KR101071915B1

KR101071915B1 - Acceleration sensor and method for manufacturing the same

Info

Publication number: KR101071915B1
Application number: KR1020090061215A
Authority: KR
Inventors: 박인길; 배인수; 김순규
Original assignee: 주식회사 이노칩테크놀로지
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-10-11
Also published as: KR20110003773A

Abstract

본 발명은 가속도 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 장치의 가속도를 측정하는 가속도 센서에 있어서, 웨이퍼와, 상기 웨이퍼 상에 형성된 다수의 자기 센싱 패턴과, 상기 웨이퍼 상부 영역에 위치한 자석 패턴과, 상기 웨이퍼 상부 영역에 위치하여 상기 자석 패턴을 지지하고, 상기 자석 패턴에 탄성 및 복원력을 부여하는 매개 패턴 및 상기 웨이퍼와 매개 패턴에 각기 접속되어 상기 매개 패턴을 상기 웨이퍼 상부 영역에 위치하도록 지지하는 적어도 하나의 고정 기둥을 포함하는 가속도 센서 및 이의 제조 방법을 제공한다. The present invention relates to an acceleration sensor and a manufacturing method thereof, comprising: a wafer, a plurality of magnetic sensing patterns formed on the wafer, a magnet pattern located in the upper region of the wafer, At least one medium pattern positioned in an upper wafer region to support the magnet pattern, and at least one medium pattern for providing elasticity and restoring force to the magnet pattern, and at least one connected to the wafer and the intermediate pattern to support the medium pattern in the upper wafer region. It provides an acceleration sensor and a method for manufacturing the same comprising a fixed column of.

가속도 센서, 자석 패턴, 웨이퍼, MEMS, 매개 패턴, 자기 센싱 패턴 Accelerometer, Magnetic Pattern, Wafer, MEMS, Intermediate Pattern, Magnetic Sensing Pattern

Description

Accelerometer and its manufacturing method {ACCELERATION SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 가속도 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 전자 또는 기계 장치에 부착되어 장치에 가해지는 가속도와 가속 방향을 측정할 수 있는 가속도 센서 및 이를 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)로 제작하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an acceleration sensor and a method for manufacturing the same, and an acceleration sensor capable of measuring acceleration and acceleration direction applied to a device by being attached to an electronic or mechanical device, and a method for manufacturing the same using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). will be.

종래의 전자 장치와 기계 장치에는 정전용량 방식 또는 압전 저항 방식의 가속도 센서들이 부착되어 있다. 특히 휴대용 전자 장치에 부착된 가속도 센서를 통해 휴대용 전자 장치에 가해지는 가속도를 판단하고 이를 기초로 하여 전자 장치 내부의 회로 소자들의 충격을 판단하거나, 전자 장치의 움직임을 판단할 수 있다. 물론 기계 장치 예를 들어 자동차와 같은 장치에 가속도 센서가 부착되어 이의 가속력을 측정할 수도 있다.Conventional electronic devices and mechanical devices are equipped with acceleration sensors of capacitive type or piezoelectric resistance type. In particular, the acceleration applied to the portable electronic device may be determined through an acceleration sensor attached to the portable electronic device, and the impact of the circuit elements inside the electronic device may be determined or the movement of the electronic device may be determined based on the acceleration. Of course, an acceleration sensor may be attached to a mechanical device such as an automobile to measure its acceleration force.

하지만, 종래의 가속도 센서는 주로 정전 용량 방식을 사용한다. 이는 두 전 극 사이의 거리에 따라 정전용량이 변화하는 현상을 이용한 기술이다. 즉, 소정의 구조물 에 대향하는 두개의 판을 위치시키고, 그 판들 사이에 가속 축을 배치한다. 그리고, 가속력에 따라 가속 축이 이동하게 되고, 이러한 가속 축의 이동에 따라 가속 축과 두 대향 판 사이의 정전용량이 변화게 된다. 따라서, 변화된 정전용량을 측정하함으로써 가속력을 측정할 수 있게 된다.However, the conventional acceleration sensor mainly uses a capacitive method. This technology uses the phenomenon that capacitance changes according to the distance between two electrodes. That is, two plates opposed to a given structure are positioned, and an acceleration axis is disposed between the plates. The acceleration axis moves according to the acceleration force, and the capacitance between the acceleration axis and the two opposing plates changes according to the movement of the acceleration axis. Therefore, the acceleration force can be measured by measuring the changed capacitance.

하지만, 기존의 정전용량의 경우 그 측정 결과가 정확하지 않고, 축과 판이 접속되는 경우 과도 전류에 의해 센서가 파괴되는 문제가 발생하였다. 또한, 두 판의 정전용량을 측정하는 것으로 그 사이즈를 줄이게 되면 센싱 감도가 크게 떨어지게 된다. 따라서, 센서 사이즈를 줄여 슬림화하기 어려운 단점이 있다.However, in the case of the existing capacitance, the measurement result is not accurate, and when the shaft and the plate are connected, a problem occurs that the sensor is destroyed by the transient current. In addition, by measuring the capacitance of the two plates, if the size is reduced, the sensing sensitivity is greatly reduced. Therefore, it is difficult to slim down the sensor size.

이에 최근에는 자석과 이의 자장 변화를 검출하는 자기 센서 칩을 이용하여 기존의 정전용량 방식 및 압전 저항 방식의 단점인 측정 결과의 부정확을 개선하였고, 센서 파괴 현상을 방지할 수 있었다. 하지만, 이러한 자석과 자기 센서 칩을 이용한 방식 또한 그 사이즈를 줄이는데는 한계가 있었다. Recently, by using a magnet and a magnetic sensor chip that detects a change in the magnetic field, it is possible to improve the inaccuracy of measurement results, which is a disadvantage of the conventional capacitive and piezoelectric resistance methods, and to prevent sensor breakage. However, the method using the magnet and the magnetic sensor chip also had a limit in reducing the size.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 가속력에 의한 자력 변화를 감지하여 가속력을 검출하고, 소형화는 물론 슬림화가 가능하고, 자석과 이의 자장 변화를 감지하는 수단을 웨이퍼 레벨에서 동시에 형성하여 단일 칩으로 제작할 수 있으며, 3 방향의 가속도를 모두 측정할 수 있는 가속도 센서 및 이의 제조 방법을 제공한다. Accordingly, the present invention can detect the acceleration force by detecting the change in the magnetic force due to the acceleration force in order to solve the above problems, it is possible to miniaturize and slim, and at the same time to form a means for detecting the magnet and its magnetic field changes at the wafer level The present invention provides an acceleration sensor and a method of manufacturing the same, which can be fabricated using a chip and can measure all three directions of acceleration.

본 발명에 따른 장치의 가속도를 측정하는 가속도 센서에 있어서, 웨이퍼와, 상기 웨이퍼 상에 형성된 다수의 자기 센싱 패턴과, 상기 웨이퍼 상부 영역에 위치한 자석 패턴과, 상기 웨이퍼 상부 영역에 위치하여 상기 자석 패턴을 지지하고, 상기 자석 패턴에 탄성 및 복원력을 부여하는 매개 패턴 및 상기 웨이퍼와 매개 패턴에 각기 접속되어 상기 매개 패턴을 상기 웨이퍼 상부 영역에 위치하도록 지지하는 적어도 하나의 고정 기둥을 포함하는 가속도 센서를 제공한다. An acceleration sensor for measuring acceleration of an apparatus according to the present invention, comprising: a wafer, a plurality of magnetic sensing patterns formed on the wafer, a magnet pattern located on the wafer upper region, and a magnet pattern located on the wafer upper region And an acceleration sensor including a media pattern for imparting elasticity and restoring force to the magnet pattern, and at least one fixed column connected to the wafer and the media pattern to support the media pattern in the upper region of the wafer. to provide.

상기 매개 패턴은 상기 웨이퍼의 중심에 위치한 중심 몸체와, 적어도 일부가 상기 고정 기둥 상에 위치하도록 형성된 고정 몸체와, 상기 중심 몸체와 상기 고정 몸체 사이에 절곡된 선 형태로 제작된 다수의 패턴 몸체를 구비하는 것이 가능하다. The intermediate pattern may include a central body positioned at the center of the wafer, a fixed body formed at least partially on the fixed column, and a plurality of pattern bodies manufactured in a line shape bent between the central body and the fixed body. It is possible to provide.

상기 중심 몸체 상에 상기 자석 패턴이 형성될 수 있다. The magnet pattern may be formed on the central body.

상기 다수의 패턴 몸체 각각은 다수의 절곡선을 포함하거나, 상기 다수의 패턴 몸체 각각은 다수의 절곡선과 이 절곡선들 간을 연결하는 적어도 하나의 연결선을 포함하고, 상기 다수의 절곡선의 두께가 서로 다른 것이 효과적이다. Each of the plurality of pattern bodies includes a plurality of bend lines, or each of the plurality of pattern bodies includes a plurality of bend lines and at least one connecting line connecting the bend lines, and the thickness of the plurality of bend lines Different things are effective.

상기 중심 몸체, 상기 고정 몸체 및 상기 패턴 몸체는 단일의 증착과 패턴 공정에 의해 동일 평면 상에 위치하고, 동일 두께로 제작될 수 있다. The central body, the fixed body and the pattern body may be positioned on the same plane by a single deposition and pattern process, and manufactured to the same thickness.

상기 고정 몸체는 상기 다수의 고정 기둥들의 일부와 중첩된 띠 형상으로 제작되거나, 상기 고정 기둥들 상에 형성된 다수의 판 형상으로 제작될 수 있다. The fixing body may be manufactured in a band shape overlapping with a portion of the plurality of fixing pillars, or may be manufactured in a plurality of plate shapes formed on the fixing pillars.

또한, 본 발명에 있어서, 장치의 가속도를 측정하는 가속도 센서에 있어서, 웨이퍼와, 상기 웨이퍼 상면에 형성된 다수의 자기 센싱 패턴과, 상기 웨이퍼 상부 영역에 이격 배치된 다수의 자석 패턴과, 상기 웨이퍼의 상부 표면의 중심에서 돌출된 고정 기둥 및 상기 고정 기둥에 의해 지지되고, 상기 자석 패턴들을 지지하여 상기 자석 패턴들에 탄성 및 복원력을 부여하는 매개 패턴을 갖는 가속도 센서를 제공한다. In addition, in the present invention, an acceleration sensor for measuring the acceleration of the device, the wafer, a plurality of magnetic sensing patterns formed on the upper surface of the wafer, a plurality of magnet patterns disposed in the upper region of the wafer, and the wafer It provides an acceleration sensor having a fixed pillar protruding from the center of the upper surface and a medium pattern which is supported by the fixed pillar, and supports the magnet patterns to impart elasticity and restoring force to the magnet patterns.

상기 매개 패턴은 상기 고정 기둥 상에 형성된 고정 몸체와, 상기 고정 몸체 외측 방향으로 연장된 다수의 패턴 몸체와, 상기 패턴 몸체의 끝단에 마련된 자석 지지 몸체를 포함하는 것이 가능하다. The intermediate pattern may include a fixed body formed on the fixed pillar, a plurality of pattern bodies extending in an outer direction of the fixed body, and a magnet support body provided at an end of the pattern body.

