JPH11214705A

JPH11214705A - 加速度検出装置、その製造方法及び膜厚計算方法

Info

Publication number: JPH11214705A
Application number: JP10196498A
Authority: JP
Inventors: Juichi Yoneyama; 寿一米山; Takeshi Yagi; 健八木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】製造工程を簡略化することにより、製造コス
トを低下させた加速度検出装置の製造方法を提供する。【解決手段】加速度が作用する質量部９、該質量部９
に一端が連結する架橋部３、該架橋部３の他端が連結す
る支持部５、該架橋部３に形成された歪検出部１１及び
該架橋部３と該支持部５とを連結する部分以外で該支持
部５と該架橋部３とを分離する分離部（空間、穴）７を
有する半導体基板の製造方法であって、該半導体基板２
０の表面における該分離部７をエッチングすることによ
り凹部７ａを形成する工程と、該半導体基板２０の裏面
における該分離部７及び該架橋部３を化学エッチングす
ることにより、該凹部７ａを貫通すると共に該架橋部３
の厚さを該質量部９及び該支持部５の厚さより薄く形成
する工程と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体のピエゾ抵
抗を用いた加速度検出装置の製造方法に係わり、特に、
製造工程を簡略化することにより、製造コストを低下さ
せた加速度検出装置の製造方法に関する。また、本発明
は、基板をエッチングすることにより形成した薄膜の厚
さを容易に測定できる膜厚測定方法に関する。また、本
発明は、加速度検出の感度を向上させた加速度検出装置
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２０は、従来のピエゾ抵抗素子を用い
た加速度検出装置を示す平面図である。図２１（ａ）
は、図２０に示す２１ａ−２１ａ線に沿った断面図であ
り、図２１（ｂ）は、図２０に示す２１ｂ−２１ｂ線に
沿った断面図である。

【０００３】加速度検出装置（加速度センサー）１００
は質量部１０１を有しており、この質量部１０１の周囲
にはダイアフラム部１０３が形成されている。このダイ
アフラム部１０３内にはピエゾ抵抗部１０５が形成され
ている。ダイアフラム部１０３の周囲には支持部１０７
が形成されている。つまり、質量部１０１はダイアフラ
ム部１０３を介して支持部１０７によって保持されてい
る。

【０００４】質量部１０１、ダイアフラム部１０３及び
支持部１０７は半導体チップを加工することにより形成
したものである。半導体チップの裏面（半導体チップに
おけるピエゾ抵抗部１０５を形成しない側の面）を化学
エッチングすることにより、ダイアフラム部１０３の厚
さを質量部１０１及び支持部１０７より薄膜化してい
る。この化学エッチングは、アルカリ溶液を用いて異方
性のエッチングを行ったものである。このため、そのエ
ッチング面は（１１１）面に沿ったものとなるので垂直
面とのなす角度は３５．８度になる。

【０００５】質量部１０１の下面にはガラス重錘体１０
９（金属からなる重錘体を用いることもある）が接合さ
れ、このガラス重錘体１０９は質量部１０１につり下げ
られた状態とされている。支持部１０７の下面には支柱
部１０８を挟んでシリコン台座１１１が取り付けられて
おり、この支柱部１０８とシリコン台座１１１はガラス
重錘体１０９を囲むように形成されている。

【０００６】このような加速度センサー１００に加速度
や圧力が加えられると、ガラス重錘体１０９に加速度や
圧力が加わり、質量部１０１と支持部１０７との相対位
置が変化し、ダイアフラム部１０３が撓んで変形する。
その結果、ダイアフラム部１０３に形成されているピエ
ゾ抵抗部１０５も変形するため、ピエゾ抵抗部１０５の
抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を検出することによ
って加速度等を検出することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
加速度センサー１００では、質量部１０１にガラス重錘
体１０９を取り付けているため、製造工程が複雑とな
り、加速度センサーが高価なものになるという欠点があ
る。しかし、質量部１０１にガラス重錘体１０９を取り
付けなければ、質量部１０１をダイアフラム部１０３と
いう広い面で支えているため、ダイアフラム部１０３の
変形量が少なくなり、加速度センサーの感度が悪くなっ
てしまう。従って、加速度センサーを高感度にするため
には、質量部１０１にガラス重錘体１０９を取り付ける
必要があった。

【０００８】一方、加速度センサーは近年様々な新しい
分野に応用され始めており、用途によっては上記従来の
加速度センサーでは検出感度が不十分な場合があり、さ
らに高感度の加速度センサーの開発が望まれている。例
えば、加速度センサーをカメラの手ぶれ自動補正等の用
途に使用する場合には、従来の加速度センサーの感度で
は必ずしも十分とは言えない。

【０００９】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、請求項１〜５に係る発明の目的は、製
造工程を簡略化することにより、製造コストを低下させ
た加速度検出装置の製造方法を提供することにある。ま
た、請求項６に係る発明の目的は、基板をエッチングす
ることにより形成した薄膜の厚さを容易に測定できる膜
厚測定方法を提供することにある。

【００１０】また、請求項７〜１４に係る発明の目的
は、加速度検出の感度を向上させた加速度検出装置及び
その製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に係る加速度検出装置の製造方法
は、加速度が作用する質量部、該質量部に一端が連結す
る架橋部、該架橋部の他端が連結する支持部、該架橋部
に形成された歪検出部、及び、該架橋部と該支持部とを
連結する部分以外で該支持部と該架橋部とを分離する分
離部を有する半導体基板の製造方法であって；該半導体
基板の表面における該分離部をエッチングすることによ
り凹部を形成する工程と、該半導体基板の裏面における
該分離部及び該架橋部を化学エッチングすることによ
り、該凹部を貫通すると共に該架橋部の厚さを該質量部
及び該支持部の厚さより薄く形成する工程と、を具備す
ることを特徴とする。

【００１２】請求項１に係る加速度検出装置の製造方法
では、半導体基板の表面における分離部に凹部を形成
し、半導体基板の裏面を化学エッチングすることによ
り、該凹部を貫通すると共に架橋部の厚さを質量部及び
支持部の厚さより薄く形成している。これにより、半導
体基板における分離部がエッチング除去される。その結
果、従来の装置に比べて小さい面積の架橋部で質量部を
支持することとなる。したがって、従来の装置に比べ
て、同じ加速度に対する質量部の変位を増加させること
ができ、加速度検出装置を高感度なものになる。

【００１３】また、本発明の請求項２に係る加速度検出
装置の製造方法は、加速度が作用する質量部、該質量部
に一端が連結する架橋部、該架橋部の他端が連結する支
持部、該架橋部に形成された歪検出部、該支持部に連結
するダイアフラム部、及び、該ダイアフラム部と該架橋
部とを分離する分離部を有する半導体基板の製造方法で
あって；該半導体基板の表面における該分離部を化学エ
ッチングすることによりＶ字状の溝を形成する工程と、
該半導体基板の裏面における該架橋部、該分離部及び該
ダイアフラム部を化学エッチングすることにより、該Ｖ
字状の溝を貫通すると共に該架橋部及び該ダイアフラム
部それぞれの厚さを該質量部及び該支持部の厚さより薄
く形成する工程と、を具備することを特徴とする。

【００１４】請求項２に係る加速度検出装置の製造方法
では、半導体基板の表面における分離部にＶ字状の溝を
形成し、半導体基板の裏面を化学エッチングすることに
より、該Ｖ字状の溝を貫通すると共に架橋部及びダイア
フラム部それぞれの厚さを質量部及び支持部の厚さより
薄く形成している。このように該Ｖ字状の溝の下を貫通
させることにより、ダイアフラム部と架橋部とを分離し
ている。したがって、質量部は架橋部のみで支えられる
こととなるため、加速度検出装置の高感度化が可能とな
る。

