JPS59132173A - 歪感応素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一般的に述べて、本発明は機械的な運動または変位を電
気信号に変換するための電気機械的なト一　　　　　　
ランスジユーザに関する。Ｌり詳細には、本発明は前述
の如きトランスジューサに用いるための改善された歪感
応性菓子すなわち荷重ケゝ−ジに関する０ 本発明が導かれる種類の電気機械的トランスジューサに
おいては、トランスジューサ素子は２つの要素間の相対
的な変位を検出しこれに相当する電気信号を作り出す４
め）に用いられる。一般的に、過去においては、そのよ
うな相対的な変位は種々の型式の歪デージすなわちスト
レインケゝ−ジで測定されていた。しかしながら、その
ような歪ゲージはかなりの重量が有り、あるものは非常
に嵩がありまたあるものは極めて感応性が悪かった。ま
たこれらのものは非常に高価でまた複雑な構成を有して
いた。前述の如く、本発明は荷重が加えられる２つの要
素間に取付けられる荷重型センザー丁なわちゲージに導
かれる。したがってこのセンサーすなわちデージは加え
られる荷重に依存する量だけ歪む、このセンサーは従来
技術のセンサーに比較して大幅に小さくなされていて構
造的にも比較的シンプルでかつ製造１．易く、したがっ
て廉価である。

上述の如きピエゾ抵抗性のトランスジューサがここ数年
の間に使用に供するととができるようになったので高感
度でかつ嵩の少ない極力小さなセンサーを得ることが急
減に望まれるようになったｎしかしながら極度に小さな
サイズの荷重ゲージを開発するためには、これが開発さ
れても基材上に取付ける際の取扱いが困難であるという
間：岨点が有るｎそれ等はサイズが小さいというだけで
はなくこわれや丁いという理由からも取扱いが困難であ
るｈ 荷重ケ゛−ジの主要な特徴の１つは荷重ゲージの両端の
バンドが取付けられる相対的に可動な２つの部分の相対
運動によってもたらされるバンド間の変位が懸架部すな
わち検出される歪を機械的に増幅することのできる荷重
ゲージの部分に集中されるという事実にある。更に単位
変位当りの素子の電気抵抗変化は素子の長さが減少する
につれて最大になる。ケゞ−ジを短くしかつ適宜なてこ
比を用いることによって非常に小さな変位量から非常に
大きな電気抵抗液７化を得ることができる。この抵抗変
化は素子を通って１方のバンドから他方のバンドへ流れ
抵抗変化に起因する電圧又は他の電気的特性の変化を測
定する電流によって測定される、しかしながら、荷重ゲ
ージを小さなサイズにしようとすれば前述したよって基
材にゲージを取付ける際の取扱いの、困難性が生じ′−
！、た非常に小さな物を取扱う際に通常起り得る他の問
題も生ずる。

対照的に、本発明によれば荷重ケゞ−ジの形態の歪感応
素子が提供され、この素子は使用に際して素子が支持さ
れる基材から誘導される、すなわちゲージは基材上に形
成され次いで基材の材料からエツチングされる。本発明
の１態様において、ケゝ−シはその下側に小さな支持台
すなわち他車状部が位置するようにエツチングされるが
、とのケ８−ジはこの小さな支持台によって基材に対し
て適宜に連結されている。この好ましい実施例において
、本発明は長手方向においては基材から離れているがそ
の両端部において基材と連続している荷重ケ９−ジに導
かれる。このように本発明のケゞ−ジはそれ等の支持台
と結晶的に連続している。

すなわちゲージを基材中にまたは基材に堅く接合された
材料中に形成し、次いでその隣接する材料をエツチング
してケ９−シを従来の荷重ゲージの態様にならって間隔
は置くが基材の離れている部分による望ましくない十字
状の荷重に対して支持するようにすることによって実質
的に小さな歪容積を有する荷重ゲージを製造することが
できる。

