JPH10270719A - Semiconductor inertia sensor and its production - Google Patents
Semiconductor inertia sensor and its productionInfo
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- JPH10270719A JPH10270719A JP9072961A JP7296197A JPH10270719A JP H10270719 A JPH10270719 A JP H10270719A JP 9072961 A JP9072961 A JP 9072961A JP 7296197 A JP7296197 A JP 7296197A JP H10270719 A JPH10270719 A JP H10270719A
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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。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 Micromachined C
omb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope", IEEE 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 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. As another semiconductor inertial sensor, a gyroscope composed of a glass substrate and single-crystal silicon has been proposed (J. Bernstein et al., "A Micromachined C
omb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope ", IEEE MEMS ''
93 Proceeding, pp.143-148 (1993)). This gyroscope is a bonding surface between a glass substrate on which a detection electrode is formed, and a single crystal silicon substrate on which a movable electrode, a fixed electrode, and the like are formed by performing high-concentration boron diffusion after etching, and then performing bonding. And then etching is performed to remove portions of the silicon substrate where boron is not diffused.
【０００５】[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。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.
【０００６】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、２枚のシリコンウェーハを貼り
合わせる前に一方のウェーハにエッチストップ層となる
酸化膜等を形成しておくなどの手間のかかる工程を必要
とした。[0006] In the micro gyro, since a silicon wafer is used 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 a vibration type semiconductor element described above, a complicated process such as forming an oxide film or the like serving as an etch stop layer on one of the silicon wafers before bonding the two silicon wafers was required.
【０００７】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。
更に及びにおいては、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。Further, in the method of manufacturing a gyroscope, since the entire structure is formed by using a portion in which boron is diffused as an etch stop portion, when the etch stop effect is incomplete, the thickness of the movable electrode or the fixed electrode is over-etched. However, there was a problem that the dimensional accuracy was poor.
Further, since the gap between the movable electrode and the detection electrode depends only on the control by the etching time, there is a problem in the accuracy of forming the gap between the electrodes.
【０００８】本発明の目的は、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。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 method of manufacturing a low-cost semiconductor inertial sensor which does not require laser processing and is suitable for mass production. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor inertial sensor with low parasitic capacitance, high sensitivity and high accuracy. Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor inertial sensor having excellent dimensional accuracy.
【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及び図２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単結晶シリコンからなる可動電
極２６と、ガラス基板１０上に可動電極２６を挟んで設
けられた単結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，
２８とを備えた半導体慣性センサ３０において、可動電
極２６を支持するビーム３１の基端部３１ａがガラスス
ペーサ層１３を介してガラス基板１０上に設けられたこ
とを特徴とする。The invention according to claim 1 is
As shown in FIGS. 1 and 2, a movable electrode 26 made of single-crystal silicon is provided so as to float above the glass substrate 10, and a single-crystal silicon provided on the glass substrate 10 with the movable electrode 26 interposed therebetween. A pair of fixed electrodes 27,
28, the base end 31a of the beam 31 supporting the movable electrode 26 is provided on the glass substrate 10 with the glass spacer layer 13 interposed therebetween.
【００１０】請求項２に係る発明は、図３及び図４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、検出電極１２の上方に浮動するように設けられた単
結晶シリコンからなる可動電極２６とを備えた半導体慣
性センサ４０において、可動電極２６を支持するビーム
３１の基端部３１ａがガラススペーサ層１３を介してガ
ラス基板１０上に設けられたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, a detection electrode 12 formed on a glass substrate 10 is provided.
In a semiconductor inertial sensor 40 having a movable electrode 26 made of single-crystal silicon provided to float above the detection electrode 12, a base 31a of a beam 31 supporting the movable electrode 26 has a glass spacer layer. It is characterized in that it is provided on the glass substrate 10 with the intermediary of 13.
