JPH06160420A - 半導体加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents
半導体加速度センサ及びその製造方法Info
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- JPH06160420A JPH06160420A JP4332173A JP33217392A JPH06160420A JP H06160420 A JPH06160420 A JP H06160420A JP 4332173 A JP4332173 A JP 4332173A JP 33217392 A JP33217392 A JP 33217392A JP H06160420 A JPH06160420 A JP H06160420A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 封止用の特別なプロセスが不要で、しかも、
センサ内部を減圧や所望の雰囲気にすることができる半
導体加速度センサを提供すること 【構成】 可動電極１７，１８を有するシリコン板１１
の上面の所定部位にリンをドーピングして拡散層（図中
ハッチングで示す）を形成し、その拡散層を可動電極の
外部取り出し用の配線２１に用いる。また、シリコン板
表面には、その配線と絶縁状態で他の拡散層を設け、係
る拡散層をガラス板１２に設けた第１の固定電極１９の
配線とする。また、シリコン板の下面に形成された段部
２６に、金属蒸着して連結線２７を設け、一方ガラス板
１３には貫通孔１３ａを形成し、その貫通孔の内周面に
スパッタリング（減圧状態で行う）により形成した配線
２８の上端を、その全周に渡って上記連結線に接続す
る。これにより、配線処理とともに貫通孔の封止が行わ
れる。
センサ内部を減圧や所望の雰囲気にすることができる半
導体加速度センサを提供すること 【構成】 可動電極１７，１８を有するシリコン板１１
の上面の所定部位にリンをドーピングして拡散層（図中
ハッチングで示す）を形成し、その拡散層を可動電極の
外部取り出し用の配線２１に用いる。また、シリコン板
表面には、その配線と絶縁状態で他の拡散層を設け、係
る拡散層をガラス板１２に設けた第１の固定電極１９の
配線とする。また、シリコン板の下面に形成された段部
２６に、金属蒸着して連結線２７を設け、一方ガラス板
１３には貫通孔１３ａを形成し、その貫通孔の内周面に
スパッタリング（減圧状態で行う）により形成した配線
２８の上端を、その全周に渡って上記連結線に接続す
る。これにより、配線処理とともに貫通孔の封止が行わ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体加速度センサ及
びその製造方法に関するもので、より具体的には各電極
の配線取り出し構造の改良に関する。
びその製造方法に関するもので、より具体的には各電極
の配線取り出し構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の車体制御やエンジン制御等に用
いられる静電容量式の半導体加速度センサは、図７に示
すように一般に可動電極を構成するシリコン板１の上下
両面にガラス板２を配置する。この時、可動電極と、ガ
ラス板２の対向面との間には、所定の空隙が形成され、
可動電極の揺動を許容している。そしてこのガラス板２
の内面、すなわち、可動電極に対向する面の所定位置に
アルミ蒸着等により固定電極を形成する。そして、上記
のように可動電極が揺動すると、上記可動電極と固定電
極の間隙が変動し、両電極間に生じる静電容量が変化す
る。
いられる静電容量式の半導体加速度センサは、図７に示
すように一般に可動電極を構成するシリコン板１の上下
両面にガラス板２を配置する。この時、可動電極と、ガ
ラス板２の対向面との間には、所定の空隙が形成され、
可動電極の揺動を許容している。そしてこのガラス板２
の内面、すなわち、可動電極に対向する面の所定位置に
アルミ蒸着等により固定電極を形成する。そして、上記
のように可動電極が揺動すると、上記可動電極と固定電
極の間隙が変動し、両電極間に生じる静電容量が変化す
る。
【０００３】そして、係る静電容量の変化を検出するた
め、両電極に接続された配線（電極リード）を外部に引
き出す必要があるが、係る引き出しは、例えば固定電極
側ではそれに連続するようにしてアルミ配線３を下方の
ガラス板２の上面に形成する。そして、シリコン板１の
所定部位を切除して上記アルミ配線３の端部３ａを露出
して取り出し用のパッドとするとともに、シリコン板１
の下面側のアルミ配線３に対応する部位は凹溝１ａが形
成され、その凹溝１ａ以外の下面と下側のガラス板２と
が接合するようになっている。
め、両電極に接続された配線（電極リード）を外部に引
き出す必要があるが、係る引き出しは、例えば固定電極
側ではそれに連続するようにしてアルミ配線３を下方の
ガラス板２の上面に形成する。そして、シリコン板１の
所定部位を切除して上記アルミ配線３の端部３ａを露出
して取り出し用のパッドとするとともに、シリコン板１
の下面側のアルミ配線３に対応する部位は凹溝１ａが形
成され、その凹溝１ａ以外の下面と下側のガラス板２と
が接合するようになっている。
【０００４】しかし、そのままの構成では、シリコン板
１に形成する凹溝１ａの内形状とアルミ配線３の外形状
とを一致させることは困難であるため、凹溝１ａの幅並
