JPH11135804A - 半導体加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents
半導体加速度センサ及びその製造方法Info
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- JPH11135804A JPH11135804A JP10204597A JP20459798A JPH11135804A JP H11135804 A JPH11135804 A JP H11135804A JP 10204597 A JP10204597 A JP 10204597A JP 20459798 A JP20459798 A JP 20459798A JP H11135804 A JPH11135804 A JP H11135804A
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- G01P2015/0842—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass the mass being of clover leaf shape
Abstract
(57)【要約】
【課題】 精度良く撓み部を形成することのできる半導
体加速度センサ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 重り部３のネック部３ａが撓み部２の中
央部２ａに懸架支持され、撓み部２の両端（梁部２ｂ）
はフレーム１に支持されている。また、撓み部２の一面
側には撓みによる抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ
抵抗７が形成され、ピエゾ抵抗７と電気的に接続される
ように拡散配線１４が形成され、その上にシリコン酸化
膜１５及び保護膜１６が形成されている。また、拡散配
線１４と電気的に接続されるようにメタル配線８が形成
されており、重り部３の外周縁には、切り込み溝６に達
する切り込み部５が形成されている。そして、重り部３
に対応する箇所に凹部９ａが形成された下部ストッパ９
が接合されている。ここで、本実施形態においては、梁
部２ｂを挟んでエッチャント導入口１０が形成されてい
る。
体加速度センサ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 重り部３のネック部３ａが撓み部２の中
央部２ａに懸架支持され、撓み部２の両端（梁部２ｂ）
はフレーム１に支持されている。また、撓み部２の一面
側には撓みによる抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ
抵抗７が形成され、ピエゾ抵抗７と電気的に接続される
ように拡散配線１４が形成され、その上にシリコン酸化
膜１５及び保護膜１６が形成されている。また、拡散配
線１４と電気的に接続されるようにメタル配線８が形成
されており、重り部３の外周縁には、切り込み溝６に達
する切り込み部５が形成されている。そして、重り部３
に対応する箇所に凹部９ａが形成された下部ストッパ９
が接合されている。ここで、本実施形態においては、梁
部２ｂを挟んでエッチャント導入口１０が形成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機、
家電製品等に用いられる半導体加速度センサ及びその製
造方法に関するものであり、特にｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に感
度を有する３軸加速度センサに関する。
家電製品等に用いられる半導体加速度センサ及びその製
造方法に関するものであり、特にｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に感
度を有する３軸加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に加速度センサとしては、片持ち梁
方式と両持ち梁方式とが提案されている。検出方法とし
ては、機械的な歪みを電気抵抗の変化として検出する方
法と、静電容量の変化による検出方法とがある。例え
ば、特開平6-109755号公報には機械的な歪みを電気抵抗
の変化として検出する両持ち梁方式の加速度センサが開
示され、このような加速度センサの製造方法が特願平8-
100782号に提案されている。
方式と両持ち梁方式とが提案されている。検出方法とし
ては、機械的な歪みを電気抵抗の変化として検出する方
法と、静電容量の変化による検出方法とがある。例え
ば、特開平6-109755号公報には機械的な歪みを電気抵抗
の変化として検出する両持ち梁方式の加速度センサが開
示され、このような加速度センサの製造方法が特願平8-
100782号に提案されている。
【０００３】図２６は、従来例に係る半導体加速度セン
サの製造工程を示す概略断面図であり、図２７は、従来
例に係る半導体加速度センサの上面から見た状態を示す
概略平面図である。先ず、ｎ型の単結晶シリコン基板１
１上に熱酸化等によりシリコン酸化膜１２を形成し、所
定形状にパタ−ニングされたフォトレジスト（図示せ
ず）をマスクとしてシリコン酸化膜１２のエッチングを
行うことにより開口部１２ａを形成し、プラズマアッシ
ング等によりフォトレジストを除去する。このとき、開
口部１２ａは単結晶シリコン基板１１の略四角状の中央
部１１ａを外囲した箇所に形成されている。
サの製造工程を示す概略断面図であり、図２７は、従来
例に係る半導体加速度センサの上面から見た状態を示す
概略平面図である。先ず、ｎ型の単結晶シリコン基板１
１上に熱酸化等によりシリコン酸化膜１２を形成し、所
定形状にパタ−ニングされたフォトレジスト（図示せ
ず）をマスクとしてシリコン酸化膜１２のエッチングを
行うことにより開口部１２ａを形成し、プラズマアッシ
ング等によりフォトレジストを除去する。このとき、開
口部１２ａは単結晶シリコン基板１１の略四角状の中央
部１１ａを外囲した箇所に形成されている。
【０００４】続いて、開口部１２ａが形成されたシリコ
ン酸化膜１２をマスクとしてボロン（Ｂ）等のｐ型不純
物をイオン注入、アニ−ル処理を行うことによりｐ＋型
埋込犠牲層６ａを形成し（図２７（ａ））、シリコン酸
化膜１２をエッチングにより除去する。
ン酸化膜１２をマスクとしてボロン（Ｂ）等のｐ型不純
物をイオン注入、アニ−ル処理を行うことによりｐ＋型
埋込犠牲層６ａを形成し（図２７（ａ））、シリコン酸
化膜１２をエッチングにより除去する。
【０００５】次に、単結晶シリコン基板１１のｐ＋型埋
込犠牲層６ａを形成した面側にｎ型のエピタキシャル層
１３を形成し、図２７に示すように、エピタキシャル層
１３に、後述する梁部２ｂを挟んで略対向し、かつ、中
央部２ａの近傍が欠落した矩形状に、フォトレジスト
（図示せず）をマスクとしてボロン（B）等のｐ型不純
物をイオン注入及びアニ−ル処理を行うことによりｐ＋
型埋込犠牲層６ａに到達するｐ＋型不純物層３１を形成
し、フォトレジストを除去する（図２６（ｂ））。ここ
で、エピタキシャル層１３は、後に撓み部２となるた
め、加速度印加時に撓む厚さに形成されている。
込犠牲層６ａを形成した面側にｎ型のエピタキシャル層
１３を形成し、図２７に示すように、エピタキシャル層
１３に、後述する梁部２ｂを挟んで略対向し、かつ、中
央部２ａの近傍が欠落した矩形状に、フォトレジスト
（図示せず）をマスクとしてボロン（B）等のｐ型不純
物をイオン注入及びアニ−ル処理を行うことによりｐ＋
型埋込犠牲層６ａに到達するｐ＋型不純物層３１を形成
し、フォトレジストを除去する（図２６（ｂ））。ここ
で、エピタキシャル層１３は、後に撓み部２となるた
め、加速度印加時に撓む厚さに形成されている。
【０００６】次に、エピタキシャル層１３の撓み部２に
対応する箇所に、ボロン（Ｂ）等のｐ型不純物を拡散し
てピエゾ抵抗７を形成し（図２６（ｃ））、ピエゾ抵抗
７と電気的に接続されるようにエピタキシャル層１３内
にボロン（B）等のｐ型不純物を拡散して拡散配線１４
を形成する（図２６（ｄ））。
対応する箇所に、ボロン（Ｂ）等のｐ型不純物を拡散し
てピエゾ抵抗７を形成し（図２６（ｃ））、ピエゾ抵抗
７と電気的に接続されるようにエピタキシャル層１３内
にボロン（B）等のｐ型不純物を拡散して拡散配線１４
を形成する（図２６（ｄ））。
【０００７】次に、単結晶シリコン基板１１のエピタキ
シャル層１３形成面と異なる面上及びエピタキシャル層
１３のピエゾ抵抗７形成面上にＣＶＤ法等によりシリコ
ン窒化膜等の保護膜１６を形成し、所定形状にパタ−ニ
ングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして
単結晶シリコン基板１１上に形成された保護膜１６のエ
ッチングを行うことにより、後述する重り部３の外周縁
に対応する箇所に開口部１７を形成し、フォトレジスト
を除去する（図２６（ｅ））。
シャル層１３形成面と異なる面上及びエピタキシャル層
１３のピエゾ抵抗７形成面上にＣＶＤ法等によりシリコ
ン窒化膜等の保護膜１６を形成し、所定形状にパタ−ニ
ングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして
単結晶シリコン基板１１上に形成された保護膜１６のエ
ッチングを行うことにより、後述する重り部３の外周縁
に対応する箇所に開口部１７を形成し、フォトレジスト
を除去する（図２６（ｅ））。
【０００８】次に、開口部１７が形成された保護膜１６
をマスクとして単結晶シリコン基板１１を、水酸化カリ
ウム（KOH）溶液等のアルカリ系のエッチャントを用い
て異方性エッチングを行うことにより、ｐ＋型埋込犠牲
層６ａに到達する切り込み部５を形成する（図２６
（ｆ））。
をマスクとして単結晶シリコン基板１１を、水酸化カリ
ウム（KOH）溶液等のアルカリ系のエッチャントを用い
て異方性エッチングを行うことにより、ｐ＋型埋込犠牲
層６ａに到達する切り込み部５を形成する（図２６
（ｆ））。
【０００９】次に、拡散配線１４上の所望の箇所の保護
膜１６をエッチングにより除去し、拡散配線１４と電気
的に接続されるように、スパッタリング及びエッチング
等によりメタル配線８を形成する（図２６（ｇ））。
膜１６をエッチングにより除去し、拡散配線１４と電気
的に接続されるように、スパッタリング及びエッチング
等によりメタル配線８を形成する（図２６（ｇ））。
【００１０】最後に、フッ酸等を含んだ酸性溶液から成
るエッチャントを切り込み部５に導入し、ｐ＋型埋込犠
牲層６ａ及びｐ＋型不純物層３１を等方性エッチングに
より除去して切り込み溝６を形成するとともに、重り部
３と支持部材４と、重り部３のネック部３ａが中央部２
ａに接続され、両端がフレーム１に接続された撓み部２
を形成する。そして、撓み部２の撓みが集中するように
撓み部２を部分的に分断するスリット１９をRIE(Reacti
ve Ion Etching)等により形成し、梁部２ｂが撓み部
２に形成されることになる（図２６（ｈ））。
るエッチャントを切り込み部５に導入し、ｐ＋型埋込犠
牲層６ａ及びｐ＋型不純物層３１を等方性エッチングに
より除去して切り込み溝６を形成するとともに、重り部
３と支持部材４と、重り部３のネック部３ａが中央部２
ａに接続され、両端がフレーム１に接続された撓み部２
を形成する。そして、撓み部２の撓みが集中するように
撓み部２を部分的に分断するスリット１９をRIE(Reacti
ve Ion Etching)等により形成し、梁部２ｂが撓み部
２に形成されることになる（図２６（ｈ））。
【００１１】この半導体加速度センサは、重り部３に加
速度が印加されると、重り部３が加速度の印加方向と反
対方向に変位して撓み部２が撓み、その撓み部２の一面
に形成されたピエゾ抵抗７が撓んで、ピエゾ抵抗７の抵
抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気信号に変換し
て加速度を検出する。
速度が印加されると、重り部３が加速度の印加方向と反
対方向に変位して撓み部２が撓み、その撓み部２の一面
に形成されたピエゾ抵抗７が撓んで、ピエゾ抵抗７の抵
抗値が変化する。この抵抗値の変化を電気信号に変換し
て加速度を検出する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な半導体加速度センサの製造工程においては、ｐ＋型埋
込犠牲層６ａのエッチングの際に、奥行き約１ｍｍ、ギ
ャップ５〜１０μｍというアスペクト比が２００以上の
閉空間を撓み部２の長手方向にエッチングするので、エ
ッチャントの対流が起こりにくく、エッチングが進行し
なくなるという問題があった。
な半導体加速度センサの製造工程においては、ｐ＋型埋
込犠牲層６ａのエッチングの際に、奥行き約１ｍｍ、ギ
ャップ５〜１０μｍというアスペクト比が２００以上の
閉空間を撓み部２の長手方向にエッチングするので、エ
ッチャントの対流が起こりにくく、エッチングが進行し
なくなるという問題があった。
【００１３】また、閉空間に滞留したエッチャントは、
硝酸自己触媒作用による組成変動から選択性の劣化を招
き、半導体加速度センサの感度を大きく左右する撓み部
２までがエッチングされ、所望の特性が得られないとい
う問題があった。
硝酸自己触媒作用による組成変動から選択性の劣化を招
き、半導体加速度センサの感度を大きく左右する撓み部
２までがエッチングされ、所望の特性が得られないとい
う問題があった。
【００１４】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、精度良く撓み部を形
成することのできる半導体加速度センサ及びその製造方
法を提供することにある。
であり、その目的とするところは、精度良く撓み部を形
成することのできる半導体加速度センサ及びその製造方
法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上面側及び下面側を有するフレームと、複数の梁部及び
中央部を有して成る撓み部であって、該梁部は前記フレ
ームの内縁部の少なくとも一部分と前記中央部との間で
延在し、前記梁部と前記中央部とが一体につながってい
る撓み部と、前記中央部に懸架支持されている重り部
と、前記フレームの下面側を支持し、内側側面が前記重
り部の側面と切り込み部を隔てて向かい合う支持部材
と、前記重り部と前記梁部との間に形成された切り込み