상기 자기 센싱 패턴은 상기 웨이퍼 중심에서 동일 거리로 이격배치된 제 1 내지 제 4 자기 센싱 패턴을 구비하고, 상기 자석 패턴은 바 형태의 제 1 내지 제 3 자석 패턴을 구비하며, 상기 제 1 자석 패턴은 상기 제 1 및 제 4 자기 센싱 패턴 사이 영역에 위치하고, 상기 제 2 자석 패턴은 상기 제 1 및 제 2 자기 센싱 패턴 사이 영역에 위치하며, 상기 제 3 자석 패턴은 그 일부가 상기 제 3 자기 센싱 패과 중첩되도록 배치되것이 가능하다. The magnetic sensing pattern may include first to fourth magnetic sensing patterns spaced apart from each other at the center of the wafer by the same distance, and the magnetic pattern may include first to third magnetic patterns having a bar shape. Is located in an area between the first and fourth magnetic sensing patterns, the second magnet pattern is located in an area between the first and second magnetic sensing patterns, and a portion of the third magnet pattern is the third magnetic sensing. It can be arranged to overlap with the hand.

상기 다수의 자기 센싱 패턴을 상기 웨이퍼 상에 자기 변화에 따라 그 전기적 특성이 변화하는 물질을 증착하고 패터닝하여 제작하되, 상기 다수의 자기 센싱 패턴들의 중심들은 상기 웨이퍼의 중심에 대하여 동일 간격으로 이격될 수 있다. The plurality of magnetic sensing patterns are fabricated by depositing and patterning a material on which the electrical characteristics of the magnetic sensing patterns change according to magnetic changes, and centers of the plurality of magnetic sensing patterns are spaced at equal intervals from the center of the wafer. Can be.

또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 상에 다수의 고정 기둥과 자기 센싱 패턴을 형성하는 단계와, 상기 웨이퍼 상에 상기 자기 센싱 패턴을 커버하고 상기 고정 기둥의 상측 표면을 노출시키는 희생막을 형성하는 단계와, 상기 자기 센싱 패턴의 중심 영역 상에 위치하는 중심 몸체와, 적어도 일부가 상기 고정 기둥의 상측 표면 상에 위치하는 고정 몸체 그리고, 절곡된 선 형태의 패턴 몸체를 갖는 매개 패턴을 상기 희생막 상에 형성하는 단계와, 상기 매개 패턴의 상기 중심 몸체 상에 자석 패턴을 형성하는 단계 및 상기 희생막을 제거하는 단계를 포함하는 가속도 센서의 제조 방법을 제공한다. In addition, forming a plurality of fixed pillars and a magnetic sensing pattern on the wafer according to the present invention, forming a sacrificial film covering the magnetic sensing pattern on the wafer and to expose the upper surface of the fixed pillar; An intermediate pattern formed on the sacrificial layer having a central body positioned on a central region of the magnetic sensing pattern, a fixed body at least partially positioned on an upper surface of the fixed pillar, and a pattern body in the form of a bent line; And forming a magnet pattern on the central body of the intermediate pattern, and removing the sacrificial layer.

또한 본 발명에 따른 웨이퍼의 중심 영역에 고정 기둥을 형성하는 단계와, 상기 웨이퍼 상에 상기 웨이퍼의 중심에서 동일 거리 이격된 다수의 자기 센싱 패턴을 형성하는 단계와, 상기 웨이퍼 상에 상기 자기 센싱 패턴을 커버하고 상기 고 정 기둥의 상측 표면을 노출시키는 희생막을 형성하는 단계와, 상기 고정 기둥상에 형성된 고정 몸체와, 상기 고정 몸체에서 연장된 다수의 패턴 몸체와 상기 패턴 몸체 끝단에 마련된 다수의 자석 지지 몸체를 구비하는 매개 패턴을 상기 희생막 상에 형성하는 단계와, 상기 다수의 자석 지지 몸체 상에 각기 자석 패턴을 형성하는 단계 및 상기 희생막을 제거하는 단계를 포함하는 가속도 센서의 제조 방법을 제공한다. In addition, forming a fixed pillar in the center region of the wafer according to the invention, forming a plurality of magnetic sensing patterns spaced at the same distance from the center of the wafer on the wafer, and the magnetic sensing pattern on the wafer Forming a sacrificial film covering the upper surface of the fixed pillar and covering the upper surface of the fixed pillar, a fixed body formed on the fixed pillar, a plurality of pattern bodies extending from the fixed body, and a plurality of magnets provided at the end of the pattern body. Providing an intermediate pattern having a support body on the sacrificial layer, forming a magnet pattern on the plurality of magnet support bodies, and removing the sacrificial layer, respectively. do.

상기 웨이퍼 상에 제 1 내지 제 4 자기 센싱 패턴을 형성하고, 상기 제 1 자기 센싱 패턴과 상기 제 4 자기 센싱 패턴 사이에 일 자석 패턴이 형성되고, 상기 제 1 자기 센싱 패턴과 상기 제 2 자기 센싱 패턴 사이에 다른 일 자석 패턴이 형성되며, 상기 제 3 자기 센싱 패턴 상에 또 다른 일 자석 패턴이 형성될 수 있다. Forming first to fourth magnetic sensing patterns on the wafer, one magnet pattern is formed between the first magnetic sensing pattern and the fourth magnetic sensing pattern, the first magnetic sensing pattern and the second magnetic sensing pattern Another magnet pattern may be formed between the patterns, and another magnet pattern may be formed on the third magnetic sensing pattern.

상술한 바와 같이 본 발명은 MEMS 공정을 통해 웨이퍼 상측 표면에 자기 센서 패턴을 형성하고, 그 상부에 이격된 매개 패턴과 자석 패턴을 형성하여 자석 패턴의 이동에 의한 가속력을 측정하는 센서 칩을 제작할 수 있다. As described above, the present invention forms a magnetic sensor pattern on the upper surface of the wafer through a MEMS process, and forms a medial pattern and a magnet pattern spaced thereon to manufacture a sensor chip for measuring acceleration force due to movement of the magnet pattern. have.

또한, 본 발명은 웨이퍼 레벨에서 자기 센서와 자석 패턴을 형성함으로 인해 칩의 소형화는 물론 슬림화 그리고 대량 생산화가 가능하다. In addition, the present invention enables the miniaturization of the chip, slimming, and mass production by forming the magnetic sensor and the magnet pattern at the wafer level.

또한, 본 발명은 3축 방향(즉, 3차원 방향)의 가속도를 모두 측정할 수 있다. In addition, the present invention can measure all the acceleration in the three-axis direction (that is, three-dimensional direction).

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like numbers refer to like elements in the figures.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가속도 센서의 평면 개념도이고, 도 2는 도 1의 가속도 센서를 A-A 선방향으로 자른 단면 개념도이다. 도 3 및 도 4는 제 1 실시예의 변형예에 따른 가속도 센서의 평면 개념도이다. 1 is a plan conceptual view of an acceleration sensor according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional conceptual view of the acceleration sensor of FIG. 1 taken along a line A-A. 3 and 4 are plan conceptual views of an acceleration sensor according to a modification of the first embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 가속도 센서는 웨이퍼(100)와, 웨이퍼(100) 상면에 형성된 다수의 자기 센싱 패턴(200)과, 웨이퍼(100) 상부 영역에 위치한 자석 패턴(400)과, 웨이퍼(100) 상부 영역에 위치하여 상기 자석 패턴(400)을 지지하고 자석 패턴(400)에 탄성 및 복원력을 부여하는 매개 패턴(300)과, 웨이퍼(100)와 매개 패턴(300)에 각기 접속되어 상기 매개 패턴(300)이 상기 웨이퍼(100) 상부 영역에 위치하도록 지지하는 적어도 하나의 고정기둥(500)과, 상기 자기 센싱 패턴(200)에서 각기 연장된 다수의 외부 접속 단자(600)와, 상기 자기 센싱 패턴(200)에 공통으로 접속된 공통 접속 단자(700)를 포함한다. 1 and 2, the acceleration sensor according to the present exemplary embodiment includes a wafer 100, a plurality of magnetic sensing patterns 200 formed on an upper surface of the wafer 100, and a magnet pattern located on an upper region of the wafer 100. (400), the intermediate pattern 300 which is located in the upper region of the wafer 100 to support the magnet pattern 400 and impart elasticity and restoring force to the magnet pattern 400, and the wafer 100 and the intermediate pattern ( At least one fixing pillar 500 connected to each other 300 to support the intermediate pattern 300 so as to be positioned in an upper region of the wafer 100, and a plurality of external connections respectively extending from the magnetic sensing pattern 200. The terminal 600 may include a common connection terminal 700 commonly connected to the magnetic sensing pattern 200.

상기 웨이퍼(100)는 반도체성 또는 절연성 웨이퍼를 사용할 수 있다. 물론 필요에 따라 그 표면에 절연성박막이 형성된 웨이퍼를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 웨이퍼로 실리콘 웨이퍼, 게르마늄 웨이퍼 및 사파이어 웨이퍼 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼(100)로 SOI 웨이퍼를 사용할 수도 있다. The wafer 100 may use a semiconductor or insulating wafer. Of course, if necessary, a wafer having an insulating thin film formed on its surface can be used. For example, a silicon wafer, a germanium wafer, a sapphire wafer, or the like may be used as the wafer. In addition, an SOI wafer may be used as the wafer 100.

바람직하게는 본 실시예에서는 그 표면에 절연막(110)이 형성된 실리콘 웨이퍼를 사용한다. 이러한 구조의 웨이퍼(100)는 실리콘 웨이퍼 상에 절연막을 형성하여 제작하거나, SOI 웨이퍼의 상측 실리콘막의 일부를 제거하여 형성할 수도 있다. Preferably, in this embodiment, a silicon wafer having an insulating film 110 formed on its surface is used. The wafer 100 having such a structure may be formed by forming an insulating film on a silicon wafer, or may be formed by removing a portion of the upper silicon film of the SOI wafer.

웨이퍼(100)의 상부 표면에는 다수의 자기 센싱 패턴(200)이 형성된다. A plurality of magnetic sensing patterns 200 are formed on the upper surface of the wafer 100.

본 실시예에서는 웨이퍼(100)의 중심점을 중심으로 그 자기 센싱 패턴(100)의 중심점이 동일하게 이격된 4개의 자기 센싱 패턴(200a, 200b, 200c, 200d: 200)이 웨이퍼(100)의 상부 표면에 형성된다. 이와 같이 4개의 자기 센싱 패턴(200)을 통해 평면 상의 자기 변화(즉, X축 및 Y축의 변화)는 물론 웨이퍼(100) 상부 표면에 수직한 방향에 대한 자기 변화(즉, Z축의 변화)를 감지할 수 있다. In the present exemplary embodiment, four magnetic sensing patterns 200a, 200b, 200c, and 200d: 200 having the same center point of the magnetic sensing pattern 100 spaced around the center point of the wafer 100 are arranged on the upper surface of the wafer 100. Is formed on the surface. As described above, the four magnetic sensing patterns 200 allow the magnetic change in the plane (ie, the change in the X and Y axes) as well as the magnetic change in the direction perpendicular to the upper surface of the wafer 100 (ie, the change in the Z axis). It can be detected.