びに深さは、それぞれアルミ配線３の幅並びに高さより
も一回り以上大きく設定することになり、図（Ｂ）に示
すように両者の間には隙間を生じてしまう。したがっ
て、隙間を介して内部に塵等が入り込むおそれがあり、
故障の原因となる。
１に形成する凹溝１ａの内形状とアルミ配線３の外形状
とを一致させることは困難であるため、凹溝１ａの幅並
びに深さは、それぞれアルミ配線３の幅並びに高さより
も一回り以上大きく設定することになり、図（Ｂ）に示
すように両者の間には隙間を生じてしまう。したがっ
て、隙間を介して内部に塵等が入り込むおそれがあり、
故障の原因となる。
【０００５】そこで、上記シリコン板１並びに上方のガ
ラス板２の所定部位に上下に貫通する貫通孔１ｂ，２ａ
を形成し、各板１，２を積層配置後、その貫通孔１ｂ，
２ａ内に接着剤（樹脂）等を充填して密封するようにな
っている。
ラス板２の所定部位に上下に貫通する貫通孔１ｂ，２ａ
を形成し、各板１，２を積層配置後、その貫通孔１ｂ，
２ａ内に接着剤（樹脂）等を充填して密封するようにな
っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した構成
では、封止を行うために接着剤封入という余分なプロセ
スが必要となり、作業性が悪い。また、上記のアルミ配
線３は、固定電極側に配線であるが、実際のセンサとし
て使用する場合にはシリコン板１に形成した可動電極か
らの配線（シリコンが導電性を有するためそのシリコン
板自体を配線に利用する）を要する。そして、係る配線
はシリコン板２の上面に形成されるため、上方のガラス
板２の一部をさらに切除することにより露出したシリコ
ン板２の上面（表面）を取り出し用のパッド４とする
（同図（Ｂ）参照）。すなわち、両パッド３ａ，４の高
さ位置が異なるため、実装の際における外部回路等との
接続を行うためのワイヤボンディングの作業性が悪い。
では、封止を行うために接着剤封入という余分なプロセ
スが必要となり、作業性が悪い。また、上記のアルミ配
線３は、固定電極側に配線であるが、実際のセンサとし
て使用する場合にはシリコン板１に形成した可動電極か
らの配線（シリコンが導電性を有するためそのシリコン
板自体を配線に利用する）を要する。そして、係る配線
はシリコン板２の上面に形成されるため、上方のガラス
板２の一部をさらに切除することにより露出したシリコ
ン板２の上面（表面）を取り出し用のパッド４とする
（同図（Ｂ）参照）。すなわち、両パッド３ａ，４の高
さ位置が異なるため、実装の際における外部回路等との
接続を行うためのワイヤボンディングの作業性が悪い。
【０００７】さらに空気は温度によりその圧力が変動す
るため、センサ内部を減圧したり、或いは、係る影響の
少ない雰囲気を封入することが好ましい。しかし上記の
センサではアルミ配線３とシリコン板１の凹溝１ａとの
間に形成される隙間を介してセンサ内部が外部と連通状
態となり、上記のごとく製造後密封したとしても内部を
減圧状態等にすることはできず、センサ内に空気が存在
し、その空気の影響を受けてセンサの精度が落ちてしま
う。
るため、センサ内部を減圧したり、或いは、係る影響の
少ない雰囲気を封入することが好ましい。しかし上記の
センサではアルミ配線３とシリコン板１の凹溝１ａとの
間に形成される隙間を介してセンサ内部が外部と連通状
態となり、上記のごとく製造後密封したとしても内部を
減圧状態等にすることはできず、センサ内に空気が存在
し、その空気の影響を受けてセンサの精度が落ちてしま
う。
【０００８】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、封止用の特別なプロ
セスが不要で、しかも、センサ内部を減圧や所望の雰囲
気にすることができ、さらに必要に応じて電極配線の取
り出し用のパッドを同一面上にすることが可能な半導体
加速度センサ及びその製造方法を提供することにある。
もので、その目的とするところは、封止用の特別なプロ
セスが不要で、しかも、センサ内部を減圧や所望の雰囲
気にすることができ、さらに必要に応じて電極配線の取
り出し用のパッドを同一面上にすることが可能な半導体
加速度センサ及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る半導体加速度センサでは加速度に
応じて変位する可動電極が形成された半導体基板の両側
に絶縁基板を配置し、かつ、その絶縁基板の所定板に前
記可動電極に対し所定の間隙をおいて固定電極を形成
し、前記変位にともない前記可動電極と前記固定電極と
の間で生じる静電容量の変化から加速度を検出する半導
体加速度センサにおいて、前記絶縁基板に形成された貫
通孔の内周全面に形成された金属性被膜の端部を、前記
貫通孔に対向する前記半導体基板に形成された金属性の
連結線に接続するとともにその接続部位を無端状に配置
した。そしてさらに、前記貫通孔を備えた絶縁基板に形
成された前記固定電極を前記連結線に接続した。
ために、本発明に係る半導体加速度センサでは加速度に
応じて変位する可動電極が形成された半導体基板の両側
に絶縁基板を配置し、かつ、その絶縁基板の所定板に前
記可動電極に対し所定の間隙をおいて固定電極を形成
し、前記変位にともない前記可動電極と前記固定電極と
の間で生じる静電容量の変化から加速度を検出する半導
体加速度センサにおいて、前記絶縁基板に形成された貫
通孔の内周全面に形成された金属性被膜の端部を、前記