溝と、前記撓み部で発生する歪みを電気信号に変換して
加速度を検出する加速度検出部とを有し、前記切り込み
部と前記切り込み溝とが連通している半導体加速度セン
サであって、前記重り部及び前記支持部材とは半導体基
板を用いて構成され、前記撓み部及び前記フレームは前
記半導体基板上に設けたエピタキシャル層を用いて構成
され、前記切り込み溝は犠牲層を除去することにより形
成され、該犠牲層は前記エピタキシャル層に前記犠牲層
に達するエッチャント導入口を設け、該エッチャント導
入口からエッチャントを導入することにより除去するよ
うにしたことを特徴とするものである。
上面側及び下面側を有するフレームと、複数の梁部及び
中央部を有して成る撓み部であって、該梁部は前記フレ
ームの内縁部の少なくとも一部分と前記中央部との間で
延在し、前記梁部と前記中央部とが一体につながってい
る撓み部と、前記中央部に懸架支持されている重り部
と、前記フレームの下面側を支持し、内側側面が前記重
り部の側面と切り込み部を隔てて向かい合う支持部材
と、前記重り部と前記梁部との間に形成された切り込み
溝と、前記撓み部で発生する歪みを電気信号に変換して
加速度を検出する加速度検出部とを有し、前記切り込み
部と前記切り込み溝とが連通している半導体加速度セン
サであって、前記重り部及び前記支持部材とは半導体基
板を用いて構成され、前記撓み部及び前記フレームは前
記半導体基板上に設けたエピタキシャル層を用いて構成
され、前記切り込み溝は犠牲層を除去することにより形
成され、該犠牲層は前記エピタキシャル層に前記犠牲層
に達するエッチャント導入口を設け、該エッチャント導
入口からエッチャントを導入することにより除去するよ
うにしたことを特徴とするものである。
【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体加速度センサにおいて、前記加速度検出部として、
撓みにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗を用い、前記ピ
エゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信号に変換することによ
り加速度を検出するようにしたことを特徴とするもので
ある。
導体加速度センサにおいて、前記加速度検出部として、
撓みにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗を用い、前記ピ
エゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信号に変換することによ
り加速度を検出するようにしたことを特徴とするもので
ある。
【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の半
導体加速度センサにおいて、前記加速度検出部として、
略対向配置された電極を用い、加速度印加時の前記撓み
部および／または重り部の撓みを、前記電極により静電
容量の変化としてとらえて加速度を検出するようにした
ことを特徴とするものである。
導体加速度センサにおいて、前記加速度検出部として、
略対向配置された電極を用い、加速度印加時の前記撓み
部および／または重り部の撓みを、前記電極により静電
容量の変化としてとらえて加速度を検出するようにした
ことを特徴とするものである。
【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
前記犠牲層として、高濃度不純物層を用いたことを特徴
とするものである。
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
前記犠牲層として、高濃度不純物層を用いたことを特徴
とするものである。
【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
前記犠牲層として、多孔質シリコン層を用いたことを特
徴とするものである。
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
前記犠牲層として、多孔質シリコン層を用いたことを特
徴とするものである。
【００２０】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
前記エッチャント導入口を、前記撓み部内または該撓み
部に隣接した箇所の内、少なくともいずれか一方に設け
たことを特徴とするものである。
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
前記エッチャント導入口を、前記撓み部内または該撓み
部に隣接した箇所の内、少なくともいずれか一方に設け
たことを特徴とするものである。
【００２１】請求項７記載の発明は、請求項６記載の半
導体加速度センサにおいて、前記撓み部内に形成された
エッチャント導入口の表面から見た形状が、円形，楕円
形または矩形の四隅が丸みを帯びた形状であることを特
徴とするものである。
導体加速度センサにおいて、前記撓み部内に形成された
エッチャント導入口の表面から見た形状が、円形，楕円
形または矩形の四隅が丸みを帯びた形状であることを特
徴とするものである。
【００２２】請求項８記載の発明は、請求項７記載の半
導体加速度センサにおいて、前記エッチャント導入口
が、前記撓み部の長手方向の全長にわたって設けられた
ことを特徴とするものである。
導体加速度センサにおいて、前記エッチャント導入口
が、前記撓み部の長手方向の全長にわたって設けられた
ことを特徴とするものである。
【００２３】請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
前記エッチャント導入口を、前記エピタキシャル層の
内、前記撓み部及びフレーム形成箇所を除いた箇所に設
けたを特徴とするものである。
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
前記エッチャント導入口を、前記エピタキシャル層の
内、前記撓み部及びフレーム形成箇所を除いた箇所に設
けたを特徴とするものである。
【００２４】請求項１０記載の発明は、半導体基板の一
面側所定位置に犠牲層を形成する工程と、前記半導体基
板の前記犠牲層を形成した面側にエピタキシャル層を形
成する工程と、前記半導体基板の前記エピタキシャル層
形成面側に、歪みを電気信号に変換して加速度を検出す
る加速度検出部を形成する工程と、前記半導体基板の重
り部の外周縁に対応する箇所を、前記半導体基板の前記
エピタキシャル層形成面とは異なる面側から異方性エッ
チングして前記犠牲層に達する切り込み部を形成する工
程と、前記犠牲層をエッチング除去して切り込み溝を形
成する工程と、前記エピタキシャル層の所望の箇所をエ
ッチング除去して前記重り部を懸架支持する撓み部と該
撓み部を支持するフレームとを形成する工程とを有する
半導体加速度センサの製造方法において、前記エピタキ
シャル層に前記犠牲層に達するエッチャント導入口を形
成する工程と、該エッチャント導入口からエッチャント
を導入して前記犠牲層を除去する工程とを付加したこと
を特徴とするものである。
面側所定位置に犠牲層を形成する工程と、前記半導体基
板の前記犠牲層を形成した面側にエピタキシャル層を形
成する工程と、前記半導体基板の前記エピタキシャル層
形成面側に、歪みを電気信号に変換して加速度を検出す
る加速度検出部を形成する工程と、前記半導体基板の重
り部の外周縁に対応する箇所を、前記半導体基板の前記
エピタキシャル層形成面とは異なる面側から異方性エッ
チングして前記犠牲層に達する切り込み部を形成する工
程と、前記犠牲層をエッチング除去して切り込み溝を形
成する工程と、前記エピタキシャル層の所望の箇所をエ
ッチング除去して前記重り部を懸架支持する撓み部と該
撓み部を支持するフレームとを形成する工程とを有する
半導体加速度センサの製造方法において、前記エピタキ
シャル層に前記犠牲層に達するエッチャント導入口を形
成する工程と、該エッチャント導入口からエッチャント
を導入して前記犠牲層を除去する工程とを付加したこと
を特徴とするものである。
【００２５】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の半導体加速度センサの製造方法において、前記加速度
検出部として、前記エピタキシャル層の前記撓み部に該
当する箇所に、撓みにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗
を形成し、前記ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信号に
変換することにより加速度を検出するようにしたことを
特徴とするものである。
の半導体加速度センサの製造方法において、前記加速度
検出部として、前記エピタキシャル層の前記撓み部に該
当する箇所に、撓みにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗
を形成し、前記ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信号に
変換することにより加速度を検出するようにしたことを
特徴とするものである。
【００２６】請求項１２記載の発明は、請求項１０記載
の半導体加速度センサの製造方法において、前記加速度
検出部として、略対向配置された電極を形成し、加速度
印加時の前記撓み部および／または重り部の撓みを、前
記電極により静電容量の変化としてとらえて加速度を検
出するようにしたことを特徴とするものである。
の半導体加速度センサの製造方法において、前記加速度
検出部として、略対向配置された電極を形成し、加速度
印加時の前記撓み部および／または重り部の撓みを、前
記電極により静電容量の変化としてとらえて加速度を検
出するようにしたことを特徴とするものである。
【００２７】請求項１３記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記犠牲層として、不純物拡散により
高濃度不純物層を形成したことを特徴とするものであ
る。
請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記犠牲層として、不純物拡散により
高濃度不純物層を形成したことを特徴とするものであ
る。
【００２８】請求項１４記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記犠牲層として、不純物拡散により
高濃度不純物層を形成し、陽極化成法により前記高濃度
不純物層を多孔質化して多孔質シリコン層を形成したこ
とを特徴とするものである。
請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記犠牲層として、不純物拡散により
高濃度不純物層を形成し、陽極化成法により前記高濃度
不純物層を多孔質化して多孔質シリコン層を形成したこ
とを特徴とするものである。
【００２９】請求項１５記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記エッチャント導入口を、前記撓み
部内または該撓み部に隣接した箇所の内、少なくともい
ずれか一方に形成するようにしたことを特徴とするもの
である。
請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記エッチャント導入口を、前記撓み
部内または該撓み部に隣接した箇所の内、少なくともい
ずれか一方に形成するようにしたことを特徴とするもの
である。
【００３０】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
の半導体加速度センサの製造方法において、前記撓み部
内に形成されたエッチャント導入口の表面から見た形状
が、楕円形または矩形の四隅が丸みを帯びた形状で、か
つ、前記撓み部の長手方向の全長にわたって形成された
ことを特徴とするものである。
の半導体加速度センサの製造方法において、前記撓み部
内に形成されたエッチャント導入口の表面から見た形状
が、楕円形または矩形の四隅が丸みを帯びた形状で、か
つ、前記撓み部の長手方向の全長にわたって形成された
ことを特徴とするものである。
【００３１】請求項１７記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記エッチャント導入口を、前記エピ
タキシャル層の内、前記撓み部及びフレーム形成箇所を
除いた箇所に形成するようにしたことを特徴とするもの
である。
請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記エッチャント導入口を、前記エピ
タキシャル層の内、前記撓み部及びフレーム形成箇所を
除いた箇所に形成するようにしたことを特徴とするもの
である。
【００３２】請求項１８記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記エッチャント導入口の幅が、異方
性エッチング特性を考慮して前記犠牲層に達する点で自
動的にストップするように設計され、前記エッチャント
導入口を異方性エッチングにより形成するようにしたこ
とを特徴とするものである。
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記エッチャント導入口の幅が、異方
性エッチング特性を考慮して前記犠牲層に達する点で自
動的にストップするように設計され、前記エッチャント
導入口を異方性エッチングにより形成するようにしたこ
とを特徴とするものである。
【００３３】請求項１９記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１８のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記切り込み部を異方性エッチングに
より形成する際に、同時に前記エッチャント導入口を異
方性エッチングにより形成するようにしたことを特徴と
するものである。
請求項１８のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記切り込み部を異方性エッチングに
より形成する際に、同時に前記エッチャント導入口を異
方性エッチングにより形成するようにしたことを特徴と
するものである。