【００１１】請求項３に係る発明は、図５及び図６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、検出電極１２の上方に浮動するように設けられた単
結晶シリコンからなる可動電極２６と、ガラス基板１０
上に可動電極２６を挟んで設けられた単結晶シリコンか
らなる一対の固定電極２７，２８とを備えた半導体慣性
センサ５０において、可動電極２６を支持するビーム３
１の基端部３１ａがガラススペーサ層１３を介してガラ
ス基板１０上に設けられたことを特徴とする。半導体慣
性センサ３０，４０及び５０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
た可動電極が単結晶シリコン層からなるため、機械的特
性に優れる。According to the third aspect of the present invention, as shown in FIGS. 5 and 6, a detection electrode 12 formed on a glass substrate 10 is provided.
A movable electrode 26 made of single-crystal silicon provided to float above the detection electrode 12, and a glass substrate 10
In a semiconductor inertial sensor 50 including a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single-crystal silicon provided with a movable electrode 26 interposed therebetween, a beam 3 supporting the movable electrode 26 is provided.
The first base end portion 31 a is provided on the glass substrate 10 via the glass spacer layer 13. Since the semiconductor inertial sensors 30, 40, and 50 use a glass substrate as the substrate, the parasitic capacitance is low, the sensitivity is high, and the accuracy is high. Further, since the movable electrode is made of a single-crystal silicon layer, it has excellent mechanical properties.
【００１２】請求項４に係る発明は、図１に示すよう
に、ガラス基板１０上の所定の部分にガラススペーサ層
１３を設けることにより溝部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、シリコンウエー
ハ２０を膜２１をエッチストップ層として選択的にエッ
チング除去し、これにより膜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とを形成する工
程と、膜２１と可動電極２６と固定電極２７，２８とを
有する構造体２４を可動電極２６がガラス基板１０の溝
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をエッチング除去することにより一対の固定
電極２７，２８と固定電極２７，２８に挟まれかつガラ
ス基板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。As shown in FIG. 1, the invention according to claim 4 comprises a step of forming a groove 11 by providing a glass spacer layer 13 on a predetermined portion of a glass substrate 10, and a step of forming a silicon wafer 20 on one surface of a silicon wafer 20. Forming a film 21 that can be etched without erosion, and selectively removing the silicon wafer 20 by etching using the film 21 as an etch stop layer. A step of forming a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single-crystal silicon on both sides of the electrode 26, and a step of forming the structure 24 having the film 21, the movable electrode 26 and the fixed electrodes 27 and 28 Bonding to the glass substrate 10 so as to be opposed to the groove 11 of the above, and etching and removing the film 21 to fix the pair of fixed electrodes 27 and 28 to each other. It is a manufacturing method of a semiconductor inertial sensor so as to obtain a semiconductor inertial sensor 30 and a movable electrode 26 to float sandwiched electrodes 27 and 28 and above the glass substrate 10.
【００１３】請求項５に係る発明は、図４に示すよう
に、ガラス基板１０上の所定の部分にガラススペーサ層
１３を設けることにより溝部１１を形成する工程と、ガ
ラス基板１０の溝部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
リコンウエーハ２０を膜２１をエッチストップ層として
選択的にエッチング除去し、これにより膜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と可動電極２６とを有する構造体２４を可動電極２
６がガラス基板１０の検出電極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をエッチング除
去することによりガラス基板１０上に検出電極１２に対
向して浮動する可動電極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。According to a fifth aspect of the present invention, as shown in FIG. 4, a step of forming a groove 11 by providing a glass spacer layer 13 on a predetermined portion of a glass substrate 10 is provided. A step of forming the detection electrode 12 on the bottom surface, a step of forming a film 21 that can be etched without eroding silicon on one surface of the silicon wafer 20, and selectively removing the silicon wafer 20 by using the film 21 as an etch stop layer Thus, a step of forming a movable electrode 26 made of single-crystal silicon on the film 21 and a structure 24 having the film 21 and the movable electrode 26 are formed on the movable electrode 2.
