KR100591392B1 - 용량식 역학량 센서, 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및용량식 역학량 센서를 포함하는 검출장치 - Google Patents

용량식 역학량 센서, 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및용량식 역학량 센서를 포함하는 검출장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100591392B1
KR100591392B1 KR1020030048639A KR20030048639A KR100591392B1 KR 100591392 B1 KR100591392 B1 KR 100591392B1 KR 1020030048639 A KR1020030048639 A KR 1020030048639A KR 20030048639 A KR20030048639 A KR 20030048639A KR 100591392 B1 KR100591392 B1 KR 100591392B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
gap
movable
fixed
electrodes
Prior art date
Application number
KR1020030048639A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040010222A (ko
Inventor
고토게이스케
Original Assignee
가부시키가이샤 덴소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 덴소 filed Critical 가부시키가이샤 덴소
Publication of KR20040010222A publication Critical patent/KR20040010222A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100591392B1 publication Critical patent/KR100591392B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—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
    • G01P15/125—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 by capacitive pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—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
    • G01P15/0802—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—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
    • G01P2015/0805—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
    • G01P2015/0808—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
    • G01P2015/0811—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0814—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

용량식 역학량 센서는 반도체 기판(1), 추(11), 가동 전극(10a), 및 두개의 고정 전극(15a)을 포함한다. 추(11)는 반도체 기판(1)에 의해 이동 가능하게 지지된다. 가동 전극(10a)은 추(11)에 일체화된다. 고정 전극(15a)은 반도체 기판에 의해 이동 불가능하게 지지된다. 고정 전극(15a)은 가동 전극(10a)에 대면하여, 좁은 간극과 넓은 간극을 제공해서 용량(CS1)을 갖는 검출부(19)를 형성한다. 추(11)와 가동 전극(19a)은 검출되는 역학량에 반응하여 간극 중 하나가 증가하면 다른 하나는 감소하도록 고정 전극(15a)에 대하여 변위된다. 역학량은 정전용량(CS1)에 기초하여 검출된다. 넓은 간극을 정의하는 넓은 간극의 전극 표면 중 하나는, 센서 감도를 향상시키기 위해 좁은 간극을 정의하는 좁은 간격의 전극 표면 보다 작다.
센서, 센서의 제조 방법, 검출장치, 역학량, 정전용량

Description

용량식 역학량 센서, 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및 용량식 역학량 센서를 포함하는 검출장치{CAPACITIVE DYNAMIC QUANTITY SENSOR, METHOD FOR MANUFACTURING CAPACITIVE DYNAMIC QUANTITY SENSOR, AND DETECTOR INCLUDING CAPACITIVE DYNAMIC QUANTITY SENSOR}
본 발명의 목적, 특징, 및 이점은 첨부한 도면을 참조한 상세한 설명에 의해 보다 명백해질 것이다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용량식 반도체 가속도 센서의 개략적인 평면도.
도 1b는 선분(IB-IB))을 따라 절취된 도 1a의 센서의 개략적인 단면도;
도 2a에서 도 2c는 도 1b에 나타낸 것에 대응하는 단면에서의 개략적인 단면도 - 도 1a의 센서의 제조 방법을 나타내고 있음 - .
도 3은 도 1a의 센서용 검출회로에 대한 등가 회로도.
도 4a는 선분(IB-IB)을 따라 절취된 도 1a의 센서의 개략적인 부분 단면도 - 센서에 가속도가 인가되지 않은 상태를 나타냄 - .
도 4b는 선분(IB-IB)을 따라 절취된 도 1a의 센서의 개략적인 부분 단면도 - 센서에 가속도가 인가된 상태를 나타냄 - .
도 5a는 선분(VA-VA)을 따라 절취된 도 1a의 센서의 개략적인 부분 단면도 - 센서에 가속도가 인가되지 않은 상태를 나타냄 - .
도 5b는 선분(VA-VA)을 따라 절취된 도 1a의 센서의 개략적인 부분 단면도 - 센서에 가속도가 인가된 상태를 나타냄 - .
도 6은 정전용량 변화율 ΔC/ΔC0 와 d22/d12 사이의 상관 관계를 나타내는 그래프.
도 7a는 종래 반도체 가속도 센서의 개략적인 평면도.
도 7b는 선분(VIIB-VIIB)을 따라 절취된 도 7a의 센서의 개략적인 부분 단면도 - 가속도가 인가되지 않은 상태를 나타냄 - .
도 7c는 선분(VIIB-VIIB)을 따라 절취된 도 7a의 센서의 개략적인 부분 단면도 - 가속도가 인가된 상태를 나타냄 - .
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
6: 가동 유니트 7, 8: 고정 유니트
10a,10b: 가동 전극 15a,15b: 고정 전극
19: 제1 검출부 20: 제2 검출부
22: C-V 변환회로
본 발명은 용량식 역학량 센서, 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및 용량식 역학량 센서를 포함하는 검출장치에 관한 것이다.
예컨대, 도 7a에 나타낸 용량식 반도체 가속도 센서가 이러한 용량식 역학량 센서이다. 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 추(weight: 11)는, 스프링을 통하여, 반도체 기판(1)에 고정된 앵커(anchor: 13)에 의해 지지된다. 제1 및 제2 콤브-투스(comb-tooth)형 가동전극(10a,10b)은 추(11)와 일체화된다. 도 7a에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 콤브-투스 형상 가동 전극(10a,10b)에 각각이 대면하는 제1 및 제2 콤브-투스 형상 고정 전극(15a,15b)은 제1 및 제2 전극 배선(16a,16b)에 의해 그 일단부가 지지된다.
가속도의 검출시, 가동 전극(10a,10b)용 가동 전극 패드(14)와 고정 전극(15a,15b)용 고정 전극 패드(17a,17b) 사이에 소정 전압이 인가된다. 이 전압에 의해, 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정 전극(15a)의 사이, 그리고 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b) 사이에 제1 및 제2 정전용량(CS1,CS2)이 각기 형성된다. 가속도가 인가되지 않으면, 제1 및 제2 정전용량(CS1,CS2)은 다음의 식(식 1)으로 표기된다.