여기서, 자기 센싱 패턴(200)은 자기 변화에 따라 그 전기적 특성(즉, 전류 또는 전압)이 변화하는 물질로 제작되는 것이 효과적이다. 본 실시예에서는 상기 자기 센싱 패턴(200)으로 Si, InSb, GaAs, InAs, InAsP, InP 및 Ge 중 적어도 하나의 물질을 사용한다. 본 실시예에서는 자기 센싱 패턴(200)으로 InSb를 사용한다. 이를 통해 실리콘 웨이퍼(100) 상에 자기 센싱 패턴(200)을 용이하게 패터닝 할 수 있다. Here, the magnetic sensing pattern 200 may be made of a material whose electrical characteristics (ie, current or voltage) change according to magnetic change. In the present embodiment, at least one of Si, InSb, GaAs, InAs, InAsP, InP, and Ge is used as the magnetic sensing pattern 200. In the present embodiment, InSb is used as the magnetic sensing pattern 200. Through this, the magnetic sensing pattern 200 may be easily patterned on the silicon wafer 100.

자기 센싱 패턴(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 + 형태의 몸체를 갖는 것이 효과적이다. 물론 이외에 중심을 지나는 가상 선에 대하여 대칭인 것이 효과적이다. 바람직하게는 X축과 Y축 방향에 대하여 대칭인 것이 효과적이다. 이와 같이 대 칭적으로 제작하여 입출력에 대한 방향성을 없앨 수 있다. 또한, 불평형 전압이 0에 가까워질 수 있다. As illustrated in FIG. 1, the magnetic sensing pattern 200 may have a body having a positive shape. Of course, it is effective to be symmetrical about the virtual line passing through the center. Preferably, it is effective to be symmetrical about the X-axis and Y-axis directions. It can be manufactured symmetrically in this way to eliminate the direction of the input and output. Also, the unbalanced voltage can be close to zero.

자기 센싱 패턴(200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 중심부(210)와 그 중심부(210)에서 4 방향으로 연장된 돌출된 단자 접속부(220)를 갖는다. 그리고, 이 단자 접속부(220)는 외부 접속 단자(600) 및 공통 접속 단자(700)에 접속된다. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the magnetic sensing pattern 200 has a central portion 210 and a protruding terminal connection portion 220 extending in four directions from the central portion 210. The terminal connecting portion 220 is connected to the external connecting terminal 600 and the common connecting terminal 700.

물론 이에 한정되지 않고, 자기 센싱 패턴(200)은 다각형 형상, 원형상 또는 타원형상과 같은 다양한 형상으로 제작이 가능하다. 그리고, 이러한 자기 센싱 패턴(200)은 외부 접속 단자(600) 및 공통 접속 단자(700)에 각기 접속될 4개의 단자 접속부(220)를 구비한다. Of course, the present invention is not limited thereto, and the magnetic sensing pattern 200 may be manufactured in various shapes such as a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape. In addition, the magnetic sensing pattern 200 includes four terminal connection parts 220 to be connected to the external connection terminal 600 and the common connection terminal 700, respectively.

상기의 자기 센싱 패턴(200) 상측에는 웨이퍼(100)로 부터 이격되도록 자석 패턴(400)과 매개 패턴(300)이 형성된다. 이때, 매개 패턴(300)은 웨이퍼(100)의 상부 표면에서 연장된 고정기둥(500)에 의해 웨이퍼(100)의 상부 영역에 위치하게 된다. 이때, 매개 패턴(300)과 고정 기둥은 MEMS 기술을 이용하여 웨이퍼(100)의 상부 영역에 위치하게 된다. The magnet pattern 400 and the intermediate pattern 300 are formed on the magnetic sensing pattern 200 to be spaced apart from the wafer 100. In this case, the intermediate pattern 300 is positioned in the upper region of the wafer 100 by the fixing pillar 500 extending from the upper surface of the wafer 100. In this case, the intermediate pattern 300 and the fixed pillar are positioned in the upper region of the wafer 100 using MEMS technology.

이러한 매개 패턴(300)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 중심몸체(310)와 패턴 몸체(320)과 고정몸체(330)를 구비한다. The intermediate pattern 300 includes a central body 310, a pattern body 320, and a fixed body 330 as shown in FIGS. 1 and 2.

상기 중심 몸체(310), 패턴 몸체(230) 및 고정 몸체(330)는 단일 증착과 패턴 공정에 의해 형성된다. 따라서, 중심 몸체(310), 패턴 몸체(230) 및 고정 몸체(330)는 동일 평면 상에 위치하고, 동일 두께로 제작된다. The central body 310, the pattern body 230, and the fixed body 330 are formed by a single deposition and pattern process. Therefore, the central body 310, the pattern body 230 and the fixed body 330 are located on the same plane and are manufactured with the same thickness.

중심 몸체(310)는 웨이퍼(100)의 중심점에 위치한다. 즉, 중심 몸체(310)의 중심이 웨이퍼(100)의 중심점에 위치한다. 중심 몸체(310)는 판 형상으로 제작하고, 이때, 판의 형태는 다각형, 원 및 타원과 같이 다양한 형태가 가능하다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 중심 몸체(310)를 원형 판 형태로 제작한다. 이는 중심 몸체(310) 상부에 자기 패턴(400)이 증착(또는 형성)되기 때문이다. The central body 310 is located at the center point of the wafer 100. That is, the center of the central body 310 is located at the center point of the wafer 100. The central body 310 is manufactured in a plate shape, and in this case, the plate may have various shapes such as polygons, circles, and ellipses. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the central body 310 is manufactured in the form of a circular plate. This is because the magnetic pattern 400 is deposited (or formed) on the central body 310.

상기 중심 몸체(310)의 둘레에는 고정 몸체(330)가 위치한다. 즉, 웨이퍼(100)의 가장자리 영역에 고정 몸체(330)가 위치한다. 이때, 고정 몸체(330)의 일부가 상기 고정기둥(500)의 상측면에 형성된다. 이를 통해 고정 몸체(330)가 고정기둥(500)에 의해 지지될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 고정 몸체(330)로 원형 띠 형태의 몸체를 사용할 수 있다. 이때, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 원형 띠 형태의 고정 몸체(330)의 4 영역이 4개의 고정 기둥(500a, 500b, 500c, 500d; 500)에 의해 지지될 수 있다. 여기서, 소자 사이즈의 축소와 패턴 몸체(320)의 이동 영역 확보를 위해 띠 형태의 고정 몸체(330)의 폭이 상기 고정기둥(500)의 수평 단면보다 작은 것이 효과적이다. The fixed body 330 is positioned around the central body 310. That is, the fixed body 330 is located in the edge region of the wafer 100. At this time, a part of the fixing body 330 is formed on the upper side of the fixing column 500. Through this, the fixing body 330 may be supported by the fixing column 500. In this embodiment, the fixed body 330 may be a circular band-shaped body. In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, four regions of the circular band-shaped fixing body 330 may be supported by four fixing pillars 500a, 500b, 500c, and 500d; Here, in order to reduce the size of the device and to secure the moving area of the pattern body 320, it is effective that the width of the band-shaped fixing body 330 is smaller than the horizontal cross section of the fixing pillar 500.

상기 중심 몸체(310)와 고정 몸체(330) 사이에 다수의 패턴 몸체(320)가 위치한다. 패턴 몸체(320)는 절곡된 선 형태로 제작되고, 선의 일단이 중심 몸체(310)에 접속되고, 타단이 고정 몸체(330)에 접속된다. 이와 같이 중심 몸체(310)는 패턴 몸체(320)에 의해 고정 몸체(330)에 접속된다. 이를 통해, 중심 몸체(310)가 웨이퍼(100)의 상측면에서 이격 배치 될 수 있다. A plurality of pattern bodies 320 are positioned between the central body 310 and the fixed body 330. The pattern body 320 is manufactured in the form of a bent line, one end of the line is connected to the central body 310, the other end is connected to the fixed body 330. As such, the central body 310 is connected to the fixed body 330 by the pattern body 320. Through this, the central body 310 may be spaced apart from the upper surface of the wafer 100.

패턴 몸체(320)는 중심 몸체(310)를 지지하고, 중심 몸체(310)에 탄성 및 복 원력을 인가한다. 상기 패턴 몸체(320)는 도 1에 도시된 바와 같이 대략 S자 형태의 절곡된 선으로 제작한다. 본 실시예에서는 3개의 패턴 몸체(320)를 갖는 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 3개 이상의 패턴 몸체(320)를 구비할 수도 있다. The pattern body 320 supports the center body 310 and applies elasticity and restoring force to the center body 310. The pattern body 320 is made of a bent line of approximately S shape as shown in FIG. In this embodiment, it is effective to have three pattern bodies 320. Of course, the present invention is not limited thereto, and three or more pattern bodies 320 may be provided.

상술한 중심 몸체(310), 패턴 몸체(320) 및 고정 몸체(330)는 웨이퍼(100)의 상부 영역에 스프링 물질을 도포한 다음, 이를 패터닝하여 제작한다. 즉, 고정 몸체(330) 외측의 스프링 물질을 제거하고, 중심 몸체(310), 패턴 몸체(320) 및 고정 몸체(330) 내측의 스프링 물질을 제거하여 매개 패턴(300)을 형성한다. 이러한 스프링 물질로는 탄성과 내구성이 우수한 물질을 사용한다. 본 실시예에서는 이러한 스프링 물질로 폴리 실리콘을 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, SiO_x 또는 SiN_x를 사용할 수도 있으며, Ti, W, Ni 및 Cu 중 적어도 어느 하나가 함유된 폴리 실리콘을 사용할 수도 있다. The center body 310, the pattern body 320, and the fixed body 330 described above are fabricated by applying a spring material to the upper region of the wafer 100 and then patterning it. That is, the intermediate material 300 is formed by removing the spring material outside the fixed body 330, and removing the spring material inside the central body 310, the pattern body 320, and the fixed body 330. As the spring material, a material having excellent elasticity and durability is used. In this embodiment, polysilicon is used as this spring material. Of course, the present invention is not limited thereto, and SiO _x or SiN _x may be used, and polysilicon containing at least one of Ti, W, Ni, and Cu may be used.

