[go: up one dir, main page]

JPH11214706A - Semiconductor sensor and its manufacture - Google Patents

Semiconductor sensor and its manufacture

Info

Publication number
JPH11214706A
JPH11214706A JP1358498A JP1358498A JPH11214706A JP H11214706 A JPH11214706 A JP H11214706A JP 1358498 A JP1358498 A JP 1358498A JP 1358498 A JP1358498 A JP 1358498A JP H11214706 A JPH11214706 A JP H11214706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
comb
semiconductor sensor
weight portion
semiconductor
displacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1358498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Nagao
勝 長尾
Masahiro Sugimoto
雅裕 杉本
Hidemi Senda
英美 千田
Masahito Hashimoto
雅人 橋本
Yasunori Goto
安則 後藤
Atsuko Yokoyama
敦子 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP1358498A priority Critical patent/JPH11214706A/en
Publication of JPH11214706A publication Critical patent/JPH11214706A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure and manufacturing method of semiconductor sensor having stopper structure, while capable of being manufactured with fewer number of processes. SOLUTION: Comb-tooth structures 13, 14 are respectively provided on weight parts and fixing parts to specify a gradient offset angle θ, so that the opposite surfaces of the comb-tooth structures 13, 14 correspond to the gradient surfaces 13a, 13b, 14a, 14b making the comb tooth structures 13, 14 overlap with one another. In such a constitution, even if the weight parts caught by acceleration are displaced, the displacement size is limited within a range of the comb-tooth structures 13, in contact with the comb-tooth structures 14. Moreover, the left half and right half gradients are inverted so as to offset the lateral directional stresses at contacting. Furthermore, this structure can be formed in ewer number of processes by ion etching step, by sobiecting ions to impression of electric field in the lateral direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,入力された力学量
を半導体構造の微小な変形により検出する半導体センサ
に関する。さらに詳細には,過大な力学量が入力された
場合の過大な変形を防止するストッパ構造を簡易な製造
工程で形成できるようにした半導体センサおよびその製
造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor sensor for detecting an input mechanical quantity by a minute deformation of a semiconductor structure. More specifically, the present invention relates to a semiconductor sensor and a method for manufacturing the semiconductor sensor, which can form a stopper structure for preventing excessive deformation when an excessive mechanical quantity is input by a simple manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から,加速度等の力学量を半導体装
置により検出する半導体センサが提案されている。この
半導体センサでは,半導体に固定部とおもり部とを有す
る構造を形成し,力学量の入力により変形して固定部と
おもり部との間に微小な変位が生じるようにしている。
この変位により,おもり部を固定部に連結する梁部に歪
みが生じたり,固定部とおもり部との位置関係が変化し
たりするので,これらを電気的に検知することにより力
学量を検出するのである。歪みを検知するためには,梁
部にピエゾ抵抗素子を形成しておき,歪みによるその電
気抵抗の変化を見ればよい。固定部とおもり部との位置
関係の変化を検知するためには,固定部とおもり部とに
それぞれ電極を設けておき,両電極間の静電容量の変化
を見ればよい。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a semiconductor sensor for detecting a physical quantity such as acceleration by a semiconductor device. In this semiconductor sensor, a structure having a fixed portion and a weight portion is formed in a semiconductor, and the semiconductor device is deformed by inputting a mechanical quantity so that a minute displacement occurs between the fixed portion and the weight portion.
Due to this displacement, the beam part connecting the weight part to the fixed part is distorted, and the positional relationship between the fixed part and the weight part changes, so the mechanical quantity is detected by detecting these electrically. It is. In order to detect the distortion, a piezoresistive element is formed on the beam portion, and the change in the electric resistance due to the distortion may be observed. In order to detect a change in the positional relationship between the fixed portion and the weight portion, electrodes may be provided on the fixed portion and the weight portion, and the change in the capacitance between the two electrodes may be observed.

【0003】この種の半導体センサでは,過大な力学量
が入力されると固定部とおもり部との間の変位も過大と
なるおそれがある。この過大な変位により,梁部が折れ
たり,あるいは折れずに変位が回復したとしても元の正
しい位置に戻らないいわゆるミスステップが生じたりし
て,センサの使用ができなくなる場合がある。取扱不注
意等によりセンサを落下させる等の衝撃があるとこのよ
うな事態になるので,おもり部が固定部に対して過大に
変位することを防ぐ必要がある。
In this type of semiconductor sensor, when an excessive mechanical quantity is input, the displacement between the fixed portion and the weight portion may be excessive. Due to this excessive displacement, the beam may be broken, or a so-called misstep may occur in which the beam does not return to its original position even if the displacement is recovered without breaking, and the sensor may not be used. Such a situation occurs when the sensor is dropped due to careless handling or the like. Therefore, it is necessary to prevent the weight portion from being excessively displaced with respect to the fixed portion.