貫通孔に対向する前記半導体基板に形成された金属性の
連結線に接続するとともにその接続部位を無端状に配置
した。そしてさらに、前記貫通孔を備えた絶縁基板に形
成された前記固定電極を前記連結線に接続した。
【００１０】また、かかる構成の半導体加速度センサを
製造する方法としては、少なくとも前記貫通孔を備えた
絶縁基板と、所定の構成からなる半導体基板並びに他の
絶縁基板とを接合し、次いで、減圧或いは所定の雰囲気
下で、前記貫通孔の内周全面に所定の金属被膜を形成す
るプロセスを有することである。
製造する方法としては、少なくとも前記貫通孔を備えた
絶縁基板と、所定の構成からなる半導体基板並びに他の
絶縁基板とを接合し、次いで、減圧或いは所定の雰囲気
下で、前記貫通孔の内周全面に所定の金属被膜を形成す
るプロセスを有することである。
【００１１】
【作用】貫通孔の内周面全面にわたって金属被膜を形成
し、その端部を半導体基板の対向部位に形成した金属性
連結線に接続する。そしてこの金属性連結線は、その貫
通孔が形成された絶縁基板に設けた固定電極と導通状態
にある。よって、上記の貫通孔内に金属被膜を形成する
ことにより、固定電極が金属性連結線並びにその金属被
膜を介して、センサ外部への取り出し用の配線処理が終
了する。また、上記したように、金属被膜と連結線との
接続部位は、無端状となっているため、貫通孔が閉塞さ
れる。すなわち、上記の配線処理とセンサの封止処理が
同時に行われ、封止構造をとるための特別な作業が不要
となる。さらに、係る金属被膜の形成を所定のガス雰囲
気中で行えば、センサ内部を係るガスで充満することが
でき、また、減圧（真空を含む）状態で行えば、センサ
内部を減圧させ、熱的に安定な半導体加速度センサが製
造される。
し、その端部を半導体基板の対向部位に形成した金属性
連結線に接続する。そしてこの金属性連結線は、その貫
通孔が形成された絶縁基板に設けた固定電極と導通状態
にある。よって、上記の貫通孔内に金属被膜を形成する
ことにより、固定電極が金属性連結線並びにその金属被
膜を介して、センサ外部への取り出し用の配線処理が終
了する。また、上記したように、金属被膜と連結線との
接続部位は、無端状となっているため、貫通孔が閉塞さ
れる。すなわち、上記の配線処理とセンサの封止処理が
同時に行われ、封止構造をとるための特別な作業が不要
となる。さらに、係る金属被膜の形成を所定のガス雰囲
気中で行えば、センサ内部を係るガスで充満することが
でき、また、減圧（真空を含む）状態で行えば、センサ
内部を減圧させ、熱的に安定な半導体加速度センサが製
造される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る半導体加速度センサ及び
その製造方法の好適な実施例を添付図面を参照にして詳
述する。図１は本発明に係る加速度センサの第１実施例
の断面図を示しており、図２は各板の平面図を示し、さ
らに図３並びに図４は、それぞれ所定部位の拡大図であ
る。図示するように、半導体基板であるＰ型のシリコン
板１１の上下両面側に基板たるガラス板１２，１３を配
置している。そして本例では、シリコン板１１と下側の
ガラス板１３との平面形状を略同一とし、上側のガラス
板１２は、それらと同一の平面形状からその一辺側を除
去した短い平面矩形状となっている。
その製造方法の好適な実施例を添付図面を参照にして詳
述する。図１は本発明に係る加速度センサの第１実施例
の断面図を示しており、図２は各板の平面図を示し、さ
らに図３並びに図４は、それぞれ所定部位の拡大図であ
る。図示するように、半導体基板であるＰ型のシリコン
板１１の上下両面側に基板たるガラス板１２，１３を配
置している。そして本例では、シリコン板１１と下側の
ガラス板１３との平面形状を略同一とし、上側のガラス
板１２は、それらと同一の平面形状からその一辺側を除
去した短い平面矩形状となっている。
【００１３】また、シリコン板１１は、平面略ロ字状の
枠体１４の中央に梁部１５を介して重り部１６が揺動可
能に接続された形状からなり、その重り部１６の上面側
が第１の可動電極１７となり、また下面側が第２の可動
電極１８となる。さらに、各電極１７，１８に対応し
て、ガラス板１２，１３の内面所定位置には、アルミ等
の金属蒸着（或いはスパッタ（以下同じ））等により、
所定形状からなる第１，第２の固定電極１９，２０が形
成されている。そして、上下において各対となる電極間
で生じる静電容量の差分から加速度を検出するもので、
上記した基本的な構成は、従来からある差動型の半導体
加速度センサと同様である。
枠体１４の中央に梁部１５を介して重り部１６が揺動可
能に接続された形状からなり、その重り部１６の上面側
が第１の可動電極１７となり、また下面側が第２の可動
電極１８となる。さらに、各電極１７，１８に対応し
て、ガラス板１２，１３の内面所定位置には、アルミ等
の金属蒸着（或いはスパッタ（以下同じ））等により、
所定形状からなる第１，第２の固定電極１９，２０が形
成されている。そして、上下において各対となる電極間
で生じる静電容量の差分から加速度を検出するもので、
上記した基本的な構成は、従来からある差動型の半導体
加速度センサと同様である。
【００１４】ここで、本発明では、まず図１，図２
（Ｂ）に示すように、シリコン板１１の上面の所定部位
にリンをドーピングして拡散層（各図中ハッチングで示
す）を形成している。そして、図から明らかなように、