【００３４】請求項２０記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記エッチャント導入口を、RIEによ
り形成するようにしたことを特徴とするものである。
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、前記エッチャント導入口を、RIEによ
り形成するようにしたことを特徴とするものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づき説明する。
て図面に基づき説明する。
【００３６】＝実施の形態１＝ 図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体加速度セン
サの一部破断した状態を示す概略斜視図である。本実施
の形態に係る半導体加速度センサは、半導体基板を加工
することにより形成されており、上面側及び下面側を有
する枠状のフレーム１と、中央部２ａ及び梁部２ｂを有
し、梁部２ｂはフレーム１の内周側面の少なくとも一部
分と中央部２ａとの間で延在し、梁部２ｂと中央部２ａ
とが一体につながっている撓み部２と、中央部２ａにネ
ック部３ａを介して揺動自在に支持された重り部３と、
フレーム１の下面側を支持し、重り部３の外周縁を切り
込み部５を介して包囲する支持部材４とを有する。ここ
で、重り部３と梁部２ｂとの間には、切り込み溝６が形
成され、切り込み溝６は切り込み部５に連通するように
構成されている。
サの一部破断した状態を示す概略斜視図である。本実施
の形態に係る半導体加速度センサは、半導体基板を加工
することにより形成されており、上面側及び下面側を有
する枠状のフレーム１と、中央部２ａ及び梁部２ｂを有
し、梁部２ｂはフレーム１の内周側面の少なくとも一部
分と中央部２ａとの間で延在し、梁部２ｂと中央部２ａ
とが一体につながっている撓み部２と、中央部２ａにネ
ック部３ａを介して揺動自在に支持された重り部３と、
フレーム１の下面側を支持し、重り部３の外周縁を切り
込み部５を介して包囲する支持部材４とを有する。ここ
で、重り部３と梁部２ｂとの間には、切り込み溝６が形
成され、切り込み溝６は切り込み部５に連通するように
構成されている。
【００３７】撓み部２の中央部２ａ近傍及び４つの基端
部には、それぞれ複数のピエゾ抵抗７が拡散形成されて
いる。これらのピエゾ抵抗７は、加速度を電気的出力と
して検出するためのものであり、ピエゾ抵抗７はそれぞ
れブリッジ接続されている。また、ピエゾ抵抗７と電気
的に接続されるように拡散配線（図示せず）が形成さ
れ、拡散配線と電気的に接続されるようにメタル配線８
が形成されている。そして、各ピエゾ抵抗７のブリッジ
には、外部電源より電圧が印加され、加速度が全く印加
されていない状態においてブリッジが平衡となるように
してある。
部には、それぞれ複数のピエゾ抵抗７が拡散形成されて
いる。これらのピエゾ抵抗７は、加速度を電気的出力と
して検出するためのものであり、ピエゾ抵抗７はそれぞ
れブリッジ接続されている。また、ピエゾ抵抗７と電気
的に接続されるように拡散配線（図示せず）が形成さ
れ、拡散配線と電気的に接続されるようにメタル配線８
が形成されている。そして、各ピエゾ抵抗７のブリッジ
には、外部電源より電圧が印加され、加速度が全く印加
されていない状態においてブリッジが平衡となるように
してある。
【００３８】そして、加速度が印加されると、重り部３
が揺動して撓み部２が撓むことになる。その結果、撓み
部には、印加された加速度に応じた応力による歪みが発
生し、この歪みに応じてピエゾ抵抗７の抵抗値が変化す
るので、ピエゾ抵抗７により構成されたブリッジの平衡
がくずれ、上記ブリッジからは加速度に応じた電圧出力
が得られるのである。
が揺動して撓み部２が撓むことになる。その結果、撓み
部には、印加された加速度に応じた応力による歪みが発
生し、この歪みに応じてピエゾ抵抗７の抵抗値が変化す
るので、ピエゾ抵抗７により構成されたブリッジの平衡
がくずれ、上記ブリッジからは加速度に応じた電圧出力
が得られるのである。
【００３９】また、重り部３に対応する箇所に凹部９ａ
が形成された下部ストッパ９が陽極接合等により支持部
材４に接合されている。
が形成された下部ストッパ９が陽極接合等により支持部
材４に接合されている。
【００４０】ここで、本実施の形態においては、図１に
示すように、重り部３の撓み部２形成面側の、撓み部２
及びフレーム１を除いた箇所にエッチャント導入口１０
が形成されている。
示すように、重り部３の撓み部２形成面側の、撓み部２
及びフレーム１を除いた箇所にエッチャント導入口１０
が形成されている。
【００４１】以下において、本実施の形態に係る半導体
加速度センサの製造工程について図面に基づき説明す
る。図２は、本実施の形態に係る半導体加速度センサの
製造工程を示す概略断面図であり、図３は、図２（ｄ）
〜（ｈ）の製造工程の一部破断した状態を示す概略斜視
図であり、図４は、本実施形態に係る半導体加速度セン
サの上面から見た状態を示す概略平面図であり、図５
は、上図の半導体加速度センサの概略断面図であり、
（ａ）はＡ―Ａ’でのｐ＋型埋込犠牲層６ａ除去前の概
略断面図であり、（ｂ）はＢ―Ｂ’でのｐ＋型埋込犠牲
層６ａ除去前の概略断面図であり、（ｃ）はＡ―Ａ’で
のｐ＋型埋込犠牲層６ａ除去後の概略断面図であり、
（ｄ）はＢ―Ｂ’でのｐ＋型埋込犠牲層６ａ除去後の概
略断面図である。
加速度センサの製造工程について図面に基づき説明す
る。図２は、本実施の形態に係る半導体加速度センサの
製造工程を示す概略断面図であり、図３は、図２（ｄ）
〜（ｈ）の製造工程の一部破断した状態を示す概略斜視
図であり、図４は、本実施形態に係る半導体加速度セン
サの上面から見た状態を示す概略平面図であり、図５
は、上図の半導体加速度センサの概略断面図であり、
（ａ）はＡ―Ａ’でのｐ＋型埋込犠牲層６ａ除去前の概
略断面図であり、（ｂ）はＢ―Ｂ’でのｐ＋型埋込犠牲
層６ａ除去前の概略断面図であり、（ｃ）はＡ―Ａ’で
のｐ＋型埋込犠牲層６ａ除去後の概略断面図であり、
（ｄ）はＢ―Ｂ’でのｐ＋型埋込犠牲層６ａ除去後の概
略断面図である。
【００４２】本実施の形態に係る半導体加速度センサ
は、半導体基板である厚さ400〜600μmのｎ型の単結晶
シリコン基板１１の一主表面上に熱酸化等によりシリコ
ン酸化膜１２を形成し、所定形状にパターニングされた
フォトレジスト（図示せず）をマスクとしてシリコン酸
化膜１２のエッチングを行うことにより開口部１２ａを
形成し、プラズマアッシング等によりフォトレジストを
除去する。このとき、開口部１２ａは単結晶シリコン基
板１１の略四角状の中央部１１ａを外囲した箇所に形成
されている。なお、中央部１１ａの形状は、特に限定さ
れず、例えば円形，楕円形，矩形（長方形，正方形）で
あって良い。
は、半導体基板である厚さ400〜600μmのｎ型の単結晶
シリコン基板１１の一主表面上に熱酸化等によりシリコ
ン酸化膜１２を形成し、所定形状にパターニングされた
フォトレジスト（図示せず）をマスクとしてシリコン酸
化膜１２のエッチングを行うことにより開口部１２ａを
形成し、プラズマアッシング等によりフォトレジストを
除去する。このとき、開口部１２ａは単結晶シリコン基
板１１の略四角状の中央部１１ａを外囲した箇所に形成
されている。なお、中央部１１ａの形状は、特に限定さ
れず、例えば円形，楕円形，矩形（長方形，正方形）で
あって良い。
【００４３】続いて、開口部１２ａが形成されたシリコ
ン酸化膜１２をマスクとしてボロン（B）等のｐ型不純
物のデポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニ
ール処理を行うことにより、犠牲層（または高濃度不純
物層）であるｐ＋型埋込犠牲層６ａを形成し（図２
（ａ））、シリコン酸化膜１２をエッチングにより除去
する。
ン酸化膜１２をマスクとしてボロン（B）等のｐ型不純
物のデポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニ
ール処理を行うことにより、犠牲層（または高濃度不純
物層）であるｐ＋型埋込犠牲層６ａを形成し（図２
（ａ））、シリコン酸化膜１２をエッチングにより除去
する。
【００４４】なお、本実施の形態においては、シリコン
酸化膜１２をマスクとしてｐ＋型埋込犠牲層６ａを形成
するようにしたが、シリコン窒化膜をマスクとして用い
ても良い。
酸化膜１２をマスクとしてｐ＋型埋込犠牲層６ａを形成
するようにしたが、シリコン窒化膜をマスクとして用い
ても良い。
【００４５】また、本実施形態においては、ｐ＋型埋込
犠牲層６ａを単結晶シリコン基板１１に形成するように
したが、リン（P）等のｎ型不純物をデポジション及び
熱拡散またはイオン注入及びアニール処理を行うことに
よりｎ＋型埋込犠牲層を形成するようにしても良い。
犠牲層６ａを単結晶シリコン基板１１に形成するように
したが、リン（P）等のｎ型不純物をデポジション及び
熱拡散またはイオン注入及びアニール処理を行うことに
よりｎ＋型埋込犠牲層を形成するようにしても良い。
【００４６】また、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは、中央部１
１ａの外縁の全体から延びてその部分を完全に包囲する
ようになっていても、あるいは外縁の一部分から延びて
も良い。全体から延びる場合は、ｐ＋型埋込犠牲層６ａ
は環状形態であって良く、例えば中央部１１ａが円形で
あり、ｐ＋型埋込犠牲層６ａがそれと同心の円により形
成される同心円と中心部１１ａとの間の環状部分であっ
たり、中央部１１ａが内側正方形であり、ｐ＋型埋込犠
牲層６ａがそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により
形成され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分で
あって良い。また、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは、円形の中
央部１１ａと外側正方形との間の部分またはその逆の組
み合わせにより形成される部分であっても良く、更に、
正方形の代わりに長方形を、円形の変わりに楕円形を用
いても良い。
１ａの外縁の全体から延びてその部分を完全に包囲する
ようになっていても、あるいは外縁の一部分から延びて
も良い。全体から延びる場合は、ｐ＋型埋込犠牲層６ａ
は環状形態であって良く、例えば中央部１１ａが円形で
あり、ｐ＋型埋込犠牲層６ａがそれと同心の円により形
成される同心円と中心部１１ａとの間の環状部分であっ
たり、中央部１１ａが内側正方形であり、ｐ＋型埋込犠
牲層６ａがそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により
形成され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分で
あって良い。また、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは、円形の中
央部１１ａと外側正方形との間の部分またはその逆の組
み合わせにより形成される部分であっても良く、更に、
正方形の代わりに長方形を、円形の変わりに楕円形を用
いても良い。
【００４７】また、ｐ＋型埋込犠牲層６ａが、中央部１
１ａの外縁の一部分から延びる場合、ｐ＋型埋込犠牲層
６ａは、中央部１１ａの周囲で等しい角度（例えば９０
゜）の間隔で離れた実質的に長尺の層であって良く、９
０゜の場合、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは中央部１１ａにお
いて相互に対向する４本のビーム形態（即ち、中央部１
１ａで十字に交差する形態）となる。換言すれば、ｐ＋
型埋込犠牲層６ａは中央部１１ａから放射状に延びて良
く、その数は限定されない。
１ａの外縁の一部分から延びる場合、ｐ＋型埋込犠牲層
６ａは、中央部１１ａの周囲で等しい角度（例えば９０
゜）の間隔で離れた実質的に長尺の層であって良く、９
０゜の場合、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは中央部１１ａにお
いて相互に対向する４本のビーム形態（即ち、中央部１
１ａで十字に交差する形態）となる。換言すれば、ｐ＋
型埋込犠牲層６ａは中央部１１ａから放射状に延びて良
く、その数は限定されない。
【００４８】次に、単結晶シリコン基板１１の一主表面
上に加速度印加時に撓む撓み部２に相当する厚さでｎ型
のエピタキシャル層１３を形成し（図２（ｂ））、所定
形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）
をマスクとしてエピタキシャル層１３の後述する撓み部
２に対応する箇所に、ボロン（B）等のｐ型不純物のデ
ポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニール処
理を行うことにより、ピエゾ抵抗７及びピエゾ抵抗７に
電気的に接続されるように拡散配線１４を形成し、フォ
トレジストを除去する（図２（ｃ），図３（ａ））。
上に加速度印加時に撓む撓み部２に相当する厚さでｎ型
のエピタキシャル層１３を形成し（図２（ｂ））、所定
形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）
をマスクとしてエピタキシャル層１３の後述する撓み部
２に対応する箇所に、ボロン（B）等のｐ型不純物のデ
ポジション及び熱拡散またはイオン注入及びアニール処
理を行うことにより、ピエゾ抵抗７及びピエゾ抵抗７に
電気的に接続されるように拡散配線１４を形成し、フォ
トレジストを除去する（図２（ｃ），図３（ａ））。
【００４９】そして、エピタキシャル層１３上及び単結
晶シリコン基板１１の二主表面上にシリコン酸化膜１５
を形成し、シリコン酸化膜１５上にシリコン窒化膜等の
保護膜１６を形成する（図２（ｄ））。
晶シリコン基板１１の二主表面上にシリコン酸化膜１５
を形成し、シリコン酸化膜１５上にシリコン窒化膜等の
保護膜１６を形成する（図２（ｄ））。
【００５０】次に、所定形状にパターニングされたレジ
ストマスクを用いて単結晶シリコン基板１１の二主表面
上に形成されたシリコン酸化膜１５／保護膜１６のエッ
チングを行うことにより、重り部３の外周縁に対応する
箇所に開口部１７を形成し、レジストマスクを除去する
（図２（ｅ））。
