KR20080107244A - 가속도 센서 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20080107244A
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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제1 및 제2의 반도체층(SL1, SL2)이 절연층(IL1)을 사이에 두고 부착하여 이루어지고 있다. 가속도 센서 소자는 제1의 반도체층(SL1)에 형성되어 있다. 가속도 센서 소자를 제어하는 제어 소자(ED)는 제2의 반도체층(SL2)에 형성되어 있다. 관통공(TH)가 제2의 반도체층(SL2)에 형성되고, 관통공(TH)의 벽면을 덮도록 절연층(IL2)이 형성되어 있다. 관통 배선(HI)은, 가속도 센서 소자와 제어 소자(ED)를 전기적으로 접속하기 위해 관통공(TH)안에 형성되어 있다. 이에 따라 검출 정밀도를 양호하게 유지하면서 소형화할 수 있는 가속도 센서 및 그 제조 방법을 얻을 수 있다.
Figure P1020080005518
반도체층, 절연층, 제어 소자, 가속도 센서 소자, 관통공

Description

가속도 센서 및 그 제조 방법{ACCELERATION SENSOR AND FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 가속도 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 가속도 센서에 있어서는, 가속도를 검지하는 가속도 센서 소자부와, 가속도 센서 소자부로부터 출력되는 전기신호를 원하는 값으로 조정하는 제어회로부가, 별도의 웨이퍼 프로세스로 가공되어, 조립공정에서 패키지에 접착되고, 그 후에 와이어 본드로 서로 전기적으로 접속되고 있었다. 또 가속도 센서 소자와 제어회로는, 예를 들면 일본국 공개특허공보 특개 2005-172543호 공보에 나타내는 바와 같이 서로 가로로 배치되어 있다.
상기 공보에 개시된 배치에서는, 가속도 센서 소자와 제어회로의 쌍방의 면적 이상의 사이즈가 패키지에 필요하게 되어, 패키지를 소형화하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.
또 정전용량형의 가속도 센서의 경우에는, 가속도를 정전용량의 변화로서 전기 신호가 출력되고 있다. 가속도 센서와 제어회로의 전기적 접속은 와이어 본드로 행해지고 있다. 이 때문에, 가속도 센서와 제어회로를 연결하는 와이어 본드의 거리가 길어지면, 그 와이어 부분에 여분의 정전용량이 생기고, 검출 정밀도가 저하한다는 문제가 있었다.
또 제품요구를 충족시키는 검출 정밀도를 얻기 위해서는 상기의 여분의 정전용량보다 충분히 큰 용량을 가속도 센서 소자로 형성할 필요가 있어, 가속도 센서 소자의 면적이 커지고 소형화가 곤란하다는 문제도 있었다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해 행해진 것으로, 그 목적은, 검출 정밀도를 양호하게 유지하면서 소형화할 수 있는 가속도 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 가속도 센서는, 제1의 반도체층과, 제1의 절연층과, 제2의 반도체층과, 가속도 센서 소자와, 제어 소자와, 제2의 절연층과, 도전층을 구비하고 있다. 제1의 절연층은, 제1의 반도체층 위에 형성되어 있다. 제2의 반도체층은, 제1의 절연층 위에 형성되어 있다. 가속도 센서 소자는, 제1의 반도체층에 형성되 어 있다. 제어 소자는, 제2의 반도체층에 형성되어, 가속도 센서 소자를 제어하기 위한 것이다. 가속도 센서 소자와 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위한 관통공이 제2의 반도체층에 형성되어 있다. 제2의 절연층은, 관통공의 벽면을 덮도록 형성되어 있다. 도전층은, 가속도 센서 소자와 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위해 관통공 안에 형성되어 있다.
본 발명의 다른 가속도 센서는, 제1의 반도체층과, 절연층과, 제2의 반도체층과, 가속도 센서 소자와, 제어 소자와, 뚜껑체와, 도전층을 구비하고 있다. 절연층은, 제1의 반도체층 위에 형성되어 있다. 제2의 반도체층은, 절연층 위에 형성되어 있다. 가속도 센서 소자는, 제1의 반도체층에 형성되어, 전극을 가지고 있다. 제어 소자는, 제2의 반도체층에 형성되어, 가속도 센서 소자를 제어하기 위한 것이다. 뚜껑체는, 가속도 센서 소자를 덮도록 형성되어 있다. 가속도 센서 소자의 전극에 도달하는 관통공이 뚜껑체에 형성되어 있다. 도전층은, 가속도 센서 소자와 전기적으로 접속하기 위해 관통공 안에 형성되어 있다.
본 발명의 하나의 가속도 센서의 제조 방법은, 이하의 공정을 구비하고 있다.
제1의 반도체층과 제2의 반도체층을 제1의 절연층을 사이에 두고 서로 부착하여 이루어지는 기판이 준비된다. 제2의 반도체층에 제어 소자가 형성된다. 제1의 반도체층에 제어 소자에 의해 제어되는 가속도 센서 소자가 형성된다. 가속도 센서 소자와 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위한 관통공이 제2의 반도체층에 형성된다. 관통공의 벽면을 덮도록 제2의 절연층이 형성된다. 가속도 센서 소자와 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위한 도전층이 관통공 안에 형성된다.
본 발명의 다른 가속도 센서의 제조 방법은, 이하의 공정을 구비하고 있다.
제1의 반도체층에 가속도 센서 소자가 형성된다. 제2의 반도체층에 가속도 센서 소자를 제어하기 위한 제어 소자가 형성되고, 제2의 반도체층을 관통하는 관통공이 형성된다. 가속도 센서 소자가 형성된 제1의 반도체층과 제어 소자가 형성된 제2의 반도체층이 제1의 절연층을 사이에 두고 부착된다. 관통공의 벽면을 덮도록 제2의 절연층이 형성된다. 가속도 센서 소자와 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위한 도전층이 관통공 안에 형성된다.
본 발명에 의하면, 서로 적층된 제1 및 제2의 반도체층의 각각에 가속도 센서 소자와 제어 소자가 형성되어 있다. 이와 같이 가속도 센서 소자와 제어 소자를 반도체층의 두께 방향으로 겹치고 있기 때문에, 가로방향에 나열한 경우보다도 평면점유 면적을 작게 할 수 있어, 소형화가 용이하다.