上記の拡散層は、重り部１６の上面全面並びに梁部１５
の全体に形成している。そして梁部１５に関しては、シ
リコン板１１の下側から梁部１５に相当する部位を電気
化学エッチングすることにより拡散層に至るまでＰ型シ
リコンの所定部位を除去し、これにより梁部１５が拡散
層のみから構成される。かかる構成とすることにより、
梁部１５の厚さが拡散層の厚さと同一となるため、その
厚さが正確に制御され、梁部１５の弾性係数のばらつき
がなく、品質の均一化が図られる。
（Ｂ）に示すように、シリコン板１１の上面の所定部位
にリンをドーピングして拡散層（各図中ハッチングで示
す）を形成している。そして、図から明らかなように、
上記の拡散層は、重り部１６の上面全面並びに梁部１５
の全体に形成している。そして梁部１５に関しては、シ
リコン板１１の下側から梁部１５に相当する部位を電気
化学エッチングすることにより拡散層に至るまでＰ型シ
リコンの所定部位を除去し、これにより梁部１５が拡散
層のみから構成される。かかる構成とすることにより、
梁部１５の厚さが拡散層の厚さと同一となるため、その
厚さが正確に制御され、梁部１５の弾性係数のばらつき
がなく、品質の均一化が図られる。
【００１５】そして、係る重り部１６の上面に形成され
た拡散層が上記第１の可動電極１７となる。さらに、か
かる拡散層は、そのままシリコン板１１の側縁に向かっ
て細幅状で延長形成されて配線２１とし、その端部の上
面に金属蒸着により配線取り出し用のパッド２２を形成
する。
た拡散層が上記第１の可動電極１７となる。さらに、か
かる拡散層は、そのままシリコン板１１の側縁に向かっ
て細幅状で延長形成されて配線２１とし、その端部の上
面に金属蒸着により配線取り出し用のパッド２２を形成
する。
【００１６】また、重り部１６の下側に形成する第２の
可動電極１８は、図３に示すように、その重り部１６の
下面全面に金属蒸着を施して金属被膜を形成することに
より構成している。そしてその金属被膜の端部を延長配
置して梁部１５の下面に接続している。これにより、第
１，第２の可動電極１７，１８がその拡散層にて短絡さ
れて同電位となり、第２の可動電極１８も拡散層で形成
される上記配線２１並びにパッド２２を介して外部へ取
り出し可能となる。すなわち、係る両可動電極１７，１
８が共通電極となる。
可動電極１８は、図３に示すように、その重り部１６の
下面全面に金属蒸着を施して金属被膜を形成することに
より構成している。そしてその金属被膜の端部を延長配
置して梁部１５の下面に接続している。これにより、第
１，第２の可動電極１７，１８がその拡散層にて短絡さ
れて同電位となり、第２の可動電極１８も拡散層で形成
される上記配線２１並びにパッド２２を介して外部へ取
り出し可能となる。すなわち、係る両可動電極１７，１
８が共通電極となる。
【００１７】一方、第１の固定電極１９の取り出しは、
シリコン板１１の上面に形成した他の細長矩形状の拡散
層からなる配線２３を介して行われる。すなわち、係る
配線２３の両端には、それぞれ金属蒸着によりパッド２
４，２５が形成され、一方のパッド２４が配線取り出し
用のパッドとなり、また、他方のパッド２５が、第１の
固定電極１９の延出部１９ａと圧着され、電気機械的に
接続される。これにより、第１の固定電極１９が取り出
し用のパッド２４を介して外部回路等と接続可能とな
る。
シリコン板１１の上面に形成した他の細長矩形状の拡散
層からなる配線２３を介して行われる。すなわち、係る
配線２３の両端には、それぞれ金属蒸着によりパッド２
４，２５が形成され、一方のパッド２４が配線取り出し
用のパッドとなり、また、他方のパッド２５が、第１の
固定電極１９の延出部１９ａと圧着され、電気機械的に
接続される。これにより、第１の固定電極１９が取り出
し用のパッド２４を介して外部回路等と接続可能とな
る。
【００１８】さらに、第２の固定電極２０の取り出し
は、以下に示す構造により行われる。すなわち、図２
（Ｃ）に示すように、第２の固定電極２０の一部が細長
矩形状に延長された延出部２０ａとなり、その延出部２
０ａの端部は、シリコン板１１の下面（梁部１５よりも
枠体１４側）に形成された段部２６の表面に設けられた
金属蒸着からなる連結線２７に圧着され、電気機械的に
接続されている。さらに、その連結線２７は、図４に拡
大して示すように、下方のガラス板１３の所定位置に形
成した貫通孔１３ａに対向配置されている。
は、以下に示す構造により行われる。すなわち、図２
（Ｃ）に示すように、第２の固定電極２０の一部が細長
矩形状に延長された延出部２０ａとなり、その延出部２
０ａの端部は、シリコン板１１の下面（梁部１５よりも
枠体１４側）に形成された段部２６の表面に設けられた
金属蒸着からなる連結線２７に圧着され、電気機械的に
接続されている。さらに、その連結線２７は、図４に拡
大して示すように、下方のガラス板１３の所定位置に形
成した貫通孔１３ａに対向配置されている。
【００１９】そして、その貫通孔１３ａの内周面に蒸着
された金属性被膜たる配線２８の上端２８ａが、その全
周（無端状）に渡って上記連結線２７に接続されてい
る。このように、貫通孔１３ａの内周全面にわたって形
成された配線２８の上端２８ａが、その全周にて連結線
２７と接続されることにより、貫通孔１３ａは封止され
る。すなわち、係る配線の接続により、自動的に半導体
加速度センサの封止が行われる。なお、係る配線２８の