상술한 바와 같이 매개 패턴(300)의 중심 몸체(310) 상에 자석 패턴(400)이 형성된다. 자석 패턴(400) 또한, 자석막을 증착한 다음 중심 몸체(310) 영역 이외의 자석막을 제거하여 형성한다. 이러한 자석막으로 Ni-Fe 또는 Co-Fe를 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 알니코(Alnico), 페라이트 및 희토류 계열 물질(사마륨, 네오디뮴)을 사용할 수도 있다. As described above, the magnet pattern 400 is formed on the central body 310 of the intermediate pattern 300. The magnet pattern 400 is also formed by depositing a magnet film and then removing a magnet film other than the central body 310 region. Ni-Fe or Co-Fe is used as such a magnet film. Of course, the present invention is not limited thereto, and alnico, ferrite, and rare earth-based materials (samarium, neodymium) may be used.

상기 자석 패턴(400)의 중심이 자기 센싱 패턴(200)들의 중심점에 위치하는 것이 효과적이다. 그리고, 자석 패턴(400)은 원형태인 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 형상이 가능하다. 이를 통해 자석 패턴(400)의 자기장이 4개의 자기 센싱 패턴(200)에 균일하게 제공될 수 있다. 이를 통해 자석 패턴(400)이 웨이퍼(100)의 중심점에서 이동하는 것을 빠르고 정확하게 감지할 수 있다.It is effective that the center of the magnet pattern 400 is located at the center of the magnetic sensing patterns 200. In addition, it is effective that the magnet pattern 400 has a circular shape. Of course, it is not limited to this, Various shapes are possible. Through this, the magnetic field of the magnet pattern 400 may be uniformly provided to the four magnetic sensing patterns 200. Through this, it is possible to quickly and accurately detect the movement of the magnet pattern 400 from the center point of the wafer 100.

그리고, 본 실시예에서는 앞서 언급한 바와 같이 웨이퍼(100) 상측 표면의 가장자리에 위치한 4개의 고정 기둥(500)에 의해 매개 패턴(300)이 지지된다. 이때, 고정 기둥(500)들의 상측 표면의 일부 영역에 매개 패턴(300)의 고정 몸체(330)가 형성된다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 고정 기둥(500) 대신 매개 패턴(300)과 동일한 띠 형태의 고정부(500)가 형성될 수도 있다. In this embodiment, as described above, the intermediate pattern 300 is supported by four fixing pillars 500 positioned at the edge of the upper surface of the wafer 100. In this case, the fixing body 330 of the intermediate pattern 300 is formed in a portion of the upper surface of the fixing pillars 500. Of course, the present invention is not limited thereto, and instead of the fixing pillar 500, a fixing part 500 having the same strip shape as the intermediate pattern 300 may be formed.

고정 기둥(500)은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 원 기둥 형태로 제작되는 것이 효과적이다. 이에 한정되지 않고, 다양한 형태의 다양한 형태의 기둥으로 제작할 수 있다. 고정 기둥(500)은 웨이퍼(100) 상에 소정의 고정 기둥 물질을 증착한 다음에 고정 기둥 물질의 일부를 제거하여 형성할 수도 있다. 여기서, 고정 기둥 물질은 스프링 물질과 동일한 물질을 사용하는 것이 효과적이다. 이를 통해 고정 기둥(500)과 매개 패턴(300) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 웨이퍼(100)의 상측 표면의 일부를 식각하여 고정 기둥(500)을 제작할 수도 있다. It is effective that the fixed column 500 is manufactured in the form of a circular column as shown in FIGS. 1 and 2. The present invention is not limited thereto, and may be manufactured using various types of pillars. The fixed pillar 500 may be formed by depositing a predetermined fixed pillar material on the wafer 100 and then removing a portion of the fixed pillar material. Here, it is effective to use the same material as the spring material for the fixed column material. Through this, the coupling force between the fixed pillar 500 and the intermediate pattern 300 may be improved. Of course, the present invention is not limited thereto, and a part of the upper surface of the wafer 100 may be etched to manufacture the fixed pillar 500.

본 실시예의 자기 센싱 패턴(200) 각각은 4개의 단자 접속부(220)를 구비한다. 여기서, 4개의 단자 접속부(220)중 하나는 공통 접속 단자(700)에 접속되고, 나머지 3개의 단자 접속부(220)는 각기 외부 접속 단자(600)에 접속된다. 여기서, 공통 접속 단자(700)를 통해 접지 전원이 제공되고, 3개의 외부 접속 단자(600) 중 하나는 입력 단자가 되고, 나머니 단자는 출력 단자가 된다. Each of the magnetic sensing patterns 200 according to the present exemplary embodiment includes four terminal connectors 220. Here, one of the four terminal connectors 220 is connected to the common connection terminal 700, and the other three terminal connectors 220 are connected to the external connection terminal 600, respectively. Here, the ground power is provided through the common connection terminal 700, one of the three external connection terminals 600 is an input terminal, and the remaining terminal is an output terminal.

공통 접속 단자(700)는 4개의 자기 센싱 패턴(200a, 200b, 200c, 200d; 200)의 일 단자 접속부(220)에 각기 접속하는 다수의 공통 단자 접속배선(710a, 710b, 710c, 710d; 710)과, 공통 단자 접속배선(710)간을 연결하는 다수의 공통 연결 배선(720a, 720b, 720c, 720c; 720)과, 상기 공통 연결 배선(720)에서 웨이퍼(100)의 가장자리 영역으로 연장 돌출된 공통 접속 패드(730)를 구비한다. The common connection terminal 700 includes a plurality of common terminal connection wirings 710a, 710b, 710c, 710d; 710 respectively connected to one terminal connection portion 220 of the four magnetic sensing patterns 200a, 200b, 200c, and 200d; ) And a plurality of common connection wirings 720a, 720b, 720c, 720c; 720 connecting the common terminal connection wiring 710 to the edge region of the wafer 100 from the common connection wiring 720. A common connection pad 730 is provided.

이때, 상기 공통 단자 접속 배선(710)은 그 일부가 상기 자기 센싱 패턴(200)의 적어도 상측면 일부에 위치한다. 바람직하게는 도 7에 도시된 바와 같이 공통 단자 접속 배선(710)은 자기 센싱 패턴(200)의 단자 접속부(220) 영역의 상측 표면과 측벽면 및 이와 인접한 웨이퍼(100)의 상측 표면 상에 위치한다. In this case, a part of the common terminal connection wire 710 is located on at least a portion of the upper surface of the magnetic sensing pattern 200. Preferably, as shown in FIG. 7, the common terminal connection wiring 710 is positioned on the upper surface and sidewall surfaces of the region of the terminal connection portion 220 of the magnetic sensing pattern 200 and the upper surface of the wafer 100 adjacent thereto. do.

상기 공통 연결 배선(720)은 웨이퍼(100) 상측 표면으로 연장된 공통 단자 접속 배선(710)들 간을 연결한다. 따라서, 공통 연결 배선(720)은 웨이퍼(100)의 상측 표면상에 형성된다. 물론 상기 공통 접속 패드(730) 또한, 공통 연결 배선(720)에 접속되어 있기 때문에 웨이퍼(100)의 상측 표면 상에 형성된다. 그리고, 공통 접속 패드(730)의 일단은 판 형상으로 제작되어 외부 전원 단자와의 접속을 용이하게 할 수 있다. The common connection wire 720 connects the common terminal connection wires 710 extending to the upper surface of the wafer 100. Thus, the common connection wiring 720 is formed on the upper surface of the wafer 100. Of course, the common connection pad 730 is also formed on the upper surface of the wafer 100 because it is connected to the common connection wiring 720. One end of the common connection pad 730 may be formed in a plate shape to facilitate connection with an external power supply terminal.

그리고, 상기 공통 접속 패드(730)의 일단은 매개 수단(300)의 고정 몸체(330) 외측의 웨이퍼(100) 상측 표면에 위치하는 것이 효과적이다. 이를 통해 중심부(310)가 원활하게 이동할 수 있다. In addition, one end of the common connection pad 730 may be located on the upper surface of the wafer 100 outside the fixing body 330 of the intermediate means 300. This allows the center 310 to move smoothly.

외부 접속 단자(600)는 각기 일 자기 센싱 패턴(200)의 3개의 단자 접속 부(220)에 각기 접속 연장된 제 1 내지 제 3 접속 배선(611, 612, 613)과, 상기 제 1 내지 제 3 접속 배선(611, 612, 613)의 일 끝단에 마련된 제 1 내지 제 3 외부 접속 패드(621, 622, 623)를 구비한다. 제 1 내지 제 3 접속 배선(611, 612, 613)의 다른 일 끝단은 자기 센싱 패턴(200)의 단자 접속부(220)의 상측면과 측면을 따라 연장된다. 그리고, 제 1 내지 제 3 접속 패드(621, 622, 623)는 매개 수단(300)의 외측에 위치하는 것이 효과적이다. 이를 통해 중심부(310)의 이동을 방해하지않고 원활한 전기적 접속을 이룰 수 있다. The external connection terminals 600 may include first to third connection wires 611, 612, and 613 that are respectively extended to the three terminal connection parts 220 of the magnetic sensing pattern 200, and the first to the first connection wires. First to third external connection pads 621, 622, and 623 provided at one end of the third connection wirings 611, 612, and 613 are provided. The other ends of the first to third connection wires 611, 612, and 613 extend along upper and side surfaces of the terminal connection part 220 of the magnetic sensing pattern 200. In addition, it is effective that the first to third connection pads 621, 622, and 623 are located outside the intermediate means 300. This can achieve a smooth electrical connection without disturbing the movement of the center (310).

그리고, 상기 제 1 내지 제 3 접속 패드(621, 622, 623)들과, 공통 접속 패드(730)가 웨이퍼(100)의 가장자리 끝단에 형성될 수도 있다.In addition, the first to third connection pads 621, 622, and 623 and the common connection pad 730 may be formed at the edge end of the wafer 100.

물론 본 실시예는 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다. Of course, this embodiment is not limited to the above description, and various modifications are possible.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 매개 부재(300)의 고정몸체(330)가 띠 형상이 아닌 다수의 판 형태로 제작될 수 있다. 즉, 고정 몸체(330)는 다수의 고정 몸체 판(330a, 330b, 330c, 330d; 330)으로 제작되고, 이들이 각이 고정부(500a, 500b, 500c, 500d; 500)의 상측면에 형성될 수 있다. 이를 통해 중심 몸체(310)의 이동 범위를 확장할 수 있다. 또한, 4개의 패턴 몸체(320)를 두어 중심 몸체(310)을 더욱 확고하게 지지할 수 있다. That is, as shown in FIG. 3, the fixing body 330 of the intermediate member 300 may be manufactured in the form of a plurality of plates rather than a band shape. That is, the fixed body 330 is made of a plurality of fixed body plate (330a, 330b, 330c, 330d; 330), each of which is to be formed on the upper side of the fixing portion (500a, 500b, 500c, 500d; 500) Can be. Through this, the moving range of the central body 310 can be extended. In addition, the four pattern bodies 320 may be provided to more firmly support the center body 310.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼(100)의 중심에 다른 하나의 자기 센싱 패턴(200e)을 배치할 수 있다. 이와 같이 5개의 자기 센싱 패턴(200)을 둠으로 인해 자기 패턴(400)의 움직임을 더욱 효과적으로 검출할 수 있다. 즉, 자기 패턴(400) 하측에 자기 센싱 패턴(200e)을 배치함으로 인해 자석의 상하 이동 즉, Z축 이동을 빠르게 감지할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 4, another magnetic sensing pattern 200e may be disposed in the center of the wafer 100. As such, since the five magnetic sensing patterns 200 are placed, the movement of the magnetic patterns 400 may be more effectively detected. That is, since the magnetic sensing pattern 200e is disposed below the magnetic pattern 400, the vertical movement of the magnet, that is, the Z-axis movement, may be quickly detected.