ストマスクを用いて単結晶シリコン基板１１の二主表面
上に形成されたシリコン酸化膜１５／保護膜１６のエッ
チングを行うことにより、重り部３の外周縁に対応する
箇所に開口部１７を形成し、レジストマスクを除去する
（図２（ｅ））。
【００５１】次に、開口部１７が形成されたシリコン酸
化膜１５／保護膜１６をマスクとしてKOH溶液等のアル
カリ系のエッチャントを用いて単結晶シリコン基板１１
の異方性エッチングを行うことにより、ｐ＋型埋込犠牲
層６ａに達する切り込み部５を形成する（図２（ｆ），
図３（ｂ））。
化膜１５／保護膜１６をマスクとしてKOH溶液等のアル
カリ系のエッチャントを用いて単結晶シリコン基板１１
の異方性エッチングを行うことにより、ｐ＋型埋込犠牲
層６ａに達する切り込み部５を形成する（図２（ｆ），
図３（ｂ））。
【００５２】次に、拡散配線１４上の所望の箇所のシリ
コン酸化膜１５／保護膜１６をエッチングにより除去し
てコンタクトホール（図示せず）を形成し、コンタクト
ホールを埋め込み、拡散配線１４を介してピエゾ抵抗７
と電気的に接続されるようにアルミニウム（Al）等のメ
タル配線８を形成し、単結晶シリコン基板１１上のシリ
コン酸化膜１５／保護膜１６をエッチングにより除去す
る（図２（ｇ），図３（ｃ））。
コン酸化膜１５／保護膜１６をエッチングにより除去し
てコンタクトホール（図示せず）を形成し、コンタクト
ホールを埋め込み、拡散配線１４を介してピエゾ抵抗７
と電気的に接続されるようにアルミニウム（Al）等のメ
タル配線８を形成し、単結晶シリコン基板１１上のシリ
コン酸化膜１５／保護膜１６をエッチングにより除去す
る（図２（ｇ），図３（ｃ））。
【００５３】次に、単結晶シリコン基板１１の二主表面
に、重り部３に対応する箇所に凹部９ａを有する下部ス
トッパ９を陽極接合等により接合し、エピタキシャル層
１３の内、フレーム１及び撓み部２と成る箇所を除いた
箇所を反応性イオンエッチング（RIE：Reactive Ion Et
ching），異方性エッチングまたは等方性エッチングに
より除去してエッチャント導入口１０を形成する（図３
（ｄ））。
に、重り部３に対応する箇所に凹部９ａを有する下部ス
トッパ９を陽極接合等により接合し、エピタキシャル層
１３の内、フレーム１及び撓み部２と成る箇所を除いた
箇所を反応性イオンエッチング（RIE：Reactive Ion Et
ching），異方性エッチングまたは等方性エッチングに
より除去してエッチャント導入口１０を形成する（図３
（ｄ））。
【００５４】次に、エッチャント導入口１０よりフッ酸
等を含んだ酸性溶液から成るエッチャント（50％フッ酸
水溶液：69％硝酸水溶液：酢酸＝1：1〜3：8の体積基
準）を導入し、ｐ＋型埋込犠牲層６ａを等方性エッチン
グにより除去して切り込み溝６を形成して、上面側及び
下面側を有する枠状のフレーム１と、中央部２ａ及び梁
部２ｂを有し、梁部２ｂはフレーム１の内周側面の少な
くとも一部分と中央部２ａとの間で延在し、梁部２ｂと
中央部２ａとが一体につながっている撓み部２と、中央
部２ａにネック部３ａを介して懸架支持された重り部３
と、フレーム１の下面側を支持し、重り部３の外周縁を
切り込み部５を介して包囲する支持部材４とを形成する
（図２（ｈ），図３（ｅ））。
等を含んだ酸性溶液から成るエッチャント（50％フッ酸
水溶液：69％硝酸水溶液：酢酸＝1：1〜3：8の体積基
準）を導入し、ｐ＋型埋込犠牲層６ａを等方性エッチン
グにより除去して切り込み溝６を形成して、上面側及び
下面側を有する枠状のフレーム１と、中央部２ａ及び梁
部２ｂを有し、梁部２ｂはフレーム１の内周側面の少な
くとも一部分と中央部２ａとの間で延在し、梁部２ｂと
中央部２ａとが一体につながっている撓み部２と、中央
部２ａにネック部３ａを介して懸架支持された重り部３
と、フレーム１の下面側を支持し、重り部３の外周縁を
切り込み部５を介して包囲する支持部材４とを形成する
（図２（ｈ），図３（ｅ））。
【００５５】最後に、単結晶シリコン基板１１の二主表
面側に、重り部３に対応する箇所に凹部を有する上部ス
トッパ（図示せず）を陽極接合等により接合する。この
際、上部ストッパ（図示せず）はメタル配線８を介して
単結晶シリコン基板１１と接合される。
面側に、重り部３に対応する箇所に凹部を有する上部ス
トッパ（図示せず）を陽極接合等により接合する。この
際、上部ストッパ（図示せず）はメタル配線８を介して
単結晶シリコン基板１１と接合される。
【００５６】従って、本実施の形態においては、図４，
図５に示すように、エピタキシャル層１３の内、フレー
ム１及び撓み部２を除いた箇所をエッチング除去してエ
ッチャント導入口１０を形成するようにしたので、エッ
チャントの滞留現象がなくなって対流が速やかに行え、
その結果、局所的閉空間での硝酸の自己触媒的分解反応
による液組成変動の影響を受けることがなく、ｐ＋型埋
込犠牲層６ａとエピタキシャル層１３の選択性を劣化さ
せずに精度良く撓み部２を形成することができる。
図５に示すように、エピタキシャル層１３の内、フレー
ム１及び撓み部２を除いた箇所をエッチング除去してエ
ッチャント導入口１０を形成するようにしたので、エッ
チャントの滞留現象がなくなって対流が速やかに行え、
その結果、局所的閉空間での硝酸の自己触媒的分解反応
による液組成変動の影響を受けることがなく、ｐ＋型埋
込犠牲層６ａとエピタキシャル層１３の選択性を劣化さ
せずに精度良く撓み部２を形成することができる。
【００５７】また、従来は梁部２ｂの長手方向１８にエ
ッチングしなければならなかったが、本実施の形態にお
いては、梁部２ｂの長手方向１８に垂直な方向からエッ
チングできるので、エッチング距離を短縮することがで
きる。
ッチングしなければならなかったが、本実施の形態にお
いては、梁部２ｂの長手方向１８に垂直な方向からエッ
チングできるので、エッチング距離を短縮することがで
きる。
【００５８】なお、エッチャント導入口１０を、切り込
み部５を異方性エッチングにより形成する際に同時に形
成するようにすれば、工程数を増やすことなくエッチャ
ント導入口１０を形成することができる。
み部５を異方性エッチングにより形成する際に同時に形
成するようにすれば、工程数を増やすことなくエッチャ
ント導入口１０を形成することができる。
【００５９】また、エッチャント導入口１０の幅を、異
方性エッチング特性を考慮してｐ＋型埋込犠牲層６ａに
達する点で自動的にエッチングストップするように設計
すれば、エッチングが進行しすぎることによって重り部
３がエッチングされ、これにより感度が低下してしまう
のを防止することができる。
方性エッチング特性を考慮してｐ＋型埋込犠牲層６ａに
達する点で自動的にエッチングストップするように設計
すれば、エッチングが進行しすぎることによって重り部
３がエッチングされ、これにより感度が低下してしまう
のを防止することができる。
【００６０】また、本実施の形態においては、単結晶シ
リコン基板１１及びエピタキシャル層１３の導電型とし
てｎ型を用い、ピエゾ抵抗７及び拡散配線１４形成のた
めの不純物拡散の導電型としてｐ型を用いたが、これに
限定されるものではなく、逆の導電型を用いても良い。
リコン基板１１及びエピタキシャル層１３の導電型とし
てｎ型を用い、ピエゾ抵抗７及び拡散配線１４形成のた
めの不純物拡散の導電型としてｐ型を用いたが、これに
限定されるものではなく、逆の導電型を用いても良い。
【００６１】また、本実施の形態においては、エッチャ
ント導入口１０をエピタキシャル層１３のフレーム１及
び撓み部２と成る箇所を除いた箇所に形成するようにし
たが、これに限定されるものではなく、以下において異
なる実施の形態を示す。
ント導入口１０をエピタキシャル層１３のフレーム１及
び撓み部２と成る箇所を除いた箇所に形成するようにし
たが、これに限定されるものではなく、以下において異
なる実施の形態を示す。
【００６２】図６乃至図１６は、本発明の他の実施の形
態に係る半導体加速度センサの上面から見た状態を示す
概略平面図である。図６では、図４に示すエッチャント
導入口１０の上から見た形状のコーナー部分に丸みを持
たせたものであり、これにより梁部２ｂの端部での応力
集中に対する機械的強度を向上させることができる。
態に係る半導体加速度センサの上面から見た状態を示す
概略平面図である。図６では、図４に示すエッチャント
導入口１０の上から見た形状のコーナー部分に丸みを持
たせたものであり、これにより梁部２ｂの端部での応力
集中に対する機械的強度を向上させることができる。
【００６３】図７は、図４に示すエッチャント導入口１
０を、梁部２ｂに隣接した箇所に形成したものであり、
これにより梁部２ｂの下部及びその近傍のｐ＋型埋込犠
牲層６ａのみがエッチング除去されることになり、重り
部３の重量増大による高感度化が図られる。なお、図７
に示す場合には、エピタキシャル層１３にRIE等により
スリットを形成して撓み部２及び重り部３に可撓性を持
たせる必要がある。
０を、梁部２ｂに隣接した箇所に形成したものであり、
これにより梁部２ｂの下部及びその近傍のｐ＋型埋込犠
牲層６ａのみがエッチング除去されることになり、重り
部３の重量増大による高感度化が図られる。なお、図７
に示す場合には、エピタキシャル層１３にRIE等により
スリットを形成して撓み部２及び重り部３に可撓性を持
たせる必要がある。
【００６４】図８は、図４に示すエッチャント導入口１
０を、梁部２ｂに隣接した箇所に複数形成したものであ
り、これにより梁部２ｂの下部及びその近傍のｐ＋型埋
込犠牲層６ａのみがエッチング除去されることになり、
重り部３の重量増大による高感度化が図られる。また、
梁部２ｂが部分的にエピタキシャル層１３に連結されて
いるため、ウェハを高速回転させてレジストを塗布する
場合等にレジストの粘性等により撓み部２が撓んだり、
破壊したりするのを防止することができ、ハンドリング
面（作業性）での機械的強度に優れる。なお、図８に示
す場合には、エピタキシャル層１３にＲＩＥ等によりス
リットを形成して撓み部２及び重り部３に可撓性を持た
せる必要がある。また、図８では、矩形のエッチャント
導入口１０を複数形成するようにしたが、これに限定さ
れるものでははなく、例えば、楕円形のエッチャント導
入口であってもよい。
０を、梁部２ｂに隣接した箇所に複数形成したものであ
り、これにより梁部２ｂの下部及びその近傍のｐ＋型埋
込犠牲層６ａのみがエッチング除去されることになり、
重り部３の重量増大による高感度化が図られる。また、
梁部２ｂが部分的にエピタキシャル層１３に連結されて
いるため、ウェハを高速回転させてレジストを塗布する
場合等にレジストの粘性等により撓み部２が撓んだり、
破壊したりするのを防止することができ、ハンドリング
面（作業性）での機械的強度に優れる。なお、図８に示
す場合には、エピタキシャル層１３にＲＩＥ等によりス
リットを形成して撓み部２及び重り部３に可撓性を持た
せる必要がある。また、図８では、矩形のエッチャント
導入口１０を複数形成するようにしたが、これに限定さ
れるものでははなく、例えば、楕円形のエッチャント導
入口であってもよい。
【００６５】図９乃至図１２は、図４及び図７乃至図９
において、更に梁部２ｂ内にエッチャント導入口１０ａ
を形成したものであり、これによりｐ＋型埋込犠牲層６
ａは梁部２ｂの側方及び中央部からエッチングされ、エ
ッチング時間を短縮することが出来る。なお、エッチャ
ント導入口１０ａの上から見た形状としては、円形，楕
円形，矩形，矩形の四隅が丸みを帯びた形状等どのよう
な形状であってもよいが、エッチャント導入口１０ａで
の応力集中を考慮して円形，楕円形，矩形の四隅が丸み
を帯びた形状のものが望ましい。また、エッチャント導
入口１０ａは、梁部２ｂの長手方向に平行な中心線上に
複数個形成しても良い。
において、更に梁部２ｂ内にエッチャント導入口１０ａ
を形成したものであり、これによりｐ＋型埋込犠牲層６
ａは梁部２ｂの側方及び中央部からエッチングされ、エ
ッチング時間を短縮することが出来る。なお、エッチャ
ント導入口１０ａの上から見た形状としては、円形，楕
円形，矩形，矩形の四隅が丸みを帯びた形状等どのよう
な形状であってもよいが、エッチャント導入口１０ａで
の応力集中を考慮して円形，楕円形，矩形の四隅が丸み
を帯びた形状のものが望ましい。また、エッチャント導
入口１０ａは、梁部２ｂの長手方向に平行な中心線上に
複数個形成しても良い。
【００６６】図１３乃至図１６は、図４及び図７乃至図
９において、更に梁部２ｂ内に梁部２ｂの長手方向全長
にわたってエッチャント導入口１０ｂを形成したもので
あり、これによりｐ＋型埋込犠牲層６ａは梁部２ｂの側
方及び中央部からエッチングされ、エッチング時間を短
縮することが出来る。なお、エッチャント導入口１０ｂ
の上から見た形状としては、楕円形，矩形，矩形の四隅
が丸みを帯びた形状等どのような形状であってもよい
が、エッチャント導入口１０ｂでの応力集中を考慮して
楕円形，矩形の四隅が丸みを帯びた形状のものが望まし
い。
９において、更に梁部２ｂ内に梁部２ｂの長手方向全長
にわたってエッチャント導入口１０ｂを形成したもので
あり、これによりｐ＋型埋込犠牲層６ａは梁部２ｂの側
方及び中央部からエッチングされ、エッチング時間を短
縮することが出来る。なお、エッチャント導入口１０ｂ
の上から見た形状としては、楕円形，矩形，矩形の四隅
が丸みを帯びた形状等どのような形状であってもよい
が、エッチャント導入口１０ｂでの応力集中を考慮して
楕円形，矩形の四隅が丸みを帯びた形状のものが望まし
い。
【００６７】ここで、上述の全ての実施形態において、
図６乃至図１２に示すものは、図１，図３に示すよう
に、エピタキシャル層１３の内、撓み部２及び支持部３
を除いた箇所をエッチングにより除去するようにしてい
るが、例えば、図７，図８，図１１及び図１２に示す場
合においては、図１７に示すように、エピタキシャル層
１３の内、梁部２ｂ及び支持部３に隣接する箇所のみを
エッチングしてスリット１９を形成するようにしてもよ
く、この場合、重り部３の重さを増して感度を向上させ
ることができる。但し、図９乃至図１２においては、図
１７において、梁部２ｂ内にさらにエッチャント導入口
１０ｂが形成された構成となる。
図６乃至図１２に示すものは、図１，図３に示すよう
に、エピタキシャル層１３の内、撓み部２及び支持部３
を除いた箇所をエッチングにより除去するようにしてい
るが、例えば、図７，図８，図１１及び図１２に示す場
合においては、図１７に示すように、エピタキシャル層