CS1 = CS2 = ε × n × L × h1 ×(1/d1 + 1/d2) 식 1
여기서, ε는 유전체 상수이고, n은 가동 전극의 각 그룹의 수이며, L은 유 효 전극 길이 - 가동 전극 및 고정 전극이 대면하는 표면의 길이 - 이고, h1은 전극 높이 - 가동 전극 및 고정 전극이 대면하는 표면의 높이 - 이며, d1 및 d2는 각기 전극 사이의 좁은 간극의 치수와 전극 사이의 넓은 간극의 치수이다. 도 7a에 나타낸 가속도 센서에 있어서, 각각의 전극은 동일한 유효 전극 길이(L)와 동일한 전극높이(h1)를 갖는다.
센서에 가속도가 인가되면, 스프링(12)이 변형하여 d1과 d2 사이의 치수나, 가동 전극(10a,10b)과 고정전극(15a,15b) 사이의 거리(d1,d2)가 변화된다. 그러나, 넓은 간극의 치수(d2)는 좁은 간극의 치수(d1) 보다 충분히 크고, 따라서 제1 및 제2 정전용량(CS1,CS2)이 거리의 변화에 따라 변화한다. 따라서, 가속도는 제1 및 제2 정전용량(CS1,CS2) 사이의 정전용량의 차(ΔC) 또는 (CS1-CS2)를 검출하는 것에 의해 측정될 수 있다.
상세하게는, 예컨대, 센서에 가속도가 인가되어 도 7a 및 도 7c에 나타낸 화살표 방향으로 제1 가동 전극(10a)이 Δd 만큼 변위되면, 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정전극(15a) 사이의 좁은 간극의 치수(d1)는 Δd 만큼 좁아지고, 넓은 간극(d2)은 Δd 만큼 넓어져서, 도 7c에 나타낸 바와 같이 제1 정전용량(CS1)이 증가된다. 한편, 도 7a의 선분(VIIC-VIIC)을 따라 취해진 단면도에 있어서, 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정전극(15b) 사이의 좁은 간극의 치수(d1)는 Δd 만큼 넓어지고, 넓은 간극의 치수(d2)가 Δd 만큼 좁아져 제2 정전용량(CS2)이 감소된다. 결과적으로, 정전용량의 차(ΔC)는 증가한다.
보다 상세하게, 센서에 가속도가 인가되어 도 7a 및 도 7c에 화살표로 나타 낸 방향으로 제1 가동 전극(10a)이 Δd 만큼 변위되면, 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정 전극(15a) 사이의 좁은 간극은 (d1 - Δd)로 되고, 넓은 간극은 (d2 + Δd)로 된다. 한편, 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b) 사이의 좁은 간극은 (d1 + Δd)로 되고, 넓은 간극은 (d2 - Δd)로 된다. 따라서, 식 1로부터, ΔC 또는 (CS1 - CS2)는 이하의 식으로 표시될 수 있다.
ΔC =ε×n×L×h1×[{(1/(d1-Δd)+1/(d2+Δd)}-{(1/(d1+Δd)+ 1/(d2-Δd)}]
=ε×n×L×h1×2Δd×{1/(d12-Δd2)-1/(d22-Δd2)}
여기서, Δd는 d1과 d2에 비교하여 충분히 작다. 따라서, ΔC는 이하의 식 2로 표시될 수 있다.
ΔC≒ε×n×L×h1×2Δd×(1/d12-1/d22) 식 2
센서 감도는 단위 가속도 당 정전용량의 변화량, 즉 식 2에 있어서의 ΔC를 증가시킴으로써 향상될 수 있다. 식 2에서 알 수 있듯이, ΔC는 d1에 비교해 d2를 충분히 증가시키는 것에 의해 증가될 수 있다.
그러나, 전극 사이의 거리를 조정하여 센서 감도를 충분하게 향상시키는 것은, 넓은 간극의 치수(d2)가 센서의 치수에 의해 제한되기 때문에 곤란하다.
본 발명은 상술한 관점으로부터 이루어진 것으로, 종래 센서보다 감도가 높은 용량식 역학량 센서와, 이와 같은 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및 이와 같 은 용량식 역학량 센서를 포함하는 검출 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 용량식 역학량 센서는 반도체 기판, 추, 가동 전극, 및 두개의 고정 전극을 포함한다. 추는 반도체 기판에 의해 이동 가능하게 지지된다. 가동 전극은 추와 일체화된다. 고정 전극은 반도체 기판에 의해 움직이지 않도록 지지된다. 정전용량을 가지는 검출부를 형성하도록, 고정 전극은 가동 전극과 대면하여 좁은 간극과 넓은 간극을 제공한다. 추와 가동 전극은 검출될 역학량에 반응하여 한쪽의 간극이 증가하는 반면 다른 쪽의 간극이 감소하도록 고정전극에 대하여 변위된다. 역학량은 정전용량의 변화량에 기초하여 검출된다. 센서 감도를 향상시키기 위해, 넓은 간극을 정의하는 넓은 간극 전극면 중 하나는 좁은 간극을 정의하는 좁은 간극 전극면보다 작다.
센서는 검출장치에 검출회로로 내장될 수 있다. 이 검출회로는 검출 대상인 역학량으로 인해 정전용량이 변화할 때 검출 신호를 출력한다.
센서는 넓은 간극 전극면 중 하나가 좁은 간극 전극면보다 작게 되도록 가동 전극과 두개의 고정 전극을 반도체 기판상에 형성함으로써 제조될 수 있다.
본 발명을 각종 실시예를 참조하면서 이하에 설명하도록 한다.
(제1 실시예)
도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예에 따른 반도체 가속도 센서는 SOI(Silicon-On-Insulator) 구조를 갖는 기판(4)을 포함한다. 기판(4)은 반도체 기판(1) 또는 제1 반도체 층(1), 제2 반도체 층(2), 및 실리콘 산화물로 이루어진 희생층(犧牲層: sacrificial layer)으로 구성된다. 반도체 층(1,2)은 단결정 실리콘으로 이루어진다. 도 1a 및 도 1b의 센서는 반도체 처리 기술을 사용하는 공지의 정밀 가공 기술에 의해 형성되는 감지부(5)를 포함한다.
