ングした後、ＳＦ6ガスによる低温での軽度の異方性ド
ライエッチングを行う。これにより片側のポリシリコン
層２２の所定の部分が薄層となる。この薄層が形成され
たポリシリコン層２２の表面にスパッタリング等により
Ａｌ膜２３を形成し、パターニングした後、ＳＦ6ガス
による低温での異方性ドライエッチングを行う。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 80 according to the sixth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 9, first, a detection electrode 12 made of a thin film of a metal selected from Au, Pt, Cu or the like is formed on a glass substrate 10 by sputtering, vacuum deposition, or the like. On the other hand, a film 21 such as an oxide film or a silicon nitride film that can be etched without eroding silicon is formed on both surfaces of the silicon wafer 20. Oxide film or silicon nitride film 21 on both sides of wafer
After forming 1, the film 21 on one surface is removed by etching with hydrofluoric acid. CV on both sides of this silicon wafer 20
A polysilicon layer 22 having a thickness of about 5 μm is formed by the method D. An Al film 32 is formed on the surface of the polysilicon layer 22 on the side where the film 21 remains by sputtering or the like, and after patterning, light anisotropic dry etching at a low temperature with SF 6 gas is performed. As a result, a predetermined portion of the polysilicon layer 22 on one side becomes a thin layer. An Al film 23 is formed on the surface of the polysilicon layer 22 on which the thin layer is formed by sputtering or the like, and after patterning, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas.
【００４０】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てポリシリコン層２２がエッチングされ、膜２１上にポ
リシリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２６の
両側に僅かに間隙をあけてポリシリコンからなる一対の
固定電極２７，２８が形成される。Ａｌ膜２３を除去し
た後、可動電極２６と一対の固定電極２７，２８が形成
されたシリコンウェーハ２０を可動電極２６が検出電極
１２に対向するようにガラス基板１０に陽極接合する。
これ以降、第３実施形態の製造方法と同様に行い、可動
電極２６が一対の固定電極２７，２８に挟まれて検出電
極１２に対向しかつ上方に浮動に形成された半導体慣性
センサ８０が得られる。As a result, the polysilicon layer 22 is etched using the film 21 as an etch stop layer, and a movable electrode 26 made of polysilicon is formed on the film 21 and a pair of polysilicon made of polysilicon with a slight gap on both sides of the movable electrode 26. Are formed. After removing the Al film 23, the silicon wafer 20 on which the movable electrode 26 and the pair of fixed electrodes 27 and 28 are formed is anodically bonded to the glass substrate 10 such that the movable electrode 26 faces the detection electrode 12.
Thereafter, the semiconductor inertial sensor 80 in which the movable electrode 26 is sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 and faces the detection electrode 12 and is formed to float upward is obtained in the same manner as in the manufacturing method of the third embodiment. Can be
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上述べたように、従来のウェーハの貼
り合わせやレーザ加工による半導体慣性センサの製法と
異なり、本発明によればこれらの貼り合わせウェーハや
レーザ加工が不要となり、大量生産に適した低コストの
半導体慣性センサを製作することができる。可動電極、
固定電極又は枠体などの構造体がシリコンウェーハに支
持された状態でガラス基板に接合するため、従来のよう
な貼り付き（sticking）現象を生じず、検出電極やガラ
ス基板に対して所定のギャップで可動電極を設けること
ができる。As described above, unlike the conventional method of manufacturing a semiconductor inertial sensor by laminating wafers and laser processing, according to the present invention, these bonded wafers and laser processing are not required and suitable for mass production. In addition, a low-cost semiconductor inertial sensor can be manufactured. Movable electrode,
Since the fixed electrode or frame or other structure is bonded to the glass substrate while being supported by the silicon wafer, there is no sticking phenomenon as in the past, and there is a certain gap between the detection electrode and the glass substrate. Thus, a movable electrode can be provided.