１３の内、梁部２ｂ及び支持部３に隣接する箇所のみを
エッチングしてスリット１９を形成するようにしてもよ
く、この場合、重り部３の重さを増して感度を向上させ
ることができる。但し、図９乃至図１２においては、図
１７において、梁部２ｂ内にさらにエッチャント導入口
１０ｂが形成された構成となる。
【００６８】また、図９乃至図１６に示す場合は、図１
８に示すように、エピタキシャル層１３の内、撓み部２
及び支持部３を除いた箇所を除去した構成となるが、図
１１，図１２，図１５及び図１６に示す場合において
は、エピタキシャル層１３の内、梁部２ｂ及び支持部３
に隣接する箇所のみをエッチングしてスリット１９を形
成するようにしてもよく、この場合、重り部３の重さを
増して感度を向上させることができる。
８に示すように、エピタキシャル層１３の内、撓み部２
及び支持部３を除いた箇所を除去した構成となるが、図
１１，図１２，図１５及び図１６に示す場合において
は、エピタキシャル層１３の内、梁部２ｂ及び支持部３
に隣接する箇所のみをエッチングしてスリット１９を形
成するようにしてもよく、この場合、重り部３の重さを
増して感度を向上させることができる。
【００６９】＝実施の形態２＝ 図１９は、本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図であり、図
２０は、本実施の形態に係る半導体加速度センサの上面
から見た状態を示す概略平面図であり、図２１は、本実
施の形態に係る半導体加速度センサの図２０のＡ−Ａ’
での製造工程を示す概略断面図であり、図２２は、本実
施の形態に係る半導体加速度センサの図２０のＢ−Ｂ’
での製造工程を示す概略断面図であり、図２３は、本実
施の形態に係る半導体加速度センサの図２０のＣ−Ｃ’
での製造工程を示す概略断面図である。
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図であり、図
２０は、本実施の形態に係る半導体加速度センサの上面
から見た状態を示す概略平面図であり、図２１は、本実
施の形態に係る半導体加速度センサの図２０のＡ−Ａ’
での製造工程を示す概略断面図であり、図２２は、本実
施の形態に係る半導体加速度センサの図２０のＢ−Ｂ’
での製造工程を示す概略断面図であり、図２３は、本実
施の形態に係る半導体加速度センサの図２０のＣ−Ｃ’
での製造工程を示す概略断面図である。
【００７０】先ず、単結晶シリコン基板１１の一主表面
上に熱酸化等によりシリコン酸化膜１２を形成し、シリ
コン酸化膜１２のエッチングを行うことにより、単結晶
シリコン基板１１の略四角状の中央部１１ａの外縁から
外側方向に延在し、等しい角度（９０゜）の間隔で離れ
た実質的に長尺の開口部１２ａを形成する。なお、開口
部１２ａを中央部１１ａを外囲する箇所に形成するよう
にしても良い。
上に熱酸化等によりシリコン酸化膜１２を形成し、シリ
コン酸化膜１２のエッチングを行うことにより、単結晶
シリコン基板１１の略四角状の中央部１１ａの外縁から
外側方向に延在し、等しい角度（９０゜）の間隔で離れ
た実質的に長尺の開口部１２ａを形成する。なお、開口
部１２ａを中央部１１ａを外囲する箇所に形成するよう
にしても良い。
【００７１】続いて、開口部１２ａが形成されたシリコ
ン酸化膜１２をマスクとして、ボロン（B）等のｐ型不
純物をデポジション及び熱拡散またはイオン注入及びア
ニール処理を行うことによりｐ＋型埋込犠牲層６ａを形
成し（図２１（ａ），図２２（ａ），図２３（ａ））、
シリコン酸化膜１２をエッチング除去する。
ン酸化膜１２をマスクとして、ボロン（B）等のｐ型不
純物をデポジション及び熱拡散またはイオン注入及びア
ニール処理を行うことによりｐ＋型埋込犠牲層６ａを形
成し（図２１（ａ），図２２（ａ），図２３（ａ））、
シリコン酸化膜１２をエッチング除去する。
【００７２】なお、本実施の形態においては、ｐ＋型埋
込犠牲層６ａを単結晶シリコン基板１１に形成するよう
にしたが、リン（P）等のｎ型不純物をデポジション及
び熱拡散またはイオン注入及びアニール処理を行うこと
によりｎ＋型埋込犠牲層を形成するようにしても良い。
込犠牲層６ａを単結晶シリコン基板１１に形成するよう
にしたが、リン（P）等のｎ型不純物をデポジション及
び熱拡散またはイオン注入及びアニール処理を行うこと
によりｎ＋型埋込犠牲層を形成するようにしても良い。
【００７３】また、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは、中央部１
１ａの外縁の全体から延びてその部分を完全に包囲する
ようになっていても、あるいは外縁の一部分から延びて
も良い。全体から延びる場合は、ｐ＋型埋込犠牲層６ａ
は環状形態であって良く、例えば中央部１１ａが円形で
あり、ｐ＋型埋込犠牲層６ａがそれと同心の円により形
成される同心円と中心部１ａとの間の環状部分であった
り、中央部１１ａが内側正方形であり、ｐ＋型埋込犠牲
層６ａがそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により形
成され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分であ
って良い。また、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは、円形の中央
部１１ａと外側正方形との間の部分またはその逆の組み
合わせにより形成される部分であっても良く、更に、正
方形の代わりに長方形を、円形の変わりに楕円形を用い
ても良い。
１ａの外縁の全体から延びてその部分を完全に包囲する
ようになっていても、あるいは外縁の一部分から延びて
も良い。全体から延びる場合は、ｐ＋型埋込犠牲層６ａ
は環状形態であって良く、例えば中央部１１ａが円形で
あり、ｐ＋型埋込犠牲層６ａがそれと同心の円により形
成される同心円と中心部１ａとの間の環状部分であった
り、中央部１１ａが内側正方形であり、ｐ＋型埋込犠牲
層６ａがそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により形
成され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分であ
って良い。また、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは、円形の中央
部１１ａと外側正方形との間の部分またはその逆の組み
合わせにより形成される部分であっても良く、更に、正
方形の代わりに長方形を、円形の変わりに楕円形を用い
ても良い。
【００７４】また、ｐ＋型埋込犠牲層６ａが、中央部１
１ａの外縁の一部分から延びる場合、ｐ＋型埋込犠牲層
６ａは、中央部１１ａの周囲で等しい角度（例えば９０
゜）の間隔で離れた実質的に長尺の層であって良く、９
０゜の場合、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは中央部１１ａにお
いて相互に対向する４本のビーム形態（即ち、中央部で
十字に交差する形態）となる。換言すれば、ｐ＋型埋込
犠牲層６ａは中央部１１ａから放射状に延びて良く、そ
の数は限定されない。
１ａの外縁の一部分から延びる場合、ｐ＋型埋込犠牲層
６ａは、中央部１１ａの周囲で等しい角度（例えば９０
゜）の間隔で離れた実質的に長尺の層であって良く、９
０゜の場合、ｐ＋型埋込犠牲層６ａは中央部１１ａにお
いて相互に対向する４本のビーム形態（即ち、中央部で
十字に交差する形態）となる。換言すれば、ｐ＋型埋込
犠牲層６ａは中央部１１ａから放射状に延びて良く、そ
の数は限定されない。
【００７５】次に、単結晶シリコン基板１１の一主表面
上に、加速度印加時に撓む撓み部２に相当する厚さでｎ
型のエピタキシャル層１３を形成し、両面に減圧CVD
法，パイロジェニック酸化等によりシリコン酸化膜１５
を形成し、減圧CVD法等によりシリコン酸化膜１５上に
シリコン窒化膜等の保護膜１６を形成し、単結晶シリコ
ン基板１１の二主表面の、重り部３の外周縁に対応する
箇所のシリコン酸化膜１５／保護膜１６をエッチング除
去することにより、開口部１７を形成する（図２１
（ｂ），図２２（ｂ），図２３（ｂ））。
上に、加速度印加時に撓む撓み部２に相当する厚さでｎ
型のエピタキシャル層１３を形成し、両面に減圧CVD
法，パイロジェニック酸化等によりシリコン酸化膜１５
を形成し、減圧CVD法等によりシリコン酸化膜１５上に
シリコン窒化膜等の保護膜１６を形成し、単結晶シリコ
ン基板１１の二主表面の、重り部３の外周縁に対応する
箇所のシリコン酸化膜１５／保護膜１６をエッチング除
去することにより、開口部１７を形成する（図２１
（ｂ），図２２（ｂ），図２３（ｂ））。
【００７６】なお、本実施形態においては、シリコン酸
化膜１５／保護膜１６を形成するようにしたが、これに
限定される必要はなく、シリコン酸化膜１５または保護
膜１６のみ形成しても良い。但し、シリコン酸化膜１５
／保護膜１６を形成することにより、各膜の内部応力を
圧縮，引っ張り（または逆）として梁部２ｂの反りを低
減することが可能となる。
化膜１５／保護膜１６を形成するようにしたが、これに
限定される必要はなく、シリコン酸化膜１５または保護
膜１６のみ形成しても良い。但し、シリコン酸化膜１５
／保護膜１６を形成することにより、各膜の内部応力を
圧縮，引っ張り（または逆）として梁部２ｂの反りを低
減することが可能となる。
【００７７】次に、開口部１７が形成されたシリコン酸
化膜１５／保護膜１６をマスクとして、水酸化カリウム
（KOH）溶液等のアルカリ系のエッチャントを用いてｐ
＋型埋込犠牲層６ａに到達するまで単結晶シリコン基板
１１の異方性エッチングを行うことにより切り込み部５
を形成する（図２１（ｃ），図２２（ｃ））。次に、単
結晶シリコン基板１１の一主表面側の保護膜１６上にメ
タル配線２０，上部ストッパ接合電極２１，可動電極２
２及び電極パッド２３を金（Au）やAl等で形成する（図
２１（ｄ），図２２（ｄ），図２３（ｃ））。この時、
下地層との密着性を高めるためクロム（Cr）膜等を介し
てメタル配線２０，上部ストッパ接合電極２１，可動電
極２２及び電極パッド２３を形成しても良い。また、メ
タル配線２０，上部ストッパ接合電極２１，可動電極２
２及び電極パッド２３のパターニング方法として、蒸着
またはスパッタリング等を行うことによりメタル層を形
成し、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用
いて所定形状にパターニングする方法や、予めメタル配
線２０，上部ストッパ接合電極２１，可動電極２２及び
電極パッド２３形成個所以外にレジスト等を形成した
後、蒸着またはスパッタリング等を行うことによりメタ
ル層を形成し、レジスト等を除去する方法、所謂リフト
オフ法等がある。
化膜１５／保護膜１６をマスクとして、水酸化カリウム
（KOH）溶液等のアルカリ系のエッチャントを用いてｐ
＋型埋込犠牲層６ａに到達するまで単結晶シリコン基板
１１の異方性エッチングを行うことにより切り込み部５
を形成する（図２１（ｃ），図２２（ｃ））。次に、単
結晶シリコン基板１１の一主表面側の保護膜１６上にメ
タル配線２０，上部ストッパ接合電極２１，可動電極２
２及び電極パッド２３を金（Au）やAl等で形成する（図
２１（ｄ），図２２（ｄ），図２３（ｃ））。この時、
下地層との密着性を高めるためクロム（Cr）膜等を介し
てメタル配線２０，上部ストッパ接合電極２１，可動電
極２２及び電極パッド２３を形成しても良い。また、メ
タル配線２０，上部ストッパ接合電極２１，可動電極２
２及び電極パッド２３のパターニング方法として、蒸着
またはスパッタリング等を行うことによりメタル層を形
成し、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用
いて所定形状にパターニングする方法や、予めメタル配
線２０，上部ストッパ接合電極２１，可動電極２２及び
電極パッド２３形成個所以外にレジスト等を形成した
後、蒸着またはスパッタリング等を行うことによりメタ
ル層を形成し、レジスト等を除去する方法、所謂リフト
オフ法等がある。
【００７８】次に、単結晶シリコン基板１１の二主表面
のシリコン酸化膜１５／保護膜１６をエッチングにより
除去し、重り部３に対応する箇所に凹部９ａを有する下
部ストッパ９を陽極接合等により接合し、エピタキシャ
ル層１３の内、フレーム１及び撓み部２と成る箇所を除
いた箇所を反応性イオンエッチング（RIE：ReactiveIon
Etching），異方性エッチングまたは等方性エッチング
により除去してエッチャント導入口１０を形成する（図
２１（ｅ），図２２（ｅ），図２３（ｄ））。なお、エ
ッチャント導入口１０の形状としては、図４，図６乃至
図１６に示す形状があり、各形状の効果は、図４，図６
乃至図１６に示す効果と同様の効果が得られる。
のシリコン酸化膜１５／保護膜１６をエッチングにより
除去し、重り部３に対応する箇所に凹部９ａを有する下
部ストッパ９を陽極接合等により接合し、エピタキシャ
ル層１３の内、フレーム１及び撓み部２と成る箇所を除
いた箇所を反応性イオンエッチング（RIE：ReactiveIon
Etching），異方性エッチングまたは等方性エッチング
により除去してエッチャント導入口１０を形成する（図
２１（ｅ），図２２（ｅ），図２３（ｄ））。なお、エ
ッチャント導入口１０の形状としては、図４，図６乃至
図１６に示す形状があり、各形状の効果は、図４，図６
乃至図１６に示す効果と同様の効果が得られる。
【００７９】次に、エッチャント導入口１０よりフッ酸
等を含んだ酸性溶液から成るエッチャント（50％フッ酸
水溶液：69％硝酸水溶液：酢酸＝1：1〜3：8の体積基
準）を導入し、ｐ＋型埋込犠牲層６ａを等方性エッチン
グにより除去して切り込み溝６を形成して、上面側及び
下面側を有する枠状のフレーム１と、中央部２ａ及び梁
部２ｂを有し、梁部２ｂはフレーム１の内周側面の少な
くとも一部分と中央部２ａとの間で延在し、梁部２ｂと
中央部２ａとが一体につながっている撓み部２と、中央
部２ａにネック部３ａを介して懸架支持された重り部３
と、フレーム１の下面側を支持し、重り部３の外周縁を
切り込み部５を介して包囲する支持部材４とを形成する
（図２１（ｆ），図２２（ｆ））。
等を含んだ酸性溶液から成るエッチャント（50％フッ酸
水溶液：69％硝酸水溶液：酢酸＝1：1〜3：8の体積基
準）を導入し、ｐ＋型埋込犠牲層６ａを等方性エッチン