또 가속도 센서 소자와 제어 소자를 반도체층의 두께 방향으로 겹치고 있기 때문에, 쌍방을 서로 전기적으로 접속하기 위한 배선의 길이를, 가속도 센서 소자와 제어 소자를 가로방향으로 나열한 경우보다도 짧게 할 수 있다. 따라서, 그 배선 부분에 여분의 정전용량이 생기는 것을 억제할 수 있고, 검출 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 이에 따라 제품요구를 충족시키는 검출 정밀도를 얻는 것이 용이하게 되므로, 이 점에 있어서도 소형화가 용이하게 된다.
또 관통공의 벽면에 제2의 절연층이 형성되므로, 관통공 안에 형성되는 도전 층과 제2의 반도체층의 전기적 접속을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1a는 도 2의 Ia-Ia선으로 나타내는 위치에서 제1의 반도체층을 본 평면도이고, 도 1b는 도 2의 Ib-Ib선으로 나타내는 위치에서 제2의 반도체층을 본 평면도이다.
도 2를 참조하여, 본 실시예의 가속도 센서는, 제1의 반도체층 SL1과, 이 제1의 반도체층 SL1위에 형성된 절연층 IL1과, 이 절연층 IL1 위에 형성된 제2의 반도체층 SL2를 가지는 기판에 형성되어 있다. 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2의 쌍방은 예를 들면 실리콘으로 이루어지고, 절연층 IL1은 예를 들면 산화 실리콘으로 이루어지고 있다. 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2가 절연층 IL1을 사이에 두고 부착하여 이루어지는 기판은 예를 들면 SOI(Silicon On Insulator)기판이다.
가속도 센서는, 가속도 센서 소자와, 그 가속도 센서 소자를 제어하기 위한 제어 소자 ED를 가지고 있다. 가속도 센서 소자는, 절연층 IL1의 한쪽의 제1의 반도체층 SL1에 형성되고, 제어 소자 ED는, 절연층 IL1의 다른쪽의 제2의 반도체층 SL2에 형성되어 있다.
또한 도 2안에 있어서 부호 ED가 붙여진 개소는 제어 소자의 형성 영역을 나타내고, 실제의 제어 소자의 도시는 생략되고 있다. 또 제어 소자는, 예를 들면 MOS(Metal Oxide Semiconductor)트랜지스터등을 포함하고 있다.
도 1a를 참조하여, 가속도 센서 소자는, 가속도를 검출하기 위한 질량체 MS와, 질량체 MS를 지지하기 위해 질량체 MS의 양측에 배치된 지지부 SP1과, 질량체 MS를 지지부 SP1에 대하여 이동가능하도록 지지하는 들보부 BM과, 고정 전극 FE1, FE2와, 고정 전극 FE1, FE2의 각각을 지지하는 지지부 SP2, SP3을 가지고 있다.
질량체 MS는, 평면에서 보아 바깥쪽으로 뻗어 나온 복수의 가동전극 ME를 가지고 있다. 복수의 가동전극 ME 중, 고정 전극 FE1측으로 뻗어 나온 복수의 가동전극 ME의 각각은 고정 전극 FE1과 대향하여, 고정 전극 FE1 사이에서 용량 C1을 형성하고 있다. 또 복수의 가동전극 ME 중, 고정 전극 FE2측으로 뻗어나온 복수의 가동전극 ME의 각각은 고정 전극 FE2와 대향하고, 고정 전극 FE2 사이에서 용량 C2를 형성하고 있다.
이 질량체 MS는, 들보부 BM에 의해 지지부 SP1에 지지됨으로써, 도 2에 나타내는 바와 같이 제2의 반도체층 SL2로부터 떠서 중공에 유지되고 있다. 한편, 고정 전극 FE1, FE2의 각각은, 지지부 SP2, SP3의 각각에 의해 절연층 IL1을 통해 제2의 반도체층 SL2에 고정되어 있다. 이에 따라 질량체 MS는, 고정 전극 FE1, FE2의 각각에 대하여 이동가능하고, 그 이동에 의해 용량 C1, C2가 변동하도록 구성되어 있다.
양측의 지지부 SP1중 한쪽의 지지부 SP1의 제2의 반도체층 SL2측의 표면은 전극 CE1을 구성하고 있다. 또 지지부 SP2, SP3의 각각의 제2의 반도체층 SL2측의 표면은 전극 CE2, CE3을 구성하고 있다.
평면에서 보아 이들 가속도 센서 소자의 주위를 둘러싸도록, 제1의 반도체층 SL1로 이루어지는 틀부 FR이 형성되어 있다.
도 2를 참조하여, 제어 소자 ED는 제2의 반도체층 SL2의 제1의 반도체층 SL1측과는 반대측의 표면에 형성되어 있다. 이 제어 소자 ED는, 예를 들면 C-V변환 회로, 클록 회로, 오프셋·감도조정 회로, 출력 증폭회로 등을 가지고 있다. 또 제어 소자 ED가 형성된 제2의 반도체층 SL2의 표면에는, 도 1b에 나타내는 바와 같이 와이어 본딩용의 복수의 패드 BP가 형성되어 있다.
도 1c 및 도 2를 참조하여, 제2의 반도체층 SL2 및 절연층 IL1을 관통하여 전극 CE1, CE2, CE3의 각각에 도달하는 관통공 TH가 형성되어 있다.
도 3을 참조하여, 관통공 TH의 벽면을 덮도록 절연층 IL2가 형성되어 있다. 또 관통공 TH안에는, 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED를 전기적으로 접속하기 위한 관통 배선 HI가 관통공 TH마다 형성되어 있다. 즉, 이들 복수의 관통 배선 HI의 각각은, CE1, CE2, CE3의 각각에 접촉하는 동시에, 제어 소자 ED에 전기적으로 접속되어 있다. 또 관통 배선 HI의 각각은, 제어 소자 ED의 형성 영역 위로 연장하고, 그 연장 부분에서 패드 BP에 접촉함으로써 패드 BP와 전기적으로 접속되어 있다. 또 관통 배선 HI의 각각은, 절연층 IL2에 의해 제2의 반도체층 SL2와는 전기적으로 절연되고 있다.
또한 도 3에 있어서 관통 배선 HI가 제어 소자 ED의 형성 영역에 직접 접촉하도록 나타나고 있지만, 이 제어 소자 ED의 형성 영역에는 MOS트랜지스터, 배선 등을 덮도록 층간 절연층이 형성되고 있기 때문에, 관통 배선 HI와 제2의 반도체층 SL2는 전기적으로 절연되고 있다.
