JPH11345985A - Semiconductor dynamic quantity sensor - Google Patents

Semiconductor dynamic quantity sensor

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JPH11345985A
JPH11345985A JP11112372A JP11237299A JPH11345985A JP H11345985 A JPH11345985 A JP H11345985A JP 11112372 A JP11112372 A JP 11112372A JP 11237299 A JP11237299 A JP 11237299A JP H11345985 A JPH11345985 A JP H11345985A
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crystal silicon
silicon substrate
single crystal
film
semiconductor
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent short circuit between movable parts and a semiconductor layer facing the movable parts, in a semiconductor dynamic quantity sensor. SOLUTION: A single crystal silicon substrate 1 is bonded on a single crystal silicon substrate 8 via an SiO2 film 9, and the single crystal silicon substrate 1 is made a thin film. Cantilever beams 13 are formed on the single crystal silicon substrate 1 and are made movable in the direction parallel with the surface of the substrate. The surfaces of the cantilever beams 13 and the single crystal silicon substrate 1 facing the cantilever beams 13 are covered with an SiO2 film 5, so that electrode short circuit in a capacitance type acceleration sensor is prevented. A signal processing circuit 10 is formed on the single crystal silicon substrate 1, and signal processing subsequent to the action of the cantilever beams 13 is performed by the signal processing circuit 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体力学量センサ
に係り、詳しくは、自動車のエアバッグシステムやサス
ペンション制御システム等に好適な半導体式の力学量セ
ンサ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 dynamic quantity sensor, and more particularly, to a semiconductor dynamic quantity sensor suitable for an airbag system, a suspension control system, and the like of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】日経エレクトロニクス1991.11.
11(no.540)、P223〜P231には、表面
微細加工技術を用いた加速度センサが示されている。つ
まり、シリコン基板の上に薄膜のポリシリコン膜を積層
して、このポリシリコン層をエッチングすることによ
り、表面の平行方向に移動可能な可動部を形成して差動
容量型加速度センサを形成している。
2. Description of the Related Art Nikkei Electronics 1991.11.
11 (No. 540), P223 to P231, an acceleration sensor using a surface micromachining technique is shown. In other words, by laminating a thin polysilicon film on a silicon substrate and etching this polysilicon layer, a movable portion movable in a direction parallel to the surface is formed, thereby forming a differential capacitive acceleration sensor. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、センサが大
きな力学量を受けると可動部が大きく移動して、可動部
と対向するシリコン層と物理的に接触することがある。
この物理的な接触は、センサの出力に対して望ましくな
い短絡回路を形成することになる。
However, when the sensor receives a large amount of dynamics, the movable part may move greatly and may physically contact the silicon layer facing the movable part.
This physical contact creates an undesirable short circuit to the output of the sensor.

【0004】そこで、この発明の目的は、可動部と可動
部に対向する半導体層との間の短絡を防止することがで
きる半導体力学量センサを提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a semiconductor dynamic quantity sensor capable of preventing a short circuit between a movable portion and a semiconductor layer facing the movable portion.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
第1の基板上(8)に形成された半導体層(1)と、前
記半導体層に形成され、加速度の作用により移動する可
動部(13)とを備え、前記加速度による前記可動部の
移動に伴う信号を発生する半導体力学量センサであっ
て、前記可動部の表面、又は、可動部と対向する前記半
導体層の少なくともいずれかは絶縁体(5)で被覆され
ていることを特徴とする半導体力学量センサを要旨とす
る。
Means for Solving the Problems The invention according to claim 1 is:
A semiconductor layer (1) formed on the first substrate (8); and a movable part (13) formed on the semiconductor layer and moving by the action of acceleration. A semiconductor dynamic quantity sensor for generating an accompanying signal, wherein at least one of the surface of the movable portion and the semiconductor layer facing the movable portion is covered with an insulator (5). The gist is a physical quantity sensor.

【0006】請求項2記載の発明は、前記絶縁体は誘電
体であることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that the insulator is a dielectric.

【0007】請求項3記載の発明は、前記絶縁体は酸化
膜(5)であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is characterized in that the insulator is an oxide film (5).

【0008】請求項4記載の発明は、前記半導体層は単
結晶シリコンにて形成されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the semiconductor layer is formed of single crystal silicon.

【0009】請求項5記載の発明は、前記可動部と対向
する半導体層と前記第1の基板との間にはポリシリコン
層(7)が形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is characterized in that a polysilicon layer (7) is formed between the semiconductor layer facing the movable portion and the first substrate.

【0010】請求項6記載の発明は、前記可動部には電
極となるn+領域(4)が形成されていることを特徴と
する。
The invention according to claim 6 is characterized in that an n + region (4) serving as an electrode is formed in the movable portion.

【0011】請求項7記載の発明は、前記可動部は移動
可能な梁部(13)を含んでおり、前記半導体層の厚み
方向の前記梁部の厚さ(L1)は前記半導体層の平面方
向の前記梁部の幅(L2)より大きくなっていることを
特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, the movable portion includes a movable beam portion (13), and a thickness (L1) of the beam portion in a thickness direction of the semiconductor layer is a plane of the semiconductor layer. A width (L2) of the beam portion in the direction.

【0012】[0012]

【作用及び発明の効果】請求項1記載の発明によれば、
可動部の表面、又は、可動部と対向する半導体層の少な
くともいずれかは絶縁体で被覆されているので、可動部
が大きく移動して対向する半導体層と物理的に接触して
も、両者間は絶縁されているので、短絡回路を形成する
ことはない。
According to the first aspect of the present invention,
Since the surface of the movable portion or at least one of the semiconductor layers facing the movable portion is covered with an insulator, even if the movable portion moves significantly and physically contacts the opposed semiconductor layer, the gap between the two remains. Are insulated, so that no short circuit is formed.