【００１５】また、上記ダイアフラム部には半導体素子
が形成されていることが好ましい。これにより、加速度
検出装置の小型化が可能となる。

【００１６】また、本発明の請求項４に係る加速度検出
装置の製造方法は、加速度が作用する質量部、該質量部
に一端が連結する架橋部、該架橋部の他端が連結する支
持部、該架橋部に形成された歪検出部、及び、該架橋部
と該支持部とを連結する部分以外で該支持部と該架橋部
とを分離する分離部を有する半導体基板の製造方法であ
って；該半導体基板の表面における該分離部をエッチン
グすることにより、該分離部の周囲に沿ってＶ字状の溝
を形成する工程と、該半導体基板の裏面における該分離
部及び該架橋部を化学エッチングすることにより、該Ｖ
字状の溝を貫通すると共に該架橋部の厚さを該質量部及
び該支持部の厚さより薄く形成する工程と、を具備する
ことを特徴とする。

【００１７】また、上記架橋部は、該歪検出部の形成さ
れている部分の幅が該歪検出部の形成されていない部分
より狭くなっていることが好ましい。これにより、加速
度検出装置に加速度が加わった際、その狭い部分に応力
が集中するので歪検出部の変形量が増加し、その結果、
さらに加速度検出装置が高感度になる。

【００１８】また、本発明の請求項６に係る膜厚測定方
法は、基板の表面にＶ字状の溝をエッチングにより形成
し、該Ｖ字状の溝の底部が貫通するように該基板の裏面
をエッチングすることにより、該基板の厚さより薄い膜
を形成し、該溝のエッチング面が基板表面の垂直軸とな
す角度、該溝の上部の幅及び該溝の底部の幅から該膜の
厚さを計算することを特徴とする。

【００１９】本発明の請求項６に係る膜厚測定方法にお
いて、Ｖ字状の溝の上部の幅をｗ₁とし、貫通した溝の
底部の幅をｗ₂ とし、膜の厚さに相当する溝の深さをｄ
とし、Ｖ字状の溝のエッチング面が基板表面の垂直軸と
なす角度をθとすると、以下の式が成り立つ。（（ｗ₁ −ｗ₂ ）／２）／ｄ＝tan θ この式にｗ₁ 、ｗ₂ 、θそれぞれの値を代入することに
より、膜厚ｄを算出することができる。

【００２０】また、本発明の請求項７に係る加速度検出
装置は、加速度が作用することにより動く第一質量部
と、該第一質量部に一端が連結され、該第一質量部が動
くことにより歪みを生ずる架橋部と、該架橋部に設けら
れた、該架橋部の歪みを検出する歪検出部と、該架橋部
の他端が連結された、該架橋部を支える支持部と、該第
一質量部に連結された第二質量部であって、加速度が作
用することにより該第一質量部の動きを増幅させる第二
質量部と、を具備することを特徴とする。

【００２１】請求項７に係る加速度検出装置では、第一
質量部に連結された第二質量部を具備しているので、第
一質量部のみを具備した加速度検出装置に比べて第二質
量部の分だけ質量が増大し、同じ加速度に対する第一質
量部の変位が増大する。これに伴い、架橋部の変形が増
加し、その結果、加速度検出装置を高感度なものにする
ことができる。

【００２２】また、上記支持部と上記架橋部とを連結す
る部分以外で該支持部と該架橋部とを分離する分離部を
さらに含み、上記第二質量部は該分離部によって該支持
部及び該架橋部から分離されていることが好ましい。こ
れにより、架橋部は、支持部及び第一質量部のみと連結
しており、その他の部分とは連結も接触もしていない。
このようにするのは、加速度に作用した第一質量部の動
きを忠実に受けるようにするためである。

【００２３】また、少なくとも上記架橋部、上記第一質
量部及び上記第二質量部は、同一の半導体基板から形成
されており、上記分離部は、該半導体基板を貫通する溝
であることが好ましい。つまり、架橋部及び第二質量部
は、同一の半導体基板を加工することにより製作される
ので、概略同一平面上にあり、互いに平面的に分離され
ている。このようにすれば、従来の加速度検出装置にお
いて高感度化の点では無駄な領域であったダイアフラム
部に代えて、その領域に第二質量部を形成できる。これ
により、ダイアフラム部の形成領域を高感度化のために
有効に利用することができる。

【００２４】また、本発明の請求項１０に係る加速度検
出装置の製造方法は、加速度が作用する第一質量部、該
第一質量部に一端が連結する架橋部、該架橋部の他端が
連結する支持部、該架橋部に形成された歪検出部、及
び、該第一質量部に連結された第二質量部、該架橋部と
該支持部とを連結する部分以外で該支持部と該架橋部と
を分離する分離部を有する半導体基板の製造方法であっ
て；該半導体基板の表面における該分離部をエッチング
することにより凹部を形成する工程と、該半導体基板の
裏面における該分離部及び該架橋部を化学エッチングす
ることにより、該凹部を貫通すると共に該架橋部の厚さ
を該第一質量部、該第二質量部及び該支持部それぞれの
厚さより薄く形成する工程と、を具備することを特徴と
する。

【００２５】また、本発明の請求項１１に係る加速度検
出装置は、加速度が作用することにより動く質量部と、
該質量部に一端が連結され、該質量部が動くことにより
歪みを生ずる架橋部と、該架橋部に設けられた、該架橋
部の歪みを検出する歪検出部と、該架橋部の他端が連結
された、該架橋部を支える支持部と、該質量部に連結さ
れた重錘体であって、加速度が作用することにより該質
量部の動きを増幅させる重錘体と、上記支持部と上記架
橋部とを連結する部分以外で該支持部と該架橋部とを分
離する分離部と、を具備することを特徴とする。

【００２６】請求項１１に係る加速度検出装置では、質
量部に連結された重錘体を具備しているので、質量部の
みを具備した加速度検出装置に比べて重錘体の分だけ質
量が増大し、同じ加速度に対する質量部の変位が増大す
る。これに伴い、架橋部の変形が増加し、その結果、加
速度検出装置を高感度なものにすることができる。

【００２７】また、少なくとも上記架橋部及び上記質量
部は、同一の半導体基板から形成されており、上記分離
部は、該半導体基板を貫通する穴又は溝であることが好
ましい。

【００２８】また、本発明の請求項１３に係る加速度検
出装置は、加速度が作用することにより動く第一質量部
と、該第一質量部に一端が連結され、該第一質量部が動
くことにより歪みを生ずる架橋部と、該架橋部に設けら
れた、該架橋部の歪みを検出する歪検出部と、該架橋部
の他端が連結された、該架橋部を支える支持部と、該第
一質量部に連結された第二質量部であって、加速度が作
用することにより該第一質量部の動きを増幅させる第二
質量部と、該第一質量部及び該第二質量部の少なくとも
いずれかに連結された重錘体であって、加速度が作用す
ることにより該第一質量部の動きを増幅させる重錘体
と、を具備することを特徴とする。

【００２９】請求項１３に係る加速度検出装置では、第
一質量部に連結された第二質量部を具備し、更に、第一
質量部及び第二質量部の少なくともいずれかに連結され
た重錘体を具備しているので、第一質量部及び第二質量
部のみを具備した加速度検出装置に比べて重錘体の分だ
け質量が増大し、同じ加速度に対する第一質量部の変位
が増大する。これに伴い、架橋部の変形が増加し、その
結果、加速度検出装置を高感度なものにすることができ
る。