도 4를 참조하여, 절연층 IL1은, 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각과 제2의 반도체층 SL2 사이 및 틀부 FR과 제2의 반도체층 SL2 사이에 형성되어 있다. 환언하면, 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각과 틀부 FR이, 절연층 IL1을 통해 제2의 반도체층 SL2에 접속되어 있다.
다음에 본 실시예의 가속도 센서에 있어서의 전기적 접속의 상태와 가속도 측정의 원리에 대하여 설명한다.
도 5를 참조하여, 본 실시예의 가속도 센서 소자는, 정전용량식을 채용하고, 가동전극 ME와 고정 전극 FE1 사이의 용량 C1 및 가동전극 ME와 고정 전극 FE2 사이의 용량 C2의 변화에 의해 가속도를 검지하는 것이다. 이들의 용량 C1, C2는 전극 CE1, CE2, CE3을 통해 제어 소자에 전기적으로 접속되어 있다. 또 용량 C1, C2 및 제어 소자는 패드 BP에 의해 외부의 전기요소와 전기적으로 접속될 수 있다.
상기에 있어서, 가속도 센서에 가속도가 작용하면, 질량체 MS가 고정 전극 FE1, FE2에 대하여 변위 한다. 그것에 의해 가동전극 ME와 고정 전극 FE1, FE2의 각각의 거리가 변동하므로, 그것에 따라 용량 C1, C2도 변화된다. 이 용량 C1, C2의 변화가 제어회로를 통해 전압으로 변환되고, 증폭되어서 패드 BP로부터 출력된다. 이 출력값으로부터, 가속도 센서에 작용한 가속도를 알 수 있다.
도 6을 참조하여, 예를 들면 실리콘으로 이루어지는 반도체층 SL1과, 예를 들면 실리콘으로 이루어지는 제2의 반도체층 SL2가, 예를 들면 산화 실리콘으로 이루어지는 절연층 IL1을 사이에 두고 서로 부착된다. 이에 따라 예를 들면 SOI기판이 준비된다.
도 7을 참조하여, 제2의 반도체층 SL2의 제1의 반도체층 SL1측과는 반대측의 표면에 제어 소자 ED가 형성된다.
도 8을 참조하여, 제1의 반도체층 SL1의 제2의 반도체층 SL2측과는 반대측의 표면 위에 포토레지스트 PR1이 도포된 후, 일반적인 사진제판기술에 의해 노광·현상된다. 이에 따라 레지스트 패턴 PR1이 형성된다.
도 9를 참조하여, 레지스트 패턴 PR1을 마스크로서 제1의 반도체층 SL1에 에칭이 실시된다. 이 에칭은, 절연층 IL1의 표면이 노출될 때까지 행해진다. 이에 따라, 제1의 반도체층 SL1이 패터닝 되어, 도 1a에 나타내는 바와 같이 질량체 MS, 고정 전극 FE1, FE2, 지지부 SP1, SP2, SP3, 들보부 BM, 틀부 FR등이 제1의 반도체층 SL1로 형성된다. 이 후, 레지스트 패턴 PR1이 애싱 등에 의해 제거된다.
도 10을 참조하여, 절연층 IL1을 소정량 제거하기 위해, 등방성의 습식 에칭이 행해진다. 이 에칭에 의해, 폭이 가는 절연층 IL1의 부분이 제거되고, 도 4에 나타내는 바와 같이 지지부 SP1, SP2, SP3 및 틀부 FR의 절연층 IL1 부분의 절연층 IL1만이 남겨진다. 이에 따라 질량체 MS가, 제2의 반도체층 SL2으로부터 떠서 중공에 유지된 상태에서 들보부 BM에 의해 지지부 SP1에 지지되게 된다.
도 11을 참조하여, 제2의 반도체층 SL2의 표면 위에 포토레지스트 PR2가 도포된 후, 일반적인 사진제판기술에 의해 노광·현상된다. 이에 따라 전극 CE1, CE2, CE3의 윗쪽에 개구를 가지는 레지스트 패턴 PR2가 형성된다.
도 12를 참조하여, 레지스트 패턴 PR2를 마스크로서 제2의 반도체층 SL2에 이방성의 에칭이 실시된다. 이에 따라 제2의 반도체층 SL2를 관통하여 절연층 IL1 에 도달하는 관통공 TH가 형성된다.
도 13을 참조하여, 레지스트 패턴 PR2를 마스크로서, 관통공 TH로부터 노출한 절연층 IL1에 이방성의 에칭이 실시된다. 이에 따라 제2의 반도체층 SL2 및 절연층 IL1을 관통하여 제1의 반도체층 SL1에 도달하는 관통공 TH가 형성된다. 이 다음, 레지스트 패턴 PR2가, 예를 들면 애싱 등에 의해 제거된다.
도 14를 참조하여, 제2의 반도체층 SL2의 표면 위, 관통공 TH의 벽면 위 및 관통공 TH로부터 노출한 제1의 반도체층 SL1의 표면 위에, 예를 들면 산화 실리콘으로 이루어지는 절연층 IL2가 형성된다. 이 후, 절연층 IL2위에 포토레지스트(도시 생략)가 도포되고, 일반적인 사진제판기술에 의해 노광·현상되어 패터닝 된다. 이 패터닝된 레지스트 패턴을 마스크로서 절연층 IL2를 선택적으로 에칭 제거함으로써, 관통공 TH의 벽면을 덮는 동시에, 제2의 반도체층 SL2의 표면의 일부를 덮도록 절연층 IL2가 잔존한다.
도 3을 참조하여, 도전층 HI가 관통공 TH의 벽면, 전극 CE1, CE2, CE3의 표면, 제어 소자 ED의 형성 영역표면에 형성된다. 이 후, 도전층 HI위에 포토레지스트(도시 생략)가 도포되고, 일반적인 사진제판기술에 의해 노광·현상되어 패터닝 된다. 이 패터닝 된 레지스트 패턴을 마스크로서 도전층 HI가 선택적으로 에칭 제거된다. 이에 따라 관통공 TH의 벽면을 덮음과 동시에 전극 CE1, CE2, CE3의 각각에 접촉하고, 제어 소자 ED의 형성 영역의 일부 표면 위에 위치하는 관통 배선 HI가 도전층 HI로부터 형성된다. 이 후, 이 도전층 HI의 각각에 접촉하도록 패드 BP가 형성되어 도 1 및 도 2에 나타내는 본 실시예의 가속도 센서가 제조된다.