도 1a에 나타낸 바와 같이, 감지부(5)는 가동 유니트(6), 제1 및 제2 고정 유니트(7,8), 및 가동 유니트(6)와 고정 유니트(7,8)를 감싸는 주변부(9)를 포함한다. 가동 유니트(6), 고정 유니트(7,8), 그리고 외주부(9) 사이에는 이들을 상호 절연하기 위해 소정 간극이 존재한다.
가동 유니트(6)는 제1 콤브-투스 형상 가동 전극(10a), 4개의 제2 콤브-투스 형상 가동 전극(10b), 1개의 추(11), 2개의 사각 프레임 형상의 스프링(12), 2개의 가동 전극 앵커(13) 및 1개의 가동 전극 패드(14)를 포함한다. 스프링(12)은 가속도가 작용하는 질량부인 추(11)와, 절연층(3)에 접속되는 가동 전극 앵커(13)에 결합된다. 가동 전극(10a,10b)은 추(11)에 일체화되어 추(11)의 양변으로부터 추(11)의 길이 방향으로 수직하게 연장된다. 가동 전극(10a,10b), 추(11) 및 스프링(12)은 절연층(3)으로부터 이격된다. 이 구조는 그 표면으로부터 제2 반도체 층(2)을 에칭하고, 이어서 선택적 플라즈마 에칭을 사용하여 절연층(3)의 표면 근방의 제2 반도체 층(2)의 측벽을 선택적으로 에칭함으로써 형성된다.
각각의 스프링(12)은 그 길이방향에 대해 수직인 방향을 따라 팽창 및 수축하는 스프링으로서 기능한다. 따라서, 센서가 도 1a에 나타낸 화살표 방향으로의 가속도를 받으면, 추(11)와 가동 전극(10a,10b)은 이 화살표 방향으로 이동하고, 가속도가 제로로 되면 원위치로 복귀한다. 가동 전극 패드(14)는 가동 전극(10a,10b)을 후술하는 C-V 변환 회로에 전기적으로 접속하기 위해 이용된다.
제1 및 제2 고정 유니트(7,8)는 4개의 콤브-투스 형상의 제1 고정 전극(15a)와 4개의 콤브-투스 형상의 제2 고정 전극(15b); 제1 및 제2 고정 전극 배선(16a,16b); 제1 및 제2 고정 전극 앵커(18a,18b); 그리고 제1 및 제2 고정 전극 패드(17a,17b)를 각기 포함한다. 제1 및 제2 고정 전극 패드(17a,17b)는 고정 전극(15a,15b)을 C-V 변환에 전기적으로 접속하기 위해 제1 및 제2 고정 전극 앵커(18a,18b)에 각기 위치된다. 고정 전극 배선(16a,16b)은 추(11)의 길이 방향에 대해 평행하게 되도록 배치된다. 제1 및 제2 고정 전극(15a,15b)은 제1 및 제2 고정 전극 배선(16a,16b)으로부터 추(11)의 양측으로부터 연장되는 제1 및 제2 가동 전극(10a,10b)에 각기 평행한 표면으로 각기 연장되어, 고정 전극(15a,15b)과 가동 전극(10a,10b) 사이에 소정 검출 간극이 형성된다.
고정 전극 배선(16a,16b)과 고정 전극 앵커(18a,18b)는 절연층(3)을 사이에 두고 반도체 기판(1)에 고정된다. 제1 및 제2 고정 전극(15a,15b)은 그 일단부가 제1 및 제2 고정 전극 배선(16a,16b)에 의해 지지된다. 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정 전극(15a)은 제1 정전용량(CS1)을 제공하는 제1 검출부(19)를 형성하고, 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b)은 제2 정전용량(CS2)을 제공하는 제2 검출부(20)를 형성한다.
도 1a에 나타낸 바와 같이, 가속도가 인가되지 않은 경우, 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정 전극(15a)은 d1의 치수를 갖는 좁은 간극과 d2의 치수를 갖는 넓은 간극이 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정 전극(15a) 사이에서 교대로 배열되도록 상호 배치된다. 마찬가지 방법으로, 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b)은 d1의 치수를 갖는 좁은 간극과 d2의 치수를 갖는 넓은 간극이 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b) 사이에서 교대로 배열되도록 상호 배치된다. 즉 도1a에 나타낸 바와 같이 상기 제1 및 제2 가동전극(10a, 10b)는 하나 이상으로 이루어져 상기 둘 이상의 제1 및 제2 고정전극(10b, 15b) 사이에 간극을 갖고 배치된다. 여기에서 상기 제1 가동전극(10a)과 제1 고정전극(10b)이 쌍을 이루고, 상기 제2 가동전극(10b)과 제2 고정전극(15b)이 쌍을 이룬다.
도 1a에 나타낸 바와 같이, 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정 전극(15a) 사이의 위치 관계는 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b) 사이의 위치 관계와 다르다. 보다 상세하게, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 제1 검출부(19)의 좁은 간극과 제2 검출부(20)의 좁은 간극은 제1 가동 전극(10a)과 대응하는 제2 가동 전극(10b) 각각에 의해 정의되는 축의 양측에 있다. 따라서, 예컨대, 도 1a에 화살표 방향으로 가동 전극(10a,10b)을 변위시키도록 센서에 가속도가 인가되면, 제1 검출부(19)에서의 좁은 간극의 치수(d1)는 감소되고, 제1 검출부에서의 넓은 간극의 치수(d2)는 증가된다. 한편, 제2 검출부(20)에서의 좁은 간극의 치수(d1)는 증가되고, 제2 검출부에서의 넓은 간극의 치수(d2)는 감소된다.