6 is a step of bonding to the glass substrate 10 so as to face the detection electrode 12 of the glass substrate 10, and a movable electrode 26 floating on the glass substrate 10 so as to face the detection electrode 12 by etching away the film 21. A step of obtaining a semiconductor inertial sensor 40.
【００１４】請求項６に係る発明は、図５に示すよう
に、ガラス基板１０上の所定の部分にガラススペーサ層
１３を設けることにより溝部１１を形成する工程と、ガ
ラス基板１０の溝部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
リコンウエーハ２０を膜２１をエッチストップ層として
選択的にエッチング除去し、これにより膜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と
を形成する工程と、膜２１と可動電極２６と固定電極２
７，２８とを有する構造体２４を可動電極２６がガラス
基板１０の検出電極１２に対向するようにガラス基板１
０に接合する工程と、膜２１をエッチング除去すること
により一対の固定電極２７，２８と固定電極２７，２８
に挟まれかつガラス基板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 sixth aspect of the present invention, as shown in FIG. 5, a step of forming a groove 11 by providing a glass spacer layer 13 on a predetermined portion of a glass substrate 10 is provided. A step of forming the detection electrode 12 on the bottom surface, a step of forming a film 21 that can be etched without eroding silicon on one surface of the silicon wafer 20, and selectively removing the silicon wafer 20 by using the film 21 as an etch stop layer Thus, a step of forming a movable electrode 26 made of single-crystal silicon on the film 21 and a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single-crystal silicon on both sides of the movable electrode 26, and fixing the film 21 and the movable electrode 26 Electrode 2
7 and 28 so that the movable electrode 26 faces the detection electrode 12 of the glass substrate 10.
0 and the film 21 is removed by etching to form a pair of fixed electrodes 27 and 28 and the fixed electrodes 27 and 28.
Obtaining a semiconductor inertial sensor 50 having a movable electrode 26 that is sandwiched between and floats above the glass substrate 10.
【００１５】この請求項４ないし６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。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。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。In the manufacturing method according to the fourth to sixth aspects, since laser processing of the wafer is unnecessary and suitable for mass production, a semiconductor inertial sensor can be manufactured at low cost. Since the gap between the electrodes is determined not by the control of the etching time but by the thickness of the glass spacer layer 13, the dimensional accuracy is excellent. For this reason, a highly accurate semiconductor inertial sensor is manufactured. In this specification, “a film that can be etched without eroding silicon” means that an etchant that does not corrode silicon when etching the film can be selected. Examples of the film having such properties include an oxide film and a nitride film.
【００１６】[0016]
【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の間に可動電
極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は、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はガラス基板
１０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２
８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。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 the first embodiment of the present invention is an acceleration sensor, and a glass spacer layer 13 is provided on a glass substrate 10.
The movable electrode 26 is provided between the fixed electrodes 27 and 28 which are fixed via the. Movable electrode 26, fixed electrodes 27 and 28
Are made of single-crystal silicon, and opposing portions of the electrodes 26 and 27 and the electrodes 26 and 28 are formed in a comb shape. The movable electrode 26 is supported at both ends by beams 31, and floats with respect to the glass substrate 10. The base 31 a of the beam 31 is fixed on the glass substrate 10 via the glass spacer layer 13. Although not shown, the beam base end 31a, the fixed electrodes 27 and 2
8 are individually provided with electric wiring. In the semiconductor inertial sensor 30, when a horizontal acceleration orthogonal to a line connecting the beam base ends 31a and 31a acts on the movable electrode 26 as shown by arrows in the figure, the movable electrode 26
It vibrates around 1, 31 as a support shaft. When the distance between the movable electrode 26 and the fixed electrodes 27 and 28 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.
