JPH10178181A - 半導体慣性センサの製造方法 - Google Patents
半導体慣性センサの製造方法Info
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- JPH10178181A JPH10178181A JP8337117A JP33711796A JPH10178181A JP H10178181 A JPH10178181 A JP H10178181A JP 8337117 A JP8337117 A JP 8337117A JP 33711796 A JP33711796 A JP 33711796A JP H10178181 A JPH10178181 A JP H10178181A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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を得
る。また寄生容量が低く、高感度で高精度な半導体慣性
センサを得る。 【解決手段】 凹部１１が形成されたガラス基板１０
に、酸化膜又は窒化シリコン膜２１上に単結晶シリコン
からなる可動電極２６と固定電極２７，２８が形成され
た構造体２０ａを可動電極２６が凹部１１に対向するよ
うに接合した後、膜２１をエッチング除去することによ
り半導体慣性センサ３０を得る。
大量生産に適する、低コストの半導体慣性センサを得
る。また寄生容量が低く、高感度で高精度な半導体慣性
センサを得る。 【解決手段】 凹部１１が形成されたガラス基板１０
に、酸化膜又は窒化シリコン膜２１上に単結晶シリコン
からなる可動電極２６と固定電極２７，２８が形成され
た構造体２０ａを可動電極２６が凹部１１に対向するよ
うに接合した後、膜２１をエッチング除去することによ
り半導体慣性センサ３０を得る。
Description
【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の
製造方法に関するものである。
度センサ、角速度センサ等に適する半導体慣性センサの
製造方法に関するものである。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００５】
【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。 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。
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。 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。
【０００６】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
体慣性センサの製造方法を提供することにある。
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
体慣性センサの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１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、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸
食せずにエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シ
リコンウェーハ２０の膜２１のない別の片面から、膜２
１をエッチストップ層としてエッチングすることによ
り、膜２１上に単結晶シリコンからなる可動電極２６と
可動電極２６の両側に単結晶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、膜２１上に可動電
極２６と一対の固定電極２７，２８が形成された構造体
２０ａ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、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３
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。
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、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸
食せずにエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シ
リコンウェーハ２０の膜２１のない別の片面から、膜２
１をエッチストップ層としてエッチングすることによ
り、膜２１上に単結晶シリコンからなる可動電極２６と
可動電極２６の両側に単結晶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、膜２１上に可動電
極２６と一対の固定電極２７，２８が形成された構造体
２０ａ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、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３
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。
【０００８】請求項２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、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食
せずにエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリ
コンウェーハ２０の膜２１のない別の片面から、膜２１
をエッチストップ層としてエッチングすることにより、
膜２１上に単結晶シリコンからなる可動電極２６を形成
する工程と、膜２１上に可動電極２６が形成された構造
体２０ａ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、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である。
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、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食
せずにエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリ
コンウェーハ２０の膜２１のない別の片面から、膜２１
をエッチストップ層としてエッチングすることにより、
膜２１上に単結晶シリコンからなる可動電極２６を形成
する工程と、膜２１上に可動電極２６が形成された構造
体２０ａ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、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である。
【０００９】請求項３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、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食
せずにエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリ
コンウェーハ２０の前記膜２１のない別の片面から、膜
２１をエッチストップ層としてエッチングすることによ
り、膜２１上に単結晶シリコンからなる可動電極２６と
可動電極２６の両側に単結晶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、膜２１上に可動電
極２６と一対の固定電極２７，２８が形成された構造体
２０ａ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、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。
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、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食
せずにエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリ
コンウェーハ２０の前記膜２１のない別の片面から、膜
２１をエッチストップ層としてエッチングすることによ
り、膜２１上に単結晶シリコンからなる可動電極２６と
可動電極２６の両側に単結晶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、膜２１上に可動電
極２６と一対の固定電極２７，２８が形成された構造体
２０ａ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、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。
【００１０】請求項４に係る発明は、図７に示すよう
に、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリコン
ウェーハ２０の膜２１のない別の片面の所定の部分をエ
ッチングして凹部２０ｂを形成する工程と、膜２１をエ
ッチストップ層として凹部２０ｂを有するシリコンウェ
ーハ２０をエッチングすることにより膜２１上に凹部２
０ｂに位置する単結晶シリコンからなる可動電極２６と
可動電極２６の両側に単結晶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が形成された構造体２０ａをガ
ラス基板１０に接合する工程と、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。
に、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリコン
ウェーハ２０の膜２１のない別の片面の所定の部分をエ
ッチングして凹部２０ｂを形成する工程と、膜２１をエ
ッチストップ層として凹部２０ｂを有するシリコンウェ