다음으로, 도 1a 및 도 1b의 반도체 가속도 센서의 제조 방법을 간단하게 설명하도록 한다. 먼저, SOI 기판(4)이 도 2a와 같이 준비된다. 기판(4)은 반도체 기판(1) 또는 제1 반도체 층(1), 제2 반도체 층(2), 및 실리콘 산화물로 이루어지고 제1 반도체 층(1)과 제2 반도체 층(2) 사이에 위치되는 절연층(3)으로 구성된다. 반도체 층(1,2)은 단결정 실리콘으로 이루어진다. 복수의 센서가 SOI 기판(4)으로부터 형성될 수도 있지만, 하나의 센서에 대해서만 설명하도록 한다.
이어서, 도면에 나타내지는 않았지만, 가동 전극 패드(14)와 제1 및 제2 고 정 전극 패드(17a,17b)가 제2 반도체 층(2)상에 형성된다. 패드(14,17a,17b)는 예컨대, 제2 반도체 층(2)의 전체 표면상에 고전도성 금속을 소정 두께로 증착하는 단계; 및 포토리소그래피 및 에칭을 이용하여 소정 형상으로 패터닝하는 단계에 의해 형성될 수 있다. 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag) 등의 금속이 패드(14,17a,17b)로 이용될 수 있다.
이어서, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 가동 및 고정 전극(10a,10b,15a,15b)을 형성하기 위해 에칭 마스크(21)가 형성된다. 상세하게는, 전극(10a,10b,15a,15b) 사이의 간극이 형성되어지는 위치에 개구(opening)를 갖는 에칭 마스크(21)는 제2 반도체 층(2)상의 소정 영역에 포토리소그래피와 에칭에 의해 형성된다. 예컨대, 실리콘 질화물 필름, 실리콘 산화물 필름, 금속 필름, 및 포토레지스트 필름이 에칭 마스크(21)로서 이용될 수도 있다.
에칭 마스크(21)가 형성된 후, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 제2 반도체 층(2)은 에칭 마스크(21)의 개구를 통하여 플라즈마 에칭에 의해 선택적으로 에칭된다. 이 에칭에 의하면, 개구 아래의 제2 반도체 층(2)이 부분적으로 제거되어 절연막(3)이 노출된다. 동시에, 제2 반도체 층(2)은 전극(10a,10b,15a,15c) 아래에 위치된 부분에서도 제거된다. 에칭에 의해, 가동 유니트(6)가 형성되고, 가동 유니트(6)의 가동 전극(10a,10b), 추(11), 및 스프링(12)이 이동 가능하게 된다. 상술한 에칭에 있어서, 넓은 간극의 전극 표면 또는 넓은 간극을 정의하는 전극(10a,10b,15a,15b)의 표면은 이들 전극 표면이 좁은 간극의 전극 표면 또는 좁은 간극을 정의하는 전극(10a,10b,15a,15b)의 표면 보다 작게 되도록 가공된다.
이어서, 에칭 마스크(21)가 제거되고, 도 1a 및 도 1b의 반도체 가속도 센서를 완성하기 위해 SOI 기판(4)이 복수의 센서 칩으로 분할된다. 상술한 설명에 있어서, 도 1a의 선분(IB-IB)을 따라 절취된 단면만이 사용되었지만, 도 1a의 선분(VA-VA)을 따라 절취된 단면에 의해 나타난 부분이 동일한 방법으로 형성될 수도 있다.
도 3은 도 1a의 센서용의 검출회로에 대한 등가 회로도이고, 이 검출회로는 도 1a의 센서를 갖는 검출장치에 포함된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 검출회로는 C-V 변환 회로(22) 또는 전환 캐패시터 회로(22)를 포함한다. C-V 변환 회로(22)는 제1 및 제2 정전용량(CS1,CS2) 사이의 정전용량 차(CS1-CS2)를 전압차로 변환하고, 이 전압차를 출력한다. C-V 변환 회로(22)는 연산 증폭기(23), 정전용량(Cf)을 갖는 캐패시터(24), 및 스위치(25)를 포함한다.
연산 증폭기(23)의 반전 입력단자는 가동전극 패드(14)를 통하여 가동 전극(10a,10b)에 전기적으로 접속된다. 캐패시터(24)와 스위치(25)는 연산 증폭기(23)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 병렬로 접속된다. Vcc/2의 전압이 도시되지 않은 전원으로부터 연산 증폭기(23)의 비반전 입력 단자로 인가된다.
또한 검출회로는 도면에 나타내지 않은 제어회로를 포함한다. 제어회로는 일정 진폭의 Vcc를 갖고 주기적으로 변화하는 제1 반송파를 제1 고정 전극 패드(17a)로부터 제1 검출부(19)의 제1 고정전극(15a)에 입력한다. 동시에, 제어회로는 일정 진폭의 Vcc를 갖고 주기적으로 변화하는 제2 반송파를 제2 고정 전극 패드(17b)로부터 제2 검출부(20)의 제1 고정전극(15b)에 입력한다.
따라서, 가속도가 인가되지 않은 경우, 검출부(19,20)의 전위차는, 제1 검출부(19)의 제1 정전용량(CS1)이 제2 검출부(20)의 제2 정전용량(CS2)과 실질적으로 동일하기 때문에 Vcc/2로 된다. C-V 변환회로(22)에서의 스위치(25)는 반송파와 동기화된 소정 타이밍으로 on 및 off 된다. 스위치(25)가 off 일 때 가속도가 검출된다. C-V 변환회로(22)는 이 가속도에 반응하여 Vout의 전압을 출력한다. Vout은 다음의 식 3으로 표시된다.
Vout = (CS1 - CS2) × Vcc / Cf 식 3
센서에 가속도가 인가되면, 제2 정전용량(CS2)에 대한 제1 정전용량(CS1)의 비율이 변화되고, 식 3의 정전용량의 차(CS1-CS2)에 비례하는 Vout이 출력된다. 출력 전압은 도시되지 않은 증폭회로 또는 로우패스 필터에 의해 처리된고, 가속도 검출 신호로서 검출된다.