他端は、ガラス板１３の下面側所定部位に延長形成され
て、取り出し用のパッド２９となる。
された金属性被膜たる配線２８の上端２８ａが、その全
周（無端状）に渡って上記連結線２７に接続されてい
る。このように、貫通孔１３ａの内周全面にわたって形
成された配線２８の上端２８ａが、その全周にて連結線
２７と接続されることにより、貫通孔１３ａは封止され
る。すなわち、係る配線の接続により、自動的に半導体
加速度センサの封止が行われる。なお、係る配線２８の
他端は、ガラス板１３の下面側所定部位に延長形成され
て、取り出し用のパッド２９となる。
【００２０】ここで、上記の貫通孔１３ａ付近の接続
（製造）方法について説明すると、貫通孔１３ａは、超
音波加工等によりガラス板１３の所定部位に形成する。
そして、上記した各種の配線やパッド（貫通孔１３ａに
形成する配線２８を除く）を形成したガラス板１２，１
３とシリコン板１１とを積層し、陽極接合により一体化
する。この接合時に、対向する各種配線同士等が、自動
的に密着接合し電気機械的な接続がとられる。
（製造）方法について説明すると、貫通孔１３ａは、超
音波加工等によりガラス板１３の所定部位に形成する。
そして、上記した各種の配線やパッド（貫通孔１３ａに
形成する配線２８を除く）を形成したガラス板１２，１
３とシリコン板１１とを積層し、陽極接合により一体化
する。この接合時に、対向する各種配線同士等が、自動
的に密着接合し電気機械的な接続がとられる。
【００２１】また、両可動電極１７，１８の配線２１並
びに第１の固定電極１９の配線２３は、上記のごとく拡
散層で形成されており、その表面は、他のシリコン板１
１の上面と面一状態に加工されているため、そのシリコ
ン板１１と上側のガラス板１２との陽極接合を行うと、
両板１１，１２は面接触して一体化し、封止される。
びに第１の固定電極１９の配線２３は、上記のごとく拡
散層で形成されており、その表面は、他のシリコン板１
１の上面と面一状態に加工されているため、そのシリコ
ン板１１と上側のガラス板１２との陽極接合を行うと、
両板１１，１２は面接触して一体化し、封止される。
【００２２】すなわち、両板の接合処理により、両可動
電極１７，１８と第１の固定電極１９の配線（各取り出
し用のパッド２２，２４への接続）処理並びにセンサの
封止処理が同時に自動的に行われる（特別な封止処理が
不要となる）。そして、両電極の取り出し用のパッド２
２，２４が同一平面状に位置するため、外部回路との接
続をとるためのワイヤボンディング処理が容易に行え
る。
電極１７，１８と第１の固定電極１９の配線（各取り出
し用のパッド２２，２４への接続）処理並びにセンサの
封止処理が同時に自動的に行われる（特別な封止処理が
不要となる）。そして、両電極の取り出し用のパッド２
２，２４が同一平面状に位置するため、外部回路との接
続をとるためのワイヤボンディング処理が容易に行え
る。
【００２３】そして、この状態で貫通孔１３ａ付近の所
定部位を金属蒸着（スパッタリング）する。すると、貫
通孔１３ａの内周全面はもちろんその上方に位置する連
結線２７にまで係る蒸着部位が配設され上記の所望の配
線２８が形成される。そして、係る配線２８の形成を真
空（所定の減圧）状態で行えば、センサ内部も減圧さ
れ、その状態で配線２８が形成されて貫通孔１３ａ（開
口部位）が封止されるため、その減圧状態が維持され
る。これにより、半導体加速度センサの特性が向上す
る。また、所望のガスからなる雰囲気中で、上記の配線
２８の製造を行えば、センサ内部に所望のガスを封入す
ることも容易にできる。
定部位を金属蒸着（スパッタリング）する。すると、貫
通孔１３ａの内周全面はもちろんその上方に位置する連
結線２７にまで係る蒸着部位が配設され上記の所望の配
線２８が形成される。そして、係る配線２８の形成を真
空（所定の減圧）状態で行えば、センサ内部も減圧さ
れ、その状態で配線２８が形成されて貫通孔１３ａ（開
口部位）が封止されるため、その減圧状態が維持され
る。これにより、半導体加速度センサの特性が向上す
る。また、所望のガスからなる雰囲気中で、上記の配線
２８の製造を行えば、センサ内部に所望のガスを封入す
ることも容易にできる。
【００２４】図５は本発明の第２実施例を示している。
図示するように、この実施例では、上記した第１実施例
と相違して、下側の第２の固定電極２０の取り出し用パ
ッド３０も、他のパッド２２，２４と同一平面状に位置
させている。すなわち、シリコン板１１′の上面所定位
置（両可動電極１７，１８用の配線２１並びに第１の固
定電極１９用の配線２３と異なる位置に、それらと同様
に拡散層を形成して配線３１を形成し、その配線３１の
一端（露出側端部）の上面を金属蒸着することによりパ
ッド３０を形成する。
図示するように、この実施例では、上記した第１実施例
と相違して、下側の第２の固定電極２０の取り出し用パ
ッド３０も、他のパッド２２，２４と同一平面状に位置
させている。すなわち、シリコン板１１′の上面所定位
置（両可動電極１７，１８用の配線２１並びに第１の固
定電極１９用の配線２３と異なる位置に、それらと同様
に拡散層を形成して配線３１を形成し、その配線３１の
一端（露出側端部）の上面を金属蒸着することによりパ
ッド３０を形成する。
【００２５】そして、シリコン板１１′の枠体１４′側
の下面に形成された段部２６′の所定位置に凹所３２を
形成し、その凹所３２の奥面を上記の配線３１を形成す
る拡散層に接続している。この凹所３２も、段部２６′