グにより除去して切り込み溝６を形成して、上面側及び
下面側を有する枠状のフレーム１と、中央部２ａ及び梁
部２ｂを有し、梁部２ｂはフレーム１の内周側面の少な
くとも一部分と中央部２ａとの間で延在し、梁部２ｂと
中央部２ａとが一体につながっている撓み部２と、中央
部２ａにネック部３ａを介して懸架支持された重り部３
と、フレーム１の下面側を支持し、重り部３の外周縁を
切り込み部５を介して包囲する支持部材４とを形成する
（図２１（ｆ），図２２（ｆ））。
【００８０】最後に、単結晶シリコン基板１１の一主表
面側のシリコン酸化膜１５／保護膜１６及びエピタキシ
ャル層１３の所望の箇所のエッチングを行うことにより
スリット１９を形成し、重り部３に対応する箇所に凹部
２４ａを有し、可動電極２２に対向するように形成され
た固定電極２５を有する上部ストッパ２４を上部ストッ
パ接合電極２１に陽極接合等により接合する。ここで、
上部ストッパ２４には、固定電極２５及び電極パッド２
３とコンタクトをとるためのコンタクトホール２６が形
成されている。（図２１（ｇ），図２２（ｇ），図２３
（ｅ））。
面側のシリコン酸化膜１５／保護膜１６及びエピタキシ
ャル層１３の所望の箇所のエッチングを行うことにより
スリット１９を形成し、重り部３に対応する箇所に凹部
２４ａを有し、可動電極２２に対向するように形成され
た固定電極２５を有する上部ストッパ２４を上部ストッ
パ接合電極２１に陽極接合等により接合する。ここで、
上部ストッパ２４には、固定電極２５及び電極パッド２
３とコンタクトをとるためのコンタクトホール２６が形
成されている。（図２１（ｇ），図２２（ｇ），図２３
（ｅ））。
【００８１】なお、本実施の形態において、スリット１
９をエッチャント導入口１０及び切り込み溝６形成の際
に同時に形成するようにすれば工程数を減らすことがで
きる。また、エピタキシャル層１３の内、フレーム１及
び撓み部２を除いた箇所をエッチング除去してエッチャ
ント導入口１０を形成する場合、例えば図２４に示すよ
うに、可動電極２２は、重り部３の上面側（エピタキシ
ャル層１３形成面側）に形成されることになる。
９をエッチャント導入口１０及び切り込み溝６形成の際
に同時に形成するようにすれば工程数を減らすことがで
きる。また、エピタキシャル層１３の内、フレーム１及
び撓み部２を除いた箇所をエッチング除去してエッチャ
ント導入口１０を形成する場合、例えば図２４に示すよ
うに、可動電極２２は、重り部３の上面側（エピタキシ
ャル層１３形成面側）に形成されることになる。
【００８２】以上により、本実施の形態においては、エ
ピタキシャル層１３の内、撓み部２に隣接する箇所をエ
ッチング除去してエッチャント導入口１０を形成するよ
うにしたので、エッチャントの滞留現象がなくなって対
流が速やかに行え、その結果、局所的閉空間での硝酸の
自己触媒的分解反応による液組成変動の影響を受けるこ
とがなく、ｐ＋型埋込犠牲層６ａとエピタキシャル層１
３の選択性を劣化させずに精度良く撓み部２を形成する
ことができる。
ピタキシャル層１３の内、撓み部２に隣接する箇所をエ
ッチング除去してエッチャント導入口１０を形成するよ
うにしたので、エッチャントの滞留現象がなくなって対
流が速やかに行え、その結果、局所的閉空間での硝酸の
自己触媒的分解反応による液組成変動の影響を受けるこ
とがなく、ｐ＋型埋込犠牲層６ａとエピタキシャル層１
３の選択性を劣化させずに精度良く撓み部２を形成する
ことができる。
【００８３】また、従来は梁部２ｂの長手方向１８にエ
ッチングしなければならなかったが、本実施の形態にお
いては、梁部２ｂの長手方向１８に垂直な方向からエッ
チングできるので、エッチング距離を短縮することがで
きる。
ッチングしなければならなかったが、本実施の形態にお
いては、梁部２ｂの長手方向１８に垂直な方向からエッ
チングできるので、エッチング距離を短縮することがで
きる。
【００８４】また、本実施の形態においては、対向する
電極（可動電極２２及び固定電極２５）間の静電容量の
変化を電気信号に変換して加速度を検出するようにした
ので、ピエゾ抵抗７や拡散配線１４やコンタクトホール
形成の為のプロセスが不要となり、プロセスの簡略化を
図ることができる。
電極（可動電極２２及び固定電極２５）間の静電容量の
変化を電気信号に変換して加速度を検出するようにした
ので、ピエゾ抵抗７や拡散配線１４やコンタクトホール
形成の為のプロセスが不要となり、プロセスの簡略化を
図ることができる。
【００８５】また、ピエゾ抵抗７では、感度が温度によ
り変化するが、本実施の形態においては、感度が温度に
より変化せず、感度温度特性が良好となるとともに、感
度設定が電極間ギャップで調整が可能となる。
り変化するが、本実施の形態においては、感度が温度に
より変化せず、感度温度特性が良好となるとともに、感
度設定が電極間ギャップで調整が可能となる。
【００８６】なお、エッチャント導入口１０を、切り込
み部５を異方性エッチングにより形成する際に同時に形
成するようにすれば、工程数を増やすことなくエッチャ
ント導入口１０を形成することができる。
み部５を異方性エッチングにより形成する際に同時に形
成するようにすれば、工程数を増やすことなくエッチャ
ント導入口１０を形成することができる。
【００８７】また、エッチャント導入口１０の幅を、異
方性エッチング特性を考慮してｐ＋型埋込犠牲層６ａに
達する点で自動的にエッチングストップするように設計
すれば、エッチングが進行しすぎることによって重り部
３がエッチングされ、これにより感度が低下してしまう
のを防止することができる。
方性エッチング特性を考慮してｐ＋型埋込犠牲層６ａに
達する点で自動的にエッチングストップするように設計
すれば、エッチングが進行しすぎることによって重り部
３がエッチングされ、これにより感度が低下してしまう
のを防止することができる。
【００８８】また、本実施の形態においては、単結晶シ
リコン基板１１及びエピタキシャル層１３の導電型とし
てｎ型を用いたが、これに限定されるものではなく、逆
の導電型を用いても良い。
リコン基板１１及びエピタキシャル層１３の導電型とし
てｎ型を用いたが、これに限定されるものではなく、逆
の導電型を用いても良い。
【００８９】また、上述の全ての実施の形態において
は、重り部３を４本の梁部２ｂにより支持するようにし
たが、これに限定されるものではなく、例えば、８本
梁、１２本梁、１６本梁等、何本の梁部２ｂにより重り
部３を支持するようにしても良い。
は、重り部３を４本の梁部２ｂにより支持するようにし
たが、これに限定されるものではなく、例えば、８本
梁、１２本梁、１６本梁等、何本の梁部２ｂにより重り
部３を支持するようにしても良い。
【００９０】また、上述の全ての実施の形態において、
犠牲層としてｐ＋型埋込犠牲層６ａの場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、犠牲層として
多孔質シリコン層を形成するようにすれば、単結晶シリ
コン基板１１やエピタキシャル層１３と比較して約150
倍以上の選択性が得られ、精度良く撓み部２を形成する
ことができる。
犠牲層としてｐ＋型埋込犠牲層６ａの場合について説明
したが、これに限定されるものではなく、犠牲層として
多孔質シリコン層を形成するようにすれば、単結晶シリ
コン基板１１やエピタキシャル層１３と比較して約150
倍以上の選択性が得られ、精度良く撓み部２を形成する
ことができる。
【００９１】ここで、多孔質シリコン層の形成方法とし
ては、例えば図２５に示すように、電解槽２７内に、電
極２８ａ，２８ｂが対向して配置され、電極２８ａ，２
８ｂは、外部直流電源（図示せず）に接続されている。
そして、電解槽２７内にはフッ酸（HF）溶液等の強酸を
含んだ電解溶液２９が満たされ、電極２８ａ，２８ｂ間
には基板固定治具３０により、一主表面に所定形状にパ
ターニングされたシリコン酸化膜１２が形成された単結
晶シリコン基板１１が配置されている。そして、電極２
８ａ，２８ｂに電圧を印加して電極２８ａを陰極、電極
２８ｂを陽極にすることで、電解溶液２９においてフッ
素イオンが発生し、フッ素イオンがｐ＋型埋込犠牲層６
ａを溶解して多孔質シリコン層が形成される。また、単
結晶シリコン基板１１を直接、陽極化成法を用いて多孔
質化するようにしても良い。
ては、例えば図２５に示すように、電解槽２７内に、電
極２８ａ，２８ｂが対向して配置され、電極２８ａ，２
８ｂは、外部直流電源（図示せず）に接続されている。
そして、電解槽２７内にはフッ酸（HF）溶液等の強酸を
含んだ電解溶液２９が満たされ、電極２８ａ，２８ｂ間
には基板固定治具３０により、一主表面に所定形状にパ
ターニングされたシリコン酸化膜１２が形成された単結
晶シリコン基板１１が配置されている。そして、電極２
８ａ，２８ｂに電圧を印加して電極２８ａを陰極、電極
２８ｂを陽極にすることで、電解溶液２９においてフッ
素イオンが発生し、フッ素イオンがｐ＋型埋込犠牲層６
ａを溶解して多孔質シリコン層が形成される。また、単
結晶シリコン基板１１を直接、陽極化成法を用いて多孔
質化するようにしても良い。
【００９２】また、上述の全ての実施の形態において
は、エッチャント導入口１０からのみエッチャントを導
入する場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、切り込み部５とエッチャント導入口１０の両
方からエッチャントを導入するようにしても良い。
は、エッチャント導入口１０からのみエッチャントを導
入する場合について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、切り込み部５とエッチャント導入口１０の両
方からエッチャントを導入するようにしても良い。
【００９３】また、上述の全ての実施の形態において
は、下部ストッパ９を接合した後に、ｐ＋型埋込犠牲層
６ａをエッチング除去し、スリット１９を形成するよう
にしたが、この工程順に限定されるものではない。
は、下部ストッパ９を接合した後に、ｐ＋型埋込犠牲層
６ａをエッチング除去し、スリット１９を形成するよう
にしたが、この工程順に限定されるものではない。
【００９４】また、上述の全ての実施の形態において、
メタル配線を、重り部３の重心を通り、センサに垂直な
中心線に対して回転対称に配置するようにすれば、４本
の梁部２ｂ上に均等にメタル配線が形成されることにな
り、熱歪みが均等に加わり、オフセットの生じにくい構
造とすることができる。
メタル配線を、重り部３の重心を通り、センサに垂直な
中心線に対して回転対称に配置するようにすれば、４本
の梁部２ｂ上に均等にメタル配線が形成されることにな
り、熱歪みが均等に加わり、オフセットの生じにくい構
造とすることができる。
【００９５】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、上面側及び下面
側を有するフレームと、複数の梁部及び中央部を有して
成る撓み部であって、梁部はフレームの内縁部の少なく
とも一部分と中央部との間で延在し、梁部と中央部とが
一体につながっている撓み部と、中央部に懸架支持され
ている重り部と、フレームの下面側を支持し、内側側面
が重り部の側面と切り込み部を隔てて向かい合う支持部
材と、重り部と梁部との間に形成された切り込み溝と、
撓み部で発生する歪みを電気信号に変換して加速度を検
出する加速度検出部とを有し、切り込み部と切り込み溝
とが連通している半導体加速度センサであって、重り部
及び支持部材とは半導体基板を用いて構成され、撓み部
及びフレームは半導体基板上に設けたエピタキシャル層
を用いて構成され、切り込み溝は犠牲層を除去すること
により形成され、犠牲層はエピタキシャル層に犠牲層に
達するエッチャント導入口を設け、エッチャント導入口
からエッチャントを導入することにより除去するように
したので、切り込み溝でもエッチャントの対流が可能と
なり、閉空間でのエッチャントの組成変動を受けず、選
択性を維持でき、精度良く撓み部を形成することのでき
る半導体加速度センサを提供することができた。
側を有するフレームと、複数の梁部及び中央部を有して
成る撓み部であって、梁部はフレームの内縁部の少なく
とも一部分と中央部との間で延在し、梁部と中央部とが
一体につながっている撓み部と、中央部に懸架支持され
ている重り部と、フレームの下面側を支持し、内側側面
が重り部の側面と切り込み部を隔てて向かい合う支持部
材と、重り部と梁部との間に形成された切り込み溝と、
撓み部で発生する歪みを電気信号に変換して加速度を検
出する加速度検出部とを有し、切り込み部と切り込み溝
とが連通している半導体加速度センサであって、重り部
及び支持部材とは半導体基板を用いて構成され、撓み部
及びフレームは半導体基板上に設けたエピタキシャル層
を用いて構成され、切り込み溝は犠牲層を除去すること
により形成され、犠牲層はエピタキシャル層に犠牲層に
達するエッチャント導入口を設け、エッチャント導入口
からエッチャントを導入することにより除去するように
したので、切り込み溝でもエッチャントの対流が可能と
なり、閉空間でのエッチャントの組成変動を受けず、選
択性を維持でき、精度良く撓み部を形成することのでき
る半導体加速度センサを提供することができた。
【００９６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体加速度センサにおいて、加速度検出部として、撓み
により抵抗値が変化するピエゾ抵抗を用い、ピエゾ抵抗
の抵抗値の変化を電気信号に変換することにより加速度
を検出するようにしたので、請求項１記載の発明と同様
の効果が得られる。
導体加速度センサにおいて、加速度検出部として、撓み
により抵抗値が変化するピエゾ抵抗を用い、ピエゾ抵抗
の抵抗値の変化を電気信号に変換することにより加速度
を検出するようにしたので、請求項１記載の発明と同様
の効果が得られる。
【００９７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の半
導体加速度センサにおいて、加速度検出部として、略対
向配置された電極を用い、加速度印加時の撓み部および
／または重り部の撓みを、電極により静電容量の変化と
してとらえて加速度を検出するようにしたので、請求項
１記載の発明の効果に加えて、感度温度特性が良好とな
るとともに、ピエゾ抵抗を形成する場合に比べ、プロセ
スを簡略化することができ、また、感度設定が電極間ギ
ャップにより容易に調整ができる。