そのよりなケゞ−ジは、現在商業的に入手し得る荷重ケ
ゞ−ジの歪容積が５Ｘ１０−７ｃ４であるのに対して、
最小３　Ｘ　１Ｏ−１０ｃｒｉｌの歪容積を有すること
かできる。両方のデージとも通常は１０００分の１まで
歪むのでしたがって小さな方のデージに対する歪エネル
ギは１０００分の１になるｎ上述の記載から、本発明に
従って形成されたデージの容積は使用目的によって広く
変化することが判るであろう。例えは堅いゲージは（６
×１０−’Ｃｒｎ）　Ｘ　（’８Ｘ　１０　　’ｍ）　
Ｘ　（’３２Ｘ１０−’ｃｎ＋　）すなわち約ｌＸ１Ｏ
−９ｃＪの容積を有することができる。また柔かいゲー
ジは（０，３Ｘ１０−’ｒｍ）Ｘ　（３ｘ　１０”　ｃ
ｒｎ）Ｘ（１２Ｘ　１０−４ｍ）’ｊなわち約ｌＸ１Ｏ
−１１ｃ！の容積を有することができる。電子ビームリ
トグラフィを用いてｌＸｌ０−”÷ｄの容積を有するゲ
ージを得ることも本発明の範囲である。

荷重ゲージを製造するための本発明の処理操作の冥行を
考えると、通常のシリコン結晶材料が選定され、基材を
形成するこの結晶材料上にケゞ−ジの輪郭がエツチング
される。エツチング液は異方性でかつドーピング選択性
のものが選択されるＤ要求される結果に依って苛性、ヒ
ドラゾン、およびピロカテコールのエツチング液が選択
される０エツチング液はシリコンに対して、（１１２）
の方向には急速に、（１１０）の方向にはゆつくジと、
ｔ７’ｖ［１１１）の方向には非常に緩まんに浸食を行
うｎ本発明においては、基材の配向け（１００）面およ
びゲージに沿って〔１１１〕であｒ））ｆ−ジが横断す
る溝を形成する。このような配向において、はぼ垂直な
壁部とほぼ平らな床面部とを有する溝が形成される。

苛性のエツチング液はまたドーピング選択性を有してお
り、硼素濃度が５×１０１９個／　ｃｒｔ１以上になさ
れたシリコンを非常に緩まんに浸食する。本発明のプロ
セスによれは、ゲージおよびそのターミナルは硼素ｉ度
が大体ｌＸ１０２０個／　ｃｌにされた酸化マスクを通
しての平面拡散又はイオン注入法によって形成される。

硼素はゲージをＰ型としまた基材をＮ型に１名。拡散さ
れた領域はＰ　−Ｎ接合によって基材から電気的に絶縁
される。溝を形成するためのエツチング操作の間ゲージ
はエツチング液に露呈されるがこれに対する耐久性を有
している。理解されるであろうしまた以下に説明するよ
うに、その上をゲージが横断する溝が形成されると同時
に基材にヒンジが形成され、このヒンジの回りを基材の
１端部が他端部に対して相対的に運動してセンサーによ
って監視される歪を発生する。

本発明の他の％徴は２つの基材ウェーファが互に接合さ
れることであるｎ溝はウエーファの接合の前後のいずれ
においても形成１−ることかできるｎ溝がインパクト・
グラインディング（１ｒｎｐａｃ　ｔｇｒｉｎｄｊｎｇ
）によって形成される場合にはウーーノアの接合の前に
形成されなければならない□ケゞ−ジおよびそのターミ
ナルは、これ等をウエーファの接合前に必要なだけ高濃
度の硼素に対してドーピングしその後グーゾウェーファ
のドーピングされていない全ての部分からエツチングす
ることによって、グーゾウエーファ中に形成される。

また、デーゾウエーファの全ての接合面を硼素でドーピ
ングしこれによづてエツチングがゲージ材料の連続板を
残しこのゲージ材料から次の写真平板段階によってゲー
ジをエツチングしても良い。

ノ これは米国特許出願番号第２６６．７２８号明細書＜１
９８１年２月１２日出願）に記載の接合ウエーファ方法
に類似しており、本明細書中では前述の米国出願明細書
を全体的に参照している。