【００３０】また、上記支持部と上記架橋部とを連結す
る部分以外で該支持部と該架橋部とを分離する分離部を
さらに含み、上記第二質量部は該分離部によって該支持
部及び該架橋部から分離されていることが好ましい。ま
た、少なくとも上記架橋部、上記第一質量部及び上記第
二質量部は、同一の半導体基板から形成されており、上
記分離部は、該半導体基板を貫通する溝であることが好
ましい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形
態による加速度検出装置を示す平面図である。図２
（ａ）〜（ｃ）は、図１の加速度検出装置の製造方法を
示すものであり、図１に示す２ｂ−２ｂ線に沿った断面
図である。図２（ｄ）は、図１に示す２ｄ−２ｄ線に沿
った断面図である。

【００３２】図１に示すように、加速度検出装置（加速
度センサー）１は全体として正方形の平面形状を有し、
その中央部に質量部９を有している。この質量部９の周
囲には四方向に延びた十字の型の架橋部３が形成されて
いる。架橋部３の外側の辺は支持部５に連結されてお
り、この支持部５は四角形の枠のような形状とされてい
る。つまり、質量部９は架橋部３を介して支持部５によ
って保持されており、支持部５と架橋部３との間にはこ
れらを分離する正方形の分離部（空間、穴）７が形成さ
れている。また、加速度センサー１となる半導体チップ
２０の表面（架橋部３及び支持部５の表面）にはピエゾ
抵抗部１１及び図示せぬ配線部、ボンディング部が形成
されている。また、図２（ｃ）に示すように、支持部５
の下には質量部９を覆うようにシリコン台座１３が取り
付けられており、支持部５の上には架橋部３及び質量部
９を覆うように上蓋１５が取り付けられている。

【００３３】次に、図１に示す加速度センサーの製造方
法について説明する。先ず、図２（ａ）に示すように、
半導体チップ２０を準備し、この半導体チップ２０の架
橋部３となる部分にピエゾ抵抗部１１を形成する。この
ピエゾ抵抗部１１はフォトリソグラフィー法、エッチン
グ、不純物のドープ及び熱処理等を用いて形成される。
詳しいピエゾ抵抗部の形成方法については、特開平８−
３０６９３５号公報に記載されている。

【００３４】この後、半導体チップ２０の表面における
分離部７以外の領域（即ち、質量部９、架橋部３及び支
持部５となる領域）に図示せぬ酸化膜又は窒化膜等でマ
スキングする。次に、この酸化膜等をマスクとして半導
体チップ２０の表面を化学エッチング又はＲＩＥ(React
ive Ion Etching)等でドライエッチングすることによ
り、半導体チップ２０の表面の分離部７となるべき部分
に凹部７ａが形成される。この凹部７ａの深さｄは、図
２（ａ）の２点鎖線で示す最終的な裏面側からのエッチ
ング終了面と架橋部３の表面との間の厚さｔ（通常、数
μm 〜数１０μm）と同じもしくは若干（数μm 程度）
深くする。

【００３５】次に、図２（ｂ）に示すように、半導体チ
ップ２０の裏面を化学エッチングすることにより、支持
部５と架橋部３との間に分離部７を形成する。この化学
エッチングは、ＫＯＨなどのアルカリ溶液を用いて異方
性のエッチングを行ったものである。このため、そのエ
ッチング面は（１１１）面に沿ったものとなるので垂直
面とのなす角度は３５．８度になる。また、ウエットエ
ッチングはドライエッチングに比べて膜厚制御性に優れ
ている。

【００３６】すなわち、半導体チップ２０の裏面におけ
る質量部９及び支持部５に図示せぬマスク膜を形成し、
このマスク膜をマスクとして半導体チップ２０の裏面を
図２（ｂ）の２点鎖線で示す架橋部３の裏面の深さまで
化学エッチングする。これにより、半導体チップ２０に
おいて、図２（ａ）に示す凹部７ａにより他の部分より
厚さが薄くなっている分離部７が貫通され、薄膜化され
た架橋部３が残され、マスキングされた支持部５は半導
体チップ２０の最初の厚さのまま残される。また、質量
部９もマスキングされているので、図２（ｄ）に示すよ
うに質量部９も半導体チップ２０の最初の厚さのまま残
される。

【００３７】このエッチングの際、分離部７の貫通した
部分から架橋部３等の表面にエッチング液が回り込むこ
とがあるが、図２（ａ）の工程で表面のエッチング時の
マスキングに使用した窒化膜等がそのまま残されている
ので、架橋部３等の表面が侵されることはない。

【００３８】次に、図２（ｃ），（ｄ）に示すように、
上記マスク膜、窒化膜を除去し、支持部５の上に質量部
９及び架橋部３を覆うようにシリコン又はガラス等の上
蓋１５を取り付け、支持部５の下に質量部９を覆うよう
にシリコン台座１３を取り付ける。この時、シリコン台
座１３及び上蓋１５は、低融点ガラスを用いた熱圧着も
しくはＰＳＧ(phosphosilicate glass) を挟んだ陽極接
合等により支持部５に接着される。シリコン台座１３及
び上蓋１５は質量部９及び架橋部３等を保護するための
ものである。

【００３９】このような加速度センサー１に加速度や圧
力が加えられると、質量部９に加速度や圧力が加わり、
質量部９と支持部５との相対位置が変化し、架橋部３が
撓んで変形する。その結果、架橋部３に形成されている
ピエゾ抵抗部１１も変形するため、ピエゾ抵抗部１１の
抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を検出することによ
って加速度等を検出することができる。

【００４０】上記第１の実施の形態によれば、半導体チ
ップ２０の表面の質量部９、架橋部３及び支持部５以外
の領域をエッチングすることにより、半導体チップ２０
の表面の分離部７となるべき部分に凹部を形成し、半導
体チップ２０の裏面の質量部９及び該支持部５以外の領
域を化学エッチングすることにより、架橋部３の厚さを
半導体チップ２０の厚さより薄く形成すると共に該凹部
を貫通する。これにより、架橋部３と支持部５との間に
分離部７が形成されるため、十字の型からなる架橋部３
の頂点の４か所で質量部９を支えることとなり、従来の
加速度検出装置のダイアフラム部に比べて小さい面積の
架橋部３で質量部９を支持することとなる。したがっ
て、従来の装置のように質量部をその周囲の全体に形成
されたダイアフラム部で支えるのに比べて、同じ力（加
速度、圧力）に対する質量部９の変位を増加させること
ができ、加速度センサーを高感度なものにすることがで
きる。

【００４１】また、同じ力に対して同じ変位量を得るた
めの質量部の重量を従来の装置に比べて減少させること
ができるので、従来の装置のようなガラスや金属の重錘
体が不要になる。その結果、製造工程を簡略化でき、加
速度センサーを安価にすることができる。

【００４２】尚、上記第１の実施の形態では、加速度セ
ンサー１の平面形状を正方形としているが、これに限定
されず、加速度センサー１の平面形状を他の形状とする
ことも可能である。例えば、ある方向の加速度を検出す
る感度を他の方向のそれに比べて積極的に向上させる場
合は、加速度センサー１の平面形状を長方形とすること
となる。

【００４３】図３は、本発明の第２の実施の形態による
加速度検出装置を示す平面図であり、図１と同一部分に
は同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