導体加速度センサにおいて、加速度検出部として、略対
向配置された電極を用い、加速度印加時の撓み部および
／または重り部の撓みを、電極により静電容量の変化と
してとらえて加速度を検出するようにしたので、請求項
１記載の発明の効果に加えて、感度温度特性が良好とな
るとともに、ピエゾ抵抗を形成する場合に比べ、プロセ
スを簡略化することができ、また、感度設定が電極間ギ
ャップにより容易に調整ができる。
【００９８】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
犠牲層として高濃度不純物層を用いたので、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の発明と同様の効果が得ら
れる。
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
犠牲層として高濃度不純物層を用いたので、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の発明と同様の効果が得ら
れる。
【００９９】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
犠牲層として多孔質シリコン層を用いたので、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、
さらに精度良く撓み部を形成することができる。
項３のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
犠牲層として多孔質シリコン層を用いたので、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、
さらに精度良く撓み部を形成することができる。
【０１００】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
エッチャント導入口を、撓み部内または撓み部に隣接し
た箇所の内、少なくともいずれか一方に設けたので、請
求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加
えて、撓み部下部の犠牲層のエッチング除去の時間を短
縮することができる。
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
エッチャント導入口を、撓み部内または撓み部に隣接し
た箇所の内、少なくともいずれか一方に設けたので、請
求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加
えて、撓み部下部の犠牲層のエッチング除去の時間を短
縮することができる。
【０１０１】請求項７記載の発明は、請求項６記載の半
導体加速度センサにおいて、撓み部内に形成されたエッ
チャント導入口の表面から見た形状が、円形，楕円形ま
たは矩形の四隅が丸みを帯びた形状であるので、請求項
６記載の発明の効果に加えて、応力集中に対する機械的
強度を向上させることができる。
導体加速度センサにおいて、撓み部内に形成されたエッ
チャント導入口の表面から見た形状が、円形，楕円形ま
たは矩形の四隅が丸みを帯びた形状であるので、請求項
６記載の発明の効果に加えて、応力集中に対する機械的
強度を向上させることができる。
【０１０２】請求項８記載の発明は、請求項７記載の半
導体加速度センサにおいて、エッチャント導入口が、撓
み部の長手方向の全長にわたって設けられたので、請求
項７記載の発明の効果に加えて、撓み部下部の犠牲層の
エッチング除去の時間を短縮することができる。
導体加速度センサにおいて、エッチャント導入口が、撓
み部の長手方向の全長にわたって設けられたので、請求
項７記載の発明の効果に加えて、撓み部下部の犠牲層の
エッチング除去の時間を短縮することができる。
【０１０３】請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
エッチャント導入口を、エピタキシャル層の内、撓み部
及びフレーム形成箇所を除いた箇所に設けたので、請求
項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、犠牲層のエッチング除去の時間を短縮することがで
きる。
項５のいずれかに記載の半導体加速度センサにおいて、
エッチャント導入口を、エピタキシャル層の内、撓み部
及びフレーム形成箇所を除いた箇所に設けたので、請求
項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、犠牲層のエッチング除去の時間を短縮することがで
きる。
【０１０４】請求項１０記載の発明は、半導体基板の一
面側所定位置に犠牲層を形成する工程と、半導体基板の
犠牲層を形成した面側にエピタキシャル層を形成する工
程と、半導体基板のエピタキシャル層形成面側に、歪み
を電気信号に変換して加速度を検出する加速度検出部を
形成する工程と、半導体基板の重り部の外周縁に対応す
る箇所を、半導体基板のエピタキシャル層形成面とは異
なる面側から異方性エッチングして犠牲層に達する切り
込み部を形成する工程と、犠牲層をエッチング除去して
切り込み溝を形成する工程と、エピタキシャル層の所望
の箇所をエッチング除去して重り部を懸架支持する撓み
部と撓み部を支持するフレームとを形成する工程とを有
する半導体加速度センサの製造方法において、エピタキ
シャル層に犠牲層に達するエッチャント導入口を形成す
る工程と、エッチャント導入口からエッチャントを導入
して犠牲層を除去する工程とを付加したので、切り込み
溝でもエッチャントの対流が可能となり、閉空間でのエ
ッチャントの組成変動を受けず、選択性を維持でき、精
度良く撓み部を形成することのできる半導体加速度セン
サの製造方法を提供することができた。
面側所定位置に犠牲層を形成する工程と、半導体基板の
犠牲層を形成した面側にエピタキシャル層を形成する工
程と、半導体基板のエピタキシャル層形成面側に、歪み
を電気信号に変換して加速度を検出する加速度検出部を
形成する工程と、半導体基板の重り部の外周縁に対応す
る箇所を、半導体基板のエピタキシャル層形成面とは異
なる面側から異方性エッチングして犠牲層に達する切り
込み部を形成する工程と、犠牲層をエッチング除去して
切り込み溝を形成する工程と、エピタキシャル層の所望
の箇所をエッチング除去して重り部を懸架支持する撓み
部と撓み部を支持するフレームとを形成する工程とを有
する半導体加速度センサの製造方法において、エピタキ
シャル層に犠牲層に達するエッチャント導入口を形成す
る工程と、エッチャント導入口からエッチャントを導入
して犠牲層を除去する工程とを付加したので、切り込み
溝でもエッチャントの対流が可能となり、閉空間でのエ
ッチャントの組成変動を受けず、選択性を維持でき、精
度良く撓み部を形成することのできる半導体加速度セン
サの製造方法を提供することができた。
【０１０５】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の半導体加速度センサの製造方法において、加速度検出
部として、エピタキシャル層の撓み部に該当する箇所
に、撓みにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗を形成し、
ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信号に変換することに
より加速度を検出するようにしたので、請求項１０記載
の発明と同様の効果が得られる。
の半導体加速度センサの製造方法において、加速度検出
部として、エピタキシャル層の撓み部に該当する箇所
に、撓みにより抵抗値が変化するピエゾ抵抗を形成し、
ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を電気信号に変換することに
より加速度を検出するようにしたので、請求項１０記載
の発明と同様の効果が得られる。
【０１０６】請求項１２記載の発明は、請求項１０記載
の半導体加速度センサの製造方法において、加速度検出
部として、略対向配置された電極を形成し、加速度印加
時の撓み部および／または重り部の撓みを、電極により
静電容量の変化としてとらえて加速度を検出するように
したので、請求項１０記載の発明の効果に加えて、感度
温度特性が良好となるとともに、ピエゾ抵抗を形成する
場合に比べ、プロセスを簡略化することができ、また、
感度設定が電極間ギャップにより容易に調整ができる。
の半導体加速度センサの製造方法において、加速度検出
部として、略対向配置された電極を形成し、加速度印加
時の撓み部および／または重り部の撓みを、電極により
静電容量の変化としてとらえて加速度を検出するように
したので、請求項１０記載の発明の効果に加えて、感度
温度特性が良好となるとともに、ピエゾ抵抗を形成する
場合に比べ、プロセスを簡略化することができ、また、
感度設定が電極間ギャップにより容易に調整ができる。
【０１０７】請求項１３記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、犠牲層として不純物拡散により高濃度
不純物層を形成したので、請求項１０乃至請求項１２の
いずれかに記載の発明と同様の効果が得られる。
請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、犠牲層として不純物拡散により高濃度
不純物層を形成したので、請求項１０乃至請求項１２の
いずれかに記載の発明と同様の効果が得られる。
【０１０８】請求項１４記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、犠牲層として不純物拡散により高濃度
不純物層を形成し陽極化成法により高濃度不純物層を多
孔質化して多孔質シリコン層を形成したので、請求項１
０乃至請求項１２のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、さらに精度良く撓み部を形成することができる。
請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、犠牲層として不純物拡散により高濃度
不純物層を形成し陽極化成法により高濃度不純物層を多
孔質化して多孔質シリコン層を形成したので、請求項１
０乃至請求項１２のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、さらに精度良く撓み部を形成することができる。
【０１０９】請求項１５記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、エッチャント導入口を、撓み部内また
は撓み部に隣接した箇所の内、少なくともいずれか一方
に形成するようにしたので、請求項１０乃至請求項１４
のいずれかに記載の発明の効果に加えて、撓み部下部の
犠牲層のエッチング除去の時間を短縮することができ
る。
請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、エッチャント導入口を、撓み部内また
は撓み部に隣接した箇所の内、少なくともいずれか一方
に形成するようにしたので、請求項１０乃至請求項１４
のいずれかに記載の発明の効果に加えて、撓み部下部の
犠牲層のエッチング除去の時間を短縮することができ
る。
【０１１０】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
の半導体加速度センサの製造方法において、撓み部内に
形成されたエッチャント導入口の表面から見た形状が、
楕円形または矩形の四隅が丸みを帯びた形状で、かつ、
撓み部の長手方向の全長にわたって形成されているの
で、請求項１５記載の発明の効果に加えて、応力集中に
対する機械的強度を向上させるとともに、撓み部下部の
犠牲層のエッチング除去の時間を短縮することができ
る。
の半導体加速度センサの製造方法において、撓み部内に
形成されたエッチャント導入口の表面から見た形状が、
楕円形または矩形の四隅が丸みを帯びた形状で、かつ、
撓み部の長手方向の全長にわたって形成されているの
で、請求項１５記載の発明の効果に加えて、応力集中に
対する機械的強度を向上させるとともに、撓み部下部の
犠牲層のエッチング除去の時間を短縮することができ
る。
【０１１１】請求項１７記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、エッチャント導入口を、エピタキシャ
ル層の内、撓み部及びフレーム形成箇所を除いた箇所に
形成するようにしたので、請求項１０乃至請求項１４の
いずれかに記載の発明の効果に加えて、犠牲層のエッチ
ング除去の時間を短縮することができるとともに、撓み
部に撓みが集中するようにエピタキシャル層のエッチン
グを行う工程を省くことができる。
請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、エッチャント導入口を、エピタキシャ
ル層の内、撓み部及びフレーム形成箇所を除いた箇所に
形成するようにしたので、請求項１０乃至請求項１４の
いずれかに記載の発明の効果に加えて、犠牲層のエッチ
ング除去の時間を短縮することができるとともに、撓み
部に撓みが集中するようにエピタキシャル層のエッチン
グを行う工程を省くことができる。
【０１１２】請求項１８記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、エッチャント導入口の幅が、異方性エ
ッチング特性を考慮して犠牲層に達する点で自動的にス
トップするように設計され、エッチャント導入口を異方
性エッチングにより形成するようにしたので、請求項１
０乃至請求項１７のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、重り部のエッチングによる感度低下を防止すること
ができる。
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、エッチャント導入口の幅が、異方性エ
ッチング特性を考慮して犠牲層に達する点で自動的にス
トップするように設計され、エッチャント導入口を異方
性エッチングにより形成するようにしたので、請求項１
０乃至請求項１７のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、重り部のエッチングによる感度低下を防止すること