例えば、ヒンシウエーファが容易なかつ正確なエツチン
グのために（１００）〔１１０〕であるのに対してデー
ゾウエーファは（１１０）［１１１］である。これは（
１１０）−＼の正方のエツチングパターンえおけるより
もより少ない歪差をゲージおよびこれに付随するヒンジ
面に与える。２つのウエーファがウエーファの中に形成
された適宜な溝又は開口上にｒ−ジを位置させて互に接
合されると、デージはゲージおよびそのターミナルを除
く全てのゲージウェー７アからエツチングにより、　　
　　解放される。この方法は実行するにあたってダイオ
ード絶縁よりも複雑であるがゲージの誘電性絶縁を提供
する。−！たこの方法はケ゛−ジお工び基材ウエーファ
において異った結晶配向性を用いることを可能とする。

もちろん、この方法は基材支り部と同一の結晶構造のケ
ゞ−ゾを有する本発明の基本的な観点から発生したもの
である。

前述の手法に従って開発されたピエゾ抵抗性トランジュ
ーサは特に加速度計、圧力変換器および変位ゲージに用
いるのが好適である。本発明に従って製造される各々の
ケゞ−ジの長さは約２５ミクロンでありその幅は約６ミ
クロンである。

加速度計に用いられるピエゾ抵抗性トランスデユーサを
製造するための段階丁なわち手法にはシリコンウエーフ
ァを選択する第１の選択段階が含まれる。この点に関し
て、特定の用途に応じて作られるセンサーの形態によっ
て堆−のウェーノア中に複数個のセンサーが製造される
ことは理解されるであろう。次に、本発明に従ってセン
サーにｒ−シが形成されると各々のセンサーはウェ〜フ
アから分割され′粂。つ壬−ファが選択された後にウエ
ーファは密に酸化さ゛れる。ついでインデックス・マー
、りがそのパターンがウエーファの両側で整合するよう
に平板写真法によってウエーファの両側に付与される。

特定の用途に対して作られるセンサーの形態によって、
ウエーノア上に形成される各々のダイス型に関してウエ
ーファの１方又は両方の側部にゲージが形成される。

写真平板装置によって各々の側部に１ンデンクス・マー
クを付与した後に、ゲージおよびゲージのための導電体
を形成するために密にドーピングされた酸化層に開口を
設ける。この後各々の側部の１．５　Ｘ　１０　　ｃｍ
　　の面積の開口した領域に硼素を注入する。これは少
くとも硼素原子数が５×１０　個／　ＣｆＡで深さが約
０．１乃至６ミクロンの間の範囲の硼素を得るに十分な
だけ行なわれる。

注入は両側にほぼ同じドーピングをもたらさなければな
らない。硼素の注入に続いてシリコンウェーファを９２
０℃の温度で約１時間焼鈍する。この点に関して、より
詳細な議論は前述の米国特許出願番号第２６３，７２’
８号明細書を参照されたい。

同様な硼素ドーピングは平面拡散丁なわぢブレイナーデ
ィフュージョンによって達成することができる。

焼鈍操作が行われるとエツチングパターンが写真製版的
すなわちフォトリトグラフインク（ｐｈｏｔｏｌ　ｉ’
ｔｈｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　）的に各々の側部に開口す
る。これによってウエーファのエンチング操作に対する
準備ができる。エツチングは水酸化カリウム−水−イソ
ゾロビルアルコールの浴によって行われる。しかしなが
らエチレンジアミンピロカテコールのエツチング液を用
いるのが好ましい。

この点に関して、このエツチング操作の間酸化物によっ
て保護された領域および硼素によって密にドーピングさ
れた領域はエツチングすなわち浸食金受けない。エツチ
ング操作は約４時間にわたって行われる。０．１２７ｍ
厚さのつニー７７に対して０．０１５＋ｎｍの中央のヒ
ンジ部を残丁と仮定すれば、エンチングは両側から約０
−０５６ｍｍの深さまで行うのが好ましい。この深さは
ゲージの下に溝のほぼ水平な底面全得るに子分でなけれ
ばならない。また深さは、弾性ヒンジであると考えると
、溝の底部に残った厚みが形成されたヒンジおよびケゞ
−ジから成る装置において小さな曲げ剛さを示すに十分
なものでなければならないｎ エツチング操作が行われると、以前に付与された全ての
酸化物がはぎ取られて薄い酸化層がウエーノア上に成長
してＰ−Ｎ接合を保護する。この後アルミニウムが１方
または両方の側部に堆積されて各々の又は１つのゲージ
に対する金属接続全提供する。この点に関して、アルミ
ニウムが堆積されるとついで接触領域を形成するための
アルミニウムのパターンがウエーノア上に写真製版によ
って形成される。次にウエーファはダイアモンド刃によ
って各々のダイスに切断される。