【００４２】また基板をシリコン基板でなく、ガラス基
板にすることにより、静電容量で検出を行うセンサで
は、素子の寄生容量が低下し、高感度で高精度の半導体
慣性センサが得られる。更にＳｉＯ2からなる熱酸化膜
やＳｉ3Ｎ4からなる窒化シリコン膜をエッチストップ層
として、シリコンウェーハをエッチングすることによ
り、従来のボロン拡散したエッチストップ技術と異な
り、エッチストップ効果が確実で、オーバーエッチング
されて可動電極、固定電極などが薄くならず、寸法精度
に優れた可動電極及び固定電極を形成することができ
る。Further, by using a glass substrate instead of a silicon substrate, in a sensor that performs detection by electrostatic capacitance, the parasitic capacitance of the element is reduced, and a highly sensitive and highly accurate semiconductor inertial sensor can be obtained. Further, by etching a silicon wafer using a thermal oxide film made of SiO 2 or a silicon nitride film made of Si 3 N 4 as an etch stop layer, unlike the conventional boron-etched etch stop technology, the etch stop effect is reliable, The movable electrode, the fixed electrode, and the like are not thinned due to over-etching, so that the movable electrode and the fixed electrode with excellent dimensional accuracy can be formed.
【図１】図２のＡ−Ａ線要部に相当する本発明の第１実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a first embodiment of the present invention, corresponding to a main part of line AA in FIG. 2, and a manufacturing process thereof.
【図２】本発明の第１実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。FIG. 2 is an external perspective view of the semiconductor inertial sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。FIG. 3 is an external perspective view of a semiconductor inertial sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図４】図３のＢ−Ｂ線要部に相当する本発明の第２実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a second embodiment of the present invention corresponding to a main part of line BB in FIG. 3 and a manufacturing process thereof.
【図５】図６のＣ−Ｃ線要部に相当する本発明の第３実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a third embodiment of the present invention, corresponding to a main part of line CC in FIG. 6, and a manufacturing process thereof;
【図６】本発明の第３実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。FIG. 6 is an external perspective view of a semiconductor inertial sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第４実施形態の半導体慣性センサ及び
その製造工程を示す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a fourth embodiment of the present invention and a manufacturing process thereof.
【図８】本発明の第５実施形態の半導体慣性センサ及び
その製造工程を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a fifth embodiment of the present invention and a manufacturing process thereof.
【図９】本発明の第６実施形態の半導体慣性センサ及び
その製造工程を示す断面図。FIG. 9 is a sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a sixth embodiment of the present invention and a manufacturing process thereof.
１０ ガラス基板 １１ 凹部 １２ 検出電極 ２０ シリコンウェーハ ２１ 酸化膜 ２２ ポリシリコン層 ２６ 可動電極 ２７，２８ 一対の固定電極 ２９ 枠体 ３０，４０，５０，６０，７０，８０ 半導体慣性セン
サReference Signs List 10 glass substrate 11 concave portion 12 detection electrode 20 silicon wafer 21 oxide film 22 polysilicon layer 26 movable electrode 27, 28 pair of fixed electrodes 29 frame body 30, 40, 50, 60, 70, 80 semiconductor inertial sensor
Claims (12)
設けられた可動電極(26)と、前記ガラス基板(10)上に前
記可動電極(26)を挟んで設けられた一対の固定電極(27,
28)とを備えた半導体慣性センサ(30,60)において、 前記可動電極(26)及び一対の固定電極(27,28)がポリシ
リコンからなることを特徴とする半導体慣性センサ。A movable electrode (26) provided to float above a glass substrate (10) and a pair of fixed electrodes provided on the glass substrate (10) with the movable electrode (26) interposed therebetween. Electrodes (27,
28), wherein the movable electrode (26) and the pair of fixed electrodes (27, 28) are made of polysilicon.
(12)と、前記検出電極(12)の上方に浮動するように設け
られた可動電極(26)とを備えた半導体慣性センサ(40,7
0)において、 前記可動電極(26)がポリシリコンからなることを特徴と
する半導体慣性センサ。2. A detection electrode formed on a glass substrate (10).
(12) and a semiconductor inertial sensor (40, 7) including a movable electrode (26) provided to float above the detection electrode (12).
0) The semiconductor inertial sensor according to 0), wherein the movable electrode (26) is made of polysilicon.
(12)と、前記検出電極(12)の上方に浮動するように設け
られた可動電極(26)と、前記ガラス基板(10)上に前記可
動電極(26)を挟んで設けられた一対の固定電極(27,28)
とを備えた半導体慣性センサ(50,80)において、 前記可動電極(26)及び一対の固定電極(27,28)がポリシ
リコンからなることを特徴とする半導体慣性センサ。3. A detection electrode formed on a glass substrate (10).