【００４４】図３に示すように、支持部５と架橋部３と
の間には平面形状が四角形のダイアフラム部１９が形成
されており、ダイアフラム部１９は支持部５に連結され
ている。ダイアフラム部１９と架橋部３との間にはこれ
らを分離する直線スリット状の分離部１７が形成されて
おり、この分離部１７は架橋部３の架橋に沿った部分の
みに形成されている。

【００４５】図４（ａ）〜（ｃ）は、図３の加速度検出
装置の製造方法を示すものであり、図３に示す４ｂ−４
ｂ線に沿った断面図である。図４（ｄ）は、図３に示す
４ｄ−４ｄ線に沿った断面図である。

【００４６】先ず、図４（ａ）に示すように、半導体チ
ップ２０を準備し、この半導体チップ２０の架橋部３と
なる部分にピエゾ抵抗部１１を形成する。

【００４７】この後、半導体チップ２０の表面における
架橋部３の架橋に沿った辺以外の領域（即ち、質量部
９、架橋部３、支持部５及びダイアフラム部１９となる
領域）に図示せぬ酸化膜又は窒化膜等でマスキングす
る。次に、この酸化膜等をマスクとして半導体チップ２
０の表面を化学エッチングすることにより、半導体チッ
プ２０の表面の架橋部３の架橋に沿った辺の部分に直線
スリット状で断面がＶ字状の溝２１が形成される。この
化学エッチングは前述した異方性を利用したものと同様
であるため、そのエッチング面が半導体チップ２０表面
の垂線となす角度は３５．８度になる。このＶ字状の溝
２１を形成する際は両側面からのエッチング面が交わっ
た時にエッチングを停止する。Ｖ字状の溝２１の深さ
は、図４（ａ）の２点鎖線で示す最終的な裏面からのエ
ッチング終了面と架橋部３の表面との間の厚さｔと同じ
もしくは若干深くする。

【００４８】次に、図４（ｂ）に示すように、半導体チ
ップ２０の裏面を化学エッチングすることにより、支持
部５と架橋部３との間に分離部１７及びダイアフラム部
１９を形成する。この化学エッチングはアルカリ溶液を
用いて異方性のエッチングを行ったものであるため、そ
のエッチング面と垂直面とのなす角度は３５．８度にな
る。

【００４９】すなわち、半導体チップ２０の裏面におけ
る質量部９及び支持部５に図示せぬマスク膜を形成し、
このマスク膜をマスクとして半導体チップ２０の裏面を
図４（ａ）の２点鎖線で示す最終的な裏面からのエッチ
ング終了面（架橋部３の裏面）まで化学エッチングす
る。これにより、半導体チップ２０において、図４
（ａ）に示すＶ字状の溝２１の底部が貫通され分離部
（空間、穴）１７が形成され、薄膜化された架橋部３が
残され、架橋部３と同じ厚さのダイアフラム部１９が形
成される。また、マスキングされた支持部５は半導体チ
ップ２０の最初の厚さのまま残される。また、質量部９
もマスキングされているので、図４（ｄ）に示すように
質量部９も半導体チップ２０の最初の厚さのまま残され
る。

【００５０】次に、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、
支持部５の上に質量部９及び架橋部３を覆うように上蓋
１５を取り付け、支持部５の下に質量部９を覆うように
シリコン台座１３を取り付ける。

【００５１】このようにして製造された加速度検出装置
における架橋部３やダイアフラム部１９の厚さは、加速
度検出の感度を決める重要なパラメータである。以下に
架橋部３の厚さの測定方法について説明する。

【００５２】ここで、図４（ｂ）に示すように、Ｖ字状
の溝２１の上部の幅をｗ₁ とし、貫通した溝の底部の幅
をｗ₂ とし、架橋部３の厚さ（溝の深さ）をｄとする。
また、上述したようにＶ字状の溝２１のエッチング面が
垂直面となす角度は３５．８度である。したがって、
（（ｗ₁ −ｗ₂ ）／２）／ｄ＝tan(35.8度) となり、ｄ＝（ｗ₁ −ｗ₂ ）／１．４４・・・（１）

【００５３】Ｖ字状の溝の上部の幅ｗ₁ は、図４（ａ）
の工程で半導体チップ２０上に形成される窒化膜等のマ
スクにより規定され既知である。このため、図４（ｂ）
の工程が終了した後に溝の底部の幅ｗ₂ のみを測定すれ
ば、式（１）から架橋部３の厚さｄを算出することがで
きる。このｗ₂ の測定は顕微鏡を用いて行うが、１か所
のみの測定であるので、複数の加速度センサーを製造す
る場合でも顕微鏡の焦点合わせ等の再調整が必要ないと
いう利点がある。

【００５４】また、上述した方法で架橋部３の厚さを測
定して、予め定められた範囲以外の厚さならば不良とす
る。また、貫通したはずの溝の底部を顕微鏡で観察した
ら溝が貫通されていない場合、つまり半導体チップ２０
の裏面からのエッチング量が不足していてＶ字状の溝２
１の底に達していない場合は、さらに半導体チップ２０
裏面からのエッチングを行う。また、架橋部３の厚さｄ
が厚すぎる場合もさらにエッチングを行う。このように
半導体チップ２０の裏面をエッチングする工程でエッチ
ングの途中又は終了時にｗ₂ の長さを顕微鏡を用いて測
定することにより架橋部３の厚さを算出し、エッチング
が不足している場合はもう一度エッチング液につけてエ
ッチングすることで架橋部３の膜厚を制御又は調整する
ことも可能である。

【００５５】尚、上記実施の形態では、Ｖ字状の溝２１
のエッチング面が垂直面となす角度（３５．８度）を容
易に制御できるように異方性を利用した化学エッチング
を用いているが、これに限られず、他のエッチング方
法、例えばＲＩＥ等のドライエッチングを用いることも
可能である。ただし、その場合はエッチング条件により
該角度が異なることとなるが、同様の方法で架橋部３の
厚さを測定することができる。

【００５６】また、ここでは架橋部３の膜厚を測定する
方法として説明しているが、この膜厚測定方法は広く他
の装置の製造方法、例えばシリコン表面にダイアフラム
等を形成するデバイス（マイクロマシン等）の製造方法
に適用することが可能である。つまり、基板の表面にＶ
字状の溝をエッチングにより形成し、そのエッチング面
が基板表面の垂直軸となす角度を制御し、その後、この
Ｖ字状の溝に達するように基板の裏面からエッチングを
行うことにより、基板の厚さより薄い膜を形成し、該角
度をθとし、該溝の上部の幅をｗ₁ とし、貫通した溝の
底部の幅をｗ₂とし、膜の厚さに相当する溝の深さをｄ
とすると、以下の式が成り立つ。（（ｗ₁ −ｗ₂ ）／２）／ｄ＝tan θ この式にｗ₁ 、ｗ₂ 、θそれぞれの値を代入することに
より、膜厚ｄを算出することができる。

【００５７】上記第２の実施の形態によれば、半導体チ
ップ２０の表面の架橋部３の架橋に沿った辺の部分にＶ
字状の溝２１を形成し、半導体チップ２０の裏面を化学
エッチングする。このため、従来の装置のようにダイア
フラム部の大部分が残るが、ダイアフラム部１９と架橋
部３との間のＶ字状の溝２１の下を貫通させた分離部１
７を形成できる。したがって、質量部９は架橋部３のみ
で支えられることとなるため、第１の実施の形態と同様
に加速度センサーの高感度化が可能となる。

【００５８】図５は、本発明の第３の実施の形態による
加速度検出装置を示す平面図であり、図１と同一部分に
は同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