上述のおよびこれに付随する目的に関し以下に本発明の
詳細な説明するが本発明の他の目的と利点は以下の記載
、図面および頭書の特許請求の範囲から明らかとなるで
あろう。

数葉の図面にわたって同一の部分には同一の符号を付し
てあえ図面を参照して以下に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のピエゾ抵抗性トランスジューサ１０を
示しており、このトランスジューサはデージ１２の下を
切り取っている溝２５を有する基材２４′ｆｆ：有して
いる。第１図に示されるように、ゲージ１２は溝２５上
を横断して両端のパッド１４’、１６まで伸長している
。符号１８はケゞ−シパンド１４および基材２４の端部
１９間の連結部であり、符号２０はケゞ−ジパンド１６
との接触を保つ反対側のリンクすなわち連結部である。

符号２２は基材の端部２８に対する接触部である。図か
ら明らかなように、溝２５は基材２４の固定端部２８と
可動端部２６との間にヒンジ部６０を形成している。荷
重が可動端部２６上に矢印６２の方向に加えられると可
動端部２６は固定端部２８に相対的にヒンジ部６０の回
りで動きゲージ１２に歪を生せしめこの歪は前述の如く
電子的に測定される。

本発明の方法にｊｌつて感応性エレメント丁なわちゲー
ジが形成されると、これ等は電子回路に取付けられ電気
回路応用目的に従って記録装置に接続される。例えば、
圧カドランスジューサ装置に用いる場合には、本発明の
ゲージは米国特許第４．０６５，９７０号明細書に示さ
れる如き圧力センサーのホイートストンブリッジ回路に
取付けられる。

次に第２図を参照すると、上述の一般的方法に従って頂
面６０上に形成されたデュアルデージ（複ゲーゾ）６６
を有するピエゾ抵抗性トランスジューサ６４が示されて
いる。デュアルケゞ−シロ６の１端は基材４２上の可動
端部４４上のバンド５８で終端しているが、ゲージ６６
の他端は基材４２の固定端部４６上の独立したバンド５
６を有している。パッド５６はその上に設けられる電気
接触ターミナル６８を有しておシ一方パッド５８は部分
４０を有している。金属部分４０はケ９−シロ６の隣接
端部間のバンド５８の電気抵抗を減少させるために形成
されているが図示の構造には必ずしも必要ではない０上
述の記載から分る如く部分すなわちターミナル６８およ
び４ｏはアルミニウムで形成することができる。

たものとは異９基材４２の頂面および底面の中間に設け
られている。このように上側溝４８と下側溝５０が形成
されヒンジ５２を画成している。第２図゛から理解され
るように基材４２の頂面６ｏ上に示されるものと類似の
ゲージ形状のデージを基材の底面に形成することができ
る、これらのｒ−ゾは基材から絶縁されかつＰＮ接合に
よって互に絶縁される。この構成は前述の操作条件およ
び段階から導かれるものである。

次に第６ａ乃至３ｊ図全参照すると、片側が０抗トラン
スジューサ装置を加工するための一連の段階が示されて
いる。第３ａ図に示す如く基材６２にはその頂面に酸化
層６４がまたその底面には酸化層６６が形成されている
。酸化の段階に続いて、基材６２の頂面６４および底面
６６に整合されたインデックス６８．７０’を形成加工
する＾第６Ｃ図から分るように、頂面６４にはドーピン
グ（ｄｏｐｉｎｇ）用の開ロア２が形成されているｎこ
の後にＢ２０３７）−らの硼素がｌＸ１０２０個−硼素
／　Ｃａの濃度まで開口に散布され、この硼素濃度は例
えば単位面積当り６オームの抵抗を与える。第６ｄ図は
開ロア２および開口丁なわ、ちインデックス６８の中に
拡散された硼素７４を示している。