상술한 구성의 제 1 실시예에 따른 가속도 센서는 앞서 언급한 바와 같이 MEMS 기술을 통해 제작된다. The acceleration sensor according to the first embodiment of the above-described configuration is manufactured through MEMS technology as mentioned above.

하기에서는 제 1 실시예에 따른 구성의 가속도 센서의 제작 방법을 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a manufacturing method of an acceleration sensor having a configuration according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.

도 5 내지 도 11은 제 1 실시예에 따른 가속도 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도면에서 (a)는 단면도이고, (b)는 평면도이다. 도 12는 제 1 실시예의 자기 센싱 패턴의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 13 내지 도 16은 제 1 실시예의 패턴 몸체의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.5 to 11 are views for explaining a method of manufacturing an acceleration sensor according to the first embodiment. In the figure, (a) is a sectional view, (b) is a plan view. 12 is a diagram for explaining a modification of the magnetic sensing pattern of the first embodiment. 13-16 is a figure for demonstrating the modification of the pattern body of 1st Example.

도 5에 도시된 바와 같이 웨이퍼(100) 상에 다수의 고정부(500)를 형성한다. As shown in FIG. 5, a plurality of fixing parts 500 are formed on the wafer 100.

이를 위해 먼저 웨이퍼(100)를 준비한다. 본 실시예에서는 상기 웨이퍼(100)로 실리콘 웨이퍼 상에 절연막과 실리콘막층이 적층된 SOI 웨이퍼를 사용한다.To this end, the wafer 100 is prepared first. In this embodiment, an SOI wafer in which an insulating film and a silicon film layer are stacked on a silicon wafer is used as the wafer 100.

이어서, 상기 웨이퍼(100) 상에 감광막을 도포한 다음 고정부 마스크를 이용한 노광 및 현상공정(포토리소그라피 공정)을 실시하여 상기 고정부(500)가 형성될 웨이퍼(100) 영역을 제외한 나머지 영역을 개방하는 고정부 마스크 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 고정부 마스크 패턴으로 식각 공정을 실시하여 상기 절연막 상의 실리콘막층을 제거한다. 이를 통해 고정부(500)를 형성한다. Subsequently, a photoresist film is coated on the wafer 100, and then an exposure and development process (photolithography process) using a fixing part mask is performed to remove the remaining area except the area of the wafer 100 where the fixing part 500 is to be formed. A fixing mask pattern for opening is formed. Subsequently, an etching process is performed on the fixing part mask pattern to remove the silicon film layer on the insulating film. Through this, the fixing part 500 is formed.

물론 이에 한정되지 않고, 웨이퍼(100) 상에 소정의 물질막(예를 들어 절연성 물질막 또는 반도체성 물질막)을 증착한 다음 그 상에 고정부 마스크 패턴을 제작하고, 식각을 통해 물질막의 일부를 제거하여 고정부(500)를 형성할 수도 있다. 본 실시예에서는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 4개의 고정부가 웨이퍼(100)의 상측 표면에 형성된다. Of course, the present invention is not limited thereto, and a predetermined material layer (for example, an insulating material layer or a semiconductor material layer) is deposited on the wafer 100, and then a fixing part mask pattern is formed thereon, and a portion of the material layer is etched. By removing the fixed part 500 may be formed. In this embodiment, as shown in FIG. 5B, four fixing portions are formed on the upper surface of the wafer 100.

그리고, 본 실시예에서는 단일 가속도 센서의 제작을 중심으로 설명하였다. 하지만, 하나의 웨이퍼(100) 상에 다수의 가속도 센서가 제작될 수 있다. 그리고, 웨이퍼(100)에는 가속도 센서가 제작될 영역이 각기 정의된다. In the present embodiment, the description has been focused on the fabrication of a single acceleration sensor. However, multiple acceleration sensors may be fabricated on one wafer 100. In addition, regions in which the acceleration sensor is to be manufactured are defined in the wafer 100.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이 웨이퍼(100) 상측 표면에 수평 및 수직 방향(X축, Y축 및 Z축)에 대한 자기 변화를 감지하기 위한 다수의 자기 센싱 패턴(200)을 형성한다. 여기서, 다수의 자기 센싱 패턴(200)은 웨이퍼(100)의 중심점을 중심으로 그 중심이 동일하게 이격된 4개의 자기 센싱 패턴(200)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 6, a plurality of magnetic sensing patterns 200 are formed on the upper surface of the wafer 100 to detect magnetic changes in the horizontal and vertical directions (X, Y, and Z axes). Here, the plurality of magnetic sensing patterns 200 form four magnetic sensing patterns 200 with their centers spaced equally from the center point of the wafer 100.

이를 위해 먼저, 고정부(500)가 형성된 웨이퍼(100) 상에 자기 변화에 따라 그 전기적 특성(즉, 전류 또는 전압)이 변화하는 자기 감지 물질을 증착한다. 이때, 본 실시예에서는 자기 감지 물질로 InSb막을 사용한다. 즉, 웨이퍼(100) 상에 진공 증착법을 통해 InSb막을 증착한다. To this end, first, a magnetic sensing material whose electrical property (ie, current or voltage) changes according to magnetic change is deposited on the wafer 100 on which the fixing part 500 is formed. In this case, the InSb film is used as the magnetic sensing material in this embodiment. That is, an InSb film is deposited on the wafer 100 by vacuum deposition.

이어서, InSb막 상에 감광막을 도포한 다음 자기 센싱 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 통해 자기 센싱 패턴(200) 형성 영역을 제외한 영역의 감광막을 제거하여 센싱 마스크 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 센싱 마스크 패턴으로 식각 공정을 수행하여 InSb막을 제거한다. 이를 통해 웨이퍼(100) 상측 표면에 자기 센싱 패턴(200)을 형성한다. Subsequently, a photosensitive film is coated on the InSb film, and then a photosensitive film is removed to form a sensing mask pattern by removing a photosensitive film in a region other than a region in which the magnetic sensing pattern 200 is formed through an exposure and development process using a magnetic sensing mask. Subsequently, an etching process is performed on the sensing mask pattern to remove the InSb layer. As a result, the magnetic sensing pattern 200 is formed on the upper surface of the wafer 100.

본 실시예에서는 상기 자기 센싱 패턴(200)으로 +자 형상으로 제작한다. 자기 센싱 패턴(200)은 중심부(210)와, 중심부(210)에서 4 방향으로 연장 돌출된 단 자 접속부(220)를 구비한다. 이에 한정되지 않고, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 단자 접속부(220)의 끝단에는 외부 접속 단자(600)와 공통 접속 단자(700)가 접속되는 접속돌기(221)가 마련된다. 이를 통해 접속 단자(600, 700)와 자기 센싱 패턴(200)과의 접속 면적을 넓일 수 있다. 이와 같이 접속 면적을 넓힘으로 인해 접속 면저항을 줄일 수 있다. In this embodiment, the magnetic sensing pattern 200 is manufactured in a + shape. The magnetic sensing pattern 200 includes a central portion 210 and a terminal connection portion 220 protruding from the central portion 210 in four directions. 12, the connection protrusion 221 is provided at an end of the terminal connection part 220 to which the external connection terminal 600 and the common connection terminal 700 are connected. Through this, the connection area between the connection terminals 600 and 700 and the magnetic sensing pattern 200 may be widened. In this way, the connection surface resistance can be reduced by increasing the connection area.

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이 웨이퍼(100) 상에 복수의 자기 센싱 패턴(200)에 각기 접속된 외부 접속 단자(600)와, 상기 자기 센싱 패턴(200)들에 접속된 공통 접속 단자(700)를 형성한다. 여기서, 상기 단자들은 리프트 오프 공정을 통해 제작되는 것이 효과적이다. Subsequently, as illustrated in FIG. 7, the external connection terminals 600 connected to the plurality of magnetic sensing patterns 200 on the wafer 100 and the common connection terminals connected to the magnetic sensing patterns 200, respectively. 700). Here, it is effective that the terminals are manufactured through a lift off process.

이를 위해 먼저, 웨이퍼(100)의 상측면에 감광막을 도포한 다음 단자 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 수행하여 외부 접속 단자(600) 및 공통 접속 단자(700) 형성 영역을 개방하는 마스크 패턴을 형성한다. 이어서, 마스크 패턴이 현성된 웨이퍼(100) 전면에 전도성막을 형성한다. 여기서, 전도성막으로는 Ti, Ni, Au, Cu, Al, Pt, Ni/Au, Ti/Au, Ti/Ni/Au 및 이들의 합금으로 구성된 그룹 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. 바람직하게 본 실시예에서는 Ti/Ni/Au 막을 사용하여 단자의 전기적 특징과 접속 저항을 줄일 수 있다. 이후에 마스크 패턴을 리프트 오프시켜 외부 접속 단자(600) 및 공통 접속 단자(700) 형성 영역을 제외한 영역의 마스크 패턴과 전도성막을 제거한다. 이를 통해 외부 접속 단자(600) 및 공통 접속 단자(700)를 형성한다. To this end, first, a photosensitive film is coated on the upper surface of the wafer 100, and then a mask pattern for opening the external connection terminal 600 and the common connection terminal 700 forming region is formed by performing an exposure and development process using a terminal mask. do. Subsequently, a conductive film is formed over the entire surface of the wafer 100 having the mask pattern. Here, at least one of a group consisting of Ti, Ni, Au, Cu, Al, Pt, Ni / Au, Ti / Au, Ti / Ni / Au, and alloys thereof may be used as the conductive film. Preferably, in the present embodiment, the Ti / Ni / Au film is used to reduce the electrical characteristics and the connection resistance of the terminal. Subsequently, the mask pattern is lifted off to remove the mask pattern and the conductive film in the regions except for the regions in which the external connection terminal 600 and the common connection terminal 700 are formed. Through this, the external connection terminal 600 and the common connection terminal 700 are formed.

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼(100) 상에 외부 접속 단자(600) 및 공통 접속 단자(700) 그리고, 자기 센싱 패턴(200)을 보호하고, 돌출부(500)를 노출시키는 희생막(800)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 8, the sacrificial film for protecting the external connection terminal 600 and the common connection terminal 700, the magnetic sensing pattern 200, and exposing the protrusion 500 on the wafer 100 is formed. 800).