Vcc/2의 전압이 도시되지 않은 전원으로부터 연산 증폭기(23)의 비반전 입력 단자에 인가되더라도, Vcc/2의 전압과 동일하지 않은 V1의 전압이 자체 진단 기능 - 여기서, 가동 전극(10a,10b)은 도시하지 않은 스위치를 이용하여 반송파와 동기화된 소정 타이밍으로 Vcc/2를 V1으로 스위칭함으로써 강제적으로 변위됨 - 을 생성하기 위해 제공될 수도 있다.
도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 종래의 가속도 센서는 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정전극(15a)으로 이루어진 제1 검출부(19), 및 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정전극(15b)으로 이루어진 제2 검출부(20)를 포함한다. 제1 가동 전극(10a) 및 제1 고정전극(15a)은 d1의 치수를 갖는 좁은 간극과 d2의 치수를 갖는 넓은 간극이 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정 전극(15a) 사이에서 교대로 배열되도록 상호 배치된다. 마찬가지 방법으로, 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b)은 d1의 치수를 갖는 좁은 간극과 d2의 치수를 갖는 넓은 간극이 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b) 사이에서 교대로 배열되도록 상호 배치된다.
도 7a, 도7b의 종래의 센서에 있어서, 각각의 전극이 동일한 유효 전극 길이(L)(가동 및 고정 전극이 대면하는 표면의 길이)와, 동일한 전극 높이(h1)(가동 및 고정 전극이 대면하는 표면의 높이)를 갖는다면, 제1 가동 전극(10a)과 제1 고정 전극(15a)의 사이, 그리고 제2 가동 전극(10b)과 제2 고정 전극(15b) 사이에 각각 형성되는 제1 및 제2 정전용량(CS1,CS2)은 다음의 식 4로 표기된다.
CS1 = CS2 = ε × n × L × h1 ×(1/d1 + 1/d2) 식 1
여기서, ε는 유전체 상수이고, n은 가동 전극의 각 그룹의 수이다. 가속도가 인가되지 않은 경우, 제1 및 제2 정전용량(CS1,CS2) 사이의 정전용량의 차(ΔC) 또는 (CS1-CS2)는 제로로 된다.
종래의 센서에 가속도가 인가되면, 스프링(12)이 변형하여 d1과 d2 사이의 치수를 변화시킨다. 종래의 센서에 가속도가 인가되어 제1 가동 전극(10a)이 도 7a 및 도 7c에 화살표로 나타낸 방향으로 Δd 만큼 변위되면, 제1 검출부(19)에 있어서의 좁은 간극은 (d1 - Δd)로 되고, 넓은 간극은 (d2 + Δd)로 되어, 제1 정전용량(CS1)을 증가시킨다. 한편, 제2 검출부(20)에 있어서의 좁은 간극은 (d1 + Δd)로 되고, 넓은 간극은 (d2 - Δd)로 되어, 제2 정전용량(CS2)을 감소시킨다. 결과적으로 정전용량의 차(ΔC0)가 증가한다.
식 4로부터, ΔC는 아래의 식으로 표기될 수 있다.
ΔC0=ε×n×L×h1×[{(1/(d1-Δd)+1/(d2+Δd)}-{(1/(d1+Δd)+ 1/(d2-Δd)}]
=ε×n×L×h1×2Δd×{1/(d12-Δd2)-1/(d22-Δd2)}
여기서, Δd는 d1과 d2에 비교하여 충분히 작다. 따라서, ΔC0는 이하의 식 5로 표시될 수 있다.
ΔC0≒ε×n×L×h1×2Δd×(1/d12-1/d22) 식 5
따라서, 센서 감도(식 5에서 ΔC)는 식 5의 괄호 안의 값을 증가시키는 것에 의해 향상될 수 있다. 식 5의 괄호 안의 값은 d1비해 d2를 충분히 증가시키는 것에 의해 증가될 수 있다. 그러나, 치수(d2)가 센서의 치수에 의해 제한되기 때문에, 넓은 간극의 치수(d2)를 충분히 증가시키는 것은 곤란하다.
여기서, 한쌍의 전극 사이에 형성된 정전용량은 전극의 면적에 비례하고, 전극 사이의 거리에 반비례한다. 따라서, 좁은 간극을 정하는 전극 표면에 비교하여 넓은 간극을 정의하는 전극 표면의 전체 면적을 감소시킴으로써 넓은 간극의 치수(d2)를 증가시키는 일 없이 정전용량(CS1,CS2)의 변화량을 증가시킬 수 있다. 전체 면적은 유효 전극 길이(L)와 전극 높이(h1)의 곱의 합, 즉 (n×L×h1)이다.
따라서, 유효 전극 길이(L)가 일정하다면, 넓은 간극을 정의하는 전극 표면의 전극 높이(h1)를 감소시킴으로써 정전용량(CS1,CS2)의 변화율을 증가시킬 수 있다. 결과적으로, 센서 감도는, 검출부(19)에 있어서 가동 유니트(6)의 움직임에 대응하는 정전용량(CS1,CS2)의 변화율을 증가시키고, C-V 변환회로(22)를 사용하여 반대 방향으로 변화하는 정전용량(CS1,CS2) 사이의 차이에 대응하는 신호를 포획함으로써 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 이 실시예에 있어서, 센서 감도는 좁은 간극을 정의하는 전극 표면의 전극 높이(h1)와, 넓은 간극을 정의하는 전극 표면의 전극 높이(h2)를 변이 시키는 것에 의해 향상될 수 있다.
도 4a, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 제1 검출부(19)의 전극(10a,15a) 사이의 넓은 간극을 정의하는 전극 표면과, 제2 검출부(20)의 전극(10b,15b) 사이의 넓은 간극을 정의하는 전극 표면이 h2의 전극 높이를 갖는다면, 제1 및 제2 검출부(19, 20)의 제1 및 제2 정전용량(CS1,CS2)은 아래의 식 6으로 표기된다.