ができる。
【０１１３】請求項１９記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１８のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、切り込み部を異方性エッチングにより
形成する際に、同時にエッチャント導入口を異方性エッ
チングにより形成するようにしたので、請求項１０乃至
請求項１８のいずれかに記載の発明の効果に加えて、工
程数を減らすことができる。
請求項１８のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、切り込み部を異方性エッチングにより
形成する際に、同時にエッチャント導入口を異方性エッ
チングにより形成するようにしたので、請求項１０乃至
請求項１８のいずれかに記載の発明の効果に加えて、工
程数を減らすことができる。
【０１１４】請求項２０記載の発明は、請求項１０乃至
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、エッチャント導入口を、RIEにより形
成するようにしたので、請求項１０乃至請求項１７のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、精度良く撓み部を
形成することができる。
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法において、エッチャント導入口を、RIEにより形
成するようにしたので、請求項１０乃至請求項１７のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、精度良く撓み部を
形成することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体加速度セン
サの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
サの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る半導体加速度センサの製造
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図３】図２（ｄ）〜（ｈ）の製造工程の一部破断した
状態を示す概略斜視図である。
状態を示す概略斜視図である。
【図４】本実施の形態に係る半導体加速度センサの上面
から見た状態を示す概略平面図である。
から見た状態を示す概略平面図である。
【図５】上図の半導体加速度センサの概略断面図であ
り、（ａ）はＡ―Ａ’でのｐ＋型埋込犠牲層除去前の概
略断面図であり、（ｂ）はＢ―Ｂ’でのｐ＋型埋込犠牲
層除去前の概略断面図であり、（ｃ）はＡ―Ａ’でのｐ
＋型埋込犠牲層除去後の概略断面図であり、（ｄ）はＢ
―Ｂ’でのｐ＋型埋込犠牲層除去後の概略断面図であ
る。
り、（ａ）はＡ―Ａ’でのｐ＋型埋込犠牲層除去前の概
略断面図であり、（ｂ）はＢ―Ｂ’でのｐ＋型埋込犠牲
層除去前の概略断面図であり、（ｃ）はＡ―Ａ’でのｐ
＋型埋込犠牲層除去後の概略断面図であり、（ｄ）はＢ
―Ｂ’でのｐ＋型埋込犠牲層除去後の概略断面図であ
る。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
ンサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
ンサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
ンサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度セ
ンサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
ンサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
センサの上面から見た状態を示す概略平面図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
【図１９】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
【図２０】本実施の形態に係る半導体加速度センサの上
面から見た状態を示す概略平面図である。
面から見た状態を示す概略平面図である。
【図２１】本実施の形態に係る半導体加速度センサの図
２０のＡ−Ａ’での製造工程を示す概略断面図である。
２０のＡ−Ａ’での製造工程を示す概略断面図である。
【図２２】本実施の形態に係る半導体加速度センサの図
２０のＢ−Ｂ’での製造工程を示す概略断面図である。
２０のＢ−Ｂ’での製造工程を示す概略断面図である。
【図２３】本実施の形態に係る半導体加速度センサの図
２０のＣ−Ｃ’での製造工程を示す概略断面図である。
２０のＣ−Ｃ’での製造工程を示す概略断面図である。
【図２４】本発明の他の実施の形態に係る半導体加速度
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
センサの一部破断した状態を示す概略斜視図である。
【図２５】本発明の他の実施の形態に係る多孔質シリコ
ン層の形成装置を示す概略断面図である。
ン層の形成装置を示す概略断面図である。
【図２６】従来例に係る半導体加速度センサの製造工程
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図２７】従来例に係る半導体加速度センサの上面から
見た状態を示す概略平面図である。
見た状態を示す概略平面図である。
１ フレーム ２ 撓み部 ２ａ 中央部 ２ｂ 梁部 ３ 重り部 ３ａ ネック部 ４ 支持部材 ５ 切り込み部 ６ 切り込み溝 ６ａ ｐ＋型埋込犠牲層 ７ ピエゾ抵抗 ８ メタル配線 ９ 下部ストッパ ９ａ 凹部 １０，１０ａ，１０ｂ エッチャント導入口 １１ 単結晶シリコン基板 １１ａ 中央部 １２ シリコン酸化膜 １２ａ 開口部 １３ エピタキシャル層 １４ 拡散配線 １５ シリコン酸化膜 １６ 保護膜 １７ 開口部 １８ 長手方向 １９ スリット ２０ メタル配線 ２１ 上部ストッパ接合電極 ２２ 可動電極 ２３ 電極パッド ２４ 上部ストッパ ２４ａ 凹部 ２５ 固定電極 ２６ コンタクトホール ２７ 電解槽 ２８ａ，２８ｂ 電極 ２９ 電解溶液 ３０ 基板固定治具 ３１ ｐ＋型不純物層
フロントページの続き (72)発明者 石田 拓郎 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (20)
- 【請求項１】 上面側及び下面側を有するフレームと、
複数の梁部及び中央部を有して成る撓み部であって、該
梁部は前記フレームの内縁部の少なくとも一部分と前記
中央部との間で延在し、前記梁部と前記中央部とが一体
につながっている撓み部と、前記中央部に懸架支持され
ている重り部と、前記フレームの下面側を支持し、内側
側面が前記重り部の側面と切り込み部を隔てて向かい合
う支持部材と、前記重り部と前記梁部との間に形成され
た切り込み溝と、前記撓み部で発生する歪みを電気信号
に変換して加速度を検出する加速度検出部とを有し、前
記切り込み部と前記切り込み溝とが連通している半導体
加速度センサであって、前記重り部及び前記支持部材と
は半導体基板を用いて構成され、前記撓み部及び前記フ
レームは前記半導体基板上に設けたエピタキシャル層を
用いて構成され、前記切り込み溝は犠牲層を除去するこ
とにより形成され、該犠牲層は前記エピタキシャル層に
前記犠牲層に達するエッチャント導入口を設け、該エッ
チャント導入口からエッチャントを導入することにより
除去するようにしたことを特徴とする半導体加速度セン
サ。 - 【請求項２】 前記加速度検出部として、撓みにより抵
抗値が変化するピエゾ抵抗を用い、前記ピエゾ抵抗の抵
抗値の変化を電気信号に変換することにより加速度を検
出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の半導
体加速度センサ。 - 【請求項３】 前記加速度検出部として、略対向配置さ
れた電極を用い、加速度印加時の前記撓み部および／ま
たは重り部の撓みを、前記電極により静電容量の変化と
してとらえて加速度を検出するようにしたことを特徴と
する請求項１記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項４】 前記犠牲層として、高濃度不純物層を用
いたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項５】 前記犠牲層として、多孔質シリコン層を
用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項６】 前記エッチャント導入口を、前記撓み部
内または該撓み部に隣接した箇所の内、少なくともいず
れか一方に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項
５のいずれかに記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項７】 前記撓み部内に形成されたエッチャント
導入口の表面から見た形状が、円形，楕円形または矩形
の四隅が丸みを帯びた形状であることを特徴とする請求
項６記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項８】 前記エッチャント導入口が、前記撓み部
の長手方向の全長にわたって設けられたことを特徴とす
る請求項７記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項９】 前記エッチャント導入口を、前記エピタ
キシャル層の内、前記撓み部及びフレーム形成箇所を除
いた箇所に設けたを特徴とする請求項１乃至請求項５の
いずれかに記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項１０】 半導体基板の一面側所定位置に犠牲層
を形成する工程と、前記半導体基板の前記犠牲層を形成
した面側にエピタキシャル層を形成する工程と、前記半
導体基板の前記エピタキシャル層形成面側に、歪みを電
気信号に変換して加速度を検出する加速度検出部を形成
する工程と、前記半導体基板の重り部の外周縁に対応す
る箇所を、前記半導体基板の前記エピタキシャル層形成
面とは異なる面側から異方性エッチングして前記犠牲層
に達する切り込み部を形成する工程と、前記犠牲層をエ
ッチング除去して切り込み溝を形成する工程と、前記エ
ピタキシャル層の所望の箇所をエッチング除去して前記
重り部を懸架支持する撓み部と該撓み部を支持するフレ
ームとを形成する工程とを有する半導体加速度センサの
製造方法において、前記エピタキシャル層に前記犠牲層
に達するエッチャント導入口を形成する工程と、該エッ
チャント導入口からエッチャントを導入して前記犠牲層
を除去する工程とを付加したことを特徴とする半導体加
速度センサの製造方法。 - 【請求項１１】 前記加速度検出部として、前記エピタ
キシャル層の前記撓み部に該当する箇所に、撓みにより
抵抗値が変化するピエゾ抵抗を形成し、前記ピエゾ抵抗
の抵抗値の変化を電気信号に変換することにより加速度
を検出するようにしたことを特徴とする請求項１０記載
の半導体加速度センサの製造方法。 - 【請求項１２】 前記加速度検出部として、略対向配置
された電極を形成し、加速度印加時の前記撓み部および
／または重り部の撓みを、前記電極により静電容量の変
化としてとらえて加速度を検出するようにしたことを特
徴とする請求項１０記載の半導体加速度センサの製造方
法。 - 【請求項１３】 前記犠牲層として、不純物拡散により
高濃度不純物層を形成したことを特徴とする請求項１０
乃至請求項１２のいずれかに記載の半導体加速度センサ
の製造方法。 - 【請求項１４】 前記犠牲層として、不純物拡散により
高濃度不純物層を形成し、陽極化成法により前記高濃度
不純物層を多孔質化して多孔質シリコン層を形成したこ
とを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに
記載の半導体加速度センサの製造方法。 - 【請求項１５】 前記エッチャント導入口を、前記撓み
部内または該撓み部に隣接した箇所の内、少なくともい
ずれか一方に形成するようにしたことを特徴とする請求
項１０乃至請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度
センサの製造方法。 - 【請求項１６】 前記撓み部内に形成されたエッチャン
ト導入口の表面から見た形状が、楕円形または矩形の四
隅が丸みを帯びた形状で、かつ、前記撓み部の長手方向
の全長にわたって形成されたことを特徴とする請求項１
５記載の半導体加速度センサの製造方法。 - 【請求項１７】 前記エッチャント導入口を、前記エピ
タキシャル層の内、前記撓み部及びフレーム形成箇所を
除いた箇所に形成するようにしたことを特徴とする請求
項１０乃至請求項１４のいずれかに記載の半導体加速度
センサの製造方法。 - 【請求項１８】 前記エッチャント導入口の幅が、異方
性エッチング特性を考慮して前記犠牲層に達する点で自
動的にストップするように設計され、前記エッチャント
導入口を異方性エッチングにより形成するようにしたこ
とを特徴とする請求項１０乃至請求項１７のいずれかに
記載の半導体加速度センサの製造方法。 - 【請求項１９】 前記切り込み部を異方性エッチングに
より形成する際に、同時に前記エッチャント導入口を異
方性エッチングにより形成するようにしたことを特徴と
する請求項１０乃至請求項１８のいずれかに記載の半導
体加速度センサの製造方法。 - 【請求項２０】 前記エッチャント導入口を、RIEによ
り形成するようにしたことを特徴とする請求項１０乃至
請求項１７のいずれかに記載の半導体加速度センサの製
造方法。
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-
1998
- 1998-07-21 JP JP20459798A patent/JP3191770B2/ja not_active Expired - Fee Related
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