【００５９】架橋部３のピエゾ抵抗部１１が形成されて
いる部分の幅をピエゾ抵抗部１１が形成されていない部
分より狭く形成する。

【００６０】上記第３の実施の形態においても第１の実
施の形態と同様の効果を得ることができ、しかも架橋部
３のピエゾ抵抗部１１が形成されている部分の幅を狭く
しているため、加速度センサーに加速度が加わった際、
その狭い部分に応力が集中するのでピエゾ抵抗部１１の
変形量が増加し、その結果、さらに加速度センサーが高
感度になる。

【００６１】尚、第３の実施の形態の変形例として、図
３に示す分離部と同様に架橋部３の形状に沿った線状に
分離部を形成し、この分離部と支持部５との間にダイア
フラム部を形成しても良い。この場合は第２の実施の形
態と同様の効果を得ることができる。

【００６２】また、第１及び第３の実施の形態による加
速度センサーの製造方法の変形例を説明する。分離部７
を形成する際に、その部分の半導体チップを全てエッチ
ングするのではなく、分離部７の周囲に沿った４辺に図
４（ａ）の工程のようにＶ字状の溝をエッチングにより
形成し、図４（ｂ）の工程のように半導体チップの裏面
をエッチングする。こうすれば、このエッチングがＶ字
状の溝の底部に達した時に分離部の部分のチップが自動
的に剥がれて分離部を形成できる。

【００６３】図６は、本発明の第４の実施の形態による
加速度検出装置を示す平面図であり、図３と同一部分に
は同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

【００６４】図６に示すように、半導体チップに分離部
１７を形成した後に残されるダイアフラム部１９には、
信号処理用の回路等を構成するトランジスターが形成さ
れている。このトランジスターとして、図中の左上のダ
イアフラム部１９にはバイポーラトランジスター２３が
形成され、図中の右上のダイアフラム部１９にはＭＯＳ
トランジスター２５が形成されている。

【００６５】尚、図６に示すトランジスターは単なる例
示であり、それ以外にも温度検出用や増幅用の抵抗、ダ
イオード、オペアンプをダイアフラム部１９に形成する
ことも可能である。

【００６６】図７（ａ）〜（ｃ）は、図６の加速度検出
装置の製造方法を示すものであり、図６に示す７ｂ−７
ｂ線に沿った断面図であり、図７（ｄ）は、図６に示す
７ｄ−７ｄ線に沿った断面図であり、図４と同一部分に
は同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

【００６７】先ず、図７（ａ）に示すように、半導体チ
ップ２０を準備し、この半導体チップ２０の架橋部３と
なる部分にピエゾ抵抗部１１を形成する。次に、半導体
チップ２０のダイアフラム部１９となる部分にバイポー
ラトランジスター２３及びＭＯＳトランジスター２５を
形成する。なお、ピエゾ抵抗の形成とバイポーラトラン
ジスター２３やＭＯＳトランジスターの拡散領域の形成
は、同じ拡散工程を用いて同時に作成しても良い。

【００６８】この後、半導体チップ２０の表面における
架橋部３の架橋に沿った辺以外の領域に図示せぬ酸化膜
又は窒化膜等でマスキングする。

【００６９】上記第４の実施の形態によれば、分離部１
７を形成する分離工程の前に、あらかじめダイアフラム
部１９に信号処理用の回路等を構成するトランジスター
を形成している。このダイアフラム部１９は質量部９と
分離しているため、加速度センサーに加速度が加えられ
た際にダイアフラム部１９は変形しないから、ダイアフ
ラム部１９に形成したトランジスターや抵抗等が受ける
加速度の影響は小さい。従来の加速度センサーでは、こ
れらのトランジスターや抵抗等は支持部に形成している
ので、本実施の形態による加速度センサーの方がチップ
面積を有効に利用でき、加速度センサーの小型化が可能
となる。

【００７０】また、上記第４の実施の形態においても第
２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００７１】図８は、本発明の第５の実施の形態による
加速度検出装置を示す平面図である。図９（ａ）は、図
８に示す９ａ−９ａ線に沿った断面図であり、図９
（ｂ）は、図８に示す９ｂ−９ｂ線に沿った断面図であ
る。図８及び図９については、図３と同一部分には同一
符号を付す。

【００７２】図８に示すように、加速度検出装置（加速
度センサー）は全体として正方形の平面形状を有し、そ
の中央部に第１の質量部９を有している。第１の質量部
９の周囲には四方向に延びた十字の型の架橋部３が形成
されている。架橋部３の外側の辺は支持部５に連結され
ている。この支持部５は四角形の枠のような形状とされ
ている。つまり、第１の質量部９は架橋部３を介して支
持部５によって保持されている。架橋部３は、支持部５
の一部と第１の質量部９だけに結合されている。架橋部
３は、支持部５及び第１の質量部９それぞれと結合さ
れ、該結合部以外は分離部３３により囲まれている。

【００７３】支持部５と架橋部３との間には平面形状が
四角形の第２の質量部３１が４個形成されている。各第
２の質量部３１は四角形状を有する第１の質量部９の四
隅に連結されている。即ち、第１及び第２の質量部９，
３１は、サイコロの５の目のように配列されている。４
個の第２の質量部３１は第１の質量部９に連結されて一
体となっている。したがって、第１及び第２の質量部
９，３１は全体として花びら型の形状を有する。そし
て、第１、第２の質量部９，３１のうち中央部の第１の
質量部９のみが架橋部３に連結されている。架橋部３及
び支持部５それぞれと第２の質量部３１との間には、こ
れらを分離する直線スリット状の分離部（貫通部）３３
が形成されている。この貫通部３３は、架橋部３の架橋
に沿った部分及び支持部５に沿った部分に形成されてい
る。架橋部３は、分離部３３を介して第２の質量部３１
と隣接して配置されている。即ち、架橋部３と第２の質
量部３１とは平面的に分離部３３を隔てて配置されてい
る。

【００７４】また、加速度センサーとなる半導体チップ
の表面（架橋部３及び支持部５の表面）にはピエゾ抵抗
部１１及び図示せぬ配線部、ボンディング部が形成され
ている。また、図９（ａ），（ｂ）に示すように、支持
部５の下には第１及び第２の質量部９，３１を覆うよう
にシリコン又はガラス等の台座１３が取り付けられてい
る。支持部５の上には架橋部３及び第１及び第２の質量
部９，３１を覆うようにシリコン又はガラス等の上蓋１
５が取り付けられている。

【００７５】次に、図８に示す加速度センサーの製造方
法について説明する。なお、この製造方法は、第２の実
施の形態による加速度センサーの製造方法と基本的には
同様である。

【００７６】先ず、半導体チップを準備し、この半導体
チップの架橋部３となる部分にピエゾ抵抗部１１を形成
する。このピエゾ抵抗部１１はフォトリソグラフィー
法、エッチング、不純物のドープ及び熱処理等を用いて
形成される。

【００７７】この後、半導体チップの表面における分離
部（貫通部）３３となるべき領域以外の領域（即ち、第
１及び第２の質量部９，３１、架橋部３及び支持部５と
なるべき領域）に図示せぬ酸化膜又は窒化膜等でマスキ
ングする。次に、この酸化膜等をマスクとして半導体チ
ップの表面（即ち、分離部３３となるべき領域）を化学
エッチング又はＲＩＥ等のドライエッチングする。これ
により、半導体チップの表面の貫通部３３となるべき部
分に直線スリット状で断面が凹状の溝又はＶ字状の溝
（図示せず）が形成される。なお、Ｖ字状の溝を形成す
る場合は、前述した第２の実施の形態による加速度検出
装置と同様の方法を用いる。