【0013】[0013]

【実施例】(第1実施例)以下、この発明を具体化した
一実施例を図面に従って説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1には、加速度センサの平面図を示すと
ともに、図2には図1のA−A断面図を示す。本加速度
センサは容量型加速度センサであり、図2に示すよう
に、単結晶シリコン基板8上にSiO2 膜9を介して単
結晶シリコン基板1が接合され、単結晶シリコン基板1
には同基板1を貫通するトレンチ3により片持ち梁13
が形成されている。この片持ち梁13は、図1に示すよ
うに、その先端側が2つに分かれた構造をなしている。
そして、片持ち梁13は、単結晶シリコン基板1の表面
に平行な方向(図1中、C矢印方向)に可動となってい
る。さらに、単結晶シリコン基板1において、信号処理
回路10がポリシリコン膜6及びSiO2膜5により片
持ち梁13とは電気的に絶縁された状態で形成されてい
る。
FIG. 1 is a plan view of the acceleration sensor, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. This acceleration sensor is a capacitive acceleration sensor. As shown in FIG. 2, a single-crystal silicon substrate 1 is bonded to a single-crystal silicon substrate 8 via an SiO2 film 9,
The cantilever 13 by the trench 3 penetrating the same substrate 1
Are formed. As shown in FIG. 1, the cantilever 13 has a structure in which the distal end is divided into two.
The cantilever 13 is movable in a direction parallel to the surface of the single crystal silicon substrate 1 (the direction of arrow C in FIG. 1). Further, in the single crystal silicon substrate 1, the signal processing circuit 10 is formed in a state of being electrically insulated from the cantilever 13 by the polysilicon film 6 and the SiO2 film 5.

【0015】図3〜図10にはその製造工程を示す。以
下に、製造工程を説明する。図3に示すように、1〜2
0Ω・cmのn型(100)単結晶シリコン基板1を用
意し、その主表面に熱酸化により1μm程度のSiO2
膜2を形成し、フォトリソグラフィー手法によりSiO
2 膜2を所定のパターンに形成する。続いて、単結晶シ
リコン基板1の主表面側において、リアクティブイオン
エッチング等により所定の深さ、例えば0.2〜30μ
m程度の垂直の壁を持つトレンチ3を形成する。本実施
例では、約3μmの場合で説明する。
3 to 10 show the manufacturing steps. Hereinafter, the manufacturing process will be described. As shown in FIG.
An n-type (100) single-crystal silicon substrate 1 of 0 Ω · cm is prepared, and its main surface is thermally oxidized to about 1 μm
A film 2 is formed, and SiO 2 is formed by photolithography.
2 The film 2 is formed in a predetermined pattern. Subsequently, a predetermined depth, for example, 0.2 to 30 μm, is formed on the main surface side of the single crystal silicon substrate 1 by reactive ion etching or the like.
A trench 3 having a vertical wall of about m is formed. In this embodiment, the case of about 3 μm will be described.

【0016】そして、SiO2 膜2を除去した後、図4
に示すように、トレンチ3の内壁を含む単結晶シリコン
基板1の主表面に、リンやヒ素等によるn+ 拡散層4を
形成し、さらに熱酸化等により0.1〜1μmのSiO
2 膜5を形成する。この時、エッチングのダメージを除
去するため、n+ 拡散層4を形成する前にSiO2 を熱
酸化で形成し除去する、いわゆる犠牲酸化を行ってもよ
い。
After removing the SiO 2 film 2, FIG.
As shown in FIG. 1, an n @ + diffusion layer 4 made of phosphorus, arsenic, or the like is formed on the main surface of the single crystal silicon substrate 1 including the inner wall of the trench 3, and then a 0.1-1 .mu.m SiO.sub.
2 A film 5 is formed. At this time, so-called sacrificial oxidation for forming and removing SiO2 by thermal oxidation before forming the n @ + diffusion layer 4 may be performed in order to remove damage due to etching.

【0017】続いて、図5に示すように、単結晶シリコ
ン基板1の主表面にポリシリコン膜6を形成して、トレ
ンチ3をポリシリコン膜6にて充填する。尚、ポリシリ
コン膜6をバイアス用導電路として使用すべく同ポリシ
リコン膜6に不純物を導入する場合には、ポリシリコン
膜6を形成する前に薄いポリシリコン層を形成しリン等
を高濃度に拡散しておけばポリシリコン膜6に不純物を
導入することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 5, a polysilicon film 6 is formed on the main surface of the single crystal silicon substrate 1, and the trench 3 is filled with the polysilicon film 6. When impurities are introduced into the polysilicon film 6 in order to use the polysilicon film 6 as a conductive path for bias, a thin polysilicon layer is formed before the polysilicon film 6 is formed, and phosphorus or the like is highly doped. In this case, impurities can be introduced into the polysilicon film 6.

【0018】次に、図6に示すように、ポリシリコン膜
6の表面を鏡面研磨して所定の厚さのポリシリコン膜6
が残るようする。続いて、ポリシリコン膜6に対しイオ
ン注入等により所定領域にボロンによるp+ 拡散層7を
形成する。
Next, as shown in FIG. 6, the surface of the polysilicon film 6 is mirror-polished to a predetermined thickness.
To remain. Subsequently, a p @ + diffusion layer 7 of boron is formed in a predetermined region of the polysilicon film 6 by ion implantation or the like.

【0019】一方、図7に示すように、もう1枚の(1
00)単結晶シリコン基板8を用意し、その主表面に熱
酸化による0.1〜1.0μmのSiO2 膜9を形成す
る。次に、単結晶シリコン基板1と単結晶シリコン基板
8とを、例えば過酸化水素水と硫酸の混合水溶液中に入
れ、親水性化処理を行う。そして、乾燥後、図8に示す
ように、単結晶シリコン基板1の主表面と単結晶シリコ
ン基板8の主表面とを室温中で重ね合わせ、400〜1
100°Cの炉の中に0.5〜2時間入れ強固な接合を
行う。
On the other hand, as shown in FIG.
00) A single-crystal silicon substrate 8 is prepared, and a 0.1 to 1.0 μm SiO2 film 9 is formed on the main surface by thermal oxidation. Next, the single-crystal silicon substrate 1 and the single-crystal silicon substrate 8 are placed in, for example, a mixed aqueous solution of aqueous hydrogen peroxide and sulfuric acid to perform a hydrophilic treatment. Then, after drying, as shown in FIG. 8, the main surface of the single crystal silicon substrate 1 and the main surface of the single crystal silicon substrate 8 are overlapped at room temperature, and
Place in a furnace at 100 ° C. for 0.5 to 2 hours to perform strong bonding.

【0020】次に、図9に示すように、アルカリ系の水
溶液、例えばKOH溶液等を用いて単結晶シリコン基板
1の裏面側を選択ポリッシングしてSiO2 膜2が表れ
るまで処理する。その結果、単結晶シリコン基板1の厚
さが、例えば、3μm程度となり、薄膜化される。
Next, as shown in FIG. 9, the back surface of the single crystal silicon substrate 1 is selectively polished using an alkaline aqueous solution, for example, a KOH solution or the like, until the SiO 2 film 2 appears. As a result, the thickness of the single crystal silicon substrate 1 becomes, for example, about 3 μm, and the thickness is reduced.