CS1 = CS2 = ε × n × L × h1 × (h1/d1 + h2/d2) 식 6
이 실시예에 있어서, 각기 넓은 간극을 정의하는 두개의 전극 표면은 h2의 전극 높이를 갖는다. 그러나, 이들 두개의 전극 표면 중 어느 하나만이 h2의 전극 높이를 갖더라도, 실질적으로 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
예컨대, 센서에 가속도가 인가되어 제1 가동전극(10a)이 도 4b 및 도 5b에 화살표로 나타낸 방향으로 Δd 만큼 변위된다면, 제1 검출부(19)에 있어서의 좁은 간극은 (d1 - Δd)로 되고, 넓은 간극은 (d2 + Δd)로 되어, 제1 정전용량(CS1)을 증가시킨다. 한편, 제2 검출부(20)에 있어서의 좁은 간극은 (d1 + Δd)로 되고, 넓은 간극은 (d2 - Δd)로 되어, 제2 정전용량(CS2)을 감소시킨다. 결과적으로 정전용량의 차(ΔC)가 증가한다.
식 6으로부터, ΔC는 아래의 식으로 표기될 수 있다.
ΔC=ε×n×L×h1×[{h1/(d1-Δd)+h2/(d2+Δd)} -
{h1/(d1+Δd)+ h2/(d2-Δd)}]
=ε×n×L×h1×2Δd×{h1/(d12-Δd2)-h2/(d22-Δd2)}
여기서, Δd는 d1과 d2에 비교하여 충분히 작다. 따라서, ΔC는 이하의 식 7로 표시될 수 있다.
ΔC≒ε×n×L×h1×2Δd×(h1/d12-h2/d22) 식 7
식 5와 식 7의 비교에 의해 알 수 있듯이, 센서 감도는 아래의 식 8을 만족하도록 전극(10a,10b, 15a,15b)을 가공함으로써 향상될 수 있다.
h1 〉h2 식 8
전극(10a,10b,15a,15b)은 예컨대 플라즈마 에칭에 의해 식 8을 만족하도록 가공될 수 있다. 보다 상세히, 좁은 간극의 치수(d1)는 플라즈마 에칭의 수행시 소정된 마이크로 로딩 효과를 생성하도록 설정된다. 마이크로 로딩 효과로 인하여, 제2 반도체 층(2)의 에칭 속도는 넓은 간극 보다 좁은 간극에서 더욱 느리다. 따라서, 좁은 간극이 에칭에 의해 완성되면, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 넓은 간극을 정의하는 측벽상에 노치를 형성하기 위해 제2 반도체 층(2)이 넓극 간극에서 오버에칭(everetching)된다. 결과적으로, 전극(10a,10b,15a,15b)은 식 8을 만족하도록 가공될 수 있다.
식 5 및 식 7로부터, 정전용량 변화율(ΔC/ΔC0)은 다음의 식 9로 표기된다.
ΔC/ΔC0 = (X-h2/h1)/(X-1) 식9
여기서 X = d22/d12 이다.
도 6은 정전용량 변화율 ΔC/ΔC0 와 d22/d12 사이의 상관 관계를 나타내는 그래프이다. 도 6에 있어서, 심볼(○, ▲, □)은 h2/h1=0.25 일때의 상관 관계, h2/h1=0.5일 때의 상관 관계, h2/h1=0.75일 때의 상관 관계를 각각 나타낸다. 심볼이 전혀 없는 실선은 h2/h1=1.0일 때, 즉 h2=h1일 때의 상관 관계를 나타낸다. 도 6에서 알 수 있듯이, 정전용량 변화율(ΔC/ΔC0)을 증가시키기 위해 넓은 간극의 전극 표면의 높이(h2)를 좁은 간극의 전극 표면의 높이(h1) 보다 작게 함으로써, 센서 감도가 도 7a에 나타낸 종래의 센서에 비교해 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 이 실시예에 따른 반도체 가속도 센서에 있어서, 넓은 간극의 전극 표면의 전극 높이(h2)는 정전용량 변화율(ΔC/ΔC0)을 증가시키도록 좁은 간극의 전극 표면의 전극 높이(h1) 보다 작다. 이러한 구조에 의하면, 정전용량 차(ΔC)는 종래 센서의 정전용량 차(ΔC0) 보다 크게 되어, 센서의 감도를 향상시킬 수 있다.
(다른 실시예)
제1 실시예에 있어서, 센서 감도는 넓은 간극을 정의 하는 전극 표면의 전극 높이(h2)를 감소시킴으로써 향상된다. 그러나, 센서 감도는 넓은 간극을 정의 하는 전극 표면의 유효 전극 길이(L)를 감소시킴으로써 향상될 수도 있다. 또한, 전극 높이(h2)와 유효 전극 길이(L)가 동시에 감소될 수도 있다.
제1 실시예에 있어서, 넓은 간극을 정의하는 모든 전극 표면이 동일한 전극 높이(h2)를 갖는다. 그러나, 넓은 간극을 정의하는 모든 전극 표면은, 넓은 간극을 정의 하는 적어도 하나의 전극 표면이 전극 높이(h2)를 갖는 한 동일한 전극 높이(h2)를 가질 필요는 없다.
도 1a 및 도 1b의 반도체 가속도 센서는 제2 반도체 층(2)을 그 표면으로부터 에칭함으로써 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명은 반도체 센서의 제1 반도체 층(1)을 그 표면으로부터 또는 그 비절연층으로부터 에칭하여 가동 전극 등의 다이어프램(diaphram)을 형성하는 반도체 센서에도 적용될 수 있다.