또 상기한 바와 같이 하여 제조된 가속도 센서에는, 도 15에 나타내는 바와 같이 예를 들면 실리콘, 유리 등으로 이루어지는 뚜껑체 LB가, 가속도 센서 소자를 덮도록 부착되어도 된다. 본 실시예에서는, 뚜껑체 LB는, 스페이서 SP를 통해 제1의 반도체층 SL1에 부착된다. 이와 같이 뚜껑체 LB를 부착함으로써, 제2의 반도체층 SL2, 틀부 FR 및 뚜껑체 LB에 의해 가속도 센서 소자를 밀폐할 수 있다.
이로 인해, 이 가속도 센서에 충격이 가해진 경우에도, 가동부인 질량체 MS가 외부에 직접 접촉하지 않게 된다. 또한 이 후의 제조 공정에 있어서 약액이 가속도 센서 소자에 부착되는 것도 방지할 수 있다. 따라서, 후공정에 있어서의 취급이 용이하게 된다. 또한 가속도 센서 소자가 밀폐되므로, 후공정 중에 있어서 가속도 센서 소자에 먼지가 진입하지 않게 되어, 가속도 센서의 신뢰성도 향상된다.
또 스페이서 SP가 뚜껑체 LB와 제1의 반도체층 SL1 사이에 배치되고 있기 때문에, 뚜껑체 LB와 가동부인 질량체 MS 사이에 간극 GP2가 생긴다. 이에 따라 질량체 MS의 이동에 뚜껑체 LB가 간섭하는 것이 방지된다.
본 실시예의 가속도 센서는, 도 15에 나타내는 바와 같이 뚜껑체 LB를 부착한 상태에서 도 16에 나타내는 바와 같이 패키지 PK안에 수납되어도 된다. 이 패키지 PK는 배선을 가지고, 이 배선은 와이어 본딩에 의한 와이어 BW에 의해 가속도 센서의 패드 BP와 전기적으로 접속되어 있다. 또 배선은 패키지 PK외부의 전기요소와 전기적으로 접속가능하다.
본 실시예에 의하면, 가속도 센서 소자가 형성된 제1의 반도체층 SL1과 제어 소자 ED가 형성된 제2의 반도체층이 서로 부착되고 있다. 이와 같이 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED가 제1 및 제2의 반도체층 SL1, SL2의 두께 방향으로 겹쳐지고 있기 때문에, 그것들을 가로방향으로 나열한 경우보다도 패키지 PK의 면적을 작게할 수 있어, 소형화가 용이하다.
또 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED를 제1 및 제2의 반도체층 SL1, SL2의 두께 방향으로 겹치고 있기 때문에, 쌍방을 서로 전기적으로 접속하기 위한 배선의 길이를, 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED를 가로방향으로 나열한 경우보다도 짧게 할 수 있다. 구체적으로는, 관통공 TH안에 형성된 관통 배선 HI에 의해 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED가 전기적으로 접속되어 있다. 이 때문에 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED를 전기적으로 접속하기 위한 배선의 길이를, 제2의 반도체층 SL2 및 절연층 IL1의 두께의 합 정도로 할 수 있다. 따라서, 그 배선 부분에 여분의 정전용량이 생기는 것을 억제할 수 있고, 검출 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 이에 따라 제품요구를 충족시키는 검출 정밀도를 얻는 것이 용이하게 되므로, 이 점에 있어서도 소형화가 용이하게 된다.
또 예를 들면 SOI기판과 같이 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2가 절연층 IL1을 사이에 두고 서로 부착되어 이루어지는 기판에 가속도 센서 소자와 제어 소자가 형성된다. 이때, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이 절연층 IL1의 일부를 제거하는 것으로, 질량체 MS와 제2의 반도체층 SL2 사이에 간극 GP1을 형성할 수 있다. 이와 같이 절연층 IL1의 두께를 제어하는 것으로 간극 GP1의 치수를 용이하게 제어할 수 있다.
또한 관통공 TH의 벽면에 절연층 IL2이 형성되고 있기 때문에, 관통공 TH안 에 형성되는 관통 배선 HI와 제2의 반도체층 SL2의 전기적 접속을 방지할 수 있다.
또 일본국 특개평 06-042983호 공보에는 콘택 전극을 콘택홀에 끼워넣는 구성이 개시되고 있지만, 이 구성에서는 콘택 전극의 폴딩이 일어나기 쉽다. 또 콘택 전극을 폴딩하기 어렵게 하기 위해서는, 콘택 전극을 두껍게 할 필요가 있지만, 그 경우, 콘택 전극과 콘택홀의 점유 면적이 커지고, 칩 시링크가 곤란하게 된다. 또 콘택 전극을 콘택홀에 끼워넣을 때에 엄밀한 위치 맞춤이 필요하게 된다. 또 콘택 전극과 콘택홀 사이에 간극이 생겨 콘택 전극이 부식되기 쉽다. 또 콘택홀과 콘택 전극의 길이 조정이 곤란하다.
이에 대하여 본 실시예의 가속도 센서에서는, 관통 배선 HI가 절연층 IL2 위에 증착에 의해 밀착하여 형성되므로, 관통 배선 HI와 절연층 IL2 사이에 간극은 생기지 않는다. 이 때문에, 관통 배선 HI가 관통공 TH내에서 부식되거나, 폴딩하는 것을 방지할 수 있다. 또 관통 배선 HI의 폴딩을 방지할 수 있기 때문에, 관통 배선 HI를 두껍게 할 필요가 없어, 칩시링크가 용이하다. 또 관통공 TH는 전극 CE1, CE2, CE3의 각각에 도달하도록 형성되면 되므로, 엄밀한 위치 맞춤은 불필요하다. 또한 관통 배선 HI가 관통공 TH안에 증착에 의해 형성되므로, 관통 배선 HI의 길이 조정은 불필요하다.