【0021】そして、図10に示すように、単結晶シリ
コン基板1の所定領域に通常のCMOSプロセス、又は
バイポーラプロセス等を用いて信号処理回路(IC回路
部)10を形成する。尚、図1及び図10においては、
信号処理回路10の一部としてMOSトランジスタのみ
を示す。さらに、信号処理回路10の上面にパッシベー
ション膜11として、例えばプラズマCVD法によるプ
ラズマSiN膜(P−SiN)を形成する。引き続き、
このパッシベーション膜11の所定の領域に窓12を明
ける。
Then, as shown in FIG. 10, a signal processing circuit (IC circuit section) 10 is formed in a predetermined region of the single crystal silicon substrate 1 by using a normal CMOS process or a bipolar process. In FIGS. 1 and 10,
Only a MOS transistor is shown as a part of the signal processing circuit 10. Further, a plasma SiN film (P-SiN) is formed on the upper surface of the signal processing circuit 10 as the passivation film 11 by, for example, a plasma CVD method. Continued
A window 12 is opened in a predetermined area of the passivation film 11.

【0022】そして、図2に示すように、TMAH(テ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイト)(CH3
)4 NOHの約20%溶液を用いて、単結晶シリコン
基板1の裏面側(図2中、上側)からパッシベーション
膜11の窓12を通してポリシリコン膜6をエッチング
除去する。このとき、パッシベーション膜11(P−S
iN)、SiO2 膜5,アルミ配線層,p+ 拡散層(p
+ ポリシリコン膜)7は選択的エッチングではほとんど
エッチングされない。
Then, as shown in FIG. 2, TMAH (tetramethylammonium hydroxide) (CH3
2) Using a solution of about 20% of 4NOH, the polysilicon film 6 is etched away from the back side (the upper side in FIG. 2) of the single crystal silicon substrate 1 through the window 12 of the passivation film 11. At this time, the passivation film 11 (PS
iN), SiO2 film 5, aluminum wiring layer, p + diffusion layer (p
+ Polysilicon film) 7 is hardly etched by selective etching.

【0023】尚、ポリシリコン膜6のエッチング除去の
際に、図1における片持ち梁13の幅の広い部分にエッ
チング用穴48が設けられ、このエッチング用穴48を
通してポリシリコン膜6をより確実にエッチング除去す
るようにしている。
When the polysilicon film 6 is removed by etching, an etching hole 48 is provided in a wide portion of the cantilever 13 in FIG. 1, and the polysilicon film 6 can be more securely formed through the etching hole 48. Is removed by etching.

【0024】その結果、片持ち梁13が形成される。こ
のとき、片持ち梁13は、図2に示すように、単結晶シ
リコン基板1の深さ方向の厚さL1 に対し単結晶シリコ
ン基板1の表面に平行な方向の幅L2 の方が小さくなっ
ている。
As a result, a cantilever 13 is formed. At this time, as shown in FIG. 2, the width L2 of the cantilever 13 in the direction parallel to the surface of the single crystal silicon substrate 1 is smaller than the thickness L1 of the single crystal silicon substrate 1 in the depth direction. ing.

【0025】容量型加速度センサにおいては、片持ち梁
13の先端部分(2つに分かれた部分)が可動電極とな
るとともに、図1に示すように、この片持ち梁13の先
端部分に対向する単結晶シリコン基板1が固定電極1
4,15,16,17となる。又、図1に示すように、
固定電極14と固定電極16とがアルミ配線層18aに
て取り出され、固定電極15と固定電極17とがアルミ
配線層18bにて取り出され、さらに、片持ち梁(可動
電極)13がアルミ配線層18cにて取り出されてい
る。このアルミ配線層18a,18b,18cは信号処
理回路10と接続され、この信号処理回路10により加
速度による片持ち梁(可動電極)13の変位に伴う信号
処理が行われるようになっている。又、片持ち梁13
(可動電極)及び固定電極14,15,16,17に配
置したn+ 拡散層4(図2参照)により、電位が一定に
保たれる。
In the capacitive acceleration sensor, a tip portion (a portion divided into two portions) of the cantilever 13 serves as a movable electrode, and faces the tip portion of the cantilever 13 as shown in FIG. Single-crystal silicon substrate 1 is fixed electrode 1
4, 15, 16, and 17. Also, as shown in FIG.
The fixed electrode 14 and the fixed electrode 16 are taken out by the aluminum wiring layer 18a, the fixed electrode 15 and the fixed electrode 17 are taken out by the aluminum wiring layer 18b, and the cantilever (movable electrode) 13 is taken out of the aluminum wiring layer. 18c. The aluminum wiring layers 18a, 18b and 18c are connected to a signal processing circuit 10, and the signal processing circuit 10 performs signal processing accompanying displacement of the cantilever (movable electrode) 13 due to acceleration. Also, cantilever 13
The potential is kept constant by the n + diffusion layer 4 (see FIG. 2) disposed on the (movable electrode) and the fixed electrodes 14, 15, 16, and 17.

【0026】尚、本実施例では容量型加速度センサとし
たが、片持ち梁13の根元部分の表面にピエゾ抵抗層を
形成すればピエゾ抵抗型の加速度センサとすることがで
きる。勿論、この両タイプのセンサを同一基板内に形成
すれば、さらにその精度、信頼性を向上させることがで
きる。
Although a capacitive acceleration sensor is used in this embodiment, a piezoresistive acceleration sensor can be formed by forming a piezoresistive layer on the surface of the base of the cantilever 13. Of course, if these two types of sensors are formed on the same substrate, their accuracy and reliability can be further improved.

【0027】このように製造された加速度センサにおい
ては、単結晶シリコン基板8上にSiO2 膜を介して単
結晶シリコン基板1が接合されてSOI構造となってい
る。さらに、片持ち梁13においては、単結晶シリコン
基板1の深さ方向の厚さL1に対し単結晶シリコン基板
1の表面に平行な方向の幅L2 の方が小さい。よって、
片持ち梁13が単結晶シリコン基板1の表面において表
面に平行な方向に移動可能となり、基板表面に平行な方
向への加速度が検出される。
In the acceleration sensor manufactured as described above, the single-crystal silicon substrate 1 is bonded on the single-crystal silicon substrate 8 via the SiO 2 film to form an SOI structure. Further, in the cantilever 13, the width L2 in the direction parallel to the surface of the single crystal silicon substrate 1 is smaller than the thickness L1 in the depth direction of the single crystal silicon substrate 1. Therefore,
The cantilever 13 is movable on the surface of the single-crystal silicon substrate 1 in a direction parallel to the surface, and acceleration in a direction parallel to the substrate surface is detected.