(12), a movable electrode (26) provided to float above the detection electrode (12), and a pair of movable electrodes (26) provided on the glass substrate (10) with the movable electrode (26) interposed therebetween. Fixed electrode (27,28)
And wherein the movable electrode (26) and the pair of fixed electrodes (27, 28) are made of polysilicon.
7,28)と前記一対の固定電極(27,28)に挟まれて設けられ
たポリシリコンからなる可動電極(26)がシリコンを浸食
せずにエッチング可能な膜(21)を介して形成されたシリ
コンウェーハ(20)をガラス基板(10)に接合する工程と、 前記シリコンウェーハ(20)と前記膜(21)を順次エッチン
グして除去することにより前記一対の固定電極(27,28)
に挟まれて設けられた浮動の可動電極(26)を有する半導
体慣性センサ(30,60)を得る工程とを含む半導体慣性セ
ンサの製造方法。4. A pair of fixed electrodes (2) made of polysilicon.
7, 28) and a movable electrode (26) made of polysilicon provided between the pair of fixed electrodes (27, 28) is formed via a film (21) that can be etched without eroding silicon. Bonding the silicon wafer (20) to the glass substrate (10), and etching and removing the silicon wafer (20) and the film (21) sequentially to remove the pair of fixed electrodes (27, 28).
Obtaining a semiconductor inertial sensor (30, 60) having a floating movable electrode (26) provided therebetween.
する工程と、 ポリシリコンからなる可動電極(26)がシリコンを浸食せ
ずにエッチング可能な膜(21)を介して形成されたシリコ
ンウェーハ(20)を前記可動電極(26)が前記検出電極(12)
に対向するように前記ガラス基板(10)に接合する工程
と、 前記シリコンウェーハ(20)と前記膜(21)を順次エッチン
グして除去することにより前記検出電極(12)に対向して
設けられた浮動の可動電極(26)を有する半導体慣性セン
サ(40,70)を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造
方法。5. A step of forming a detection electrode (12) on a glass substrate (10), and forming a movable electrode (26) made of polysilicon via a film (21) that can be etched without eroding silicon. The movable electrode (26) of the silicon wafer (20) is the detection electrode (12).
Bonding to the glass substrate (10) so as to face the silicon wafer (20) and the film (21) by sequentially etching and removing the silicon wafer (20) and the film (21). Obtaining a semiconductor inertial sensor (40, 70) having a floating movable electrode (26).
する工程と、 ポリシリコンからなる一対の固定電極(27,28)と前記一
対の固定電極(27,28)に挟まれて設けられたポリシリコ
ンからなる可動電極(26)がシリコンを浸食せずにエッチ
ング可能な膜(21)を介して形成されたシリコンウェーハ
(20)を前記可動電極(26)が前記検出電極(12)に対向する
ように前記ガラス基板(10)に接合する工程と、 前記シリコンウェーハ(20)と前記膜(21)を順次エッチン
グして除去することにより前記一対の固定電極(27,28)
に挟まれて設けられた浮動の可動電極(26)を有する半導
体慣性センサ(50,80)を得る工程とを含む半導体慣性セ
ンサの製造方法。6. A step of forming a detection electrode (12) on a glass substrate (10), and sandwiching the pair of fixed electrodes (27, 28) made of polysilicon with the pair of fixed electrodes (27, 28). Wafer formed by a movable electrode (26) made of polysilicon provided through a film (21) that can be etched without eroding silicon
Bonding the (20) to the glass substrate (10) such that the movable electrode (26) faces the detection electrode (12), and sequentially etching the silicon wafer (20) and the film (21). By removing the pair of fixed electrodes (27, 28)
Obtaining a semiconductor inertial sensor (50, 80) having a floating movable electrode (26) provided therebetween.