【００１７】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、ガラス基板１０上にガラススパッタリング及びパタ
ーニングによりガラススペーサ層１３を設ける。これに
よりガラス基板１０上には溝部１１が形成される。一
方、（１１０）方位のシリコンウェーハ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。片方の膜２１
を除去してシリコンウエーハ２０の片面を露出させる。
このシリコンウェーハ２０の露出面上にスパッタリング
及びパターニングによりＮｉ層２２を選択的に形成した
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。これにより膜２１をエッチストップ層としてシ
リコンウエーハ２０が選択的にエッチングされ、その結
果、膜２１上に単結晶シリコンからなる可動電極２６が
形成され、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２２を除去した後、膜２１と可動電
極２６と一対の固定電極２７，２８とを有する構造体２
４を可動電極２６がガラス基板１０の溝部１１に対向す
るようにガラススペーサ層１３を介してガラス基板１０
に陽極接合する。続いて、フッ酸などのエッチャントに
よるウエットエッチング又はＣＦ4などのエッチャント
によるドライエッチングを行って、膜２１をエッチング
除去する。これにより単結晶シリコンからなる可動電極
２６が単結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，２
８に挟まれて溝部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。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, a glass spacer layer 13 is provided on a glass substrate 10 by glass sputtering and patterning. Thus, a groove 11 is formed on the glass substrate 10. On the other hand, a film 21 that can be etched without eroding silicon is formed on both surfaces of the silicon wafer 20 in the (110) direction. As this film 21, an oxide film formed by thermally oxidizing a wafer, or chemical vapor deposition (CVD)
A silicon nitride film formed by using SiH 2 Cl 2 or SiH 4 and NH 3 gas by a method. One film 21
Is removed to expose one surface of the silicon wafer 20.
After selectively forming a Ni layer 22 on the exposed surface of the silicon wafer 20 by sputtering and patterning, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas. As a result, the silicon wafer 20 is selectively etched using the film 21 as an etch stop layer. As a result, a movable electrode 26 made of single-crystal silicon is formed on the film 21, and a slight gap is provided on both sides of the movable electrode 26. Thus, a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single crystal silicon are formed. After removing the Ni film 22, the structure 2 having the film 21, the movable electrode 26, and the pair of fixed electrodes 27 and 28
4 so that the movable electrode 26 faces the groove 11 of the glass substrate 10 via the glass spacer layer 13.
To the anode. Subsequently, the film 21 is etched away by wet etching with an etchant such as hydrofluoric acid or dry etching with an etchant such as CF 4 . As a result, the movable electrode 26 made of single crystal silicon becomes a pair of fixed electrodes 27 and 2 made of single crystal silicon.
Thus, the semiconductor inertial sensor 30 formed above the groove 11 so as to float between the groove 8 is obtained.
【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３１，３１
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に位置しかつガラス基板１０上にガラスス
ペーサ層１３を介して固着される。ガラス基板１０上に
はガラススペーサ層１３の厚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３１
ａ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。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 has a movable electrode 26 between frame bodies 29 fixed on the glass substrate 10 via the glass spacer layer 13. The movable electrode 26 and the frame body 29 are each made of single-crystal silicon, and the electrodes 26 are housed in the window frame-shaped frame body 29 at intervals. The movable electrode 26 includes beams 31 and 31
Are supported at both ends, and are floated with respect to the glass substrate 10. The base end 31a of the beam 31 is
And is fixed on the glass substrate 10 with the glass spacer layer 13 interposed therebetween. On the glass substrate 10, the detection electrode 12 having a thickness smaller than the thickness of the glass spacer layer 13 is formed. Although not shown, the beam base end 31
Electrical wiring is individually made to the “a” and the detection electrode 12. In the semiconductor inertial sensor 40, the movable electrode 26
As shown by the arrow in the drawing, when a vertical acceleration perpendicular to a line connecting the beam base ends 31a and 31a acts, the movable electrode 26 vibrates around the beams 31 and 31 as a supporting axis. 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.