【0028】このように本実施例では、単結晶シリコン
基板1の主表面に、片持ち梁13を形成するための所定
深さのトレンチ(溝)3を形成し(第1工程)、単結晶
シリコン基板1の主表面にポリシリコン膜6を形成して
トレンチ3を当該ポリシリコン膜6にて充填するととも
に、そのポリシリコン膜6の表面を平滑化した(第2工
程)。そして、単結晶シリコン基板1の主表面と、Si
O2 膜(絶縁膜)9を形成した単結晶シリコン基板8と
を、SiO2 膜9を介して接合し(第3工程)、単結晶
シリコン基板1の裏面側を所定量研磨して単結晶シリコ
ン基板1を薄膜化した(第4工程)。さらに、単結晶シ
リコン基板1の表面に信号処理回路10を形成した後、
単結晶シリコン基板1の裏面側からポリシリコン膜6を
エッチング除去して片持ち梁13を形成した(第5工
程)。
As described above, in this embodiment, the trench (groove) 3 having a predetermined depth for forming the cantilever 13 is formed on the main surface of the single crystal silicon substrate 1 (first step), A polysilicon film 6 was formed on the main surface of the silicon substrate 1 to fill the trench 3 with the polysilicon film 6, and the surface of the polysilicon film 6 was smoothed (second step). Then, the main surface of the single crystal silicon substrate 1 and Si
The single-crystal silicon substrate 8 on which the O2 film (insulating film) 9 is formed is bonded via the SiO2 film 9 (third step), and the back surface of the single-crystal silicon substrate 1 is polished by a predetermined amount to obtain a single-crystal silicon substrate. 1 was thinned (fourth step). Further, after forming the signal processing circuit 10 on the surface of the single crystal silicon substrate 1,
The polysilicon film 6 was removed by etching from the back side of the single crystal silicon substrate 1 to form a cantilever 13 (fifth step).

【0029】よって、ウェハプロセスの途中における信
号処理回路10の形成プロセスでは、ポリシリコン膜6
により単結晶シリコン基板1の表面部分にはトレンチ3
が埋められており、IC素子の汚染、製造装置への汚
染、それに伴う電気特性の不良や劣化が防止できる。つ
まり、ウェハプロセスはプロセス途中の熱処理、フォト
リソグラフィー処理等においてウェハ表面に凹部や貫通
孔等の表面構造が現れないようにすることにより、コン
タミネーション等を防止してウェハプロセスの安定化を
図り、高精度の加速度センサを安定して供給することが
できる。
Therefore, in the process of forming the signal processing circuit 10 during the wafer process, the polysilicon film 6
Trench 3 is formed on the surface of single crystal silicon substrate 1
, Which can prevent the contamination of the IC element, the contamination of the manufacturing apparatus, and the accompanying deterioration or deterioration of the electric characteristics. In other words, the wafer process prevents contamination and the like by stabilizing the wafer process by preventing surface structures such as concave portions and through-holes from appearing on the wafer surface during heat treatment, photolithography, and the like during the process. A highly accurate acceleration sensor can be supplied stably.

【0030】このように製造された加速度センサは、単
結晶シリコン基板8上にSiO2 膜(絶縁膜)9を介し
て接合され、かつ薄膜化された単結晶シリコン基板1
と、単結晶シリコン基板1に形成され、その表面に平行
な方向に可動な片持ち梁13と、単結晶シリコン基板1
に形成され、加速度による片持ち梁13の動作に伴う信
号処理を行う信号処理回路10とを備えている。そし
て、単結晶シリコン基板1の表面に平行な方向に加速度
が作用すると、単結晶シリコン基板1に形成した片持ち
梁13が動作する。その片持ち梁13の動作に伴い単結
晶シリコン基板1に形成した信号処理回路10にて信号
処理が行われる。このようにして、単結晶シリコンを用
いた表面マイクロマシーニング技術により加速度センサ
が形成され、新規な構造にて高精度、高信頼性を図るこ
とができることとなる。
The acceleration sensor manufactured in this manner is bonded to a single-crystal silicon substrate 8 via an SiO 2 film (insulating film) 9 and is made thinner.
A cantilever 13 formed on the single crystal silicon substrate 1 and movable in a direction parallel to the surface thereof;
And a signal processing circuit 10 for performing signal processing accompanying the operation of the cantilever 13 due to acceleration. When acceleration acts in a direction parallel to the surface of the single-crystal silicon substrate 1, the cantilever 13 formed on the single-crystal silicon substrate 1 operates. Signal processing is performed by the signal processing circuit 10 formed on the single crystal silicon substrate 1 with the operation of the cantilever 13. In this manner, the acceleration sensor is formed by the surface micromachining technology using single crystal silicon, and high accuracy and high reliability can be achieved with a novel structure.

【0031】又、前記片持ち梁13の表面、及び、片持
ち梁13と対向する単結晶シリコン基板1をSiO2 膜
(絶縁体)5にて被覆したので、容量型加速度センサに
おける電極ショートを未然に防止することができる。
尚、片持ち梁13の表面と、片持ち梁13と対向する単
結晶シリコン基板1とは、少なくともいずれかがSiO
2 膜(絶縁体)5にて被覆されていればよい。
Further, since the surface of the cantilever 13 and the single-crystal silicon substrate 1 facing the cantilever 13 are covered with the SiO2 film (insulator) 5, the electrode short-circuit in the capacitive acceleration sensor is prevented. Can be prevented.
Note that at least one of the surface of the cantilever 13 and the single-crystal silicon substrate 1 facing the cantilever 13 is made of SiO 2.
2 It is only necessary to be covered with the film (insulator) 5.

【0032】尚、本実施例の応用として、図11,12
に示すように、寄生容量を減らすため片持ち梁13を信
号処理回路(IC回路部)10と切り離し、エアーブリ
ッジ配線としてもよい。又、固定電極14,15,1
6,17も同様な構造にしてもよい。さらに、前記実施
例ではアルミ配線層を用いたがポリシリコン層により配
線部を形成してもよい。さらには、前記実施例では梁の
先端に2つの可動電極を形成するとともに4つの固定電
極14,15,16,17を形成したが、さらに感度を
向上させるために、可動電極部と固定電極部とを櫛歯状
にしてもよい。
As an application of this embodiment, FIGS.
In order to reduce the parasitic capacitance, the cantilever 13 may be separated from the signal processing circuit (IC circuit section) 10 to form an air bridge wiring as shown in FIG. In addition, fixed electrodes 14, 15, 1
6 and 17 may have the same structure. Further, in the above embodiment, the aluminum wiring layer is used, but the wiring portion may be formed by a polysilicon layer. Further, in the above embodiment, two movable electrodes are formed at the tip of the beam and four fixed electrodes 14, 15, 16, 17 are formed. However, in order to further improve the sensitivity, the movable electrode portion and the fixed electrode portion are formed. May be comb-shaped.