ーハ２０をエッチングすることにより膜２１上に凹部２
０ｂに位置する単結晶シリコンからなる可動電極２６と
可動電極２６の両側に単結晶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が形成された構造体２０ａをガ
ラス基板１０に接合する工程と、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。
【００１１】請求項５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、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリコン
ウェーハ２０の膜２１のない別の片面の所定の部分をエ
ッチングして凹部２０ｂを形成する工程と、膜２１をエ
ッチストップ層として凹部２０ｂを有するシリコンウェ
ーハ２０をエッチングすることにより膜２１上に凹部２
０ｂに位置する単結晶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が形成された構造体２０
ａ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、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。
に、ガラス基板１０上に検出電極１２を形成する工程
と、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリコン
ウェーハ２０の膜２１のない別の片面の所定の部分をエ
ッチングして凹部２０ｂを形成する工程と、膜２１をエ
ッチストップ層として凹部２０ｂを有するシリコンウェ
ーハ２０をエッチングすることにより膜２１上に凹部２
０ｂに位置する単結晶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が形成された構造体２０
ａ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、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。
【００１２】請求項６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、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリコン
ウェーハ２０の膜２１のない別の片面の所定の部分をエ
ッチングして凹部２０ｂを形成する工程と、膜２１をエ
ッチストップ層として凹部２０ｂを有するシリコンウェ
ーハ２０をエッチングすることにより膜２１上に凹部２
０ｂに位置する単結晶シリコンからなる可動電極２６と
可動電極２６の両側に単結晶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が形成された構造体２０ａ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、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。
に、ガラス基板１０上に検出電極１２を形成する工程
と、シリコンウェーハ２０の片面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜２１を形成する工程と、シリコン
ウェーハ２０の膜２１のない別の片面の所定の部分をエ
ッチングして凹部２０ｂを形成する工程と、膜２１をエ
ッチストップ層として凹部２０ｂを有するシリコンウェ
ーハ２０をエッチングすることにより膜２１上に凹部２
０ｂに位置する単結晶シリコンからなる可動電極２６と
可動電極２６の両側に単結晶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が形成された構造体２０ａ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、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。
【００１３】この請求項１ないし６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。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。
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。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。
【００１４】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等が挙げられる。
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等が挙げられる。
【００１５】
【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、それぞれ単結晶シリコン
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２
６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。
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、それぞれ単結晶シリコン
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２
６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。
【００１６】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
能な酸化膜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の他、化
学気相成長（ＣＶＤ）法でＳｉＨ2Ｃｌ2又はＳｉＨ4と
ＮＨ3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の酸化膜２１のない別の
片面にスパッタリングによりニッケル（Ｎｉ）膜２２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。
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
能な酸化膜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の他、化
学気相成長（ＣＶＤ）法でＳｉＨ2Ｃｌ2又はＳｉＨ4と
ＮＨ3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の酸化膜２１のない別の
片面にスパッタリングによりニッケル（Ｎｉ）膜２２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。
【００１７】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
単結晶シリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２
６の両側に僅かに間隙をあけて単結晶シリコンからなる
一対の固定電極２７，２８が形成される。ニッケル膜２
２を除去した後、可動電極２６と一対の固定電極２７，
２８が形成された構造体２０ａを可動電極２６が凹部１
１に対向するようにガラス基板１０に陽極接合する。そ
の後、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２７，２
８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。
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
単結晶シリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２
６の両側に僅かに間隙をあけて単結晶シリコンからなる
一対の固定電極２７，２８が形成される。ニッケル膜２
２を除去した後、可動電極２６と一対の固定電極２７，
２８が形成された構造体２０ａを可動電極２６が凹部１
１に対向するようにガラス基板１０に陽極接合する。そ
の後、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２７，２
８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。
【００１８】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、それぞれ単結晶シリコンからなり、可動電極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２
６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。
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、それぞれ単結晶シリコンからなり、可動電極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２
６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。
【００１９】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２１を形成す
る。ウェーハ両面に酸化膜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の酸化膜２１のない別の片面にス
パッタリングによりニッケル（Ｎｉ）膜２２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。
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２１を形成す
る。ウェーハ両面に酸化膜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の酸化膜２１のない別の片面にス