본 발명에 의하면 종래 센서보다 감도가 높은 용량식 역학량 센서, 이와 같이 감도가 높은 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및 이와 같은 용량식 역학량 센서를 포함하는 검출 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 반도체 기판; 상기 반도체 기판에 의해 이동 가능하게 지지되는 추; 상기 추에 일체화되는 하나 이상의 제1 및 제2가동 전극; 상기 반도체 기판에 의해 이동 불가능하게 지지되고, 상기 제1 및 제2 가동전극과의 사이에 간극을 갖고 배치되는 둘 이상의 제1 및 제2 고정 전극을 포함하되, 상기 제1 가동전극과 제1 고정전극이 쌍을 이루고, 상기 제2 가동전극과 제2 고정전극이 쌍을 이루는 용량식 역학량 센서에 있어서,
    상기 제1 고정 전극은 제1 가동전극과의 간극이 제1 좁은 간극과 제1 넓은 간극을 제공하여 제1 정전용량을 갖는 제1 검출부를 형성하도록 상기 제1 가동 전극에 대면하고 있고,
    상기 추와 상기 제1 가동 전극은 검출되어지는 역학량에 반응하여 상기 간극 중 하나가 증가하면 다른 하나의 간극은 감소하도록 상기 제1 고정 전극에 대하여 변위되며,
    상기 역학량은 상기 제1 정전용량에 있어서의 변화량에 기초하여 검출되고, 센서 감도를 향상시키기 위해 상기 제1 넓은 간극을 정의하는 넓은 간극의 전극 표면 중 하나는 상기 제1 좁은 간극을 정의하는 좁은 간극의 전극 표면 보다 작은
    용량식 역학량 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 넓은 간극의 전극 표면 중 하나의 전극 높이는 상기 좁은 간극의 전극 표면의 전극 높이 보다 작은
    용량식 역학량 센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 고정 전극은 상기 제2 가동전극과의 간극이 제2 좁은 간극과 제2 넓은 간극을 제공하여 제2 정전용량을 갖는 제2 검출부를 형성하도록 상기 제2 가동 전극에 대면하고 있고,
    상기 추와 상기 제2 가동 전극은 검출되어지는 역학량에 반응하여 상기 제2 좁은 간극과 상기 제2 넓은 간극 중 하나가 증가하면 다른 하나의 간극은 감소하고,
    상기 제2 좁은 간극과 상기 제2 넓은 간극 중 하나가 감소하면 다른 하나의 간극은 증가하도록 상기 제2 고정 전극에 대하여 변위되며, 상기 역학량은 상기 제1 정전용량에 있어서의 변화량과 상기 제2 정전용량에 있어서의 변화량에 기초하여 검출되는
    용량식 역학량 센서.
  4. 반도체 기판; 상기 반도체 기판에 의해 이동 가능하게 지지되는 추; 상기 추에 일체화되는 하나 이상의 제1 및 제2가동 전극; 상기 반도체 기판에 의해 이동 불가능하게 지지되고, 상기 제1 및 제2 가동전극과의 사이에 간극을 갖고 배치되는 둘 이상의 제1 및 제2 고정 전극을 포함하되, 상기 제1 가동전극과 제1 고정전극이 쌍을 이루고, 상기 제2 가동전극과 제2 고정전극이 쌍을 이루는 용량식 역학량 센서를 포함하는 검출 장치에 있어서,
    상기 제1 고정 전극은 상기 가동전극과의 간극이 제1 좁은 간극과 제1 넓은 간극을 제공하여 제1 정전용량을 갖는 제1 검출부를 형성하도록 상기 제1 가동 전극에 대면하고 있고, 상기 추와 상기 제1 가동 전극은 검출되어지는 역학량에 반응하여 상기 간극 중 하나가 증가하면 다른 하나의 간극은 감소하도록 상기 제1 고정 전극에 대하여 변위되며, 센서 감도를 향상시키기 위해 상기 제1 넓은 간극을 정의하는 넓은 간극의 전극 표면 중 하나는 상기 제1 좁은 간극을 정의하는 좁은 간극의 전극 표면 보다 작고;
    상기 제2 고정 전극은 상기 제2 고정전극과의 간극이 제2 좁은 간극과 제2 넓은 간극을 제공하여 제2 정전용량을 갖는 제2 검출부를 형성하도록 상기 제2 가동 전극에 대면하고 있고, 상기 추와 상기 제2 가동 전극은 검출되어지는 역학량에 반응하여 상기 제2 좁은 간극과 상기 제2 넓은 간극 중 하나가 증가하면 다른 하나의 간극은 감소하고, 상기 제2 좁은 간극과 상기 제2 넓은 간극 중 하나가 감소하면 다른 하나의 간극은 증가하도록 상기 제2 고정 전극에 대하여 변위되며;
    상기 제1 및 제2 정전용량이 검출되는 역학량에 따라 변화할 때, 상기 제1 및 제2 정전용량 사이의 정전용량 차에 반응하여 검출 신호를 출력하는 검출회로를 포함하는
    검출장치.
  5. 반도체 기판; 상기 반도체 기판에 의해 이동 가능하게 지지되는 추; 상기 추에 일체화되는 하나 이상의 가동 전극; 상기 반도체 기판에 의해 이동 불가능하게 지지되고, 상기 가동전극과의 사이에 간극을 갖고 배치되는 둘 이상의 고정 전극을 포함하되, 상기 고정 전극은 좁은 간극과 넓은 간극을 제공하여 정전용량을 갖는 검출부를 형성하도록 상기 가동 전극에 대면하고 있고, 상기 추와 상기 가동 전극은 검출되어지는 역학량에 반응하여 상기 간극 중 하나가 증가하면 다른 하나의 간극은 감소하도록 상기 고정 전극에 대하여 변위되며, 상기 역학량은 정전용량에 있어서의 변화량에 기초하여 검출되도록용량식 역학량 센서의 제조 방법으로서,
    센서 감도를 향상시키기 위하여 상기 넓은 간극을 정의하는 넓은 간극의 전극 표면 중 하나가 상기 좁은 간극을 정의하는 좁은 간극의 전극 표면 보다 작게 되도록 상기 가동 전극과 상기 두개의 고정 전극을 반도체 기판상에 형성하는
    제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가동 전극과 상기 두개의 고정 전극은 상기 넓은 간극의 전극 표면 중 하나의 전극 높이가 좁은 간극의 전극 표면의 전극 높이보다 작도록 형성되는
    제조 방법.