【0033】(第2実施例)次に、第2実施例を第1実
施例との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

【0034】前記第1実施例では片持ち梁13を形成す
るために、この部分を単結晶シリコン基板から一定距離
離す目的でp+ 拡散層(p+ ポリシリコン膜)7を形成
したが、本実施例においては、この一定距離離すために
トレンチを形成する前に凹部を形成している。
In the first embodiment, in order to form the cantilever 13, the p + diffusion layer (p + polysilicon film) 7 is formed in order to separate this portion from the single crystal silicon substrate by a certain distance. In the embodiment, the concave portion is formed before forming the trench in order to keep the predetermined distance.

【0035】図13〜図21にはその製造工程を示す。
図13に示すように、n型(100)単結晶シリコン基
板20を用意し、単結晶シリコン基板20の主表面にド
ライエッチング又はウェットエッチングにより凹部21
を所定の深さ、例えば0.1〜5μmの深さで形成す
る。そして、図14に示すように、単結晶シリコン基板
20の主表面にSiO2 膜22を形成し、フォトリソグ
ラフィー手法のよりパターンを形成する。続いて、凹部
21の底部を含む単結晶シリコン基板20の主表面にド
ライエッチング等により0.1〜30μm程度のトレン
チ23を形成する。
FIGS. 13 to 21 show the manufacturing steps.
As shown in FIG. 13, an n-type (100) single-crystal silicon substrate 20 is prepared, and the recess 21 is formed on the main surface of the single-crystal silicon substrate 20 by dry etching or wet etching.
Is formed at a predetermined depth, for example, a depth of 0.1 to 5 μm. Then, as shown in FIG. 14, an SiO2 film 22 is formed on the main surface of the single crystal silicon substrate 20, and a pattern is formed by photolithography. Subsequently, a trench 23 of about 0.1 to 30 μm is formed on the main surface of the single crystal silicon substrate 20 including the bottom of the concave portion 21 by dry etching or the like.

【0036】そして、図15に示すように、トレンチ2
3の内壁を含む単結晶シリコン基板20の主表面に、n
+ 拡散層24を形成するとともに、熱酸化によりSiO
2 膜25を形成する。その後、図16に示すように、ト
レンチ23内にLPCVD法によりポリシリコン膜26
を埋め込む。
Then, as shown in FIG.
In the main surface of the single crystal silicon substrate 20 including the inner wall of No. 3, n
+ A diffusion layer 24 is formed, and SiO
2 A film 25 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 16, the polysilicon film 26 is formed in the trench 23 by the LPCVD method.
Embed

【0037】引き続き、図17に示すように、SiO2
膜25をストッパーとしてポリシリコン膜26の表面を
研摩し、表面を平滑にする。この時、ポリシリコン膜2
6とSiO2 膜25の表面が平滑になることが望ましい
が、ポリシリコン膜26の部分がへこみぎみになったと
してもSiO2 膜25の表面が平滑になっていれば続い
て行われるウエハ接合において差し支えない。
Subsequently, as shown in FIG.
Using the film 25 as a stopper, the surface of the polysilicon film 26 is polished to smooth the surface. At this time, the polysilicon film 2
6 and the surface of the SiO2 film 25 are desirably smooth, but if the surface of the SiO2 film 25 is smooth even if the portion of the polysilicon film 26 is dented, there is no problem in the subsequent wafer bonding. Absent.

【0038】一方、図18に示すように、もう1枚の
(100)単結晶シリコン基板27を用意し、その主表
面に熱酸化による0.1〜1.0μmのSiO2 膜28
を形成する。次に、単結晶シリコン基板20,27を、
例えば過酸化水素水と硫酸の混合水溶液中に入れ、親水
性化処理を行う。そして、乾燥後、両単結晶シリコン基
板20,27の主表面を室温中で重ね合わせ、400〜
1100°Cの炉の中に0.5〜2時間入れ強固な接合
を行う。
On the other hand, as shown in FIG. 18, another (100) single crystal silicon substrate 27 is prepared, and a 0.1-1.0 μm SiO 2 film 28 is formed on its main surface by thermal oxidation.
To form Next, the single crystal silicon substrates 20 and 27 are
For example, it is placed in a mixed aqueous solution of aqueous hydrogen peroxide and sulfuric acid to perform a hydrophilic treatment. After drying, the main surfaces of both single-crystal silicon substrates 20 and 27 are overlapped at room temperature,
It is placed in a furnace at 1100 ° C. for 0.5 to 2 hours to perform strong bonding.

【0039】次に、図19に示すように、アルカリ系の
水溶液、例えばKOH溶液等を用いて単結晶シリコン基
板20の裏面側を選択ポリッシングしてSiO2 膜25
が表れるまで処理する。その結果、単結晶シリコン基板
20の厚さが、例えば、3μm程度となり、薄膜化され
る。
Next, as shown in FIG. 19, the back surface of the single-crystal silicon substrate 20 is selectively polished using an alkaline aqueous solution, for example, a KOH solution or the like, to form an SiO2 film 25.
Process until appears. As a result, the thickness of the single-crystal silicon substrate 20 becomes, for example, about 3 μm, and the thickness is reduced.

【0040】そして、図20に示すように、通常のCM
OSプロセス、又はバイポーラプロセス等を通して信号
処理回路(IC回路部)10を形成する。さらに、信号
処理回路10の上面にパッシベーション膜11として、
例えばプラズマCVD法によるプラズマSiN膜(P−
SiN膜)を形成する。引き続き、このパッシベーショ
ン膜11の所定の領域に窓12を明ける。
Then, as shown in FIG.
The signal processing circuit (IC circuit section) 10 is formed through an OS process, a bipolar process, or the like. Further, as a passivation film 11 on the upper surface of the signal processing circuit 10,
For example, a plasma SiN film (P-
(SiN film). Subsequently, a window 12 is opened in a predetermined region of the passivation film 11.