(실시예 2)
도 17 및 도 18을 참조하여, 본 실시예의 구성은, 실시예 1의 구성과 비교하여, 뚜껑체의 형상 및 뚜껑체의 부착 방법에 대해서 다르다. 본 실시예에 있어서는, 뚜껑체 LB는 제1의 반도체층 SL1에 스페이서를 통하지 않고 직접 접속되고 있 다. 또 뚜껑체 LB는, 가동부인 질량체 MS와 대향하는 측의 표면에 오목부 CC를 가지고 있다. 이것에 의해, 뚜껑체 LB와 질량체 MS 사이에 간극 GP2가 생기고 있다. 이 때문에, 질량체 MS의 이동에 뚜껑체 L2B가 간섭하는 것이 방지된다.
또한, 본 실시예 이외의 구성 및 제조 방법은 전술한 실시예 1의 구성 및 제조 방법과 거의 동일하므로 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그것들의 설명을 생략한다.
(실시예 3)
도 19 및 도 20을 참조하여, 본 실시예의 구성은, 실시예 1의 구성과 비교하여, 가속도 센서 소자의 형상 및 뚜껑체의 부착 방법에 대해 다르다. 본 실시예에 있어서는, 뚜껑체 LB는 제1의 반도체층 SL1에 스페이서를 통하지 않고 직접 접속되고 있다. 또 가속도 센서 소자의 틀부 FR 및 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각의 뚜껑체 LB측의 표면에 대하여 질량체 MS, 가동전극 ME, 고정 전극 FE1, FE2 및 들보부 BM의 각각의 뚜껑체 LB측의 표면은 뚜껑체 LB와는 반대측으로 퇴행하고 있다. 이에 따라 뚜껑체 LB와 질량체 MS 사이에 간극 GP2가 생기고 있다. 이 때문에, 질량체 MS의 이동에 뚜껑체 LB가 간섭하는 것이 방지된다.
또한, 본 실시예의 이외의 구성은 전술한 실시예 1의 구성과 거의 동일하므로 동일한 요소에 대해서는 동일 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.
다음에 본 실시예의 가속도 센서의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시예의 제조 방법은, 우선 도 6 및 도 7에 나타내는 실시예 1의 공정과 동일한 공정을 거친다. 이 후, 도 21을 참조하여, 제1의 반도체층 SL1의 제2의 반 도체층 SL2측과는 반대측의 표면 위에 포토레지스트 PR3이 도포된 후, 일반적인 사진제판기술에 의해 노광·현상된다. 이에 따라 레지스터 패턴 PR3이 형성된다.
도 22를 참조하여, 레지스트 패턴 PR3을 마스크로서 제1의 반도체층 SL1의 표면에 에칭이 실시된다. 이에 따라 제1의 반도체층 SL1의 표면에 오목부가 형성된다. 이 오목부는, 후공정에서 질량체 MS, 가동전극 ME, 고정 전극 FE1, FE2 및 들보부 BM의 각각을 형성하는 영역에 형성된다. 이 후, 포토레지스트 PR3은, 예를 들면, 애싱 등에 의해 제거된다.
도 23을 참조하여, 제1의 반도체층 SL1의 제2의 반도체층 SL2측과는 반대측의 표면 위에 포토레지스트 PR1이 도포된 후, 일반적인 사진제판기술에 의해 노광·현상된다. 이에 따라 레지스트 패턴 PR1이 형성된다.
도 24를 참조하여, 레지스트 패턴 PR1을 마스크로서 제1의 반도체층 SL1에 에칭이 실시된다. 이 에칭은, 절연층 IL1의 표면이 노출할 때까지 행해진다. 이에 따라 제1의 반도체층 SL1이 패터닝 되고, 도 19 및 도 20에 나타내는 바와 같이, 질량체 MS, 고정 전극 FE1, FE2, 지지부 SP1, SP2, SP3, 들보부 BM, 틀부 FR등이 제1의 반도체층 SL1로부터 형성된다. 또 틀부 FR 및 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각의 뚜껑체 부착측의 표면에 대하여 질량체 MS, 가동전극 ME, 고정 전극 FE1, FE2 및 들보부 BM의 각각의 뚜껑체 부착측의 표면은 뚜껑체 부착측과는 반대측으로 퇴행한다. 이 후, 레지스트 패턴 PR1이 애싱 등에 의해 제거된다.
도 25를 참조하여, 절연층 IL1을 소정량 제거하기 위해, 등방성의 습식 에칭이 행해진다. 이 에칭에 의해, 폭이 가는 절연층 IL1의 부분이 제거되고 도 4에 나 타내는 바와 같이 지지부 SP1, SP2, SP3 및 틀부 FR의 절연층 IL1의 부분의 절연층 IL1만이 남겨진다. 이에 따라 질량체 MS가 들보부 BM에 의해 지지부 SP1에 지지되게 되고, 제2의 반도체층 SL2로부터 떠서 중공에 유지된다.
이 후, 본 실시예의 제조 방법은, 도 11∼도 14 및 도 3에 나타내는 실시예 1과 동일한 공정을 거친다. 이에 따라 관통공 TH, 관통 배선 HI 및 패드 BP가 형성된다.
도 26을 참조하여, 틀부 FR 및 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각의 뚜껑체 LB측의 표면에 뚜껑체 LB가 부착된다. 이 때, 틀부 FR 및 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각의 표면에 대하여 질량체 MS, 고정 전극 FE1, FE2 및 들보부 BM의 각각의 표면이 뚜껑체 LB측과는 반대측으로 퇴행하고 있기 때문에, 뚜껑체 LB와 질량체 MS등 사이에는 간극 GP2가 생긴다. 이에 따라 도 19에 나타내는 본 실시예의 가속도 센서가 제조되어, 이 가속도 센서가 패키지 PK안에 수납되어 도 20에 나타내는 구성을 얻을 수 있다.
본 실시예에 의하면, 실시예 1과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 4)
상기의 실시예 1∼3에 있어서는, 예를 들면 SOI기판과 같이 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2가 절연층 IL1을 사이에 두고 부착하여 이루어지는 기판이 형성된 후에 가속도 센서 소자와 제어 소자가 형성되는 경우에 대하여 설명했다.
이에 대하여 본 실시예에서는, 도 27에 나타내는 바와 같이 제1의 반도체층 SL1에 가속도 센서 소자가 형성되고, 제2의 반도체층 SL2에 제어 소자 ED 및 관통공 TH가 형성된 후에, 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2가 절연층 IL1을 사이에 두고 부착된다. 이 경우, 관통공 TH의 벽면을 덮는 절연층 IL2는 부착하기 전에 형성되어도 되고, 부착한 후에 형성되어도 된다. 또 관통공 TH는 부착한 후에 형성되어도 된다. 또 관통 배선 HI는 부착한 후에 형성된다. 또 뚜껑체 LB는 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2를 부착하기 전에 제1의 반도체층 SL1에 부착되어도 되거나 또는 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2을 부착한 후 제1의 반도체층 SL1에 부착되어도 된다.