【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上にガラススパッタリング及び
パターニングによりガラススペーサ層１３を設ける。こ
れによりガラス基板１０上には溝部１１が形成される。
溝部１１の底面にスパッタリング、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、第１実施形態の製造方
法と同様に行い、（１１０）方位のシリコンウェーハ２
０の両面に酸化膜２１を形成する。片方の膜２１を除去
してシリコンウエーハ２０の片面を露出させる。このシ
リコンウェーハ２０の露出面上にスパッタリング及びパ
ターニングによりＮｉ層２２を選択的に形成した後、Ｓ
Ｆ6ガスによる低温での異方性ドライエッチングを行
う。これにより膜２１をエッチストップ層としてシリコ
ンウエーハ２０が選択的にエッチングされ、その結果、
膜２１上に単結晶シリコンからなる可動電極２６が形成
され、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枠体２９，２９が形成され
る。Ｎｉ膜２２を除去した後、膜２１と可動電極２６と
枠体２９，２９とを有する構造体２４を可動電極２６が
ガラス基板１０の溝部１１内の検出電極１２に対向する
ようにガラススペーサ層１３を介してガラス基板１０に
陽極接合する。続いて、第１実施形態の製造方法と同様
に行い、膜２１をエッチング除去する。これにより単結
晶シリコンからなる可動電極２６が単結晶シリコンから
なる枠体２９，２９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。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 glass spacer layer 13 is provided on a glass substrate 10 by glass sputtering and patterning. Thus, a groove 11 is formed on the glass substrate 10.
A detection electrode 12 made of a thin film of a metal selected from Au, Pt, Cu, or the like is formed on the bottom surface of the groove 11 by sputtering, vacuum deposition, or the like. On the other hand, in the same manner as in the manufacturing method of the first embodiment,
Oxide films 21 are formed on both sides of the substrate. One of the films 21 is removed to expose one surface of the silicon wafer 20. After selectively forming a Ni layer 22 on the exposed surface of the silicon wafer 20 by sputtering and patterning,
Perform anisotropic dry etching at a low temperature using F 6 gas. As a result, the silicon wafer 20 is selectively etched using the film 21 as an etch stop layer, and as a result,
A movable electrode 26 made of single-crystal silicon is formed on the film 21, and a pair of frames 29, 29 made of single-crystal silicon are formed on both sides of the movable electrode 26 with a slight gap. After removing the Ni film 22, the structure 24 having the film 21, the movable electrode 26, and the frames 29, 29 is replaced with a glass spacer layer such that the movable electrode 26 faces the detection electrode 12 in the groove 11 of the glass substrate 10. Anodically bonded to the glass substrate 10 through the substrate 13. Subsequently, the film 21 is removed by etching in the same manner as in the manufacturing method of the first embodiment. As a result, a semiconductor inertial sensor 40 in which the movable electrode 26 made of single-crystal silicon is sandwiched between the frames 29 and 29 made of single-crystal silicon and formed above the detection electrode 12 so as to float is obtained.
【００２０】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２
８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、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はガラス基板１０上にガ
ラススペーサ層１３を介して固着される。ガラス基板１
０上にはガラススペーサ層１３の厚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２
６，２６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 has a pair of movable electrodes 26 having a tuning fork structure between fixed electrodes 27 and 28 fixed on the glass substrate 10 via the glass spacer layer 13. The movable electrode 26 and the fixed electrodes 27 and 28 are each made of single-crystal silicon, and the electrodes 26 and 27 and the electrodes 26 and 2
8 are formed in a comb shape. The movable electrodes 26, 26 are supported at both ends by U-shaped beams 31, 31 and float on the glass substrate 10. The base 31 a of the beam 31 is fixed on the glass substrate 10 via the glass spacer layer 13. Glass substrate 1
On the zero, the detection electrode 12 having a thickness smaller than the thickness of the glass spacer layer 13 is formed. Although not shown, electric wires are individually provided to the beam base 31a, the fixed electrodes 27 and 28, and the detection electrode 12, and an alternating voltage is applied to the fixed electrodes 27 and 28 so that the movable electrode is excited by electrostatic force. Has become. In the semiconductor inertial sensor 50, the movable electrode 2
When the angular velocities act on the lines connecting the beam base ends 31a and 31a to the movable electrodes 26 and 26, the movable electrodes 26 and 26
Generates a Coriolis force, causing a torsional vibration around the center line and resonating. 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.