硼素散布段階に続いて、次のエンチング操作のために、
符号７６．７８で示す開口（第６ｅ図）が基材６２の両
側に形成される。次いでエツチング操作が行なわれるが
これは前述したエチレン・ジアミン・ピロカテコールに
より行われるのが好ましいｎエツチングは０．０１２８
１−＝の厚みに対して両側からそれぞれ０．０５（５ｍ
、の深さ丑で起ってケゞ−ジを切ジ取ジ約り、［１１６
ｍｍの厚みのヒンジ部を残ｊ’ｎ第６ｆ図から分るよう
に、エツチングによって各エンチング部にヒンジ５２を
画定する溝４８、５０が形成される。同じく第６ｆ図に
示すように、整合されたインデックス部６８．７０もエ
ツチングの作用を受ける。この点に関して、最初のイン
デックスマークは硼素ドーピングによってエツチングの
作用全受けない。インデックス・イメージ（１ｎｄｅｘ
　ｉｍａｇｅ　）は必要に応じてエツチング部に対して
新しいインデックス部を開口してもよいしまた開口しな
くとも良い。第６ｆ図に示フー形成されたケゞ−ゾ８４
は第２図に示したものと類似の態様で溝４８上を渡って
伸長している、次に使用済の酸化物が基材６２力・らは
かされ両面６．４．６６上には薄い酸化コーティングが
成長して第３ｇ図に示す構造が形成される。薄い層すな
わちコーティングが更に成長すると第６ｈ図に示すよう
に基材６２の頂面６４上に金属層８０が堆積される。つ
いでアツベニウム又は金属処理された層８０が形成され
てケゞ−ジの各々の端部に形成されるバンドの接触部す
なわち連結部を画成する。最後に各々のダイスすなわち
区分は前述の手順で加工されたウエーファから切ジ取ら
れるｎダイースの形状は第６ｊ図の符号８６で示す如き
ものである□ 特に低コストで高感匿な圧力センサーに対する本発明の
別の特へ、とじて２．溝を横断して伸長するそれ自身の
支持部に設けら゛れるゲージの相対的な凹凸が完全に自
由なすなわち浮いているデージよりも好ましいことが、
認められたことが挙げられる。

そのような凹凸によって支持されるケゞ−ゾに必要な歪
エネルギは自由なゲージに必要とされる歪エネルギの約
６倍であるが取扱による破損に対する耐久性はより経済
的である。したがって、もしエツチングが（１００）結
晶面まで行なわれたならば、エツチングされた空所の壁
は垂直から約６５゜乃至４５°になる。導電性の金属フ
ィルムがゲージを支持するメサ（ｍｅｓａ）Ｔなわち他
車状部を画成するこれらの斜面に沿って形成される。高
デージファクタに要求される（’１０’Ｏ）ケ９−ジへ
のエツチングが［１１０］で整合されると、ゲージは下
を切り取られずにメサを残し相対的な起伏を有するデー
ジをもたらす。

第６図はこの形態を断面で示しており、ここにおいてデ
ージ１５０は溝の平面１５４上のメサ１５２の上に支持
されている。この形態において、曲げの中立軸１５６は
ヒンジ面１５４の近くに形成きれる。

一！だ反対に、整合されずにこの面質おいてゲージをエ
ツチングしないのが望ましい時には少くともケゞ−ジの
幅だけケゞ−ゾの１方の端部を偏らせることによってｒ
−ジの下部をエツチングで切り取ることができる。デー
ジを更に角度付けることがケゞ−ジの下側の溝を形成す
る空間をエツチングするために必要とされる。角度付け
られたケゝ−ジは幅が７５ミクロン、長さが３７．５ミ
クロン、深さが１５ミクロンで平坦な底面の幅が約１５
ミクロンである。

ケゞ−ジを主結晶面［１１０）から偏位して角度付ける
とケゞ−シフアクタの減少を招く。例えばケ゛−ジに対
する１ろ０の角度はデーゾファクタヲ１９係減少させる
。この値は下側の材料の除去を引起す感度の増加に較べ
て比較的小さな不利益である。

第５図は上述の種類の構造を示すものであって、ここに
おいてデージ１２６は基材１２０の主軸１４５に対して
角度付けられている。第５図に示す工うに、矢印１４２
で示される荷重が基材１２０の固定端部１２４の回りの
ヒンジ１４０上の基材の可動端部に対して加えられる。