또 도 27에 있어서는 실시예 1의 구성에 본 실시예의 제조 방법을 적용했을 경우에 관하여 나타냈지만, 본 실시예의 제조 방법은 실시예 2 및 3의 어느 구성도 적용가능하다.
(실시예 5)
상기의 실시예 1∼4에 있어서는, 제2의 반도체층 SL2에 관통공 TH를 설치한 경우에 대하여 설명했지만, 관통공은 뚜껑체에 형성되어도 된다. 이하, 그 구성에 관하여 설명한다.
도 28을 참조하여, 본 실시예의 구성은, 도 16에 나타내는 실시예 1의 구성과 비교하여, 관통공 TH가 제2의 반도체층 SL2가 아닌 뚜껑체 LB에 형성되어 있는 점에 있어서 다르다. 관통공 TH는, 뚜껑체 LB 및 스페이서 SP를 관통하여 전극 CE1, CE2, CE3의 각각에 도달하도록 형성되어 있다. 이 관통공 TH의 벽면 및 전극 CE1, CE2, CE3의 각각의 표면에 증착되어 밀착하도록 관통 배선 HI가 형성되어 있 다.
가속도 센서 소자 및 제어 소자 ED가 패키지 PK안에 배치되어 있다. 이 상태에서, 관통 배선 HI는, 패키지 PK에 형성된 배선 CL에 접촉하고 있다. 이 배선 CL과 가속도 센서의 제2의 반도체층 SL2의 표면에 형성된 패드(도시 생략)와는 와이어 본딩의 와이어 BW에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 가속도 센서 소자의 용량 C1, C2는 관통 배선 HI, 배선 CL, 와이어 BW, 패드 등을 통해 제어 소자 ED에 전기적으로 접속되어 있다. 또 제2의 반도체층 SL2의 표면에 형성된 다른 패드는 패키지 PK에 형성된 배선(도시 생략)에 와이어 본딩의 와이어 BW에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
또 가속도 센서와 패키지 PK 사이에는 절연성의 패드 PD가 설치되어도 된다.
또한, 본 실시예의 상기 이외의 구성에 관해서는 실시예 1의 구성과 거의 동일하므로 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.
또 도 18에 나타내는 실시예 2의 구성도 도 29에 나타내는 바와 같이 제2의 반도체층 SL2가 아닌 뚜껑체 LB에 관통공 TH가 설치되어도 되고, 도 20에 나타내는 실시예 3의 구성도 도 30에 나타내는 바와 같이 제2의 반도체층 SL2가 아닌 뚜껑체 LB에 관통공 TH가 설치되어도 된다.
도 29의 구성이 도 18의 구성과 다른 점 및 도 30의 구성이 도 20의 구성과 다른 점은, 도 28의 구성에서 설명한 내용과 거의 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
도 28∼도 30의 구성 중 어디에 있어서도, 예를 들면 SOI기판과 같이 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2가 절연층 IL1을 사이에 두고 서로 부착하여 이루어지는 기판이 형성된 후에, 가속도 센서 소자와 제어 소자가 형성되어도 된다.
또한 도 31에 나타내는 바와 같이 제1의 반도체층 SL1에 가속도 센서 소자가 형성되고, 제2의 반도체층 SL2에 제어 소자 ED가 형성된 후에, 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2가 절연층 IL1을 사이에 두고 서로 부착되어도 된다. 이 경우, 뚜껑체 LB는 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2를 서로 부착하기 전에 제1의 반도체층 SL1에 부착되어도 되고, 또한 제1의 반도체층 SL1과 제2의 반도체층 SL2를 서로 부착한 후에 제1의 반도체층 SL1에 부착되어도 된다.
또한 도 31에 있어서는 도 28에 나타내는 구성에 대해서 나타냈지만, 도 29 및 도 30 중 어느 하나의 구성에도 동일한 제조 방법을 적용할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED를 제1 및 제2의 반도체층 SL1, SL2의 두께 방향으로 겹치고 있기 때문에, 쌍방을 서로 전기적으로 접속하기 위한 배선의 길이를, 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED를 가로방향으로 나열한 경우보다도 짧게 할 수 있다. 구체적으로는, 관통공 TH안에 형성된 관통 배선 HI, 배선 CL, 와이어 BW에 의해 가속도 센서 소자와 제어 소자 ED가 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 그 배선 부분에 여분의 정전용량이 생기는 것을 억제할 수 있고, 검출 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 이에 따라 제품요구를 충족시키는 검출 정밀도를 얻는 것이 용이하게 되므로, 이 점에 있어서도 소형화가 용이하다.
또 상기 이외에도 실시예 1과 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 6)
상기의 실시예 1∼3에 있어서는, 가속도 센서에 뚜껑체 LB를 부착한 상태에서 패키지 PK에 수납한 구성에 관하여 설명했지만, 가속도 센서에 뚜껑이 부착되지 않은 상태에서 가속도 센서가 패키지 내에 수납되어도 된다. 이하, 그 구성에 관하여 설명한다.
예를 들면 도 32에 나타내는 바와 같이 도 16의 구성으로부터 뚜껑체 LB가 생략되어, 스페이서 SP가 패키지 PK에 직접 접속되어도 된다. 이 경우, 스페이서 SP가 배치됨으로써, 제2의 반도체층 SL2와 패키지 PK 사이에 간극 GP2가 형성되므로, 질량체 MS의 이동에 뚜껑체 LB가 간섭하는 것이 방지된다.
또 도 33에 나타내는 바와 같이 도 18의 구성으로부터 뚜껑체 LB가 생략되어, 틀부 FR 및 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각이 패키지 PK에 직접 접속되어도 좋다. 이 경우, 패키지 PK는, 가동부인 질량체 MS와 대향하는 측의 표면에 오목부 CC를 가지고 있다. 이에 따라 패키지 PK와 질량체 MS 사이에 간극 GP2가 형성되므로, 질량체 MS의 이동에 뚜껑체 LB가 간섭하는 것이 방지된다.