【0041】そして、図21に示すように、TMAH
(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイト)(C
H3 )4 NOHの約20%溶液を用いて、単結晶シリコ
ン基板20の裏面側からパッシベーション膜11の窓1
2を通してポリシリコン膜26をエッチング除去する。
このとき、パッシベーション膜11(P−SiN)、S
iO2 膜25,アルミ配線層は選択的エッチングではほ
とんどエッチングされない。
Then, as shown in FIG.
(Tetramethylammonium hydroxide) (C
The window 1 of the passivation film 11 is formed from the back side of the single crystal silicon substrate 20 using a solution of about 20% of H3) 4 NOH.
2 to remove the polysilicon film 26 by etching.
At this time, the passivation film 11 (P-SiN), S
The iO2 film 25 and the aluminum wiring layer are hardly etched by the selective etching.

【0042】その結果、片持ち梁13が形成される。As a result, a cantilever 13 is formed.

【0043】(第3実施例)次に、第3実施例を第1実
施例との相違点を中心に説明する。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

【0044】前記第1,第2実施例においてはウェハ接
合の前にトレンチ内にポリシリコンを埋め込んだが、本
実施例ではウェハ接合後トレンチ内にポリシリコンを埋
め込み、最終工程でこの埋め込んだポリシリコンを除去
し、加速度センサを作製している。
In the first and second embodiments, polysilicon is buried in the trench before wafer bonding. In this embodiment, polysilicon is buried in the trench after wafer bonding, and the buried polysilicon is used in the final step. And an acceleration sensor is manufactured.

【0045】図22〜図28には、製造工程を示す。図
22に示すように、n型(100)単結晶シリコン基板
30を用意し、その主表面に深さ0.1〜5μmの凹部
31を形成する。一方、図23に示すように、単結晶シ
リコン基板32を用意し、その主表面に熱酸化によるS
iO2 膜33を形成する。そして、単結晶シリコン基板
30の主表面と単結晶シリコン基板32の主表面とを接
合する。
FIGS. 22 to 28 show the manufacturing steps. As shown in FIG. 22, an n-type (100) single-crystal silicon substrate 30 is prepared, and a concave portion 31 having a depth of 0.1 to 5 μm is formed on a main surface thereof. On the other hand, as shown in FIG. 23, a single crystal silicon substrate 32 is prepared, and the main surface thereof is formed by thermal oxidation.
An iO2 film 33 is formed. Then, the main surface of single crystal silicon substrate 30 and the main surface of single crystal silicon substrate 32 are joined.

【0046】さらに、図24に示すように、単結晶シリ
コン基板30の裏面側を所定の厚さ(0.1〜30μ
m)になるまで鏡面研磨する。そして、図25に示すよ
うに、SiO2 膜34を0.1〜2μm形成し、続いて
エッチングによりトレンチ35を形成する。この時、片
持ち梁13が形成される。
Further, as shown in FIG. 24, the back surface of the single crystal silicon substrate 30 has a predetermined thickness (0.1 to 30 μm).
Mirror polishing until m). Then, as shown in FIG. 25, a SiO2 film 34 is formed in a thickness of 0.1 to 2 [mu] m, and then a trench 35 is formed by etching. At this time, the cantilever 13 is formed.

【0047】次に、熱拡散法等により、ヒ素やリンのN
型不純物を高濃度に導入し、SiO2 膜33,34で覆
われていない領域にn+ 高濃度層36を形成する。続い
て、図26に示すように、単結晶シリコン基板30の表
面にポリシリコン膜37を形成してトレンチ35をポリ
シリコン膜37で充填する。その後、図27に示すよう
に、ポリシリコン膜37の表面を選択研磨してSiO2
膜34が表れるまで平坦にする。さらに、図28に示す
ように、信号処理回路10を形成した後、最後に単結晶
シリコン基板30の裏面側(上面側)からポリシリコン
膜37をエッチング除去して片持ち梁13を形成する。
Next, the arsenic or phosphorus N
Type impurities are introduced at a high concentration, and an n @ + high concentration layer 36 is formed in a region not covered with the SiO2 films 33 and 34. Subsequently, as shown in FIG. 26, a polysilicon film 37 is formed on the surface of the single crystal silicon substrate 30, and the trench 35 is filled with the polysilicon film 37. Thereafter, as shown in FIG. 27, the surface of the polysilicon film 37 is selectively polished to form SiO2.
Flatten until the film 34 appears. Further, as shown in FIG. 28, after forming the signal processing circuit 10, finally, the polysilicon film 37 is removed by etching from the back surface side (upper surface side) of the single crystal silicon substrate 30, thereby forming the cantilever 13.

【0048】このように本実施例では、単結晶シリコン
基板30の主表面と、SiO2 膜(絶縁膜)33を形成
した単結晶シリコン基板32とを、SiO2 膜33を介
して接合し(第1工程)、単結晶シリコン基板30の裏
面側を所定量研磨して単結晶シリコン基板30を薄膜化
する(第2工程)。そして、単結晶シリコン基板30の
裏面に、片持ち梁13を形成するための所定深さのトレ
ンチ(溝)35を形成し(第3工程)、単結晶シリコン
基板30の裏面にポリシリコン膜37を形成してトレン
チ35をポリシリコン膜37にて充填するとともに、そ
のポリシリコン膜37の表面を平滑化する(第4工
程)。さらに、単結晶シリコン基板30に信号処理回路
を形成した後、単結晶シリコン基板30の裏面側からポ
リシリコン膜37をエッチング除去して片持ち梁13を
形成した(第5工程)。
As described above, in the present embodiment, the main surface of the single crystal silicon substrate 30 and the single crystal silicon substrate 32 on which the SiO 2 film (insulating film) 33 is formed are bonded via the SiO 2 film 33 (first Step), the back side of the single crystal silicon substrate 30 is polished by a predetermined amount to make the single crystal silicon substrate 30 thinner (second step). Then, a trench (groove) 35 having a predetermined depth for forming the cantilever 13 is formed on the back surface of the single-crystal silicon substrate 30 (third step), and a polysilicon film 37 is formed on the back surface of the single-crystal silicon substrate 30. Is formed to fill the trench 35 with the polysilicon film 37 and smooth the surface of the polysilicon film 37 (fourth step). Further, after forming a signal processing circuit on the single-crystal silicon substrate 30, the cantilever 13 was formed by etching away the polysilicon film 37 from the back surface side of the single-crystal silicon substrate 30 (fifth step).