ヒンジ１４０は上側および下側の溝１　’３．．６　、
１３８によって画成される。この特定のセンサー要素の
形状においては、ケ９−ジ１２６はその１端の単一のバ
ンド１２８で終端しまた各々のケゞ−ジ１２６は各科の
バンド１３０の他端で終端している０アルミニウム接続
部１３２，１３４はこれらのバンドの上に堆積される。

本発明の他の特徴は片持ちのセンサーを用いることがで
きることである。第４図は片持ちのセンサーを用いたセ
ンサーの実施例を示している。第４図を参照すると、セ
ンサー９４がベースブロック９２の上に設けられている
。センサー９４はり７　ンｆｆ用いてベースブロックに
取付けてもよいしまた２つの部分は接着剤を用いて互に
接合されてもよい。センサー９４はベースブロック９２
に接合された固定端部１０口を有しており、一方可動端
部１０２はセンサー９４で片持ち支持されている。した
がって、可動端部１０２は上側および下側の溝１１６，
１１８によって画成されるヒンジ１１４の回ジの矢印１
０４の方向の荷重に応答する。ケ９−ジ９８は１方の方
向へのこの運動の間歪みを受け、ｒ−ジの中の電気信号
はケ゛−ゾの両端に設けられるバンド１．０５　、１０
７上の接点１０６、’１丁２によって取り出される。こ
の特定の形態のセンサーはセンサー９４の底面に設けら
れて荷重１０４の反対方向への端８１０２の運動を検出
する同一形状のゲージを有している。したがって、リー
ド線１０８は接点１０６から伸長し、一方、リード線１
１０はセンサー９４の下側面に設けられてその上に設け
られるデージと接触しでいる接点から伸長している。第
４図に示すアセンブリは例えば加速計として用いること
ができそこにおいては端部１０２の慣性力は装置によっ
て測定される荷重である、 前述の記載から理解されるように、本発明は基材それ自
身の上で製造されるケ゛−ジを有するセンサー菓子を用
いたピエゾ抵抗性トランスジューサの製造方法およびこ
の方法により製造される製品を提供する。この方法およ
びこの方法によって製造される製品は従来考えられてい
た応力容積よりも１００倍のオーダで小さな応力容積の
材料を用いることを許容する。この増大されたセンサー
感度は種々の型のトランスジューサに応用されて非常に
改善された性能を提供することができる。例えば、本発
明のセンサーを用いた加速計は非常に高いレンジを有し
ている。従業の加速計は１ボルト当！１ｌ１１マイクロ
ボルトの感度に対して１６１キロヘルツの共鳴周波数を
有すると計算されていた。

反対に、本発明による加速計の無エツチングゲージ装置
は同一の感度に対して１２８メガヘルツの共鳴周波数を
有する。更に、圧カドランスジューサは小さな撓みが要
求されるのでより大きな感度、高共鳴周波数および良好
な直線性を持った小さな寸法のものが作られる。

本発明のこれ等の検出素子は、基材上に形成されるので
容易に大量生産することが可能であって必要とされる処
理操作を減少し特に支持基材上へのケゞ−ゾの取付けを
省くことができる。このこと、は本発明の方法および製
品を商業的に有利なものとし、特にセンサーに必要とさ
れる応力容積を減少させる。