이를 위해 웨이퍼(100) 상에 희생막(800)을 형성한다. 본 실시예에서는 상기 희생막(800)으로 폴리이미드막을 사용한다. 물론 이에 한정되지 않고, 다양한 유기 물질막이 사용될 수 있다. 또한, 사용되는 스프링 물질에 따라 SiN_x 또는 SiO_x가 사용될 수도 있다. 이때, 폴리이미드막은 코팅 공정으로 형성하는 것이 효과적이다. 물론 증착을 통해 폴리이미드막을 형성할 수 있다. 이어서, 돌출부(500)를 정지층으로 하는 평탄화 공정을 수행하여 돌출부(500) 상의 희생막(800)을 제거한다. 이를 통해 희생막(800)을 평탄화할 수 있고, 돌출부(500)를 노출시킬 수 있다. 그리고, 웨이퍼(100) 상의 자기 센싱 패턴(200), 외부 접속 단자(600) 및 공통 접속 단자(700)를 보호할 수 있다. To this end, a sacrificial layer 800 is formed on the wafer 100. In this embodiment, a polyimide film is used as the sacrificial film 800. Of course, the present invention is not limited thereto, and various organic material films may be used. In addition, SiN _x or SiO _x may be used depending on the spring material used. At this time, it is effective to form a polyimide film by a coating process. Of course, polyimide film can be formed through vapor deposition. Subsequently, a sacrificial film 800 on the protrusion 500 is removed by performing a planarization process using the protrusion 500 as a stop layer. As a result, the sacrificial layer 800 may be planarized and the protrusion 500 may be exposed. In addition, the magnetic sensing pattern 200, the external connection terminal 600, and the common connection terminal 700 on the wafer 100 may be protected.

이어서, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 희생막(800) 상에 중심 몸체(310), 패턴 몸체(320) 및 고정 몸체(330)를 포함하는 매개 패턴(300)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 9, the intermediate pattern 300 including the central body 310, the pattern body 320, and the fixed body 330 is formed on the sacrificial layer 800.

이를 위해 상기 희생막(800) 상에 매개 패턴(300) 제작을 위한 스프링 물질을 증착한다. 이어서, 스프링 물질 상에 감광막을 도포하고, 스프링 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 매개 패턴(300) 형성 영역을 차폐하는 매개 마스크 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 매개 마스크 패턴으로 식각 공정을 수행하여 상기 매개 패턴(300)을 형성한다. To this end, a spring material for fabricating the intermediate pattern 300 is deposited on the sacrificial layer 800. Subsequently, a photoresist film is coated on the spring material, and an exposure and development process using a spring mask is performed to form a medial mask pattern that shields the medial pattern 300 forming region. Subsequently, an etching process is performed using the intermediate mask pattern to form the intermediate pattern 300.

이때, 매개 패턴(300)의 중심 몸체(310)는 웨이퍼(100)의 중심 영역에 위치 한다. 그리고, 고정 몸체(330)의 일부는 희생막(800)에 의해 노출된 돌출부(500) 상에 위치한다. At this time, the central body 310 of the intermediate pattern 300 is located in the central region of the wafer 100. A portion of the fixed body 330 is positioned on the protrusion 500 exposed by the sacrificial layer 800.

여기서, 패턴 몸체(320)는 절곡된 선 형태로 패터닝된다. 즉, S자 곡선 형태로 제작된다. 이에 한정되지 않고, 패턴 몸체(320)는 다양한 변형이 가능하다. 즉, 패턴 몸체(320)는 다수의 절곡 선을 포함할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이 패턴 몸체(320)는 제 1 및 제 2 절곡 선(321, 322)을 구비한다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이 패턴 몸체(320)의 제 1 및 제 2 절곡 선(321, 322)의 두께가 서로 다를 수 있다. 이와 같이 다수의 절곡선을 구비함으로 인해 패턴 몸체(320)의 내구성을 향상시킬 수 있고, 외부의 작은 힘에도 중심 몸체(310)가 이동하도록 할 수 있어 정확한 가속도를 측정할 수 있다. 또한, 절곡선을 서로 다른 두께로 형성하여 작은 충격에 의해 패턴 몸체(320)가 절단되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 도 15에 도시된 바와 같이 패턴 몸체(320)는 제 1 및 제 2 절곡선(321, 322) 사이를 연결하는 적어도 하나의 연결선(323) 구비할 수 있다. 이와 같은 연결선(323)을 통해 절곡선들이 뒤틀리거나 꼬이는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 도 16에 도시된 바와 같이 패턴 몸체(320)의 절곡 선은 제 1 방향으로 절곡된 제 1 선 영역과 이와 대응하는 제 2 방향으로 절곡된 제 2 선 영역을 구비한다. 이때, 도 16에 도시된 바와 같이 제 1 선 영역의 길이(T1)가 상기 제 2 선 영역의 길이(T2)보다 1.5 내지 3배 큰 것이 효과적이다. 이를 통해 탄성 및 복원력이 중심 몸체(310)에 원할하게 제공될 수 있다. Here, the pattern body 320 is patterned in the form of a bent line. That is, it is produced in the form of an S curve. Without being limited to this, the pattern body 320 may be variously modified. That is, the pattern body 320 may include a plurality of bending lines. As shown in FIG. 13, the pattern body 320 includes first and second bent lines 321 and 322. In addition, as illustrated in FIG. 14, the thicknesses of the first and second bent lines 321 and 322 of the pattern body 320 may be different from each other. As such, by providing a plurality of bent lines, the durability of the pattern body 320 can be improved, and the center body 310 can be moved even with a small external force, so that accurate acceleration can be measured. In addition, it is possible to solve the problem that the pattern body 320 is cut by a small impact by forming a bent line with a different thickness. In addition, as shown in FIG. 15, the pattern body 320 may include at least one connecting line 323 connecting the first and second bend lines 321 and 322. Through such a connection line 323 it is possible to prevent the bending line is twisted or twisted. In addition, as illustrated in FIG. 16, the bent line of the pattern body 320 includes a first line region bent in the first direction and a second line region bent in the second direction corresponding thereto. In this case, as shown in FIG. 16, it is effective that the length T1 of the first line region is 1.5 to 3 times larger than the length T2 of the second line region. Through this, elasticity and restoring force can be smoothly provided to the central body 310.

이어서, 도 10에 도시된 바와 같이 매개 패턴(300)의 중심 몸체(310) 상에 자석 패턴(400)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 10, the magnet pattern 400 is formed on the central body 310 of the intermediate pattern 300.

이를 위해 매개 패턴(300)이 형성된 희생막(800) 상에 자석막을 형성한다.To this end, a magnet film is formed on the sacrificial film 800 on which the intermediate pattern 300 is formed.

이어서, 자석막 상에 감광막을 도포하고, 자석 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 수행하여 자석 패턴(400)이 형성될 영역을 차폐하는 자석 마스크 패턴을 형성한다. 이어서, 자석 마스크 패턴으로 식각 공정을 수행하여 상기 자석막을 제거한다. 이를 통해 자석 패턴(400)을 중심 몸체(310) 상에 형성한다. Subsequently, a photoresist film is coated on the magnet film, and an exposure and development process using a magnet mask is performed to form a magnet mask pattern that shields an area where the magnet pattern 400 is to be formed. Subsequently, an etching process is performed with a magnet mask pattern to remove the magnet film. Through this, the magnet pattern 400 is formed on the central body 310.

이어서, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 희생막(800)을 제거하여 자기 센서를 제작한다. 이때, 식각 공정을 통해 웨이퍼(100) 상측에 형성된 희생막(800)을 제거하여 웨이퍼(100) 상에 매개 부재(300)의 중심 몸체(310)와 패턴 몸체(320)가 이격 배치된 가속도 센서를 제작한다. Subsequently, as shown in FIG. 11, the sacrificial layer 800 is removed to manufacture a magnetic sensor. At this time, an acceleration sensor in which the center body 310 and the pattern body 320 of the intermediate member 300 are spaced apart from the sacrificial layer 800 formed on the wafer 100 through an etching process is disposed on the wafer 100. To produce.

또한, 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고, 다양한 구성이 가능하다. In addition, this invention is not limited to the above-mentioned description, A various structure is possible.

하기에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가속도 센서에 관해 설명한다. 후술되는 설명중 상술한 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다. 그리고, 상기 제 2 실시예의 주요 기술중 일부는 상기 제 1 실시예에 적용될 수 있다. Hereinafter, an acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention will be described. The description overlapping with the above-described first embodiment will be omitted. And, some of the main techniques of the second embodiment can be applied to the first embodiment.

도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가속도 센서의 평면 개념도이고, 도 18은 도 17의 가속도 센서를 B-B 선 방향으로 자른 단면 개념도이다. 17 is a schematic conceptual view of an acceleration sensor according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the acceleration sensor of FIG. 17 taken along a line B-B.

도 17 및 도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 가속도 센서는 웨이퍼(1100)와, 웨이퍼(1100) 상면에 형성된 다수의 자기 센싱 패턴(1200)과, 웨이퍼(1100)의 상부영역에 이격 배치된 다수의 자석 패턴(1400)과, 상기 웨이퍼(1100)의 상부 표면의 중심에서 돌출된 고정 기둥(1500)과, 상기 고정 기둥(1500)에 의해 지지되고, 상기 자석 패턴(1400)을 지지하며 상기 자석 패턴(1400)에 탄성 및 복원력을 부여하는 매개 패턴(1300) 그리고, 자기 센싱 패턴(1200)에서 각기 연장된 다수의 외부 접속 단자(1600)와, 상기 자기 센싱 패턴(1200)에 공통으로 접속된 공통 접속 단자(1700)를 포함한다.17 and 18, the acceleration sensor according to the present exemplary embodiment may be spaced apart from the wafer 1100, a plurality of magnetic sensing patterns 1200 formed on the upper surface of the wafer 1100, and an upper region of the wafer 1100. A plurality of magnet patterns 1400, a fixed pillar 1500 protruding from the center of the upper surface of the wafer 1100, and the fixed pillar 1500, and supporting the magnet pattern 1400. The intermediary pattern 1300 for providing elasticity and restoring force to the magnet pattern 1400, a plurality of external connection terminals 1600 extending from the magnetic sensing pattern 1200, and the magnetic sensing pattern 1200 in common. The connected common connection terminal 1700 is included.

이때, 자기 센싱 패턴(1200)는 그 중심이 상기 웨이퍼(1100)의 중심에 대하여 동일거리로 이격된 제 1 내지 제 4 자기 센싱 패턴(1200a, 1200b, 1200c, 1200d)을 구비한다. 이때, 제 1 내지 제 4 자기 센싱 패턴(1200a, 1200b, 1200c, 1200d)을 연결한 선은 정사각형 또는 마름모꼴 형태가 된다. 즉, 제 1 내지 제 4 자기 센싱 패턴(1200a, 1200b, 1200c, 1200d)은 정사각형 또는 마름모꼴 형태의 각 변 또는 꼭지점 영역에 위치한다. In this case, the magnetic sensing pattern 1200 includes first to fourth magnetic sensing patterns 1200a, 1200b, 1200c, and 1200d whose centers are spaced at the same distance from the center of the wafer 1100. In this case, the lines connecting the first to fourth magnetic sensing patterns 1200a, 1200b, 1200c, and 1200d may have a square or rhombus shape. That is, the first to fourth magnetic sensing patterns 1200a, 1200b, 1200c, and 1200d are positioned at each side or vertex area of a square or rhombus shape.

