JPH10270716A - 半導体慣性センサの製造方法 - Google Patents

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
大量生産に適し、低コストで電極間ギャップ形成精度に
優れた半導体慣性センサを得る。 【解決手段】 シリコン基板１０上の所定の部分にガラ
ススペーサ層１３を設ける。シリコンウエーハ２１の片
面にシリコン基板１０をガラススペーサ層１３を介して
接合する。シリコンウェーハ２１を選択的にエッチング
除去した後、シリコン基板１０上に接合した単結晶シリ
コンからなる一対の固定電極２７，２８とシリコン基板
１０の上方に浮動する単結晶シリコンからなる可動電極
２６とを有する半導体慣性センサ３０を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の半導体慣性センサとし
て、シリコン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 a
l., "Silicon Resonant Angular Rate Sensor", Techin
ical Digest of the 12th SensorSymposium, pp.163-16
6 (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。

【０００３】このセンサを作製する場合には、厚さ２０
０μｍ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
合によりシリコン基板と一体化される。

【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シリコン基板
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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記及びの従来の
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、シリコン基板に対して浮動
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
引力によりシリコン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
ためにシリコン基板に接合した後、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。更に
、ともに、可動電極と検出電極との間のギャップは
エッチング時間による制御のみに依存していたので、電
極間のギャップ形成精度に問題があった。

【０００６】本発明の目的は、ウェーハのレーザ加工が
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、寸法精度に優れた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、シリコン基板１０上の所定の部分に
ガラススペーサ層１３を設ける工程と、シリコンウエー
ハ２１の片面にシリコン基板１０をガラススペーサ層１
３を介して接合する工程と、シリコンウェーハ２１を選
択的にエッチング除去することにより、シリコン基板１
０上に接合した単結晶シリコンからなる一対の固定電極
２７，２８と一対の固定電極２７，２８に挟まれかつシ
リコン基板１０の上方に浮動する単結晶シリコンからな
る可動電極２６と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。

【０００８】請求項２に係る発明は、図４に示すよう
に、シリコン基板１０上に検出電極１２を形成する工程
と、検出電極１２を挟んでシリコン基板１０上の所定の
部分にガラススペーサ層１３を設ける工程と、シリコン
ウエーハ２１の片面にシリコン基板１０をガラススペー
サ層１３を介して接合する工程と、シリコンウェーハ２
１を選択的にエッチング除去することにより、検出電極
１２に対向して浮動に設けられた単結晶シリコンからな
る可動電極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、シリコン基板１０上に検出電極１２を形成する工程
と、検出電極１２を挟んでシリコン基板１０上の所定の
部分にガラススペーサ層１３を設ける工程と、シリコン
ウエーハ２１の片面にシリコン基板１０をガラススペー
サ層１３を介して接合する工程と、シリコンウェーハ２
１を選択的にエッチング除去することにより、シリコン
基板１０上に接合した単結晶シリコンからなる一対の固
定電極２７，２８と一対の固定電極２７，２８に挟まれ
かつ検出電極１２に対向して浮動に設けられた単結晶シ
リコンからなる可動電極２６と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、シリコン基板１０上の所定の部分にガラススペーサ
層１３を設ける工程と、第１シリコンウェーハ２１の片
面にシリコンを浸食せずにエッチング可能な膜３２を形
成する工程と、膜３２をエッチストップ層としてシリコ
ンウェーハ２１を選択的にエッチング除去して、膜３２
上に単結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，２８
と単結晶シリコンからなる可動電極２６とをそれぞれ形
成する工程と、膜３２と固定電極２７，２８と可動電極
２６とを有する構造体２２をガラススペーサ層１３を介
してシリコン基板１０に接合する工程と、膜３２を除去
することにより、シリコン基板１０上に接合した一対の
固定電極２７，２８と固定電極２７，２８に挟まれかつ
シリコン基板１０の上方に浮動する可動電極２６とを有
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。

【００１１】請求項５に係る発明は、図８に示すよう
に、シリコン基板１０上に検出電極１２を形成する工程
と、検出電極１２を挟んでシリコン基板１０上の所定の
部分にガラススペーサ層１３を設ける工程と、第１シリ
コンウェーハ２１の片面にシリコンを浸食せずにエッチ
ング可能な膜３２を形成する工程と、膜３２をエッチス
トップ層としてシリコンウェーハ２１を選択的にエッチ
ング除去して、膜３２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３２と可動電極２６とを
有する構造体２２をガラススペーサ層１３を介してシリ
コン基板１０に接合する工程と、膜３２を除去すること
により、検出電極１２に対向して浮動に設けられた可動
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。