パッタリングによりニッケル（Ｎｉ）膜２２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。
【００２０】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
単結晶シリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２
６の両側に単結晶シリコンからなる枠体２９が形成され
る。ニッケル膜２２を除去した後、可動電極２６と枠体
２９が形成された構造体２０ａ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、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。
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
単結晶シリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２
６の両側に単結晶シリコンからなる枠体２９が形成され
る。ニッケル膜２２を除去した後、可動電極２６と枠体
２９が形成された構造体２０ａ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、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。
【００２１】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、それぞれ単結晶シリコンからなり、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２６，２６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
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。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
２８、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。
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、それぞれ単結晶シリコンからなり、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２６，２６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
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。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
２８、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。
【００２２】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２１を形成す
る。ウェーハ両面に酸化膜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の酸化膜２１のない別の片面にス
パッタリングによりニッケル（Ｎｉ）膜２２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。
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２１を形成す
る。ウェーハ両面に酸化膜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の酸化膜２１のない別の片面にス
パッタリングによりニッケル（Ｎｉ）膜２２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。
【００２３】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
単結晶シリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２
６の両側に僅かに間隙をあけて単結晶シリコンからなる
一対の固定電極２７，２８が形成される。ニッケル膜２
２を除去した後、可動電極２６と一対の固定電極２７，
２８が形成された構造体２０ａ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、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。図７は第４実施形態の半導体慣性センサ６０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より薄く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３０と同
じである。
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
単結晶シリコンからなる可動電極２６とこの可動電極２
６の両側に僅かに間隙をあけて単結晶シリコンからなる
一対の固定電極２７，２８が形成される。ニッケル膜２
２を除去した後、可動電極２６と一対の固定電極２７，
２８が形成された構造体２０ａ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、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。図７は第４実施形態の半導体慣性センサ６０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より薄く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３０と同
じである。
【００２４】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２１を形成する。ウェーハ両
面に酸化膜２１，２１を形成した後、一方の表面の膜２
１をパターニングし、ＫＯＨにより所定時間ウェットエ
ッチングを行う。これによりシリコンウェーハ２０の所
定の部分に凹部２０ｂが形成される。凹部２０ｂを形成
した側の酸化膜２１を除去し、この凹部２０ｂが形成さ
れたシリコンウェーハ２０の表面にスパッタリング等に
よりＮｉ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。
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２１を形成する。ウェーハ両
面に酸化膜２１，２１を形成した後、一方の表面の膜２
１をパターニングし、ＫＯＨにより所定時間ウェットエ
ッチングを行う。これによりシリコンウェーハ２０の所
定の部分に凹部２０ｂが形成される。凹部２０ｂを形成
した側の酸化膜２１を除去し、この凹部２０ｂが形成さ
れたシリコンウェーハ２０の表面にスパッタリング等に
よりＮｉ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。
【００２５】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
凹部２０ｂに位置する単結晶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単
結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，２８が形成
される。Ｎｉ膜２３を除去した後、可動電極２６と一対
の固定電極２７，２８が形成された構造体２０ａ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
２７，２８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。
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
凹部２０ｂに位置する単結晶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単
結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，２８が形成
される。Ｎｉ膜２３を除去した後、可動電極２６と一対
の固定電極２７，２８が形成された構造体２０ａ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
２７，２８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。
【００２６】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が薄く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。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。
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が薄く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。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。
【００２７】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２１を形成する。ウェーハ両面に酸化膜２
１，２１を形成した後、一方の表面の膜２１をパターニ
ングし、ＫＯＨにより所定時間ウェットエッチングを行
う。これによりシリコンウェーハ２０の所定の部分に凹
部２０ｂが形成される。凹部２０ｂを形成した側の酸化
膜２１を除去し、この凹部２０ｂが形成されたシリコン
ウェーハ２０の表面にスパッタリング等によりＮｉ膜２
３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。
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２１を形成する。ウェーハ両面に酸化膜２
１，２１を形成した後、一方の表面の膜２１をパターニ
ングし、ＫＯＨにより所定時間ウェットエッチングを行