【００７８】即ち、四角形の枠のような形状を有する溝
が半導体チップの中央部（第１の質量部９となるべき領
域）を囲むように４ヵ所形成され、各溝は半導体チップ
の中央部に近い部分が切れた四角形の枠形状を有する。
この溝の深さは、最終的な裏面側からのエッチング終了
面と架橋部３の表面との間の厚さ（即ち、後工程で形成
される架橋部の厚さ）と同じ（通常は数μｍ〜数１０μ
ｍ）もしくは若干（数μｍ程度）深くする。

【００７９】次に、半導体チップの裏面を化学エッチン
グすることにより、第２の質量部３１の相互間に貫通部
３３を形成する。この化学エッチングは、ＫＯＨなどの
アルカリ溶液を用いて異方性のエッチングを行ったもの
である。このため、そのエッチング面は（１１１）面に
沿ったものとなるので垂直面とのなす角度は３５．８度
になる。

【００８０】すなわち、半導体チップの裏面における第
１、第２の質量部９，３１及び支持部５に図示せぬマス
ク膜を形成する。このマスク膜をマスクとして半導体チ
ップの裏面を図９（ａ），（ｂ）に示す架橋部３の裏面
の深さまで化学エッチングする。これにより、半導体チ
ップにおいて、上記溝の底部が貫通され貫通部３３が形
成される。これと共に、薄膜化された架橋部３が残さ
れ、マスキングされた第１、第２の質量部９，３１及び
支持部５は半導体チップの最初の厚さのまま残される。

【００８１】このエッチングの際に貫通部３３の貫通し
た部分から半導体チップの表面側にエッチング液が回り
込むことがある。このため、半導体チップ表面にＶ字状
の溝を形成する際に使用した窒化膜等のエッチングマス
クをそのまま残しておく。これにより、架橋部３等の表
面がエッチング液に侵されることを防止できる。

【００８２】次に、上記マスク膜、窒化膜を除去する。
そして、支持部５の上に第１、第２の質量部９，３１及
び架橋部３を覆うようにシリコン又はガラス等の上蓋１
５を取り付ける。その後、支持部５の下に第１及び第２
の質量部９，３１を覆うようにシリコン又はガラス等の
台座１３を取り付ける。この時、シリコン台座１３及び
上蓋１５は、低融点ガラスを用いた熱圧着もしくはＰＳ
Ｇ(phosphosilicate glass) を挟んだ陽極接合等により
支持部５に接着される。シリコン台座１３及び上蓋１５
は質量部９及び架橋部３等を保護するためのものであ
る。

【００８３】このような加速度センサーに加速度や圧力
が加えられると、第１及び第２の質量部９，３１に加速
度や圧力が加わり、質量部９，３１と支持部５との相対
位置が変化する。そして、架橋部３が撓んで変形する。
その結果、架橋部３に形成されているピエゾ抵抗部１１
も変形する。このため、ピエゾ抵抗部１１の抵抗値が変
化し、この抵抗値の変化を検出することによって加速度
等を検出することができる。

【００８４】上記第５の実施の形態によれば、加速度セ
ンサーにおいてその中央部に位置する第１の質量部９の
周囲に４個の第２の質量部３１を連結して設け、第１の
質量部９を十字の型からなる架橋部３の頂点の４か所で
支えている。つまり、従来の加速度検出装置ではダイア
フラム部を形成していた部分に第２の質量部３１を設
け、第２の質量部３１を架橋部３及び支持部５から貫通
部３３により分離する。これにより、第１及び第２の質
量部９，３１が一体となって質量部として動作する。こ
のように従来の加速度検出装置ではダイアフラム部とし
て利用していた領域（加速度センサーの高感度化という
点では無駄だった部分）を質量部として利用し、更に質
量部９，３１を小さい面積の架橋部３で支えている。こ
のため、同じ力（加速度、圧力）に対する質量部９，３
１の変位が増加し、これに伴い架橋部３の変形が増加す
る。その結果、加速度センサーを高感度なものにするこ
とができる。具体的には、本実施の形態による加速度セ
ンサーは第１〜第４の実施の形態による加速度センサー
に比べて高感度なものとなる。

【００８５】また、本実施の形態では、上記のように加
速度センサーを高感度なものとすることができるため、
従来の装置のようなガラスや金属の重錘体が不要にな
る。その結果、製造工程を簡略化でき、加速度センサー
を低価格にすることができる。

【００８６】尚、上記第５の実施の形態では、加速度セ
ンサーの平面形状を正方形としているが、これに限定さ
れず、加速度センサーの平面形状を他の形状とすること
も可能である。例えば、ある方向の加速度を検出する感
度を他の方向のそれに比べて積極的に向上させる場合
は、加速度センサーの平面形状を長方形とすることとな
る。

【００８７】図１０は、本発明の第６の実施の形態によ
る加速度検出装置を示す平面図である。図１１（ａ）
は、図１０に示す１１ａ−１１ａ線に沿った断面図であ
り、図１１（ｂ）は、図１０に示す１１ｂ−１１ｂ線に
沿った断面図である。図１０及び図１１については、図
１及び図２と同一部分については同一符号を付し、異な
る部分についてのみ説明する。

【００８８】本実施の形態では、加速度検出装置の更な
る高感度化のために、第１の実施の形態による加速度検
出装置における質量部９に従来例と同様のガラス又は金
属からなる重錘体３９を接合したものである。

【００８９】すなわち、図１１（ｂ）に示すように、質
量部９の下面にはガラス又は金属からなる重錘体３９が
接合され、この重錘体３９は質量部９につり下げられた
状態とされている。支持部５の下面には支柱部３８を挟
んでシリコン台座１３が取り付けられており、この支柱
部３８とシリコン台座１３は重錘体３９を囲むように形
成されている。

【００９０】第６の実施の形態による加速度検出装置に
おいても架橋部が撓みやすく高感度な加速度センサーと
なっているので、上記重錘体３９を従来の装置のガラス
重錘体（図２１に示す）より軽いものを用いることも可
能であり、その場合でも十分な高感度を得ることができ
る。一例としては、質量部９の下面に球状重錘体を貼り
付けた加速度検出装置とすることも可能であり、ディス
ペンサーを用いて質量部９の下面にプラスチックの重錘
体を接合した加速度検出装置とすることも可能である。

【００９１】このような加速度検出装置に加速度や圧力
が加えられると、重錘体３９に加速度や圧力が加わり、
質量部９と支持部５との相対位置が変化し、架橋部３が
撓んで変形する。その結果、架橋部３に形成されている
ピエゾ抵抗部１１も変形するため、ピエゾ抵抗部１１の
抵抗値が変化し、この抵抗値の変化を検出することによ
って加速度等を検出することができる。

【００９２】図１２は、本発明の第７の実施の形態によ
る加速度検出装置を示す平面図である。図１３（ａ）
は、図１２に示す１３ａ−１３ａ線に沿った断面図であ
り、図１３（ｂ）は、図１２に示す１３ｂ−１３ｂ線に
沿った断面図である。図１２及び図１３については、図
３及び図４と同一部分については同一符号を付し、異な
る部分についてのみ説明する。

【００９３】本実施の形態では、加速度検出装置の更な
る高感度化のために、第２の実施の形態による加速度検
出装置における質量部９に従来例と同様のガラス又は金
属からなる重錘体３９を接合したものである。