【００１２】請求項６に係る発明は、図９に示すよう
に、シリコン基板１０上に検出電極１２を形成する工程
と、検出電極１２を挟んでシリコン基板１０上の所定の
部分にガラススペーサ層１３を設ける工程と、第１シリ
コンウェーハ２１の片面にシリコンを浸食せずにエッチ
ング可能な膜３２を形成する工程と、膜３２をエッチス
トップ層としてシリコンウェーハ２１を選択的にエッチ
ング除去して、膜３２上に単結晶シリコンからなる一対
の固定電極２７，２８と単結晶シリコンからなる可動電
極２６とをそれぞれ形成する工程と、膜３２と固定電極
２７，２８と可動電極２６とを有する構造体２２を可動
電極２６が検出電極１２に対向するようにガラススペー
サ層１３を介してシリコン基板１０に接合する工程と、
膜３２を除去することによりシリコン基板１０上に接合
した一対の固定電極２７，２８と固定電極２７，２８に
挟まれかつ検出電極１２に対向して浮動に設けられた可
動電極２６と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。

【００１３】請求項７に係る発明は、請求項２，３，５
又は６において、シリコン基板１０がＰ型又はＮ型のシ
リコン基板であって、検出電極１２がＮ⁺又はＰ⁺拡散層
からなることを特徴とする。この請求項１ないし７に係
る製造方法では、ウェーハの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。また電極間のギャップはエッチング時間での制御
ではなくガラススペーサ層１３の厚さで規定されるの
で、寸法精度に優れる。このため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。この様な性質の膜とし
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、シリコン基板１０上にガラススペーサ層１
３を介して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。可動電極２６、固定電極２７及び２
８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は、ビーム３１，３１
によりその両端が支持され、シリコン基板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１
０上にガラススペーサ層１３を介して固着される。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３
１，３１を支軸として振動する。可動電極２６と固定電
極２７及び２８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、先ずシリコン基板１０上にガラススパッタリングに
よりガラススペーサ層１３を設け、パターニングする。
これにより基板１０と後述する可動電極２６とのギャッ
プ１１が形成される。一方、シリコンウェーハ２１の片
面にスパッタリング及びパターニングによりＮｉ膜２０
を選択的に形成する。シリコンウエーハ２１の別の片面
にシリコン基板１０をガラススペーサ層１３を介して陽
極接合する。続いてＮｉ膜２０をマスクとしてＳＦ₆ガ
スによる低温での異方性ドライエッチングを行う。この
エッチングによりシリコンウェーハ２１が選択的にエッ
チングされ、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。
その後Ｎｉ膜２０を除去することにより、シリコン基板
１０の上面にガラススペーサ層１３を介して可動電極２
６と一対の固定電極２７，２８が形成され、これにより
可動電極２６が一対の固定電極２７，２８に挟まれてシ
リコン基板１０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。

【００１７】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、シリコン基板１０上にガラススペーサ
層１３を介して固着された枠体２９の間に可動電極２６
を有する。可動電極２６、枠体２９は、それぞれ単結晶
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、ビーム３１，３
１によりその両端が支持され、シリコン基板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上にガラススペ
ーサ層１３を介して固着される。シリコン基板１０上に
は検出電極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３
１ａ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。

【００１８】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、先ずシリコン基板１０の両面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な第１膜１０ａを形成する。この第１
膜１０ａとしては、基板１０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Ｓｉ
Ｈ₂Ｃｌ₂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。シリコン基板１０の両
面に酸化膜からなる第１膜１０ａ，１０ａを形成した
後、上面の第１膜１０ａをパターニングして拡散窓１４
を形成する。拡散窓１４により開口したシリコン基板１
０に、シリコン基板１０がＰ型であればＮ型不純物のリ
ンを拡散してＮ⁺拡散層を、またシリコン基板１０がＮ
型であればＰ型不純物のホウ素を拡散してＰ⁺拡散層を
設けることにより、シリコン基板１０の所定の部分にＮ
⁺又はＰ⁺拡散層からなる検出電極１２を形成する。その
後シリコン基板１０の両面の第１膜１０ａを全て除去
し、シリコン基板１０の検出電極１２の両側の上面にガ
ラススパッタリングによりガラススペーサ層１３を設
け、パターニングする。これにより基板１０と後述する
可動電極２６とのギャップ１１が形成される。一方、第
１実施形態と同様に、シリコンウェーハ２１の片面にス
パッタリング及びパターニングによりＮｉ膜２０を選択
的に形成する。シリコンウエーハ２１の別の片面にシリ
コン基板１０をガラススペーサ層１３を介して陽極接合
する。続いてＮｉ膜２０をマスクとしてＳＦ₆ガスによ
る低温での異方性ドライエッチングを行う。このエッチ
ングによりシリコンウェーハ２１が選択的にエッチング
され、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２９，２
９が形成される。その後Ｎｉ膜２０を除去することによ
り、可動電極２６が枠体２９，２９に挟まれて検出電極
１２に対向して浮動に形成された半導体慣性センサ４０
が得られる。