程と、 シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜(21)が表面に
形成されたシリコンウェーハ(20)の前記膜(21)上にポリ
シリコン層(22)を形成する工程と、 前記膜(21)をエッチストップ層として前記ポリシリコン
層(22)をエッチングすることにより前記シリコンウェー
ハ(20)の膜(21)上にポリシリコンからなる可動電極(26)
と前記可動電極(26)の両側にポリシリコンからなる一対
の固定電極(27,28)を形成する工程と、 前記可動電極(26)と一対の固定電極(27,28)が形成され
たシリコンウェーハ(20)を前記可動電極(26)が前記凹部
(11)に対向するように前記ガラス基板(10)に接合する工
程と、 前記ガラス基板(10)と接合したシリコンウェーハ(20)を
前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチングして除
去する工程と、 前記膜(21)をエッチングして除去することにより前記一
対の固定電極(27,28)に挟まれて設けられた可動電極(2
6)を有する半導体慣性センサ(30)を得る工程とを含む半
導体慣性センサの製造方法。7. A step of forming a concave portion (11) in a glass substrate (10), and a step (21) of a silicon wafer (20) having a surface (21) that can be etched without eroding silicon. A) forming a polysilicon layer (22) on the silicon wafer (20) by etching the polysilicon layer (22) using the film (21) as an etch stop layer. Movable electrode made of polysilicon (26)
Forming a pair of fixed electrodes (27, 28) made of polysilicon on both sides of the movable electrode (26), and silicon formed with the movable electrode (26) and the pair of fixed electrodes (27, 28). The movable electrode (26) is placed on the wafer (20)
Bonding to the glass substrate (10) so as to face (11), and removing the silicon wafer (20) bonded to the glass substrate (10) by etching using the film (21) as an etch stop layer. A movable electrode (2) provided between the pair of fixed electrodes (27, 28) by etching and removing the film (21).
Obtaining a semiconductor inertial sensor (30) having 6).
程と、 前記ガラス基板(10)の凹部(11)の底面に検出電極(12)を
形成する工程と、 シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜(21)が表面に
形成されたシリコンウェーハ(20)の前記膜(21)上にポリ
シリコン層(22)を形成する工程と、 前記膜(21)をエッチストップ層として前記ポリシリコン
層(22)をエッチングすることにより前記シリコンウェー
ハ(20)の膜(21)上にポリシリコンからなる可動電極(26)
を形成する工程と、 前記可動電極(26)が形成されたシリコンウェーハ(20)を
前記可動電極(26)が前記検出電極(12)に対向するように
前記ガラス基板(10)に接合する工程と、 前記ガラス基板(10)と接合したシリコンウェーハ(20)を
前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチングして除
去する工程と、 前記膜(21)をエッチングして除去することにより前記検
出電極(12)に対向して設けられた可動電極(26)を有する
半導体慣性センサ(40)を得る工程とを含む半導体慣性セ
ンサの製造方法。8. A step of forming a concave portion (11) in the glass substrate (10); a step of forming a detection electrode (12) on the bottom surface of the concave portion (11) of the glass substrate (10); Forming a polysilicon layer (22) on the film (21) of the silicon wafer (20) on the surface of which a film (21) that can be etched without being formed, and using the film (21) as an etch stop layer A movable electrode (26) made of polysilicon on the film (21) of the silicon wafer (20) by etching the polysilicon layer (22).
And bonding the silicon wafer (20) on which the movable electrode (26) is formed to the glass substrate (10) such that the movable electrode (26) faces the detection electrode (12). A step of etching and removing the silicon wafer (20) bonded to the glass substrate (10) using the film (21) as an etch stop layer; anddetecting the film by removing the film (21) by etching. Obtaining a semiconductor inertial sensor (40) having a movable electrode (26) provided facing the electrode (12).
程と、 前記ガラス基板(10)の凹部(11)の底面に検出電極(12)を
形成する工程と、 シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜(21)が表面に
形成されたシリコンウェーハ(20)の前記膜(21)上にポリ
シリコン層(22)を形成する工程と、 前記膜(21)をエッチストップ層として前記ポリシリコン
層(22)をエッチングすることにより前記シリコンウェー
ハ(20)の膜(21)上にポリシリコンからなる可動電極(26)
と前記可動電極(26)の両側にポリシリコンからなる一対
の固定電極(27,28)を形成する工程と、 前記可動電極(26)と一対の固定電極(27,28)が形成され
たシリコンウェーハ(20)を前記可動電極(26)が前記検出
電極(12)に対向するように前記ガラス基板(10)に接合す
る工程と、 前記ガラス基板(10)と接合したシリコンウェーハ(20)を
前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチングして除
去する工程と、 前記膜(21)をエッチングして除去することにより前記一
対の固定電極（２７，２８）に挟まれて設けられた可動
電極（２６）を有する半導体慣性センサ(50)を得る工程
とを含む半導体慣性センサの製造方法。9. A step of forming a recess (11) in a glass substrate (10); a step of forming a detection electrode (12) on a bottom surface of the recess (11) of the glass substrate (10); Forming a polysilicon layer (22) on the film (21) of the silicon wafer (20) on the surface of which a film (21) that can be etched without being formed, and using the film (21) as an etch stop layer A movable electrode (26) made of polysilicon on the film (21) of the silicon wafer (20) by etching the polysilicon layer (22).