또 도 34에 나타내는 바와 같이 도 20의 구성으로부터 뚜껑체 LB가 생략되어, 틀부 FR 및 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각이 패키지 PK에 직접 접속되어도 좋다. 이 경우 틀부 FR 및 지지부 SP1, SP2, SP3의 각각의 뚜껑체 LB측의 표면에 대하여 질량체 MS, 고정 전극 FE1, FE2 및 들보부 BM의 각각의 뚜껑체 LB측의 표면은 뚜껑체 LB와는 반대측으로 퇴행하고 있다. 이에 따라 뚜껑체 LB와 질량체 MS사이에 간극 GP2가 형성되므로, 질량체 MS의 이동에 뚜껑체 LB가 간섭하는 것이 방지된다.
또한, 도 32∼도 34의 각각의 상기 이외의 구성은 도 16, 도 18, 도 20의 각 각의 구성과 거의 동일하므로 동일한 요소에 관해서는 동일한 부호를 붙여, 그것들의 설명을 생략한다.
본 발명의 가속도 센서는, 예를 들면 카 네비게이션, 경사계, 산업기기의 진동계측 액정 프로젝터 등에 이용된다.
본 발명은, 가속도 센서 소자 및 제어 소자를 가지는 가속도 센서 및 그 제조 방법에 특히 유리하게 적용될 수 있다.
본 발명을 상세하게 설명하여 나타냈지만, 이것은 예시만을 위한 것으로, 한정되는 것은 아니며, 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해 해석되는 것이 명백하게 이해될 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 가속도 센서 소자의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 1b는 관통공과 본딩 패드의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 1c는 도 1a와 도 1b를 평면적으로 중합한 구성을 도시하고 있다.
도 2는 도 1c의 II-II선을 따른 개략 단면도이다.
도 3은 도 2의 III부를 확대하여 나타내는 부분 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV선으로 나타내는 위치에서 절연층 IL1 및 제1의 반도체층 SL1을 본 평면도이다.
도 5는 도 1a 내지 도 1c 및 도 2 내지 도 4에 나타낸 가속도 센서에 있어서의 가속도 센서 소자와 제어 소자의 전기적 접속의 모양을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 가속도 센서의 제조 방법의 제 1∼제 5의 공정을 나타내는 개략 단면도이다.
도 11 내지 도 14는 도 10에 계속되는 제조 방법의 제 6∼제 9의 공정을 나타내는, 관통공 부분을 확대하여 나타내는 부분 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 가속도 센서에 뚜껑체를 부착한 상태의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 16은 도 15에 나타내는 뚜껑체를 부착한 상태에서 패키지 내에 수납한 모양을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 가속도 센서에 뚜껑체를 부착한 상태의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 18은 도 17에 나타내는 뚜껑체를 부착한 상태에서 패키지 내에 수납한 모양을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시예 3에 있어서의 가속도 센서에 뚜껑체를 부착한 상태의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 20은 도 19에 나타내는 뚜껑체를 부착한 상태에서 패키지 내에 수납한 모양을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 21 내지 도 26은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 가속도 센서의 제조 방법의 제 1∼제 6의 공정을 나타내는 개략 단면도이다.
도 27은 도 15에 나타내는 구성에 있어서, 가속도 센서 소자와 제어 소자를 제조한 후에 제1의 반도체층과 제2의 반도체층을 절연층을 사이에 두고 부착하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 28은 도 16에 나타내는 구성에 있어서 관통공을 제2의 반도체층에 배치하지 않고 뚜껑체에 배치한 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 29는 도 18에 나타내는 구성에 있어서 관통공을 제2의 반도체층에 배치하지 않고 뚜껑체에 배치한 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 30은 도 20에 나타내는 구성에 있어서 관통공을 제2의 반도체층에 배치하지 않고 뚜껑체에 배치한 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 31은 도 28에 나타내는 구성에 있어서, 가속도 센서 소자와 제어 소자를 제조한 후에 제1의 반도체층과 제2의 반도체층을 절연층을 사이에 두고 부착한 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 32는 도 16에 나타내는 구성에서 뚜껑체를 생략한 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 33은 도 18에 나타내는 구성에서 뚜껑체를 생략한 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 34는 도 20에 나타내는 구성에서 뚜껑체를 생략한 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

Claims (13)

  1. 제1의 반도체층과,
    상기 제1의 반도체층 위에 형성된 제1의 절연층과,
    상기 제1의 절연층 위에 형성된 제2의 반도체층과,
    상기 제1의 반도체층에 형성된 가속도 센서 소자와,
    상기 제2의 반도체층에 형성된, 상기 가속도 센서 소자를 제어하기 위한 제어 소자를 구비하고,
    상기 가속도 센서 소자와 상기 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위한 관통공이 상기 제2의 반도체층에 형성되고,
    상기 관통공의 벽면을 덮도록 형성된 제2의 절연층과,
    상기 가속도 센서 소자와 상기 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위해 상기 관통공 내에 형성된 도전층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가속도 센서 소자를 덮도록 형성된 뚜껑체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가속도 센서 소자가 형성된 상기 제1의 반도체층과 상기 뚜껑체 사이에 배치된 스페이서를 더 구비한 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 뚜껑체의 상기 가속도 센서 소자측의 표면에 오목부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 가속도 센서 소자는, 지지부와, 상기 지지부에 대하여 이동가능한 질량체를 포함하고,
    상기 지지부의 상기 뚜껑측의 표면에 대하여 상기 질량체의 상기 뚜껑체측의 표면은 상기 뚜껑체와는 반대측으로 퇴행하고 있는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가속도 센서 소자 및 상기 제어 소자를 내부에 수납하고, 배선을 가지 는 패키지를 더 구비하고,
    상기 가속도 센서 소자 및 상기 제어 소자는 상기 배선에 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  7. 제1의 반도체층과,
    상기 제1의 반도체층 위에 형성된 절연층과,
    상기 절연층 위에 형성된 제2의 반도체층과,
    상기 제1의 반도체층에 형성되고, 전극을 가지는 가속도 센서 소자와,
    상기 제2의 반도체층에 형성된, 상기 가속도 센서 소자를 제어하기 위한 제어 소자와,
    상기 가속도 센서 소자를 덮도록 형성된 뚜껑체를 구비하고,
    상기 가속도 센서 소자의 상기 전극에 달하는 관통공이 상기 뚜껑체에 형성되고,
    상기 가속도 센서 소자와 전기적으로 접속하기 위해 상기 관통공 내에 형성된 도전층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가속도 센서 소자가 형성된 상기 제1의 반도체층과 상기 뚜껑체 사이에 배치된 스페이서를 더 구비한 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 뚜껑체의 상기 가속도 센서 소자측의 표면에 오목부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 가속도 센서 소자는, 지지부와, 상기 지지부에 대하여 이동가능한 질량체를 포함하고,
    상기 지지부의 상기 뚜껑체의 표면에 대하여 상기 질량체의 상기 뚜껑체측의 표면은 상기 뚜껑체와는 반대측으로 퇴행하고 있는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 가속도 센서 소자 및 상기 제어 소자를 내부에 수납하고, 배선을 가지는 패키지를 더 구비하고,
    상기 가속도 센서 소자 및 상기 제어 소자는 상기 배선에 전기적으로 접속되 어 있는 것을 특징으로 하는 가속도 센서.