う。これによりシリコンウェーハ２０の所定の部分に凹
部２０ｂが形成される。凹部２０ｂを形成した側の酸化
膜２１を除去し、この凹部２０ｂが形成されたシリコン
ウェーハ２０の表面にスパッタリング等によりＮｉ膜２
３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。
【００２８】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
凹部２０ｂに位置する単結晶シリコンからなる可動電極
２６とこの可動電極２６の両側に単結晶シリコンからな
る枠体２９が形成される。Ｎｉ膜２３を除去した後、可
動電極２６と枠体２９が形成された構造体２０ａをガラ
ス基板１０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７０が得られる。図９は第６実施形態の半導体
慣性センサ８０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２８の間に音叉構造の一対の可動電極２６，２
６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が薄く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。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８０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。
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
凹部２０ｂに位置する単結晶シリコンからなる可動電極
２６とこの可動電極２６の両側に単結晶シリコンからな
る枠体２９が形成される。Ｎｉ膜２３を除去した後、可
動電極２６と枠体２９が形成された構造体２０ａをガラ
ス基板１０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７０が得られる。図９は第６実施形態の半導体
慣性センサ８０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２８の間に音叉構造の一対の可動電極２６，２
６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が薄く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。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８０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。
【００２９】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２１を形成する。ウェーハ両面に酸化膜２
１，２１を形成した後、一方の表面の膜２１をパターニ
ングし、ＫＯＨにより所定時間ウェットエッチングを行
う。これによりシリコンウェーハ２０の所定の部分に凹
部２０ｂが形成される。凹部２０ｂを形成した側の酸化
膜２１を除去し、この凹部２０ｂが形成されたシリコン
ウェーハ２０の表面にスパッタリング等によりＮｉ膜２
３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。
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２１を形成する。ウェーハ両面に酸化膜２
１，２１を形成した後、一方の表面の膜２１をパターニ
ングし、ＫＯＨにより所定時間ウェットエッチングを行
う。これによりシリコンウェーハ２０の所定の部分に凹
部２０ｂが形成される。凹部２０ｂを形成した側の酸化
膜２１を除去し、この凹部２０ｂが形成されたシリコン
ウェーハ２０の表面にスパッタリング等によりＮｉ膜２
３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。
【００３０】これにより膜２１をエッチストップ層とし
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
凹部２０ｂに位置する単結晶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単
結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，２８が形成
される。Ｎｉ膜２３を除去した後、可動電極２６と一対
の固定電極２７，２８が形成された構造体２０ａをガラ
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。
てシリコンウェーハ２０がエッチングされ、膜２１上に
凹部２０ｂに位置する単結晶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単
結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，２８が形成
される。Ｎｉ膜２３を除去した後、可動電極２６と一対
の固定電極２７，２８が形成された構造体２０ａをガラ
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。
【００３１】
【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酸化膜等に支持された
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。
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酸化膜等に支持された
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。
【００３２】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。
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。
【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。
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。
【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。
観斜視図。
【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。
観斜視図。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
観斜視図。
【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。
その製造工程を示す断面図。
【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。
その製造工程を示す断面図。
【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。
その製造工程を示す断面図。
１０ ガラス基板 １１ 凹部 １２ 検出電極 ２０ シリコンウェーハ ２０ａ 構造体 ２１ 酸化膜 ２２ 金属膜 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
サ
Claims (6)
- 【請求項１】 ガラス基板(10)に凹部(11)を形成する工
程と、 シリコンウェーハ(20)の片面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜(21)を形成する工程と、 前記シリコンウェーハ(20)の前記膜(21)のない別の片面
から、前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチング
することにより、前記膜(21)上に単結晶シリコンからな
る可動電極(26)と前記可動電極(26)の両側に単結晶シリ
コンからなる一対の固定電極(27,28)を形成する工程
と、 前記膜(21)上に前記可動電極(26)と一対の固定電極(27,
28)が形成された構造体(20a)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。 - 【請求項２】 ガラス基板(10)に凹部(11)を形成する工
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、 シリコンウェーハ(20)の片面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜(21)を形成する工程と、 前記シリコンウェーハ(20)の前記膜(21)のない別の片面
から、前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチング
することにより、前記膜(21)上に単結晶シリコンからな
る可動電極(26)を形成する工程と、 前記膜(21)上に前記可動電極(26)が形成された構造体(2
0a)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(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。 - 【請求項３】 ガラス基板(10)に凹部(11)を形成する工
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、 シリコンウェーハ(20)の片面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜(21)を形成する工程と、 前記シリコンウェーハ(20)の前記膜(21)のない別の片面
から、前記膜(21)をエッチストップ層としてエッチング
することにより、前記膜(21)上に単結晶シリコンからな
る可動電極(26)と前記可動電極(26)の両側に単結晶シリ
コンからなる一対の固定電極(27,28)を形成する工程
と、 前記膜(21)上に前記可動電極(26)と一対の固定電極(27,
28)が形成された構造体(20a)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(50)を得る工程とを含む半