【0049】よって、ウェハプロセスの途中における信
号処理回路10の形成プロセスでは、ポリシリコン膜3
7により単結晶シリコン基板30の上面部分にはトレン
チ35が埋められており、IC素子の汚染、製造装置へ
の汚染、それに伴う電気特性の不良や劣化が防止でき
る。つまり、ウェハプロセスはプロセス途中の熱処理、
フォトリソグラフィー処理等においてウェハ表面に凹部
や貫通孔等の表面構造が現れないようにすることによ
り、コンタミネーション等を防止してウェハプロセスの
安定化を図り、高精度の加速度センサを安定して供給す
ることができる。
Therefore, in the process of forming the signal processing circuit 10 during the wafer process, the polysilicon film 3
7, the trench 35 is buried in the upper surface portion of the single crystal silicon substrate 30, so that contamination of the IC element, contamination of the manufacturing apparatus, and defective or deteriorated electrical characteristics can be prevented. In other words, the wafer process is a heat treatment during the process,
Prevents surface structures such as depressions and through-holes from appearing on the wafer surface during photolithography and other processes, thereby preventing contamination and stabilizing the wafer process and stably supplying high-precision acceleration sensors. can do.

【0050】(第4実施例)次に、第4実施例を第3実
施例との相違点を中心に説明する。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described focusing on differences from the third embodiment.

【0051】本実施例は前記第3実施例に比較してより
安価にセンサを製造するためのものでありる。図29〜
図31には、製造工程を示す。
This embodiment is for manufacturing a sensor at lower cost than the third embodiment. FIG. 29-
FIG. 31 shows a manufacturing process.

【0052】図29に示すように、単結晶シリコン基板
40の主表面に0.1〜2μmのSiO2 膜41を形成
するとともに、このSiO2 膜41を挟んで単結晶シリ
コン基板42を接合する。そして、図30に示すよう
に、単結晶シリコン基板42の上面を研磨して単結晶シ
リコン基板42を所定の厚さにする。つまり、単結晶シ
リコン基板42の厚さを、例えば、3μm程度に薄膜化
する。その後、単結晶シリコン基板42の上面に高濃度
n+ 拡散層43を形成し、さらに、その上にSiO2 膜
44を形成する。
As shown in FIG. 29, a 0.1 to 2 μm SiO 2 film 41 is formed on the main surface of a single crystal silicon substrate 40, and a single crystal silicon substrate 42 is joined with the SiO 2 film 41 interposed therebetween. Then, as shown in FIG. 30, the upper surface of the single crystal silicon substrate 42 is polished so that the single crystal silicon substrate 42 has a predetermined thickness. That is, the thickness of the single crystal silicon substrate 42 is reduced to, for example, about 3 μm. Thereafter, a high concentration n @ + diffusion layer 43 is formed on the upper surface of the single crystal silicon substrate 42, and a SiO2 film 44 is further formed thereon.

【0053】続いて、図31に示すように、単結晶シリ
コン基板42にトレンチ45を形成し、フッ酸溶液によ
りもこのトレンチ45より下層にあるSiO2 膜41を
部分的にエッチング除去する。この時、片持ち梁13と
なる部分の下部のSiO2 膜41は完全に除去される。
Subsequently, as shown in FIG. 31, a trench 45 is formed in the single-crystal silicon substrate 42, and the SiO2 film 41 below the trench 45 is partially etched away with a hydrofluoric acid solution. At this time, the SiO2 film 41 below the portion to be the cantilever 13 is completely removed.

【0054】その後の処理は、図26〜図28と同じで
ある。次に、この第4の実施例の応用例を図32〜図3
4を用いて説明する。図32に示すように、単結晶シリ
コン基板40の主表面に0.1〜2μmのSiO2 膜4
1を形成するとともに、単結晶シリコン基板42の主表
面の所定領域に深さが0.1〜3μmの凹部47を形成
する。そして、SiO2 膜41を挟んで単結晶シリコン
基板42の主表面を接合する。さらに、図33に示すよ
うに、単結晶シリコン基板42の上面を研磨して単結晶
シリコン基板42を所定の厚さにする。つまり、単結晶
シリコン基板42の厚さを、例えば、3μm程度に薄膜
化する。その後、単結晶シリコン基板42の上面に高濃
度n+ 拡散層43を形成し、さらに、その上にSiO2
膜44を形成する。
The subsequent processing is the same as in FIGS. Next, application examples of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
4 will be described. As shown in FIG. 32, a 0.1-2 .mu.m SiO2 film 4 is formed on the main surface of a single crystal silicon substrate 40. As shown in FIG.
1 and a concave portion 47 having a depth of 0.1 to 3 μm is formed in a predetermined region on the main surface of the single crystal silicon substrate 42. Then, the main surface of the single crystal silicon substrate 42 is joined with the SiO2 film 41 interposed therebetween. Further, as shown in FIG. 33, the upper surface of the single crystal silicon substrate 42 is polished to make the single crystal silicon substrate 42 have a predetermined thickness. That is, the thickness of the single crystal silicon substrate 42 is reduced to, for example, about 3 μm. Thereafter, a high-concentration n @ + diffusion layer 43 is formed on the upper surface of the single crystal silicon substrate 42, and a SiO2
A film 44 is formed.

【0055】続いて、図34に示すように、単結晶シリ
コン基板42に対し凹部47に至るトレンチ45を形成
し、片持ち梁13を形成する。その後の処理は、図26
〜図28と同じである。
Subsequently, as shown in FIG. 34, a trench 45 reaching the concave portion 47 is formed in the single crystal silicon substrate 42, and the cantilever 13 is formed. The subsequent processing is shown in FIG.
28 to FIG.

【0056】このようにすることにより、図31のよう
にSiO2 膜41を部分的にエッチング除去する場合に
比べ、より確実に電気的絶縁をとることができることと
なる。
By doing so, electrical insulation can be more reliably achieved as compared with the case where the SiO2 film 41 is partially etched away as shown in FIG.

【0057】尚、この発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、片持ち梁構造の他にも、両持ち
梁構造や多数持ち梁構造に対して適用可能である。又、
図35に示すように、単結晶シリコン基板50に対し2
つの加速度センサ13a,13bを形成し、加速度セン
サ13aによりX方向を、加速度センサ13bによりY
方向の加速度を検出するようにしてもよい。さらに、こ
のX,Y方向加速度センサ13a,13bに対し表面垂
直方向に対して加速度を検出可能な加速度センサを同一
基板に形成し、三次元方向の加速度を検知するようにし
てもよい。さらに、容量型として本加速度センサを用い
る場合は、いわゆるサーボ型(閉ループ回路構成)にす
ることにより、より特性の安定化を図ることができる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and is applicable to, for example, a double-supported beam structure and a multi-supported beam structure in addition to the cantilever structure. or,
As shown in FIG. 35, the single crystal silicon
Acceleration sensors 13a and 13b are formed, the X direction is set by the acceleration sensor 13a, and the Y direction is set by the acceleration sensor 13b.
The acceleration in the direction may be detected. Furthermore, an acceleration sensor capable of detecting acceleration in the direction perpendicular to the surface of the X and Y direction acceleration sensors 13a and 13b may be formed on the same substrate to detect three-dimensional acceleration. Further, when the present acceleration sensor is used as a capacitive type, the characteristics can be further stabilized by using a so-called servo type (closed loop circuit configuration).