本発明の好ましい実施例について以上説明を打ったが、
本発明はこれらの特定の方法および装置に限定されるも
のではなく、頭書の特許請求の範囲を逸脱することなく
種々の変形又は応用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一のゲージが基材の１方の側部上に配置され
ている本発明の実施例を示すピエゾ抵抗性のトランスジ
ューサの斜視図、第２図は２つの荷重ゲージが基材の１
方の側部上に配置されている本発明の他実施例を示すピ
エゾ抵抗性のトランスジューサの斜視図、第６ａ乃至ろ
５図は本発明の連続的加工状態を示す断面図、第４図は
ｒ−ジが片持ち支持台上にエツチングされた本発明の他
の実施例を示す斜視図であって、第５図はゲージが主結
晶方向から偏ってエツチングされた本発明の他の実施例
を示す斜視図である。 １０・・・・・・トランスジューサ（歪感応性素子）１
２・・・・・・ゲージ、　　１”４　、１６・・・・・
パッド１８　、’２０・・・・・・接続部、２４・・・
・・・基材（ウエーファ）２５・・・・・・溝部、２６
．２８・・・・・・基材端部３０・・・・・・ヒンジ部
、　６４．６６・・・・・・酸化層６８．７０・・・・
・・インデックス、７２・・・・・・開口８０・・・・
・・金属層、　　１００・・・・・固定端部１０２・・
・・・・可動端部、 １０５．１０７・・・・・・バンド 特許出願人　　ベクトン・デイツキンソン・アンド・カ
ンパニー （外４名） 手続補正書（方式） 昭和ｓｙ年２月７日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和汁年約杵願第　／１（ｌｆ３β号 ６、補正をする者 事件との関係　　　出　願　人 住所 Ａ千木　へ’７ｆ゛／・うオン１゛／ン゛／・Ｙ７ρ・
汐×壮−４６代理人 ６、補正の対象 β唆翻〔噸僅ギな証明〕９課 ｌ補正の内容 （別紙） １、　明細書第２９頁第１７行乃至第６０頁第１行まで
の「第４図は・・・・・・斜視図である。」の記載を次
の通り訂正する。 「第４図はゲージが片持ち支持台上にエツチングされた
本発明の他の実施例を示す斜視図、第５図はゲージが主
結晶方向から偏ってエツチングされた本発明の他の実施
例を示す斜視図、第６図は本発明の他の実施例を示す他
車状部で支持されたゲージの断面図である。」 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　シリコン結晶ウエーファを選択する段階を；
   該選択する段階で選択されたウエーファの両側部に酸化
   層を堆積させる第１の堆積段階と；該第１の堆積段階か
   ら得られた前記ウエーファの両側部上に整合されたイン
   デックスを確立する確立段階と：少くとも前記ウエーフ
   ァの１側部上の酸化層に開口全形成して該開口に対応す
   るｒ−ゾお工び導電部を前記酸化層の中に形成する第１
   の形成段階と；前記第１の形成段階からの前記開口の中
   に硼素を堆積させる第２の堆積段階と；前記ウエーファ
   を十分な時間にわたって十分に昇温した温間に従わせて
   焼鈍する焼鈍段階と：から成る歪感応素子の製造方法に
   おいて、 前記ウエーファの少くとも１側部上にエンチングパター
   ンを開口し前記ゲージが横断して伸長する溝部をウエー
   ファに形成する開口段階と；該開口段階か、らの前ｊ記
   エツチングパターンをエツチング段階を用いてエツチン
   グするエツチング段階と；前記ウエーファから全ての残
   留する酸化物をはがすはく離段階と□；上部に設けられ
   る全てのＰＮ接合を防止する薄い酸化層ヲ前記つエーフ
   ァ上に堆積する第６の堆積段階と；前記ウエーファの少
   くとも１側部上に金属層を堆積する第４の堆積段階と；
   前記金属層の中に前記ゲージのための前記導電部を形成
   する第２の形成段階と；前記ウエーファを前記ゲージお
   よび導電部を含むダイスに分割する分割段階と；を包含
   する歪感応素子の製造方法０ （２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記第１の形成段階、開口段階および第４の堆積段階が前
   記ウエーファの両側になされることを特徴とする歪感応
   素子の製造方法。 （３）特許請求の範囲第２項に記載の方法において、前
   記第２の堆積段階が少くとも５Ｘ１０１９個原子７’　
   ｃｒｔｌの量でか？深さが約０．１乃至０，６ミクロン
   の範囲の拡散された硼素を得るに十分な量で行われるこ
   とを特徴とする歪感応素子の製造方法。 （４）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記焼鈍段階がイオン注入法によって行われかつ前記ウエ
   ーファを９２０℃の温度に１時間従わせること全特徴と
   する歪感応素子の製造方法Ｌ（５）特許請求の範囲第１