Forming a pair of fixed electrodes (27, 28) made of polysilicon on both sides of the movable electrode (26), and silicon formed with the movable electrode (26) and the pair of fixed electrodes (27, 28). Bonding the wafer (20) to the glass substrate (10) such that the movable electrode (26) faces the detection electrode (12); anda silicon wafer (20) bonded to the glass substrate (10). A step of etching and removing the film (21) as an etch stop layer; and a movable electrode provided between the pair of fixed electrodes (27 and 28) by etching and removing the film (21). Obtaining a semiconductor inertial sensor (50) having (26).
な膜(21)が表面に形成されたシリコンウェーハ(20)の前
記膜(21)上にポリシリコン層(22)を形成する工程と、 前記ポリシリコン層(22)の所定の部分をエッチングして
薄層を形成する工程と、 前記膜(21)をエッチストップ層として前記薄層を有する
ポリシリコン層(22)をエッチングすることにより前記シ
リコンウェーハ(20)の膜(21)上に薄層のポリシリコンか
らなる可動電極(26)と前記可動電極(26)の両側にポリシ
リコンからなる一対の固定電極(27,28)を形成する工程
と、 前記可動電極(26)と一対の固定電極(27,28)が形成され
たシリコンウェーハ(20)をガラス基板(10)に接合する工
程と、 前記ガラス基板(10)と接合したシリコンウェーハ(20)を
前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチングして除
去する工程と、 前記膜(21)をエッチングして除去することにより前記一
対の固定電極(27,28)に挟まれて設けられた可動電極(2
6)を有する半導体慣性センサ(60)を得る工程とを含む半
導体慣性センサの製造方法。10. forming a polysilicon layer (22) on said film (21) of a silicon wafer (20) having a film (21) which can be etched without eroding silicon; Etching a predetermined portion of the polysilicon layer (22) to form a thin layer; andetching the silicon layer by etching the polysilicon layer (22) having the thin layer using the film (21) as an etch stop layer. Forming a movable electrode (26) made of a thin layer of polysilicon on a film (21) of a wafer (20) and a pair of fixed electrodes (27, 28) made of polysilicon on both sides of the movable electrode (26); Bonding a silicon wafer (20) on which the movable electrode (26) and a pair of fixed electrodes (27, 28) are formed to a glass substrate (10); and a silicon wafer bonded to the glass substrate (10). (20) etching and removing the film (21) as an etch stop layer, The movable electrode (2) provided between the pair of fixed electrodes (27, 28) by etching and removing the film (21).
Obtaining a semiconductor inertial sensor (60) having 6).
成する工程と、 シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜(21)が表面に
形成されたシリコンウェーハ(20)の前記膜(21)上にポリ
シリコン層(22)を形成する工程と、 前記ポリシリコン層(22)の所定の部分をエッチングして
薄層を形成する工程と、 前記膜(21)をエッチストップ層として前記薄層を有する
ポリシリコン層(22)をエッチングすることにより前記シ
リコンウェーハ(20)の膜(21)上にポリシリコンからなる
可動電極(26)を形成する工程と、 前記可動電極(26)が形成されたシリコンウェーハ(20)を
前記可動電極(26)が前記検出電極(12)に対向するように
前記ガラス基板(10)に接合する工程と、 前記ガラス基板(10)と接合したシリコンウェーハ(20)を
前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチングして除
去する工程と、 前記膜(21)をエッチングして除去することにより前記検
出電極(12)に対向して設けられた可動電極(26)を有する
半導体慣性センサ(70)を得る工程とを含む半導体慣性セ
ンサの製造方法。11. A step of forming a detection electrode (12) on a glass substrate (10), and said film of a silicon wafer (20) having a surface (21) that can be etched without eroding silicon. (21) forming a polysilicon layer (22) thereon, etching a predetermined portion of the polysilicon layer (22) to form a thin layer, and using the film (21) as an etch stop layer. Forming a movable electrode (26) made of polysilicon on the film (21) of the silicon wafer (20) by etching the polysilicon layer (22) having the thin layer, and the movable electrode (26) Bonding the silicon wafer (20) formed with the glass substrate (10) such that the movable electrode (26) faces the detection electrode (12), and silicon bonded to the glass substrate (10). The wafer (20) is removed by etching using the film (21) as an etch stop layer. And a step of obtaining a semiconductor inertial sensor (70) having a movable electrode (26) provided opposite to the detection electrode (12) by etching and removing the film (21). Manufacturing method of sensor.