【００２１】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実施形態と同様にガラス基板１０上にガラ
ススパッタリング及びパターニングによりガラススペー
サ層１３を設ける。これによりガラス基板１０上には溝
部１１が形成される。溝部１１の底面にスパッタリン
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、第１実施形態の製造方法と同様に行い、（１１０）
方位のシリコンウェーハ２０の両面に酸化膜２１を形成
する。片方の膜２１を除去してシリコンウエーハ２０の
片面を露出させる。このシリコンウェーハ２０の露出面
上にスパッタリング及びパターニングによりＮｉ層２２
を選択的に形成した後、ＳＦ6ガスによる低温での異方
性ドライエッチングを行う。これにより膜２１をエッチ
ストップ層としてシリコンウエーハ２０が選択的にエッ
チングされ、その結果、膜２１上に単結晶シリコンから
なる可動電極２６が形成され、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２２を除去した
後、膜２１と可動電極２６と一対の固定電極２７，２８
とを有する構造体２４を可動電極２６がガラス基板１０
の溝部１１内の検出電極１２に対向するようにガラスス
ペーサ層１３を介してガラス基板１０に陽極接合する。
続いて、第１実施形態の製造方法と同様に行い、膜２１
をエッチング除去する。これにより単結晶シリコンから
なる可動電極２６が単結晶シリコンからなる一対の固定
電極２７，２８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５０が得られる。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, first, a glass spacer layer 13 is provided on a glass substrate 10 by glass sputtering and patterning as in the second embodiment. Thus, a groove 11 is formed on the glass substrate 10. A detection electrode 12 made of a thin film of a metal selected from Au, Pt, Cu, or the like is formed on the bottom surface of the groove 11 by sputtering, vacuum deposition, or the like. On the other hand, it is performed in the same manner as the manufacturing method of the first embodiment, and (110)
An oxide film 21 is formed on both surfaces of the silicon wafer 20 in the orientation. One of the films 21 is removed to expose one surface of the silicon wafer 20. The Ni layer 22 is formed on the exposed surface of the silicon wafer 20 by sputtering and patterning.
Is selectively formed, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas. As a result, the silicon wafer 20 is selectively etched using the film 21 as an etch stop layer. As a result, a movable electrode 26 made of single crystal silicon is formed on the film 21, and a slight gap is provided on both sides of the movable electrode 26. Thus, a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single crystal silicon are formed. After removing the Ni film 22, the film 21, the movable electrode 26, and the pair of fixed electrodes 27 and 28
The movable electrode 26 is formed on the glass substrate 10
Is anodically bonded to the glass substrate 10 via the glass spacer layer 13 so as to face the detection electrode 12 in the groove 11.
Subsequently, the same method as in the manufacturing method of the first embodiment is performed, and the film 21 is formed.
Is removed by etching. As a result, a semiconductor inertial sensor 50 in which the movable electrode 26 made of single-crystal silicon is sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single-crystal silicon and formed above the detection electrode 12 so as to float is obtained.