   項に記載の方法において、前記エツチング段階が水酸化
   カリウム、水およびイソプロピル・アルコールを有する
   浴で行われることを特徴とする圧力感応素子の製造方法
   。 （６）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記エツチング段階がエチレンジアミ／、ピロカテコール
   および水を有する浴で行われることを特徴とする歪感応
   素子の製造方法。 （７）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記第１の形成段階、前記開口段階、および前記第４の堆
   積段階が前記ウェーファの１側部上になされることを特
   徴とする歪感応素子の製造方法。 （８）特許請求の範囲第７項に記載の方法において、前
   記第２の堆積段階が少くともＩ　Ｘ　１０　”０個原子
   ／　ｃＡの量の拡散した硼素金得るに十分な量で行われ
   ることを特徴とする歪感応素子の製造方法。 （９）機械装置の２つの相対的（（可動な部分の機械的
   運動を電気信号に変換するための変換装置であって、 ピエゾ抵抗性の半導体材料から成る基材と；該基材を横
   断して伸長し前記相対的に可動な部分を画成する溝部と
   ；前記溝部を直角に横断して伸長する少くとも１つの歪
   感応素子と；電極装置と；から構成され、さらに、 前記歪感応素子は中間の首状部によって相互に連結され
   る２つの端部を有する一体の部材から成！１１：該一体
   の歪感応素子は前記基材と同一のピエゾ抵抗性半導体材
   料から形成され；前記２つの端部および前記首状部は共
   通軸線上に配置され；前記２つの端部の各々は前記基材
   の相対的に可動な部分の一方に結合され；さらに前記電
   極装置は、前記首状部が前記相対的に可動な部分の相対
   運動に起因する応力に従う時に起る前記２つの端部間の
   電気抵抗変化を検出するために、前記２つの端部に電気
   的Ｇて連結され；ていることを特徴とする変換装置。 （１０）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、
   前記歪感応素子が３　Ｘ　１０−１０ｃｒｔｌの歪容積
   を＼ 有していること全特徴とする変換装置っ（Ｉｌｌ　　％
   許請求の範囲第９項に記載の装置において、前記溝部が
   前記相対的に可動な部分の間のヒンジ部を画成すること
   を特徴とする変換装置００２、特許請求の範囲第１１項
   に記載の装置において、前記溝部が前記基材の１面から
   前記ヒンジ部まで伸長する単一の溝から成ることを％黴
   とする変換装置。 （１３）特許請求の範囲給１２項に記載の装置において
   、前記溝を横断して伸長する複数個の隔置された歪感応
   素子を包含し、該複数個の歪感応素子−の端部が前記電
   極装置によって電気的に相互連結されていることを特徴
   とする変換装置。 （１４）特許請求の範囲第１１項に記載の装置において
   、前記溝部が前記基材の頂面および底面からそれぞれ向
   い合って伸長して前記ヒンジ部を画成する２つの隔置さ
   れ走溝から成っていることを特徴とする変換装置。 （１５）特許請求の範囲第１４項に記載の装置において
   、前記基桐の頂面および底面上を前記溝部を横断して各
   々伸長テる複数個の隔置された歪感応素子を備えており
   、該複数個の歪感応素子の端部が前記電極装置により電
   気的に相互連結されていることを特徴とする変換装置Ｄ α６）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、前
   記歪感応素子の軸線が前記基材の軸線と平行になされる
   ことを特徴とする変換装置。 （１７）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、
   前記歪感応素子の軸線が前産基材の軸線から偏っており
   、前記歪感応素子の各々の１端部が前記基材の軸線に沿
   って前記首状部の幅と等しい量で各々の他端部から偏っ
   ていることを特徴とする変換装置。 （１８）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、
   前記一体の歪感応素子が前記基材から離れてエツチング
   され、前記歪感応素子の端部が前記基材の相対的に可動
   な部分に接合されることを特徴とする変換装置。 （１９）特許請求の範囲第９項に記載の装置において、
   ｉ＞Ｗ記各々の歪感応素子の底面および前記基材の間に
   他車状支持部材が伸長し、該支持部材が各科の歪感応素
   子の端部および前記他車状支持部材が乗る前記基材の関
   連する表面と一体になされていることを特徴とする変換
   装置。 （２、特許請求の範囲第９項に記載のセンサーが相互に
   連結してなる変換装置。