の所定部位を電気化学エッチングしてＰ型のシリコン部
位を除去することにより簡単に行え、拡散層を露出する
ことができる。
の下面に形成された段部２６′の所定位置に凹所３２を
形成し、その凹所３２の奥面を上記の配線３１を形成す
る拡散層に接続している。この凹所３２も、段部２６′
の所定部位を電気化学エッチングしてＰ型のシリコン部
位を除去することにより簡単に行え、拡散層を露出する
ことができる。
【００２６】さらに、この凹所３２の内周面と、上記拡
散層の露出部位並びに段部２６′の所定部位に金属蒸着
を施して連結線３３を形成し、その連結線３３と第２の
固定電極２０の延出部２０ａとを密着させる（この密着
処理も、シリコン板１１′とガラス板１３′との陽極接
合により自動的に行われる）。これにより、第２の固定
電極２０は、上記金属蒸着による連結線３３，配線３１
を介してパッド３２に連係され、外部への取り出しが可
能となる。
散層の露出部位並びに段部２６′の所定部位に金属蒸着
を施して連結線３３を形成し、その連結線３３と第２の
固定電極２０の延出部２０ａとを密着させる（この密着
処理も、シリコン板１１′とガラス板１３′との陽極接
合により自動的に行われる）。これにより、第２の固定
電極２０は、上記金属蒸着による連結線３３，配線３１
を介してパッド３２に連係され、外部への取り出しが可
能となる。
【００２７】係る構成とすることにより、３つのパッド
２２，２４，３０が同一平面状に位置することになり、
その後のワイヤボンディング処理等が容易となるばかり
でなく、ガラス板に対する孔開け処理が不要となり、製
造プロセスが非常に簡便となる。なお、その他の構成並
びに作用は、上記した第１実施例と同様であるためその
説明を省略する。
２２，２４，３０が同一平面状に位置することになり、
その後のワイヤボンディング処理等が容易となるばかり
でなく、ガラス板に対する孔開け処理が不要となり、製
造プロセスが非常に簡便となる。なお、その他の構成並
びに作用は、上記した第１実施例と同様であるためその
説明を省略する。
【００２８】図６は、本発明の第３実施例を示してい
る。この実施例では、上記した各実施例と相違して、両
可動電極１７′，１８′並びに第１，第２の固定電極１
９′，２０′を取り出すための３つのパッドをガラス板
１２″の表面に形成している。まず、本例における基本
構成について説明すると、梁部１５′が下側に位置する
という上記各実施例と逆配置からなり、重り部１６′の
上面に金属蒸着を施して第１の可動電極１７′を形成し
ている。そしてその金属蒸着の端部を延長して梁部１
５′を形成する拡散層に接続することにより、第１，第
２の可動電極１７′，１８′を同電位としているが、本
例では、さらに金属蒸着を延長してその端部３６をシリ
コン板１１″の上面に形成した段部３５にまで位置させ
る。
る。この実施例では、上記した各実施例と相違して、両
可動電極１７′，１８′並びに第１，第２の固定電極１
９′，２０′を取り出すための３つのパッドをガラス板
１２″の表面に形成している。まず、本例における基本
構成について説明すると、梁部１５′が下側に位置する
という上記各実施例と逆配置からなり、重り部１６′の
上面に金属蒸着を施して第１の可動電極１７′を形成し
ている。そしてその金属蒸着の端部を延長して梁部１
５′を形成する拡散層に接続することにより、第１，第
２の可動電極１７′，１８′を同電位としているが、本
例では、さらに金属蒸着を延長してその端部３６をシリ
コン板１１″の上面に形成した段部３５にまで位置させ
る。
【００２９】そして、この上側のガラス板１２″の所定
部位に形成した第１の貫通孔１２″ａの内面にスパッタ
リングにより形成した金属性被膜たる配線３７と、上記
金属蒸着の端部３６とを、第１実施例における第２の固
定電極２０の配線取り出し並びに封止機構と同様にして
接続する。これにより、第１の貫通孔１２″ａが封止さ
れる。そして、上記配線３７の外側端部（ガラス板１
２″の上面側）が、取り出し用パッド３８となる。
部位に形成した第１の貫通孔１２″ａの内面にスパッタ
リングにより形成した金属性被膜たる配線３７と、上記
金属蒸着の端部３６とを、第１実施例における第２の固
定電極２０の配線取り出し並びに封止機構と同様にして
接続する。これにより、第１の貫通孔１２″ａが封止さ
れる。そして、上記配線３７の外側端部（ガラス板１
２″の上面側）が、取り出し用パッド３８となる。
【００３０】また、上側のガラス板１２″に形成した第
１の固定電極１９′の配線取り出しも上記と同様に、そ
の延長部１９′ａをまずシリコン板１１″の段部３５に
形成した連結線４０に密着し、その連結線４０とガラス
板１２″に形成した第２の貫通孔１２″ｂの内周全面に
スパッタリングにより形成した金属性被膜たる配線４１
とを接続することにより、行われる。そして、その配線
４１の端部が取り出し用のパッド４２となる。
１の固定電極１９′の配線取り出しも上記と同様に、そ
の延長部１９′ａをまずシリコン板１１″の段部３５に
形成した連結線４０に密着し、その連結線４０とガラス
板１２″に形成した第２の貫通孔１２″ｂの内周全面に
スパッタリングにより形成した金属性被膜たる配線４１
とを接続することにより、行われる。そして、その配線
４１の端部が取り出し用のパッド４２となる。
【００３１】さらに、第２の固定電極２０′の配線取り
出しは、同図（Ｂ）に拡大して示すように、ガラス板１