【００９４】すなわち、図１３（ｂ）に示すように、質
量部９の下面にはガラス又は金属からなる重錘体３９が
接合され、この重錘体３９は質量部９につり下げられた
状態とされている。支持部５の下面には支柱部３８を挟
んでシリコン台座１３が取り付けられており、この支柱
部３８とシリコン台座１３は重錘体３９を囲むように形
成されている。

【００９５】第７の実施の形態による加速度検出装置に
おいても架橋部が撓みやすく高感度な加速度センサーと
なっている。このため、第６の実施の形態と同様に従来
の装置のガラス重錘体より軽いものを用いることも可能
である。

【００９６】図１４は、本発明の第８の実施の形態によ
る加速度検出装置を示す平面図である。図１５（ａ）
は、図１４に示す１５ａ−１５ａ線に沿った断面図であ
り、図１５（ｂ）は、図１４に示す１５ｂ−１５ｂ線に
沿った断面図である。図１４及び図１５については、図
５と同一部分については同一符号を付し、異なる部分に
ついてのみ説明する。

【００９７】本実施の形態では、加速度検出装置の更な
る高感度化のために、第３の実施の形態による加速度検
出装置における質量部９に従来例と同様のガラス又は金
属からなる重錘体３９を接合したものである。

【００９８】すなわち、図１５（ｂ）に示すように、質
量部９の下面にはガラス又は金属からなる重錘体３９が
接合され、この重錘体３９は質量部９につり下げられた
状態とされている。支持部５の下面には支柱部３８を挟
んでシリコン台座１３が取り付けられており、この支柱
部３８とシリコン台座１３は重錘体３９を囲むように形
成されている。

【００９９】第８の実施の形態による加速度検出装置に
おいても架橋部が撓みやすく高感度な加速度センサーと
なっている。このため、第６の実施の形態と同様に従来
の装置のガラス重錘体より軽いものを用いることも可能
である。

【０１００】図１６は、本発明の第９の実施の形態によ
る加速度検出装置を示す平面図である。図１７（ａ）
は、図１６に示す１７ａ−１７ａ線に沿った断面図であ
り、図１７（ｂ）は、図１６に示す１７ｂ−１７ｂ線に
沿った断面図である。図１６及び図１７については、図
６及び図７と同一部分については同一符号を付し、異な
る部分についてのみ説明する。

【０１０１】本実施の形態では、加速度検出装置の更な
る高感度化のために、第４の実施の形態による加速度検
出装置における質量部９に従来例と同様のガラス又は金
属からなる重錘体３９を接合したものである。

【０１０２】すなわち、図１７（ｂ）に示すように、質
量部９の下面にはガラス又は金属からなる重錘体３９が
接合され、この重錘体３９は質量部９につり下げられた
状態とされている。支持部５の下面には支柱部３８を挟
んでシリコン台座１３が取り付けられており、この支柱
部３８とシリコン台座１３は重錘体３９を囲むように形
成されている。

【０１０３】第９の実施の形態による加速度検出装置に
おいても架橋部が撓みやすく高感度な加速度センサーと
なっている。このため、第６の実施の形態と同様に従来
の装置のガラス重錘体より軽いものを用いることも可能
である。

【０１０４】図１８は、本発明の第１０の実施の形態に
よる加速度検出装置を示す平面図である。図１９（ａ）
は、図１８に示す１９ａ−１９ａ線に沿った断面図であ
り、図１９（ｂ）は、図１８に示す１９ｂ−１９ｂ線に
沿った断面図である。図１８及び図１９については、図
８及び図９と同一部分については同一符号を付し、異な
る部分についてのみ説明する。

【０１０５】本実施の形態では、加速度検出装置の更な
る高感度化のために、第５の実施の形態による加速度検
出装置における第１及び第２の質量部９，３１に従来例
と同様のガラス又は金属からなる重錘体３９を接合した
ものである。

【０１０６】すなわち、図１９（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、第１及び第２の質量部９，３１の下面にはガラス
又は金属からなる重錘体３９が接合され、この重錘体３
９は第１及び第２の質量部９，３１につり下げられた状
態とされている。支持部５の下面には支柱部３８を挟ん
でシリコン台座１３が取り付けられており、この支柱部
３８とシリコン台座１３は重錘体３９を囲むように形成
されている。

【０１０７】第１０の実施の形態による加速度検出装置
においても架橋部が撓みやすく高感度な加速度センサー
となっている。このため、第６の実施の形態と同様に従
来の装置のガラス重錘体より軽いものを用いることも可
能である。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜５に係る
発明によれば、製造工程を簡略化することができ、製造
コストを低下させた加速度検出装置の製造方法を提供す
ることができる。また、請求項６に係る発明によれば、
基板をエッチングすることにより形成した薄膜の厚さを
容易に測定できる膜厚測定方法を提供することができ
る。

【０１０９】また、請求項７〜１５に係る発明によれ
ば、加速度検出の感度を向上させた加速度検出装置及び
その製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による加速度検出装
置を示す平面図である。

【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、図１の加速度検出装置
の製造方法を示すもので図１に示す２ｂ−２ｂ線に沿っ
た断面図であり、図２（ｄ）は、図１に示す２ｄ−２ｄ
線に沿った断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態による加速度検出装
置を示す平面図である。

【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、図３の加速度検出装置
の製造方法を示すもので図３に示す４ｂ−４ｂ線に沿っ
た断面図であり、図４（ｄ）は、図３に示す４ｄ−４ｄ
線に沿った断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態による加速度検出装
置を示す平面図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態による加速度検出装
置を示す平面図である。

【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、図６の加速度検出装置
の製造方法を示すもので図６に示す７ｂ−７ｂ線に沿っ
た断面図であり、図７（ｄ）は、図６に示す７ｄ−７ｄ
線に沿った断面図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態による加速度検出装
置を示す平面図である。

【図９】図９（ａ）は、図８に示す９ａ−９ａ線に沿っ
た断面図であり、図９（ｂ）は、図８に示す９ｂ−９ｂ
線に沿った断面図である。

【図１０】本発明の第６の実施の形態による加速度検出
装置を示す平面図である。

【図１１】図１１（ａ）は、図１０に示す１１ａ−１１
ａ線に沿った断面図であり、図１１（ｂ）は、図１０に
示す１１ｂ−１１ｂ線に沿った断面図である。

【図１２】本発明の第７の実施の形態による加速度検出
装置を示す平面図である。

【図１３】図１３（ａ）は、図１２に示す１３ａ−１３
ａ線に沿った断面図であり、図１３（ｂ）は、図１２に
示す１３ｂ−１３ｂ線に沿った断面図である。

【図１４】本発明の第８の実施の形態による加速度検出
装置を示す平面図である。

【図１５】図１５（ａ）は、図１４に示す１５ａ−１５
ａ線に沿った断面図であり、図１５（ｂ）は、図１４に
示す１５ｂ−１５ｂ線に沿った断面図である。

【図１６】本発明の第９の実施の形態による加速度検出
装置を示す平面図である。

【図１７】図１７（ａ）は、図１６に示す１７ａ−１７
ａ線に沿った断面図であり、図１７（ｂ）は、図１６に
示す１７ｂ−１７ｂ線に沿った断面図である。

【図１８】本発明の第１０の実施の形態による加速度検
出装置を示す平面図である。

【図１９】図１９（ａ）は、図１８に示す１９ａ−１９
ａ線に沿った断面図であり、図１９（ｂ）は、図１８に
示す１９ｂ−１９ｂ線に沿った断面図である。

【図２０】従来のピエゾ抵抗素子を用いた加速度検出装
置を示す平面図である。

【図２１】図２１（ａ）は、図２０に示す２１ａ−２１
ａ線に沿った断面図であり、図２１（ｂ）は、図２０に
示す２１ｂ−２１ｂ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１…加速度検出装置（加速度センサー）３…架橋部５…支持部７…分離部９…質量部（第１の質量部）１１…ピエゾ抵
抗部１３…シリコン台座１５…上蓋１７…分離部１９…ダイア
フラム部２０…半導体チップ２３…バイポ
ーラトランジスター２５…ＭＯＳトランジスター３１…第２の
質量部３３…分離部（貫通部）３８…支柱部３９…重錘体１００…加速度検出装置（加速度センサー）１０１…質量部１０３…ダイ
アフラム部１０５…ピエゾ抵抗部１０７…支持
部１０８…支柱部１０９…ガラ
ス重錘体１１１…シリコン台座