【００２２】[0022]
【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。基板にガラス基板を用いるため、寄生容量が
低く、高精度である。また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
特性に優れる。更に可動電極と基板とのギャップをエッ
チング時間で制御することなく、ガラススペーサ層の厚
さで規定するため、高精度にギャップを形成できる特長
がある。As described above, unlike the conventional method of manufacturing a semiconductor inertial sensor by laser processing of a wafer, according to the present invention, laser processing of a wafer is unnecessary and a low-cost semiconductor inertial sensor suitable for mass production. Can be manufactured. Since a glass substrate is used as the substrate, the parasitic capacitance is low and the accuracy is high. Further, since the movable electrode and the like are made of single-crystal silicon, they have excellent mechanical properties as compared with polycrystalline silicon and metal. Furthermore, since the gap between the movable electrode and the substrate is defined by the thickness of the glass spacer layer without being controlled by the etching time, the gap can be formed with high precision.
【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.
１０ ガラス基板 １１ 溝部 １２ 検出電極 １３ ガラススペーサ層 ２０ シリコンウエーハ ２１ 膜 ２４ 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 Reference Signs List 10 glass substrate 11 groove 12 detection electrode 13 glass spacer layer 20 silicon wafer 21 film 24 structure 26 movable electrode 27, 28 pair of fixed electrodes 29 frame 30, 40, 50 semiconductor inertial sensor
Claims (6)
設けられた単結晶シリコンからなる可動電極(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
れた単結晶シリコンからなる一対の固定電極(27,28)と
を備えた半導体慣性センサ(30)において、 前記可動電極(26)を支持するビーム(31)の基端部(31a)
がガラススペーサ層(13)を介して前記ガラス基板(10)上
に設けられたことを特徴とする半導体慣性センサ。A movable electrode (26) made of single-crystal silicon provided to float above a glass substrate (10), and a movable electrode (26) provided on the glass substrate (10) with the movable electrode (26) interposed therebetween. In a semiconductor inertial sensor (30) including a pair of fixed electrodes (27, 28) made of single crystal silicon, a base end (31a) of a beam (31) supporting the movable electrode (26)
Is provided on the glass substrate (10) via a glass spacer layer (13).
(12)と、前記検出電極(12)の上方に浮動するように設け
られた単結晶シリコンからなる可動電極(26)とを備えた
半導体慣性センサ(40)において、 前記可動電極(26)を支持するビーム(31)の基端部(31a)
がガラススペーサ層(13)を介して前記ガラス基板(10)上
に設けられた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) including a movable electrode (26) made of single crystal silicon provided so as to float above the detection electrode (12), wherein the movable electrode (26) is Base end (31a) of supporting beam (31)
Is provided on the glass substrate (10) via a glass spacer layer (13).
(12)と、前記検出電極(12)の上方に浮動するように設け
られた単結晶シリコンからなる可動電極(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
単結晶シリコンからなる一対の固定電極(27,28)とを備
えた半導体慣性センサ(50)において、 前記可動電極(26)を支持するビーム(31)の基端部(31a)
がガラススペーサ層(13)を介して前記ガラス基板(10)上
に設けられた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) made of single-crystal silicon provided to float above the detection electrode (12), and the movable electrode (26) on the glass substrate (10). In a semiconductor inertial sensor (50) including a pair of fixed electrodes (27, 28) made of single crystal silicon provided, a base end (31a) of a beam (31) supporting the movable electrode (26)
Is provided on the glass substrate (10) via a glass spacer layer (13).
スペーサ層(13)を設けることにより溝部(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、 前記シリコンウエーハ(20)を前記膜(21)をエッチストッ
プ層として選択的にエッチング除去し、これにより前記
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)とを形成する工程と、 前記膜(21)と前記可動電極(26)と前記固定電極(27,28)
とを有する構造体(24)を前記可動電極(26)がガラス基板
(10)の溝部(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)をエッチング除去することにより前記一対の
固定電極(27,28)と前記固定電極(27,28)に挟まれかつ前
記ガラス基板(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。4. A step of forming a groove (11) by providing a glass spacer layer (13) at a predetermined portion on a glass substrate (10), and forming a groove (11) without eroding silicon on one surface of the silicon wafer (20). Forming an etchable film (21); and selectively removing the silicon wafer (20) by etching using the film (21) as an etch stop layer, thereby forming single crystal silicon on the film (21). Forming a pair of fixed electrodes (27, 28) made of single-crystal silicon on both sides of the movable electrode (26) and the movable electrode (26), and the film (21) and the movable electrode (26). The fixed electrode (27, 28)
The movable electrode (26) is a glass substrate
A step of bonding to the glass substrate (10) so as to face the groove (11) of (10); and etching and removing the film (21) to form the pair of fixed electrodes (27, 28) and the fixed electrode. Obtaining a semiconductor inertial sensor (30) having the movable electrode (26) sandwiched between (27, 28) and floating above the glass substrate (10).