상기 고정 기둥(1500)은 상기 제 1 내지 제 4 자기 센싱 패턴(1200a, 1200b, 1200c, 1200d)의 중심점에 위치한다. 그리고, 고정 기둥(1500)은 매개 패턴(1300)을 지지한다. The fixed pillar 1500 is located at the center of the first to fourth magnetic sensing patterns 1200a, 1200b, 1200c, and 1200d. The fixed pillar 1500 supports the intermediate pattern 1300.

본 실시예의 매개 패턴(1300)은 고정 기둥(1500) 상에 형성된 고정 몸체(1340)와, 상기 고정 몸체(1340)에서 외측 방향으로 연장된 3개의 패턴 몸체(1350)와, 상기 패턴 몸체(1350)의 끝단에 마련되어 그 상측에 자석 패턴(1400)이 각기 형성된 자석 지지 몸체(1360)를 구비한다. The intermediate pattern 1300 of the present embodiment includes a fixed body 1340 formed on the fixed pillar 1500, three pattern bodies 1350 extending outwardly from the fixed body 1340, and the pattern body 1350. It is provided at the end of the) is provided with a magnet support body 1360, each of which has a magnet pattern 1400 formed thereon.

여기서, 상기 3개의 패턴 몸체(1350) 중 하나는 제 1 및 제 4 자기 센싱 패턴(1200a, 1200d) 사이 공간으로 연장되고, 다른 하나는 제 1 및 제 2 자기 센싱 패턴(1200a, 1200b) 사이 공간으로 연장된다. 그리고, 나머지 다른하나는 제 1 자 기 센싱 패턴(1200a)과 제 3 자기 센싱 패턴(1200c)을 연결하는 가상선 방향으로 연장하되 제 3 자기 센싱 패턴(1200c) 상측 공간으로 연장된다. 여기서, 3개의 패턴 몸체(1350) 모두가 선 형태로 제작될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 자석 패턴(1400a, 1400b)에 접속되는 패턴 몸체(1350)는 그 두께가 폭보다 넓은 바 형상으로 제작되고, 제 3 자석 패턴(1400c)에 접속된 패턴 몸체(1350)는 그 두께가 폭보다 얇은 바 형태로 제작되는 것이 효과적이다. 이를 통해 제 1 및 제 2 자석 패턴(1400a, 1400b)의 수평 이동이 용이하게 하고, 제 3 자석 패턴(1400c)의 수직 이동이 용이하게 할 수 있다. 물론 도 17에 도시된 바와 같이 제 3 자기 센싱 패턴(1200c) 상측 공간으로 연장된 패턴 몸체(1350) 만이 직선 형태로 제작될 수 있다.Here, one of the three pattern bodies 1350 extends into a space between the first and fourth magnetic sensing patterns 1200a and 1200d, and the other spaces between the first and second magnetic sensing patterns 1200a and 1200b. Extends. The other one extends in the direction of the imaginary line connecting the first magnetic sensing pattern 1200a and the third magnetic sensing pattern 1200c and extends into the upper space of the third magnetic sensing pattern 1200c. Here, all three pattern bodies 1350 may be manufactured in a line shape. At this time, the pattern body 1350 connected to the first and second magnet patterns 1400a and 1400b is formed in a bar shape having a thickness larger than the width thereof, and the pattern body 1350 connected to the third magnet pattern 1400c. It is effective that the thickness of the bar is made thinner than the width. Through this, the horizontal movement of the first and second magnet patterns 1400a and 1400b may be facilitated, and the vertical movement of the third magnet pattern 1400c may be facilitated. Of course, as shown in FIG. 17, only the pattern body 1350 extending into the upper space of the third magnetic sensing pattern 1200c may be manufactured in a straight line shape.

본 실시예의 자석 패턴(1400)은 바 형태의 제 1 내지 제 3 자석 패턴(1400a, 1400b, 1400c)을 구비한다. The magnet pattern 1400 of the present embodiment includes first to third magnet patterns 1400a, 1400b, and 1400c in the form of bars.

제 1 자석 패턴(1400a)은 제 1 및 제 4 자기 센싱 패턴(1200a, 1200d) 사이 영역에 위치한다. 이를 통해 제 1 자석 패턴(1400a)의 제 1 방향의 이동을 자기 센싱 패턴(1200)이 감지하여 제 1 방향의 가속도를 측정할 수 있다. 제 2 자석 패턴(1400b)은 제 1 및 제 2 자기 센싱 패턴(1200a, 1200b) 사이 영역에 위치한다. 즉, 제 2 자석 패턴(1400b)의 연장 방향은 제 1 자석 패턴(1400a)의 연장 방향에 대하여 수직하게 배치되는 것이 효과적이다. 이를 통해 제 2 자석 패턴(1400b)의 제 2 방향(즉, 제 1 방향에 대하여 수직한 방향)의 이동을 자기 센싱 패턴(1200)이 감지하여 제 2 방향의 가속도를 측정할 수 있다. 제 3 자석 패턴(1400c)은 그 일부 가 상기 제 3 자기 센싱 패턴(1200c)과 중첩되도록 배치된다. 이때, 제 3 자석 패턴(1400c)의 연장 방향은 제 1 자기 센싱 패턴(1200a)과 제 3 자기 센싱 패턴(1200c)을 연결하는 가상선 방향으로 연장한다. 즉, 제 1 방향과 제 2 방향에 대하여 각기 45도의 기울기를 갖는 방향으로 연장된다. 이를 통해 제 3 자석 패턴(1400c)의 제 3 방향의 이동을 자기 센싱 패턴(1200)이 감지하여 제 3 방향의 가속도를 측정할 수 있다. The first magnet pattern 1400a is positioned in an area between the first and fourth magnetic sensing patterns 1200a and 1200d. Through this, the magnetic sensing pattern 1200 may detect the movement of the first magnet pattern 1400a in the first direction and measure the acceleration in the first direction. The second magnet pattern 1400b is positioned in an area between the first and second magnetic sensing patterns 1200a and 1200b. That is, it is effective that the extending direction of the second magnet pattern 1400b is disposed perpendicular to the extending direction of the first magnet pattern 1400a. Through this, the magnetic sensing pattern 1200 may detect the movement of the second magnet pattern 1400b in the second direction (ie, the direction perpendicular to the first direction) to measure the acceleration in the second direction. A part of the third magnet pattern 1400c is disposed to overlap with the third magnetic sensing pattern 1200c. In this case, the extension direction of the third magnet pattern 1400c extends in the imaginary line direction connecting the first magnetic sensing pattern 1200a and the third magnetic sensing pattern 1200c. That is, it extends in a direction having an inclination of 45 degrees with respect to the first direction and the second direction, respectively. Through this, the magnetic sensing pattern 1200 may detect the movement of the third magnet pattern 1400c in the third direction and measure the acceleration in the third direction.

예를 들어 제 1 방향을 X축 방향, 제 2 방향을 Y축 방향 및 제 3 방향으로 Z축 방향으로 할 경우, 제 1 및 제 2 자석 패턴(1400a, 1400b)의 좌우 이동에 의해 제 1, 제 2 및 제 4 자기 센싱 패턴(1200a, 1200b, 1200d)의 출력이 변화하게 되고, 이를 이용하여 X축과 Y축 방향의 가속도를 검출할 수 있다. 또한, 제 3 자석 패턴(1400c)의 상하 이동에 의해 제 3 자기 센싱 패턴(1200c)의 출력이 변화하게 되고 이를 이용하여 Z축 방향의 가속도를 검출할 수 있다. For example, when the first direction is set in the X-axis direction and the second direction is set in the Z-axis direction in the Y-axis direction and the third direction, the first and second magnet patterns 1400a and 1400b are moved by the left and right movements. The outputs of the second and fourth magnetic sensing patterns 1200a, 1200b, and 1200d are changed, and the accelerations in the X-axis and Y-axis directions can be detected using the second and fourth magnetic sensing patterns 1200a, 1200b, and 1200d. In addition, the output of the third magnetic sensing pattern 1200c is changed by the vertical movement of the third magnet pattern 1400c, and the acceleration in the Z-axis direction can be detected using the output.

이와 같이 3개의 자석 패턴(1400)을 구비함으로 인해 3축에 대한 가속도를 측정할 수 있다. As such, since the three magnet patterns 1400 are provided, accelerations on three axes may be measured.

또한, 본 실시예에서는 상기 제 1 내지 제 4 자기 센싱 패턴(1200a, 1200b, 1200c, 1200d)은 중심부(1210)와, 중심부(1210)에서 4 방향으로 연장된 단자 접속부(1220)를 구비한다. 이때, 웨이퍼(1100)의 중심 방향으로 연장된 단자 접속부(1220)는 공통 접속 단자(1700)에 접속된다. 그리고, 공통 접속 단자(1700)의 일단은 웨이퍼(1100)의 가장자리에 위치한 공통 접속 패드를 구비한다. In addition, in the present exemplary embodiment, the first to fourth magnetic sensing patterns 1200a, 1200b, 1200c, and 1200d include a central portion 1210 and terminal connection portions 1220 extending in four directions from the central portion 1210. At this time, the terminal connection part 1220 extending in the center direction of the wafer 1100 is connected to the common connection terminal 1700. One end of the common connection terminal 1700 includes a common connection pad located at an edge of the wafer 1100.

또한, 자기 센싱 패턴(1200) 들의 다른 3 단자는 각기 외부 접속 단자(1600) 에 접속된다. 상기 외부 접속 단자(1600)는 웨이퍼의 가장자리에 위치한 외부 접속 패드를 구비한다. 이를 통해 외부 입력과의 전기적 접속을 용이하게 할 수 있다. In addition, the other three terminals of the magnetic sensing patterns 1200 are connected to the external connection terminals 1600, respectively. The external connection terminal 1600 has an external connection pad located at the edge of the wafer. This facilitates electrical connection with an external input.

상술한 구성의 가속도 센서의 제작 방법은 앞선 제 1 실시예에서 설명한 제작 방법에서 형성되는 패턴들의 구조 변경에 따른 마스크만을 변경하여 용이하게 제작할 수 있다. The manufacturing method of the acceleration sensor having the above-described configuration can be easily manufactured by changing only the mask according to the structure change of the patterns formed in the manufacturing method described in the first embodiment.