【0058】又、上記各実施例ではポリシリコン膜6,
26,37にてトレンチ(溝)3,23,35を充填し
たが、多結晶又は非結質又はそれらの混在したシリコン
膜を用いてもよい。つまり、ポリシリコン又はアモルア
ァスシリコン又はポリシリコンとアモルアァスシリコン
の混在したシリコン膜を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the polysilicon film 6,
Although the trenches (grooves) 3, 23, and 35 are filled with 26 and 37, a polycrystalline or non-crystalline silicon film or a mixed silicon film may be used. That is, a silicon film in which polysilicon or amorphous silicon or a mixture of polysilicon and amorphous silicon may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】加速度センサの平面図である。FIG. 1 is a plan view of an acceleration sensor.

【図2】図1のA−A断面を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along line AA of FIG. 1;

【図3】第1実施例の製造工程を示す図である。FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the first embodiment.

【図4】製造工程を示す図である。FIG. 4 is a view showing a manufacturing process.

【図5】製造工程を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process.

【図6】製造工程を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process.

【図7】製造工程を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process.

【図8】製造工程を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process.

【図9】製造工程を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process.

【図10】製造工程を示す図である。FIG. 10 is a view showing a manufacturing process.

【図11】第1実施例の応用例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an application example of the first embodiment.

【図12】図11のB−B断面を示す図である。FIG. 12 is a view showing a BB cross section of FIG. 11;

【図13】第2実施例の製造工程を示す図である。FIG. 13 is a view showing a manufacturing process of the second embodiment.

【図14】製造工程を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a manufacturing process.

【図15】製造工程を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a manufacturing process.

【図16】製造工程を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a manufacturing process.

【図17】製造工程を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a manufacturing process.

【図18】製造工程を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a manufacturing process.

【図19】製造工程を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a manufacturing process.

【図20】製造工程を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a manufacturing process.

【図21】製造工程を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a manufacturing process.

【図22】第3実施例の製造工程を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a manufacturing process of the third embodiment.

【図23】製造工程を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a manufacturing process.

【図24】製造工程を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a manufacturing process.

【図25】製造工程を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a manufacturing process.

【図26】製造工程を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing a manufacturing process.

【図27】製造工程を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing a manufacturing process.

【図28】製造工程を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing a manufacturing process.

【図29】第4実施例の製造工程を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a manufacturing process of the fourth embodiment.

【図30】製造工程を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing a manufacturing process.

【図31】製造工程を示す図である。FIG. 31 is a view showing a manufacturing process.

【図32】第4実施例の応用例の製造工程を示す図であ
る。。
FIG. 32 is a diagram showing a manufacturing process of an application example of the fourth embodiment. .

【図33】製造工程を示す図である。FIG. 33 is a view showing a manufacturing process.

【図34】製造工程を示す図である。FIG. 34 is a view showing a manufacturing process.

【図35】別例の加速度センサの平面図である。FIG. 35 is a plan view of another example of an acceleration sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単結晶シリコン基板 2 SiO2膜 3 トレンチ 5 SiO2膜 6 ポリシリコン膜 7 p+拡散層 8 単結晶シリコン基板 9 SiO2膜 13 片持ち梁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single crystal silicon substrate 2 SiO2 film 3 Trench 5 SiO2 film 6 Polysilicon film 7 p + diffusion layer 8 Single crystal silicon substrate 9 SiO2 film 13 Cantilever

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の基板上(8)に形成された半導体
層(1)と、 前記半導体層に形成され、加速度の作用により移動する
可動部(13)とを備え、前記可動部の移動に伴う信号
を発生する半導体力学量センサであって、 前記可動部の表面、又は、可動部と対向する前記半導体
層の少なくともいずれかは絶縁体(5)で被覆されてい
ることを特徴とする半導体力学量センサ。
1. A semiconductor layer (1) formed on a first substrate (8), and a movable part (13) formed on the semiconductor layer and moving by the action of acceleration. A semiconductor dynamic quantity sensor that generates a signal accompanying movement, wherein at least one of a surface of the movable portion and the semiconductor layer facing the movable portion is covered with an insulator (5). Semiconductor dynamic quantity sensor.
【請求項2】 前記絶縁体は誘電体であることを特徴と
する請求項1に記載の半導体力学量センサ。
2. The semiconductor physical quantity sensor according to claim 1, wherein the insulator is a dielectric.
【請求項3】 前記絶縁体は酸化膜(5)であることを
特徴とする請求項1または2に記載の半導体力学量セン
サ。
3. The semiconductor physical quantity sensor according to claim 1, wherein the insulator is an oxide film.
【請求項4】 前記半導体層は単結晶シリコンにて形成
されていることを特徴とする請求項1乃至3何れか記載
の半導体力学量センサ。
4. The semiconductor physical quantity sensor according to claim 1, wherein said semiconductor layer is formed of single crystal silicon.
【請求項5】 前記可動部と対向する半導体層と前記第
1の基板との間にはポリシリコン層(7)が形成されて
いることを特徴とする請求項1記載の半導体力学量セン
サ。
5. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 1, wherein a polysilicon layer is formed between the semiconductor layer facing the movable portion and the first substrate.
【請求項6】 前記可動部には電極となるn+領域
(4)が形成されていることを特徴とする請求項1乃至
5何れかに記載の半導体力学量センサ。
6. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 1, wherein an n + region (4) serving as an electrode is formed in the movable portion.
【請求項7】 前記可動部は移動可能な梁部(13)を
含んでおり、前記半導体層の厚み方向の前記梁部の厚さ
(L1)は前記半導体層の平面方向の前記梁部の幅(L
2)より大きくなっていることを特徴とする請求項1乃
至6何れかに記載の半導体力学量センサ。
7. The movable portion includes a movable beam portion (13), and a thickness (L1) of the beam portion in a thickness direction of the semiconductor layer is equal to a thickness of the beam portion in a plane direction of the semiconductor layer. Width (L
The semiconductor dynamic quantity sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the sensor is larger than 2).
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