KR1020030048639A 2002-07-26 2003-07-16 용량식 역학량 센서, 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및용량식 역학량 센서를 포함하는 검출장치 KR100591392B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002218613A JP4000936B2 (ja) 2002-07-26 2002-07-26 容量式力学量センサを有する検出装置
JPJP-P-2002-00218613 2002-07-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040010222A KR20040010222A (ko) 2004-01-31
KR100591392B1 true KR100591392B1 (ko) 2006-06-19

Family

ID=30112889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030048639A KR100591392B1 (ko) 2002-07-26 2003-07-16 용량식 역학량 센서, 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및용량식 역학량 센서를 포함하는 검출장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6848310B2 (ko)
JP (1) JP4000936B2 (ko)
KR (1) KR100591392B1 (ko)
CN (1) CN1189753C (ko)
DE (1) DE10333559A1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7004027B2 (en) * 2003-03-03 2006-02-28 Yamaha Corporation Electrostatic-capacity-type acceleration sensor and acceleration measuring device therewith
US7178400B2 (en) * 2004-04-14 2007-02-20 Denso Corporation Physical quantity sensor having multiple through holes
JP2006047284A (ja) * 2004-07-06 2006-02-16 Denso Corp 半導体力学量センサおよびその製造方法
JP2006084327A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Denso Corp 容量式力学量センサ装置
US7250322B2 (en) * 2005-03-16 2007-07-31 Delphi Technologies, Inc. Method of making microsensor
US20060207327A1 (en) * 2005-03-16 2006-09-21 Zarabadi Seyed R Linear accelerometer
JP4453587B2 (ja) * 2005-03-24 2010-04-21 株式会社デンソー 加速度センサ
JP2007178420A (ja) * 2005-11-30 2007-07-12 Denso Corp 容量式物理量センサおよびその診断方法
DE102009028924A1 (de) * 2009-08-27 2011-03-03 Robert Bosch Gmbh Kapazitiver Sensor und Aktor
TWI434802B (zh) * 2010-12-23 2014-04-21 Ind Tech Res Inst 具電性絕緣結構之微機電裝置及其製造方法
US9525925B2 (en) 2011-02-25 2016-12-20 Infineon Technologies Ag Sensor with movable part and biasing
JP2012255669A (ja) * 2011-06-07 2012-12-27 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 加速度計測装置
TWI469254B (zh) * 2011-12-29 2015-01-11 Ind Tech Res Inst 具多重電性通道的微機電裝置及其製作方法
JP6206651B2 (ja) 2013-07-17 2017-10-04 セイコーエプソン株式会社 機能素子、電子機器、および移動体
JP6020392B2 (ja) * 2013-09-03 2016-11-02 株式会社デンソー 加速度センサ
JP6228865B2 (ja) * 2014-03-06 2017-11-08 アルプス電気株式会社 センサ装置の検査方法及びそのセンサ装置
JP2016042074A (ja) * 2014-08-13 2016-03-31 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
CN106771361B (zh) * 2016-12-15 2023-04-25 西安邮电大学 双电容式微机械加速度传感器及基于其的温度自补偿系统
DE102017216918B4 (de) * 2017-09-25 2019-04-25 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Sensoranordnung
CN110275047B (zh) * 2018-03-14 2021-01-22 京东方科技集团股份有限公司 加速度传感器、电容检测电路、加速度处理电路及方法
US10525912B2 (en) 2018-04-12 2020-01-07 Ford Global Technologies, Llc Capacitive proximity sensors of vehicle doors
US11499845B2 (en) * 2019-02-07 2022-11-15 Texas Instruments Incorporated Compensation of mechanical tolerance in a capacitive sensing control element
CN110686807B (zh) * 2019-09-27 2021-07-06 天津大学 基于微电子机械系统的可调量程的电容式微力测量传感器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3289069B2 (ja) 1992-11-19 2002-06-04 オムロン株式会社 半導体加速度センサ
US6287885B1 (en) * 1998-05-08 2001-09-11 Denso Corporation Method for manufacturing semiconductor dynamic quantity sensor
JP4193232B2 (ja) 1998-07-22 2008-12-10 株式会社デンソー 力学量センサ
JP2000206142A (ja) 1998-11-13 2000-07-28 Denso Corp 半導体力学量センサおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040010222A (ko) 2004-01-31
US6848310B2 (en) 2005-02-01
CN1189753C (zh) 2005-02-16
JP2004061235A (ja) 2004-02-26
US20040017209A1 (en) 2004-01-29
CN1475782A (zh) 2004-02-18
JP4000936B2 (ja) 2007-10-31
DE10333559A1 (de) 2004-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100591392B1 (ko) 용량식 역학량 센서, 용량식 역학량 센서의 제조 방법, 및용량식 역학량 센서를 포함하는 검출장치
JP3327595B2 (ja) ３軸加速度計
US5495761A (en) Integrated accelerometer with a sensitive axis parallel to the substrate
JP3307328B2 (ja) 半導体力学量センサ
JP2007139505A (ja) 容量式力学量センサ
JP4134853B2 (ja) 容量式力学量センサ装置
US9128114B2 (en) Capacitive sensor device and a method of sensing accelerations
WO1997049998A1 (en) Accelerometer without proof mass
JP4166528B2 (ja) 容量式力学量センサ
US6848309B2 (en) Capacitive type dynamic quantity sensor
US7225675B2 (en) Capacitance type dynamic quantity sensor
US7004029B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
JP2004170145A (ja) 容量式力学量センサ
KR100464309B1 (ko) 면적변화정전용량형마이크로가속도계및그제조방법
JP2004347499A (ja) 半導体力学量センサ
JP2001044450A (ja) 半導体力学量センサ
JP4444004B2 (ja) 半導体力学量センサ
JP2002005954A (ja) 半導体力学量センサ
JP2010032367A (ja) 静電容量型加速度センサ及び静電容量型加速度計
JP4515069B2 (ja) 半導体力学量センサ
JPH06163934A (ja) 半導体加速度センサ及びその製造方法
JP2001281264A (ja) 半導体力学量センサ
JP5141545B2 (ja) 力学量センサ装置
JPH06167400A (ja) 力学量センサ
EP1191338A1 (en) Acceleration sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130520

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140602

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150605

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160603

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170602

Year of fee payment: 12