２″並びにシリコン板１１″の所定板に、上下に連続す
る第３の貫通孔４４を形成する。そして、その第３の貫
通孔４４の内周面に対し、スパッタリングにより金属性
被膜たる配線４５を形成するとともに、その配線４５の
下端４５ａを第２の固定電極２０′の延長部２０′ａと
を接続一体化し、電気機械的な接続処理とともに、その
第３の貫通孔４４を封止する。そして、その配線４５の
上端は、ガラス板１２″の上面に延長配置し、取り出し
用パッド４６とする。
出しは、同図（Ｂ）に拡大して示すように、ガラス板１
２″並びにシリコン板１１″の所定板に、上下に連続す
る第３の貫通孔４４を形成する。そして、その第３の貫
通孔４４の内周面に対し、スパッタリングにより金属性
被膜たる配線４５を形成するとともに、その配線４５の
下端４５ａを第２の固定電極２０′の延長部２０′ａと
を接続一体化し、電気機械的な接続処理とともに、その
第３の貫通孔４４を封止する。そして、その配線４５の
上端は、ガラス板１２″の上面に延長配置し、取り出し
用パッド４６とする。
【００３２】そして、上記した各貫通孔１２″ａ，１
２″ｂ，４４内に形成する配線３７，４１，４５は、上
記した各実施例と同様に、各板を陽極接合した状態で、
減圧或いは所定の雰囲気下でスパッタリング等すること
により行う。なお、その他の構成並びに作用は、上記し
た各実施例と同様てあるため、その説明を省略する。
２″ｂ，４４内に形成する配線３７，４１，４５は、上
記した各実施例と同様に、各板を陽極接合した状態で、
減圧或いは所定の雰囲気下でスパッタリング等すること
により行う。なお、その他の構成並びに作用は、上記し
た各実施例と同様てあるため、その説明を省略する。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体加速
度センサ及びその製造方法では、各電極の配線引き出し
処理と、封止処理とが同時に行え、封止処理のための特
別な処理が不要となり、製造プロセスが簡略化される。
しかも、同時に行えるため、したとえば、その封止処理
を減圧状態或いは所定のガス雰囲気中で行うことによ
り、そのセンサ内部を減圧したり所望のガスを封入する
ことが簡単に行える。
度センサ及びその製造方法では、各電極の配線引き出し
処理と、封止処理とが同時に行え、封止処理のための特
別な処理が不要となり、製造プロセスが簡略化される。
しかも、同時に行えるため、したとえば、その封止処理
を減圧状態或いは所定のガス雰囲気中で行うことによ
り、そのセンサ内部を減圧したり所望のガスを封入する
ことが簡単に行える。
【００３４】また、固定電極が複数有する場合にはその
少なくとも一方の固定電極と、可動電極との配線の端部
（外部回路等との接続部）が同一平面状配置することが
可能となり、実装時における外部回路等との接続処理
（ワイヤボンディング処理等）が簡単となる。
少なくとも一方の固定電極と、可動電極との配線の端部
（外部回路等との接続部）が同一平面状配置することが
可能となり、実装時における外部回路等との接続処理
（ワイヤボンディング処理等）が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体加速度センサの第１実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】（Ａ）は、その上側のガラス板を示す平面図で
ある。（Ｂ）は、そのシリコン板を示す平面図である。
（Ｃ）は、その下側のガラス板を示す平面図である。
ある。（Ｂ）は、そのシリコン板を示す平面図である。
（Ｃ）は、その下側のガラス板を示す平面図である。
【図３】シリコン板に形成した重り部（可動電極）を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】配線接続部位の要部を示す拡大断面図である。
【図５】本発明に係る半導体加速度センサの第２実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明に係る半導体加速度センサの第３実施例
を示す図である。
を示す図である。
【図７】従来例を示す図である。
１１，１１′，１１″ シリコン板（半導体基板） １２，１２′，１２″，１３，１３′，１３″ ガラス
板（絶縁基板） １３ａ，１２″ａ，１２″ｂ ガラス板に形成する貫通
孔 １６，１６′ 重り部 １７，１７′ 第１の可動電極 １８，１８′ 第２の可動電極 １９，１９′ 第１の固定電極 ２０，２０′ 第２の固定電極 ２１，２３，３１ 配線（拡散層） ２７，３６，４０ 連結線 ２８，３１，３７，４１，４５ 配線（金属性被膜） ３２ 凹所 ４４ ガラス板，シリコン板に連通状態で形成する貫通
穴
板（絶縁基板） １３ａ，１２″ａ，１２″ｂ ガラス板に形成する貫通
孔 １６，１６′ 重り部 １７，１７′ 第１の可動電極 １８，１８′ 第２の可動電極 １９，１９′ 第１の固定電極 ２０，２０′ 第２の固定電極 ２１，２３，３１ 配線（拡散層） ２７，３６，４０ 連結線 ２８，３１，３７，４１，４５ 配線（金属性被膜） ３２ 凹所 ４４ ガラス板，シリコン板に連通状態で形成する貫通
穴
Claims (6)
- 【請求項１】 加速度に応じて変位する可動電極が形成
された半導体基板の両側に絶縁基板を配置し、かつ、そ
の絶縁基板の所定板に前記可動電極に対し所定の間隙を
おいて固定電極を形成し、前記変位にともない前記可動