【００１９】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、シリコン基板１０上にガラススペーサ
層１３を介して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、コ字状のビーム３１，３１によりその
両端が支持され、シリコン基板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上にガラ
ススペーサ層１３を介して固着される。シリコン基板１
０上には検出電極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１
２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２
６，２６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。

【００２０】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、先ず第２実施形態と同様にシリコン基板１０の両面
に酸化膜からなる第１膜１０ａ，１０ａを形成し、拡散
窓１４により開口したシリコン基板１０の所定の部分に
Ｎ⁺又はＰ⁺拡散層からなる検出電極１２を形成する。シ
リコン基板１０の両面の第１膜１０ａを除去した後、シ
リコン基板１０の検出電極１２の両側の上面にガラスス
パッタリングによりガラススペーサ層１３を設け、パタ
ーニングする。これにより基板１０と後述する可動電極
２６とのギャップ１１が形成される。一方、第１及び第
２実施形態と同様に、シリコンウェーハ２１の片面にス
パッタリング及びパターニングによりＮｉ膜２０を選択
的に形成する。シリコンウエーハ２１の別の片面にシリ
コン基板１０をガラススペーサ層１３及び第１膜１０ａ
を介して陽極接合する。続いてＮｉ膜２０をマスクとし
てＳＦ₆ガスによる低温での異方性ドライエッチングを
行う。このエッチングによりシリコンウェーハ２１が選
択的にエッチングされ、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。その後Ｎｉ膜２０を除去することにより、シ
リコン基板１０の上面にガラススペーサ層１３を介して
可動電極２６と一対の固定電極２７，２８が形成され、
これにより可動電極２６が一対の固定電極２７，２８に
挟まれて検出電極１２に対向して浮動に形成された半導
体慣性センサ５０が得られる。

【００２１】図７は第１実施形態の半導体慣性センサ３
０の別の製造方法を示す。第１実施形態のセンサ３０の
製法との共通点と相違点は、シリコン基板１０上にガラ
ススペーサ層１３を設ける工程までは第１実施形態の製
法と同じであり、それ以後の工程で相違する。即ち、シ
リコンウェーハ２１の両面に酸化膜からなる膜３２を形
成した後、片面の酸化膜３２を除去する。シリコンウェ
ーハ２１の露出面にスパッタリング及びパターニングに
よりＮｉ膜３３を選択的に形成する。続いてＮｉ膜３３
をマスクとしてＳＦ₆ガスによる低温での異方性ドライ
エッチングを行う。このエッチングに際しては酸化膜３
２がエッチストップ層として作用する。その結果、シリ
コンウェーハ２１が選択的にエッチングされて、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。その後Ｎｉ膜３３を
除去した後、酸化膜３２と可動電極２６と固定電極２
７，２８とからなる構造体２２を可動電極２６がギャッ
プ１１に対向するようにガラススペーサ層１３を介して
シリコン基板１０に陽極接合する。最後に酸化膜３２を
除去することにより、可動電極２６が一対の固定電極２
７，２８に挟まれてシリコン基板１０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。