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加速度が作用する質量部、該質量部に一
端が連結する架橋部、該架橋部の他端が連結する支持
部、該架橋部に形成された歪検出部、及び、該架橋部と
該支持部とを連結する部分以外で該支持部と該架橋部と
を分離する分離部を有する半導体基板の製造方法であっ
て；該半導体基板の表面における該分離部をエッチング
することにより凹部を形成する工程と、該半導体基板の裏面における該分離部及び該架橋部を化
学エッチングすることにより、該凹部を貫通すると共に
該架橋部の厚さを該質量部及び該支持部の厚さより薄く
形成する工程と、を具備することを特徴とする加速度検出装置の製造方
法。
【請求項２】加速度が作用する質量部、該質量部に一
端が連結する架橋部、該架橋部の他端が連結する支持
部、該架橋部に形成された歪検出部、該支持部に連結す
るダイアフラム部、及び、該ダイアフラム部と該架橋部
とを分離する分離部を有する半導体基板の製造方法であ
って；該半導体基板の表面における該分離部を化学エッ
チングすることによりＶ字状の溝を形成する工程と、該半導体基板の裏面における該架橋部、該分離部及び該
ダイアフラム部を化学エッチングすることにより、該Ｖ
字状の溝を貫通すると共に該架橋部及び該ダイアフラム
部それぞれの厚さを該質量部及び該支持部の厚さより薄
く形成する工程と、を具備することを特徴とする加速度検出装置の製造方
法。
【請求項３】上記ダイアフラム部に２は半導体素子が
形成されていることを特徴とする請求項２記載の加速度
検出装置の製造方法。
【請求項４】加速度が作用する質量部、該質量部に一
端が連結する架橋部、該架橋部の他端が連結する支持
部、該架橋部に形成された歪検出部、及び、該架橋部と
該支持部とを連結する部分以外で該支持部と該架橋部と
を分離する分離部を有する半導体基板の製造方法であっ
て；該半導体基板の表面における該分離部をエッチング
することにより、該分離部の周囲に沿ってＶ字状の溝を
形成する工程と、該半導体基板の裏面における該分離部及び該架橋部を化
学エッチングすることにより、該Ｖ字状の溝を貫通する
と共に該架橋部の厚さを該質量部及び該支持部の厚さよ
り薄く形成する工程と、を具備することを特徴とする加速度検出装置の製造方
法。
【請求項５】上記架橋部は、該歪検出部が形成されて
いる部分の幅が該歪検出部が形成されていない部分より
狭くなっていることを特徴とする請求項１〜４のうちの
いずれか１項記載の加速度検出装置の製造方法。
【請求項６】基板の表面にＶ字状の溝をエッチングに
より形成し、該Ｖ字状の溝の底部が貫通するように該基板の裏面をエ
ッチングすることにより、該基板の厚さより薄い膜を形
成し、該溝のエッチング面が基板表面の垂直軸となす角度、該
溝の上部の幅及び該溝の底部の幅から該膜の厚さを計算
することを特徴とする膜厚測定方法。
【請求項７】加速度が作用することにより動く第一質
量部と、該第一質量部に一端が連結され、該第一質量部が動くこ
とにより歪みを生ずる架橋部と、該架橋部に設けられた、該架橋部の歪みを検出する歪検
出部と、該架橋部の他端が連結された、該架橋部を支える支持部
と、該第一質量部に連結された第二質量部であって、加速度
が作用することにより該第一質量部の動きを増幅させる
第二質量部と、を具備することを特徴とする加速度検出装置。
【請求項８】上記支持部と上記架橋部とを連結する部
分以外で該支持部と該架橋部とを分離する分離部をさら
に含み、上記第二質量部は該分離部によって該支持部及
び該架橋部から分離されていることを特徴とする請求項
７記載の加速度検出装置。
【請求項９】少なくとも上記架橋部、上記第一質量部
及び上記第二質量部は、同一の半導体基板から形成され
ており、上記分離部は、該半導体基板を貫通する溝であ
ることを特徴とする請求項８記載の加速度検出装置。
【請求項１０】加速度が作用する第一質量部、該第一
質量部に一端が連結する架橋部、該架橋部の他端が連結
する支持部、該架橋部に形成された歪検出部、及び、該
第一質量部に連結された第二質量部、該架橋部と該支持
部とを連結する部分以外で該支持部と該架橋部とを分離
する分離部を有する半導体基板の製造方法であって；該
半導体基板の表面における該分離部をエッチングするこ
とにより凹部を形成する工程と、該半導体基板の裏面における該分離部及び該架橋部を化
学エッチングすることにより、該凹部を貫通すると共に
該架橋部の厚さを該第一質量部、該第二質量部及び該支
持部それぞれの厚さより薄く形成する工程と、を具備することを特徴とする加速度検出装置の製造方
法。
【請求項１１】加速度が作用することにより動く質量
部と、該質量部に一端が連結され、該質量部が動くことにより
歪みを生ずる架橋部と、該架橋部に設けられた、該架橋部の歪みを検出する歪検
出部と、該架橋部の他端が連結された、該架橋部を支える支持部
と、該質量部に連結された重錘体であって、加速度が作用す
ることにより該質量部の動きを増幅させる重錘体と、上記支持部と上記架橋部とを連結する部分以外で該支持
部と該架橋部とを分離する分離部と、を具備することを特徴とする加速度検出装置。
【請求項１２】少なくとも上記架橋部及び上記質量部
は、同一の半導体基板から形成されており、上記分離部
は、該半導体基板を貫通する穴又は溝であることを特徴
とする請求項１０記載の加速度検出装置。
【請求項１３】加速度が作用することにより動く第一
質量部と、該第一質量部に一端が連結され、該第一質量部が動くこ
とにより歪みを生ずる架橋部と、該架橋部に設けられた、該架橋部の歪みを検出する歪検
出部と、該架橋部の他端が連結された、該架橋部を支える支持部
と、該第一質量部に連結された第二質量部であって、加速度
が作用することにより該第一質量部の動きを増幅させる
第二質量部と、該第一質量部及び該第二質量部の少なくともいずれかに
連結された重錘体であって、加速度が作用することによ
り該第一質量部の動きを増幅させる重錘体と、を具備することを特徴とする加速度検出装置。
【請求項１４】上記支持部と上記架橋部とを連結する
部分以外で該支持部と該架橋部とを分離する分離部をさ
らに含み、上記第二質量部は該分離部によって該支持部
及び該架橋部から分離されていることを特徴とする請求
項１２記載の加速度検出装置。
【請求項１５】少なくとも上記架橋部、上記第一質量
部及び上記第二質量部は、同一の半導体基板から形成さ
れており、上記分離部は、該半導体基板を貫通する溝で
あることを特徴とする請求項１３記載の加速度検出装
置。