電極と前記固定電極との間で生じる静電容量の変化から
加速度を検出する半導体加速度センサにおいて、 前記絶縁基板に形成された貫通孔の内周全面に形成され
た金属性被膜の端部を、前記貫通孔に対向する前記半導
体基板に形成された金属性の連結線に接続するとともに
その接続部位を無端状に配置し、 かつ、前記貫通孔を備えた絶縁基板に形成された前記固
定電極を前記連結線に接続してなる半導体加速度セン
サ。 - 【請求項２】 枠体に対して梁部を介して一体に接続さ
れ、加速度に応じて変位する重り部の両面に可動電極が
形成された半導体基板と、 前記両可動電極にそれぞれ所定の間隙をおいて対向させ
た固定電極を有し、前記半導体基板を挟持するように配
置されたガラス板等の絶縁基板とを備えた半導体加速度
センサにおいて、 前記半導体基板の同一表面の所定位置に、絶縁状態で複
数の拡散層を形成し、それら各拡散層に前記可動電極並
びに前記一方の固定電極を接続し、 さらに、前記他方の固定電極を、その固定電極が設けら
れた絶縁基板に形成された貫通孔の内周全面に形成され
た金属性被膜の端部を、前記貫通孔に対向する前記半導
体基板に形成された金属性の連結線に接続するとともに
その接続部位を無端状に配置し、かつ、前記貫通孔を備
えた絶縁基板に形成された前記固定電極を前記連結線に
接続してなる半導体加速度センサ。 - 【請求項３】 枠体に対して梁部を介して一体に接続さ
れ、加速度に応じて変位する重り部の両面に可動電極が
形成された半導体基板と、 前記両可動電極にそれぞれ所定の間隙をおいて対向させ
た固定電極を有し、前記半導体基板を挟持するように配
置されたガラス板等の絶縁基板とを備えた半導体加速度
センサにおいて、 前記半導体基板の同一表面の所定位置に、絶縁状態で複
数の拡散層を形成し、それら各拡散層に前記可動電極並
びに前記一方の固定電極を接続し、 前記半導体基板の反対側表面に凹所を形成して他の拡散
層の裏面側を露出させ、前記凹所の内周面並びに前記他
の拡散層の裏面側に金属性被膜に接続するとともに、前
記他の固定電極を前記凹所に設けた金属性被膜に接続し
てなる半導体加速度センサ。 - 【請求項４】 枠体に対して梁部を介して一体に接続さ
れ、加速度に応じて変位する重り部の両面に可動電極が
形成された半導体基板と、 前記両可動電極にそれぞれ所定の間隙をおいて対向させ
た固定電極を備え、前記半導体基板を挟持するように配
置されたガラス板等の絶縁基板とを備えた半導体加速度
センサにおいて、 前記一方の絶縁基板の所定位置に複数の貫通孔を形成
し、 それら複数の貫通孔のうち所定の貫通孔の内周全面に形
成された金属性被膜の端部を前記可動電極に連結された
金属性配線に接続し、 他の貫通孔の内周全面に形成された金属性被膜の端部
を、その貫通孔に対向する前記半導体基板に形成された
金属性の連結線に接続するとともに前記貫通孔を設けた
前記一方の絶縁基板に形成された前記固定電極を前記連
結線に接続し、 さらに他の貫通孔に連通状態で前記半導体基板に貫通孔
を形成し、それら連通状態の両貫通孔の内周全面に設け
た金属性被膜の端部を前記他の固定電極に接続された金
属性配線に接続し、 かつ、前記各貫通孔に形成した金属被膜の端部の接続部
位を無端状に配置してなる半導体加速度センサ。 - 【請求項５】 前記両可動電極のうち一方が、前記重り
部の片面に形成された拡散層で形成され、他方の可動電
極が前記重り部の他の面に形成された金属被膜で構成さ
れ、さらに、その他の可動電極を構成する金属被膜の端
部を延長して前記拡散層に接続してなる請求項１〜５の
いずれか１項に記載の半導体加速度センサ。 - 【請求項６】 請求項１，２，４，５のいずれか１項に
記載の半導体加速度センサの製造方法であって、 少なくとも前記貫通孔を備えた絶縁基板と、所定の構成
からなる半導体基板並びに他の絶縁基板とを接合し、次
いで、減圧或いは所定の雰囲気下で、前記貫通孔の内周
全面に所定の金属被膜を形成するプロセスを有する半導
体加速度センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4332173A JPH06160420A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 半導体加速度センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4332173A JPH06160420A (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | 半導体加速度センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160420A true JPH06160420A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18251981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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1992
- 1992-11-19 JP JP4332173A patent/JPH06160420A/ja not_active Withdrawn
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