【００２２】図８は第２実施形態の半導体慣性センサ４
０の別の製造方法を示す。第２実施形態のセンサ４０の
製法との共通点と相違点は、シリコン基板１０上に検出
電極１２及びガラススペーサ層１３を設ける工程までは
第２実施形態の製法と同じであり、それ以後の工程で相
違する。即ち、シリコンウェーハ２１の両面に酸化膜か
らなる第２膜３２を形成した後、片面の第２酸化膜３２
を除去する。シリコンウェーハ２１の露出面にスパッタ
リング及びパターニングによりＮｉ膜３３を選択的に形
成する。続いてＮｉ膜３３をマスクとしてＳＦ₆ガスに
よる低温での異方性ドライエッチングを行う。このエッ
チングに際しては第２酸化膜３２がエッチストップ層と
して作用する。その結果、シリコンウェーハ２１が選択
的にエッチングされて、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２９，２９が形成される。その後Ｎｉ膜３３を
除去した後、第２酸化膜３２と可動電極２６と枠体２
９，２９とをからなる構造体２２を可動電極２６が検出
電極１２に対向するようにガラススペーサ層１３を介し
てシリコン基板１０に陽極接合する。最後に第２酸化膜
３２を除去することにより、シリコン基板１０の上面に
ガラススペーサ層１３を介して接合した枠体２９，２９
と枠体２９，２９に挟まれかつ検出電極１２に対向して
浮動に形成された可動電極２６とが形成された半導体慣
性センサ４０が得られる。

【００２３】図９は第３実施形態の半導体慣性センサ５
０の別の製造方法を示す。第３実施形態のセンサ５０の
製法との共通点と相違点は、シリコン基板１０上に検出
電極１２及びガラススペーサ層１３を設ける工程までは
第３実施形態の製法と同じであり、それ以後の工程で相
違する。即ち、シリコンウェーハ２１の両面に酸化膜か
らなる第２膜３２を形成した後、片面の第２酸化膜３２
を除去する。シリコンウェーハ２１の露出面にスパッタ
リング及びパターニングによりＮｉ膜３３を選択的に形
成する。続いてＮｉ膜３３をマスクとしてＳＦ₆ガスに
よる低温での異方性ドライエッチングを行う。このエッ
チングに際しては第２酸化膜３２がエッチストップ層と
して作用する。その結果、シリコンウェーハ２１が選択
的にエッチングされて、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。その後Ｎｉ膜３３を除去した後、第２酸化膜
３２と可動電極２６と固定電極２７，２８とからなる構
造体２２を可動電極２６が検出電極１２に対向するよう
にガラススペーサ層１３を介してシリコン基板１０に陽
極接合する。最後に第２酸化膜３２を除去することによ
り、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に対向して浮動に形成された半導体慣性
センサ５０が得られる。

【００２４】第１、第２、第３実施形態の半導体慣性セ
ンサの更に別の製造方法として、シリコンウェーハ２１
のドライエッチング時に、可動電極等を完全には切り離
さずに一部保持する部分を残してエッチングを行い、陽
極接合後にドライエッチング等の手法を用いて完全に切
り離すことにより、半導体慣性センサを得るという方法
も可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、従来のウェーハのレ
ーザ加工による半導体慣性センサの製法と異なり、本発
明によればウェーハの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。更に、可動電極等は単結晶シリコンからなる
ため、多結晶シリコンや金属等と比べて機械的特性に優
れ、また、シリコン基板上に検出電極が形成された構造
においては可動電極と検出電極が形成された基板とのギ
ャップが、ガラススペーサ層の厚さで規定されるため、
高精度にギャップを形成できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図７】本発明の第１実施形態の半導体慣性センサの別
の製造工程を示す断面図。