導体慣性センサの製造方法。 - 【請求項４】 シリコンウェーハ(20)の片面にシリコン
を浸食せずにエッチング可能な膜(21)を形成する工程
と、 前記シリコンウェーハ(20)の前記膜(21)のない別の片面
の所定の部分をエッチングして凹部(20b)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凹部(20b)を
有するシリコンウェーハ(20)をエッチングすることによ
り前記膜(21)上に前記凹部(20b)に位置する単結晶シリ
コンからなる可動電極(26)と前記可動電極(26)の両側に
単結晶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
た構造体(20a)をガラス基板(10)に接合する工程と、 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。 - 【請求項５】 ガラス基板(10)上に検出電極(12)を形成
する工程と、 シリコンウェーハ(20)の片面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜（２１）を形成する工程と、 前記シリコンウェーハ（２０）の前記膜(21)のない別の
片面の所定の部分をエッチングして凹部(20b)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凹部(20b)を
有するシリコンウェーハ(20)をエッチングすることによ
り前記膜(21)上に前記凹部(20b)に位置する単結晶シリ
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)が形成された構造体(20a)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(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。 - 【請求項６】 ガラス基板(10)上に検出電極(12)を形成
する工程と、 シリコンウェーハ(20)の片面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜(21)を形成する工程と、 前記シリコンウェーハ(20)の前記膜(21)のない別の片面
の所定の部分をエッチングして凹部(20b)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凹部(20b)を
有するシリコンウェーハ(20)をエッチングすることによ
り前記膜(21)上に前記凹部(20b)に位置する単結晶シリ
コンからなる可動電極(26)と前記可動電極(26)の両側に
単結晶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
た構造体(20a)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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337117A JPH10178181A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 半導体慣性センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8337117A JPH10178181A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 半導体慣性センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10178181A true JPH10178181A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18305605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8337117A Withdrawn JPH10178181A (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 半導体慣性センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10178181A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006075469A1 (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-20 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 静電容量型半導体物理量センサ及びその製造方法 |
| JP2007139505A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Denso Corp | 容量式力学量センサ |
| EP2014612A2 (en) | 2007-07-12 | 2009-01-14 | Hitachi Ltd. | Method of manufacturing micro electro mechanical systems device |
| JP2010117266A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Alps Electric Co Ltd | Ｍｅｍｓセンサ及びその製造方法 |
| WO2013172010A1 (ja) * | 2012-05-15 | 2013-11-21 | 株式会社デンソー | センサ装置 |
-
1996
- 1996-12-17 JP JP8337117A patent/JPH10178181A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1837637A4 (en) * | 2005-01-14 | 2010-11-17 | Panasonic Elec Works Co Ltd | CAPACITIVE SEMICONDUCTOR SENSOR FOR MEASURING THE PHYSICAL SIZE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| JP4572686B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2010-11-04 | パナソニック電工株式会社 | 静電容量型半導体物理量センサ及びその製造方法 |
| WO2006075469A1 (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-20 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 静電容量型半導体物理量センサ及びその製造方法 |
| EP1837637A1 (en) * | 2005-01-14 | 2007-09-26 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Capacitive semiconductor physical quantity sensor and method for manufacturing the same |
| KR100846529B1 (ko) | 2005-01-14 | 2008-07-15 | 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 | 정전용량형 반도체물리량 센서 및 그 제조방법 |
| US7799595B2 (en) | 2005-01-14 | 2010-09-21 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Semiconductor physical quantity sensor of electrostatic capacitance type and method for manufacturing the same |
| JP2006194771A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電容量型半導体物理量センサ及びその製造方法 |
| JP2007139505A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Denso Corp | 容量式力学量センサ |
| EP2014612A2 (en) | 2007-07-12 | 2009-01-14 | Hitachi Ltd. | Method of manufacturing micro electro mechanical systems device |
| US7972886B2 (en) | 2007-07-12 | 2011-07-05 | Hitachi, Ltd. | Method of manufacturing micro electro mechanical systems device |
| EP2014612A3 (en) * | 2007-07-12 | 2012-07-25 | Hitachi Ltd. | Method of manufacturing micro electro mechanical systems device |
| JP2010117266A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Alps Electric Co Ltd | Ｍｅｍｓセンサ及びその製造方法 |
| WO2013172010A1 (ja) * | 2012-05-15 | 2013-11-21 | 株式会社デンソー | センサ装置 |
| JP2013257307A (ja) * | 2012-05-15 | 2013-12-26 | Denso Corp | センサ装置 |
| US9739797B2 (en) | 2012-05-15 | 2017-08-22 | Denso Corporation | Sensor device |
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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: 20040302 |