スペーサ層(13)を設けることにより溝部(11)を形成する
工程と、 前記ガラス基板(10)の溝部(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、 前記シリコンウエーハ(20)を前記膜(21)をエッチストッ
プ層として選択的にエッチング除去し、これにより前記
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)と前記可動電極(26)とを有する構造体(24)を
前記可動電極(26)がガラス基板(10)の検出電極(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)をエッチング除去することにより前記ガラス
基板(10)上に前記検出電極(12)に対向して浮動する前記
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。5. A step of forming a groove (11) by providing a glass spacer layer (13) in a predetermined portion on a glass substrate (10); and forming a groove on the bottom of the groove (11) of the glass substrate (10). Forming a detection electrode (12), forming a film (21) that can be etched without eroding silicon on one side of a silicon wafer (20), and forming the silicon wafer (20) on the film (21). Selectively etching away as an etch stop layer, thereby forming a movable electrode (26) made of single-crystal silicon on the film (21), the film (21) and the movable electrode (26) Bonding the structure (24) having the structure described above to the glass substrate (10) such that the movable electrode (26) faces the detection electrode (12) of the glass substrate (10), and etching the film (21). A half having the movable electrode (26) that floats on the glass substrate (10) by opposing the detection electrode (12) by being removed. The method of manufacturing a semiconductor inertial sensor so as to obtain a body inertial sensor (40).
スペーサ層(13)を設けることにより溝部(11)を形成する
工程と、 前記ガラス基板(10)の溝部(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、 前記シリコンウエーハ(20)を前記膜(21)をエッチストッ
プ層として選択的にエッチング除去し、これにより前記
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)とを形成する工程と、 前記膜(21)と前記可動電極(26)と前記固定電極(27,28)
とを有する構造体(24)を前記可動電極(26)がガラス基板
(10)の溝部(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)をエッチング除去することにより前記一対の
固定電極(27,28)と前記固定電極(27,28)に挟まれかつ前
記ガラス基板(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(50)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 groove (11) by providing a glass spacer layer (13) on a predetermined portion on a glass substrate (10), and forming a groove on the bottom surface of the groove (11) of the glass substrate (10). Forming a detection electrode (12), forming a film (21) that can be etched without eroding silicon on one side of a silicon wafer (20), and forming the silicon wafer (20) on the film (21). Is selectively removed by etching as an etch stop layer, thereby forming a movable electrode (26) made of single-crystal silicon on the film (21) and a pair of fixed electrodes made of single-crystal silicon on both sides of the movable electrode (26). (27, 28), forming the film (21), the movable electrode (26) and the fixed electrode (27, 28)
The movable electrode (26) is a glass substrate
A step of bonding to the glass substrate (10) so as to face the groove (11) of (10); and etching and removing the film (21) to form the pair of fixed electrodes (27, 28) and the fixed electrode. Obtaining a semiconductor inertial sensor (50) having the movable electrode (26) sandwiched between (27, 28) and floating above the glass substrate (10).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9072961A JPH10270719A (en) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | Semiconductor inertia sensor and its production |
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|---|---|---|---|
| JP9072961A JPH10270719A (en) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | Semiconductor inertia sensor and its production |
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1997
- 1997-03-26 JP JP9072961A patent/JPH10270719A/en not_active Withdrawn
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