【図８】本発明の第２実施形態の半導体慣性センサの別
の製造工程を示す断面図。

【図９】本発明の第３実施形態の半導体慣性センサの別
の製造工程を示す断面図。

【符号の説明】

１０ シリコン基板 １０ａ 第１膜 １１ ギャップ １２ 検出電極 １３ ガラススペーサ層 ２１ シリコンウェーハ ２２ 構造体 ２６ 可動電極 ２７，２８ 一対の固定電極 ２９ 枠体 ３０，４０，５０ 半導体慣性センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコン基板(10)上の所定の部分にガラ
   ススペーサ層(13)を設ける工程と、 シリコンウエーハ(21)の片面に前記シリコン基板(10)を
   前記ガラススペーサ層(13)を介して接合する工程と、 前記シリコンウェーハ(21)を選択的にエッチング除去す
   ることにより、前記シリコン基板(10)上に接合した単結
   晶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)に挟まれかつ前記シリコン基板(10)
   の上方に浮動する単結晶シリコンからなる可動電極(26)
   と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。
2. 【請求項２】 シリコン基板(10)上に検出電極(12)を形
   成する工程と、 前記検出電極(12)を挟んで前記シリコン基板(10)上の所
   定の部分にガラススペーサ層(13)を設ける工程と、 シリコンウエーハ(21)の片面に前記シリコン基板(10)を
   前記ガラススペーサ層(13)を介して接合する工程と、 前記シリコンウェーハ(21)を選択的にエッチング除去す
   ることにより、前記検出電極(12)に対向して浮動に設け
   られた単結晶シリコンからなる可動電極(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。
3. 【請求項３】 シリコン基板(10)上に検出電極(12)を形
   成する工程と、 前記検出電極(12)を挟んで前記シリコン基板(10)上の所
   定の部分にガラススペーサ層(13)を設ける工程と、 シリコンウエーハ(21)の片面に前記シリコン基板(10)を
   前記ガラススペーサ層(13)を介して接合する工程と、 シリコンウェーハ(21)を選択的にエッチング除去するこ
   とにより、前記ガラス基板(10)上に接合した単結晶シリ
   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)に挟まれかつ前記検出電極(12)に対向して
   浮動に設けられた単結晶シリコンからなる可動電極(26)
   と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。
4. 【請求項４】 シリコン基板(10)上の所定の部分にガラ
   ススペーサ層(13)を設ける工程と、 第１シリコンウェーハ(21)の片面にシリコンを浸食せず
   にエッチング可能な膜(32)を形成する工程と、 前記膜(32)をエッチストップ層として前記シリコンウェ
   ーハ(21)を選択的にエッチング除去して、前記膜(32)上
   に単結晶シリコンからなる一対の固定電極(27,28)と単
   結晶シリコンからなる可動電極(26)とをそれぞれ形成す
   る工程と、 前記膜(32)と前記固定電極(27,28)と前記可動電極(26)
   とを有する構造体(22)を前記ガラススペーサ層(13)を介
   して前記シリコン基板(10)に接合する工程と、 前記膜(32)を除去することにより、前記シリコン基板(1
   0)上に接合した前記一対の固定電極(27,28)と前記一対
   の固定電極(27,28)に挟まれかつ前記シリコン基板(10)
   の上方に浮動する前記可動電極(26)とを有する半導体慣
   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。
5. 【請求項５】 シリコン基板(10)上に検出電極(12)を形
   成する工程と、 前記検出電極(12)を挟んで前記シリコン基板(10)上の所
   定の部分にガラススペーサ層(13)を設ける工程と、 第１シリコンウェーハ(21)の片面にシリコンを浸食せず
   にエッチング可能な膜(32)を形成する工程と、 前記膜(32)をエッチストップ層として前記シリコンウェ
   ーハ(21)を選択的にエッチング除去して、前記膜(32)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(32)と前記可動電極(26)とを有する構造体(22)を
   前記可動電極(26)が前記検出電極(12)に対向するように
   前記ガラススペーサ層(13)を介して前記シリコン基板(1
   0)に接合する工程と、 前記膜(32)を除去することにより、前記検出電極(12)に
   対向して浮動に設けられた前記可動電極(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。
6. 【請求項６】 シリコン基板(10)上に検出電極(12)を形
   成する工程と、 前記検出電極(12)を挟んで前記シリコン基板(10)上の所
   定の部分にガラススペーサ層(13)を設ける工程と、 第１シリコンウェーハ(21)の片面にシリコンを浸食せず
   にエッチング可能な膜(32)を形成する工程と、 前記膜(32)をエッチストップ層として前記シリコンウェ
   ーハ(21)を選択的にエッチング除去して、前記膜(32)上
   に単結晶シリコンからなる一対の固定電極(27,28)と単
   結晶シリコンからなる可動電極(26)とをそれぞれ形成す
   る工程と、 前記膜(32)と前記固定電極(27,28)と前記可動電極(26)
   とを有する構造体(22)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スペーサ層(13)を介
   して前記シリコン基板(10)に接合する工程と、 前記膜(32)を除去することにより、前記シリコン基板(1
   0)上に接合した前記一対の固定電極(27,28)と前記一対
   の固定電極(27,28)に挟まれかつ前記検出電極(12)に対
   向して浮動に設けられた前記可動電極(26)とを有する半
   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。
7. 【請求項７】 シリコン基板(10)がＰ型又はＮ型のシリ
   コン基板であって、検出電極(12)がＮ⁺又はＰ⁺拡散層か
   らなる請求項２、請求項３、請求項５又は請求項６記載
   の半導体慣性センサの製造方法。