成する工程と、 シリコンを浸食せずにエッチング可能な膜(21)が表面に
形成されたシリコンウェーハ(20)の前記膜(21)上にポリ
シリコン層(22)を形成する工程と、 前記ポリシリコン層(22)の所定の部分をエッチングして
薄層を形成する工程と、 前記膜(21)をエッチストップ層として前記薄層を有する
ポリシリコン層(22)をエッチングすることにより前記シ
リコンウェーハ(20)の膜(21)上に薄層のポリシリコンか
らなる可動電極(26)と前記可動電極(26)の両側にポリシ
リコンからなる一対の固定電極(27,28)を形成する工程
と、 前記可動電極(26)と一対の固定電極(27,28)が形成され
たシリコンウェーハ(20)を前記可動電極(26)が前記検出
電極(12)に対向するように前記ガラス基板(10)に接合す
る工程と、 前記ガラス基板(10)と接合したシリコンウェーハ(20)を
前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチングして除
去する工程と、 前記膜(21)をエッチングして除去することにより前記一
対の固定電極(27,28)に挟まれて設けられた可動電極(2
6)を有する半導体慣性センサ(80)を得る工程とを含む半
導体慣性センサの製造方法。12. A step of forming a detection electrode (12) on a glass substrate (10), and said film of a silicon wafer (20) having a surface (21) that can be etched without eroding silicon. (21) forming a polysilicon layer (22) thereon, etching a predetermined portion of the polysilicon layer (22) to form a thin layer, and using the film (21) as an etch stop layer. A movable electrode (26) made of a thin layer of polysilicon and both sides of the movable electrode (26) are formed on the film (21) of the silicon wafer (20) by etching the polysilicon layer (22) having the thin layer. Forming a pair of fixed electrodes (27, 28) made of polysilicon on the silicon wafer (20) on which the movable electrode (26) and the pair of fixed electrodes (27, 28) are formed. 26) bonding to the glass substrate (10) so that the glass substrate faces the detection electrode (12); A step of etching and removing the silicon wafer (20) bonded to (10) using the film (21) as an etch stop layer; and etching and removing the film (21) to remove the pair of fixed electrodes (27 , 28) and the movable electrode (2
Obtaining a semiconductor inertial sensor (80) having 6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8319606A JPH10163505A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Semiconductor inertia sensor and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8319606A JPH10163505A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Semiconductor inertia sensor and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10163505A true JPH10163505A (en) | 1998-06-19 |
Family
ID=18112159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8319606A Withdrawn JPH10163505A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Semiconductor inertia sensor and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10163505A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010019922A (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-15 | 구자홍 | electrostatic microstructures and fabrication method |
| JP2003510194A (en) * | 1999-09-27 | 2003-03-18 | インプット／アウトプット，インコーポレーテッド | Temporary bridge for micromachined structure |
| JP2006521688A (en) * | 2003-03-31 | 2006-09-21 | モトローラ・インコーポレイテッド | Microdevice assembly having a microcrystalline getter layer for maintaining a vacuum |
| KR100687467B1 (en) | 2005-07-11 | 2007-02-27 | 한국과학기술연구원 | The sensor for measuring tilt angle and its manufacturing method |
| KR100768620B1 (en) | 2006-04-06 | 2007-10-18 | 학교법인 포항공과대학교 | Electricity capacitive sensor for yaw measurement |
| JP2009055294A (en) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Seiko Instruments Inc | Oscillating element, method of manufacturing oscillating element, and oscillator |
| JP2010056764A (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Seiko Instruments Inc | Mems vibrator |
| JP2011041179A (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Micro resonator and method of manufacturing the same |
| US7906823B2 (en) | 2007-08-21 | 2011-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MEMS apparatus and method of manufacturing the same |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP8319606A patent/JPH10163505A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
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| KR100687467B1 (en) | 2005-07-11 | 2007-02-27 | 한국과학기술연구원 | The sensor for measuring tilt angle and its manufacturing method |
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| JP2010056764A (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Seiko Instruments Inc | Mems vibrator |
| JP2011041179A (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Micro resonator and method of manufacturing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040203 |