  12. 제1의 반도체층과 제2의 반도체층을 제1의 절연층을 사이에 두고 서로 부착하여 이루어지는 기판을 준비하는 공정과,
    상기 제2의 반도체층에 제어 소자를 형성하는 공정과,
    상기 제1의 반도체층에 상기 제어 소자에 의해 제어되는 가속도 센서 소자를 형성하는 공정과,
    상기 가속도 센서 소자와 상기 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위한 관통공을 상기 제2의 반도체층에 형성하는 공정과,
    상기 관통공의 벽면을 덮도록 제2의 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 가속도 센서 소자와 상기 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위한 도전층을 상기 관통공 내에 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 가속도 센서의 제조 방법.
  13. 제1의 반도체층에 가속도 센서 소자를 형성하는 공정과,
    제2의 반도체층에 상기 가속도 센서 소자를 제어하기 위한 제어 소자를 형성하고, 상기 제2의 반도체층을 관통하는 관통공을 형성하는 공정과,
    상기 가속도 센서 소자가 형성된 상기 제1의 반도체층과 상기 제어 소자가 형성된 상기 제2의 반도체층을 제1의 절연층을 사이에 두고 서로 부착하는 공정과,
    상기 관통공의 벽면을 덮도록 제2의 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 가속도 센서 소자와 상기 제어 소자를 전기적으로 접속하기 위한 도전층을 상기 관통공 내에 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 가속도 센서의 제조 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4825778B2 (ja) 2007-11-16 2011-11-30 株式会社日立製作所 半導体装置およびその製造方法
JP4766143B2 (ja) * 2008-09-15 2011-09-07 株式会社デンソー 半導体装置およびその製造方法
JPWO2010104064A1 (ja) * 2009-03-13 2012-09-13 アルプス電気株式会社 Memsセンサ
US8659101B2 (en) * 2010-10-15 2014-02-25 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Physical quantity detector
FR2966676A1 (fr) * 2010-10-20 2012-04-27 St Microelectronics Rousset Procede et systeme de communication d'informations a un objet comportant un circuit integre, par exemple une carte a puce
US20120146452A1 (en) * 2010-12-10 2012-06-14 Miradia, Inc. Microelectromechanical system device and semi-manufacture and manufacturing method thereof
JP6020793B2 (ja) * 2012-04-02 2016-11-02 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーおよび電子機器
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
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
WO2016200346A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-15 Alper Said Emre Hermetic packaging method for soi-mems devices with embedded vertical feedthroughs

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63169078A (ja) 1987-01-06 1988-07-13 Nippon Denso Co Ltd 半導体振動・加速度センサ
JPH0670644B2 (ja) 1989-09-07 1994-09-07 株式会社日立製作所 半導体容量式加速度センサとその製造方法
FR2687778B1 (fr) 1992-02-20 1994-05-20 Sextant Avionique Micro-capteur capacitif a capacite parasite reduite et procede de fabrication.
JP3203788B2 (ja) 1992-07-24 2001-08-27 オムロン株式会社 物理量センサ及びその製造方法
JPH0815300A (ja) 1994-06-29 1996-01-19 Takata Kk 衝突検出センサ
EP0702221A3 (en) 1994-09-14 1997-05-21 Delco Electronics Corp Sensor integrated on a chip
JPH1068643A (ja) 1996-08-28 1998-03-10 Murata Mfg Co Ltd 小型電子部品の製造方法
KR19980086900A (ko) 1997-05-12 1998-12-05 윤종용 고진공 패키징 2축 마이크로자이로스코프 및 그 제조방법
KR100276429B1 (ko) 1998-09-07 2000-12-15 정선종 미소 진공 구조체의 제작방법
JP2001304996A (ja) 2000-04-25 2001-10-31 Matsushita Electric Works Ltd 集積型半導体圧力センサおよびその製造方法
JP3435665B2 (ja) 2000-06-23 2003-08-11 株式会社村田製作所 複合センサ素子およびその製造方法
DE10104868A1 (de) 2001-02-03 2002-08-22 Bosch Gmbh Robert Mikromechanisches Bauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauelements
JP4165360B2 (ja) 2002-11-07 2008-10-15 株式会社デンソー 力学量センサ
JP2005038911A (ja) 2003-07-16 2005-02-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2005172543A (ja) 2003-12-10 2005-06-30 Mitsubishi Electric Corp 加速度センサおよび加速度センサの製造方法
DE10359217A1 (de) 2003-12-17 2005-07-28 Robert Bosch Gmbh Elektrische Durchkontaktierung von HL-Chips
JP2005227089A (ja) 2004-02-12 2005-08-25 Denso Corp 力学量センサ装置
JP4442339B2 (ja) * 2004-07-08 2010-03-31 株式会社デンソー 角速度検出装置
JP4438579B2 (ja) * 2004-09-14 2010-03-24 株式会社デンソー センサ装置
JP2006153800A (ja) * 2004-12-01 2006-06-15 Denso Corp 物理量センサ装置
JP4969822B2 (ja) * 2004-12-06 2012-07-04 株式会社デンソー センサ装置
JP4553720B2 (ja) * 2004-12-21 2010-09-29 Okiセミコンダクタ株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2006332582A (ja) 2005-04-28 2006-12-07 Matsushita Electric Works Ltd スルーホール構造、及びマイクロリレー、並びに加速度センサ

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