예를 들어 웨이퍼(1100) 상에 고정 기둥(1500)을 형성하되, 웨이퍼(1100)의 중심 점에 하나의 고정 기둥(1500)을 형성한다. 그리고, 고정 기둥(1500) 주변의 웨이퍼(1100) 상에 자기 센싱 패턴(1200)들을 형성하고, 이들과 접속된 외부 접속 단자(1600) 및 공통 접속 단자(1700)를 형성한다. 이어서, 전체 구조상에 희생막을 도포하고, 희생막의 상부를 평탄화 하여 고정 기둥(1500)의 일부를 노출시킨다. 이어서, 상기 고정 기둥(1500)상에 그 일부가 위치하는 매개 패턴(1300)을 형성한다. 이때, 매개 패턴(1300)은 앞서 언급한 바와 같이 고정 기둥(1500) 상에 위치하는 고정 몸체(1340)와, 패턴 몸체(1350) 및 자석 지지 몸체(1360)를 갖도록 형성된다. For example, the fixing pillar 1500 is formed on the wafer 1100, but one fixing pillar 1500 is formed at the center point of the wafer 1100. Then, the magnetic sensing patterns 1200 are formed on the wafer 1100 around the fixed pillar 1500, and the external connection terminal 1600 and the common connection terminal 1700 connected to the fixed pillar 1500 are formed. Subsequently, a sacrificial film is coated on the entire structure, and the upper portion of the sacrificial film is planarized to expose a part of the fixed pillar 1500. Subsequently, a medial pattern 1300 having a part thereof is formed on the fixing pillar 1500. At this time, the intermediate pattern 1300 is formed to have a fixed body 1340, a pattern body 1350 and a magnet support body 1360 located on the fixed pillar 1500 as mentioned above.

이후에 매개 패턴(1300)의 자석 지지 몸체(1360) 상에 자석 패턴(1400)을 형성한 다음 희생막을 제거하여 가속도 센서를 제작한다. Subsequently, the magnet pattern 1400 is formed on the magnet support body 1360 of the intermediate pattern 1300 and then the sacrificial layer is removed to fabricate an acceleration sensor.

상술한 구성의 본 발명의 가속도 센서는 다양한 장치에 장착될 수 있다. The acceleration sensor of the present invention having the above-described configuration can be mounted in various devices.

이때, 장치는 적어도 장치의 동작을 제어하는 메인 제어부를 구비한다. 이때 메인 제어부는 다수의 제어 칩들이 실장된 메인 보드 그리고, 이들을 수납하는 하우징(또는 케이스, 외장 바디)을 포함한다. 여기서, 자기 센서는 상기 메인 보드 또는 하우징에 실장될 수 있다. 이를 통해 장치에 일정한 가속력이 제공되는 경우 가속도 센서가 이러한 가속력을 측정한다. 이러한 측정 결과는 메인 제어부에 제공되어 장치에 가해진 가속력 정도를 판단할 수 있게 된다. At this time, the device has at least a main control section for controlling the operation of the device. In this case, the main controller may include a main board on which a plurality of control chips are mounted, and a housing (or a case or an outer body) for storing them. Here, the magnetic sensor may be mounted on the main board or the housing. This allows the acceleration sensor to measure this acceleration if the device is given constant acceleration. These measurement results are provided to the main control unit to determine the degree of acceleration applied to the device.

본 실시예의 가속도 센서는 상기 메인 제어부 상측 표면에 위치할 수 있다. 이를 통해 가속도 센서의 실장 공간을 줄일 수 있으며 메인 제어부와의 전기적 연결 특성을 향상시킬 수 있다. 물론 이때, 베어칩 상태의 가속도 센서를 칩 형태의 메인 제어부 상에 실장할 수도 있다. 즉, 다이 본딩을 수행할 수 있다. The acceleration sensor of the present embodiment may be located on the upper surface of the main controller. This can reduce the mounting space of the acceleration sensor and improve the electrical connection characteristics with the main controller. Of course, at this time, the acceleration sensor in the bare chip state may be mounted on the main controller in the form of a chip. That is, die bonding can be performed.

또한, 이에 한정되지 않고, 칩 형태의 제어부를 사용하는 경우, 상기 제어부 칩과 가속도 센서를 동일 웨이퍼로 제작할 수 있다. 이는 감광막 또는 기타 마스크를 이용하여 가속도 센서 제작 공정시에는 제어부 영역을 차폐하고, 제어부 제작 공정시에는 가속도 센서 영역을 차폐한다. 이를 통해 제어부와 가속도 센서가 일체화된 가속도 센싱 및 제어칩을 제작할 수도 있다. In addition, the present invention is not limited thereto, and in the case of using a chip-shaped controller, the controller chip and the acceleration sensor may be manufactured on the same wafer. This shields the control unit region during the acceleration sensor fabrication process using a photosensitive film or other mask and shields the acceleration sensor region during the control fabrication process. Through this, it is also possible to manufacture an acceleration sensing and control chip in which the control unit and the acceleration sensor are integrated.

본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various forms. That is, the above embodiments are provided to make the disclosure of the present invention complete and to fully inform those skilled in the art the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be understood by the claims of the present application. .

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가속도 센서의 평면 개념도.1 is a schematic conceptual view of an acceleration sensor according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 가속도 센서를 A-A 선방향으로 자른 단면 개념도. 2 is a cross-sectional conceptual view of the acceleration sensor of FIG. 1 taken along the line A-A.

도 3 및 도 4는 제 1 실시예의 변형예에 따른 가속도 센서의 평면 개념도.3 and 4 are plan conceptual views of an acceleration sensor according to a modification of the first embodiment;

도 5 내지 도 11은 제 1 실시예에 따른 가속도 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.5 to 11 are views for explaining the manufacturing method of the acceleration sensor according to the first embodiment.

도 12는 제 1 실시예의 자기 센싱 패턴의 변형예를 설명하기 위한 도면. 12 is a diagram for explaining a modification of the magnetic sensing pattern of the first embodiment.

도 13 내지 도 16은 제 1 실시예의 패턴 몸체의 변형예를 설명하기 위한 도면.13 to 16 are views for explaining a modification of the pattern body of the first embodiment.

도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 가속도 센서의 평면 개념도.17 is a schematic conceptual view of an acceleration sensor according to a second embodiment of the present invention.

도 18은 도 17의 가속도 센서를 B-B 선 방향으로 자른 단면 개념도.18 is a cross-sectional conceptual view of the acceleration sensor of FIG. 17 taken along a line B-B.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100, 1100 : 웨이퍼 200, 1200 : 자기 센싱 패턴100, 1100: wafer 200, 1200: magnetic sensing pattern

300, 1300 : 매개 패턴 400, 1400 : 자석 패턴300, 1300: medium pattern 400, 1400: magnet pattern

500, 1500 : 고정 기둥 600, 1600 : 외부 접속 단자500, 1500: fixed column 600, 1600: external connection terminal

700, 1700 : 공통 접속 단자700, 1700: Common connection terminal

Claims

In the acceleration sensor for measuring the acceleration of the device,

wafer;

A plurality of magnetic sensing patterns formed on the upper surface of the wafer;

An intermediate pattern positioned in an area spaced upwardly from an upper surface of the wafer and having an elasticity and a restoring force; And

A magnet pattern disposed in an area spaced upwardly from an upper surface of the wafer and provided on an upper portion of the intermediate member, the magnet pattern having elasticity and restoring force by the intermediate member;

At least one fixing pillar connected to each of the wafer and the intermediate pattern to support the intermediate pattern in a region spaced from an upper surface of the wafer,

The plurality of magnetic sensing patterns may include first to fourth magnetic sensing patterns spaced at the same distance from the center of the wafer to detect magnetic changes on a plane and magnetic changes in a vertical direction.

The method according to claim 1,

The intermediate pattern may include a central body positioned at the center of the wafer, a fixed body formed at least partially on the fixed pillar, and a plurality of pattern bodies manufactured in a line shape bent between the central body and the fixed body. Acceleration sensor provided.

The method according to claim 2,

An acceleration sensor having the magnet pattern formed on the central body;

The method according to claim 2,

Each of the plurality of pattern bodies includes a plurality of bend lines,

Each of the plurality of pattern bodies includes a plurality of bend lines and at least one connecting line connecting the bend lines,

Acceleration sensors having different thicknesses of the bend lines.

The method according to claim 2,

The center body, the fixed body and the pattern body is located on the same plane by a single deposition and pattern process, the acceleration sensor manufactured to the same thickness.

The method according to claim 2,

The fixing body may be manufactured in a band shape overlapping with a portion of the plurality of fixing pillars, or in a plurality of plate shapes formed on the fixing pillars.

In the acceleration sensor for measuring the acceleration of the device,

wafer;

A plurality of magnet patterns disposed spaced apart from each other in an area spaced upwardly from an upper surface of the wafer;

A fixed pillar protruding from the center of the upper surface of the wafer; And

A media pattern supported by the fixing pillar and provided in an area spaced upwardly from an upper surface of the wafer to support the magnet patterns to impart elasticity and restoring force to the magnet patterns,

The magnetic sensing pattern may include first to fourth magnetic sensing patterns spaced at the same distance from the center of the wafer, and the magnetic pattern may include first to third magnetic patterns.

The first magnet pattern is located in an area between the first and fourth magnetic sensing patterns, the second magnet pattern is located in an area between the first and second magnetic sensing patterns, and the third magnet pattern is part of the first magnet pattern. An acceleration sensor disposed to overlap the third magnetic sensing pattern.

The method of claim 7,

The intermediate pattern may include a fixed body formed on the fixed pillar, a plurality of pattern bodies extending in an outer direction of the fixed body, and a magnet support body provided at an end of the pattern body.

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The method according to claim 1 or 7,

And fabricating the plurality of magnetic sensing patterns on the wafer by depositing and patterning a material whose electrical characteristics change according to magnetic changes, and further comprising a fifth magnetic sensing pattern provided at the center of the wafer.

Forming a sacrificial film exposing a plurality of fixed pillars and a surface forming a plurality of magnetic sensing patterns on the upper surface of the wafer;

An intermediate pattern formed on the sacrificial layer having a central body positioned on a central region of the magnetic sensing pattern, a fixed body at least partially positioned on an upper surface of the fixed pillar, and a pattern body in the form of a bent line; Doing;

Forming a magnet pattern on the central body of the intermediate pattern; And

Removing the sacrificial layer,

And a plurality of magnetic sensing patterns are formed at equal distances from the center of the wafer.

Forming a fixed pillar in a central region of the wafer;

Forming a plurality of magnetic sensing patterns spaced at the same distance from the center of the wafer on the upper surface of the wafer;

Forming a sacrificial layer covering the magnetic sensing pattern on the upper surface of the wafer and exposing an upper surface of the fixed pillar;

Forming an intermediate pattern on the sacrificial layer including a fixed body formed on the fixed pillar, a plurality of pattern bodies extending from the fixed body, and a plurality of magnet supporting bodies provided at ends of the pattern body;

Forming magnet patterns on the plurality of magnet support bodies, respectively; And

Removing the sacrificial layer,

The plurality of magnetic sensing patterns include first to fourth magnetic sensing patterns, and a magnet pattern is formed between the first magnetic sensing pattern and the fourth magnetic sensing pattern, and the first magnetic sensing pattern and the first magnetic sensing pattern are formed. Another magnet pattern is formed between the two magnetic sensing patterns, and another magnet pattern is formed on the third magnetic sensing pattern.

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