【0004】このような過大変位の防止を図った半導体
センサの従来例として,特公平7−40045号公報に
記載されたものが挙げられる。同号公報の半導体加速度
センサは,図15に示すように,環状の固定部101と
その中に設けられたおもり部102とを有しており,固
定部101には第1突起部104が設けられ,おもり部
102には第2突起部105が設けられている。そし
て,固定部101とおもり部102とは梁部103によ
り連結されている。この構造に対して図中上下方向(矢
印α1,α2)に加速度が加わると,固定部101に対し
ておもり部102が慣性のため上下に変位するので,加
速度の検出が可能なのである。ただし,変位が大きくな
ると,第1突起部104と第2突起部105とが接触し
てそれ以上の変位が妨げられる。さらに,場所により第
1突起部104と第2突起部105との位置関係を逆転
させることにより,上下いずれの向きの衝撃に対しても
対応できるようになっている。
As a conventional example of a semiconductor sensor for preventing such an excessive displacement, there is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-40045. As shown in FIG. 15, the semiconductor acceleration sensor of the publication has an annular fixing portion 101 and a weight portion 102 provided therein, and the fixing portion 101 is provided with a first protrusion 104. The weight portion 102 is provided with a second protrusion 105. The fixed portion 101 and the weight portion 102 are connected by a beam portion 103. When acceleration is applied to this structure in the vertical direction (arrows α 1 , α 2 ) in the figure, the weight portion 102 is vertically displaced with respect to the fixed portion 101 due to inertia, so that acceleration can be detected. However, when the displacement increases, the first protrusion 104 and the second protrusion 105 come into contact with each other, and further displacement is hindered. Further, by reversing the positional relationship between the first projection 104 and the second projection 105 depending on the location, it is possible to respond to an impact in any direction, up and down.

【0005】図15の半導体センサは,次のようにして
製造される。まず,図16に示すように,p形シリコン
の半導体基板100上にエピタキシャル成長法でn形シ
リコン層107,108,109を順次積層するととも
に,各シリコン層に熱拡散法を用いてp形シリコン窓1
10,111,112を積層の都度形成する。そして,
適宜の形状のマスクを施してエレクトロケミカルエッチ
ング法(特開昭61−97572号公報等)によりp形
シリコンを選択的にエッチングすると,図17に示すよ
うに半導体基板100の一部とp形シリコン窓110,
111,112とがエッチングされる。この結果半導体
基板100の一部とn形シリコンの部分とが残り,接着
等の工程を用いることなくウェハプロセスのみで図15
の構造が得られる。なお,窓110,111,112
は,シリコン層107,108,109を部分的に熱酸
化した酸化シリコンでもよく,その場合にはエッチング
方法をそれに適したものとする。
The semiconductor sensor shown in FIG. 15 is manufactured as follows. First, as shown in FIG. 16, n-type silicon layers 107, 108, and 109 are sequentially stacked on a p-type silicon semiconductor substrate 100 by an epitaxial growth method, and a p-type silicon window is formed on each silicon layer by a thermal diffusion method. 1
10, 111 and 112 are formed each time the layers are stacked. And
When a p-type silicon is selectively etched by an electrochemical etching method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-97572, etc.) with a mask of an appropriate shape, a part of the semiconductor substrate 100 and the p-type silicon are etched as shown in FIG. Window 110,
111 and 112 are etched. As a result, a part of the semiconductor substrate 100 and a part of n-type silicon remain, and only the wafer process is performed without using a process such as bonding.
Is obtained. The windows 110, 111, 112
May be silicon oxide obtained by partially thermally oxidizing the silicon layers 107, 108, and 109, and in that case, the etching method is made suitable.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,前記し
た従来の半導体センサには,以下のような問題点があっ
た。すなわち製造工程において,エピタキシャル成長と
部分的な熱拡散(または熱酸化)とを何度も繰り返して
からエッチングする必要があり,ウェハプロセスのみで
製造できるとはいえかなり複雑である。このため製造コ
ストがかなり高く,半導体センサの広範な普及に対する
阻害要因となっている。また,部分的な熱拡散(または
熱酸化)の回数が多いということはフォトリソグラフィ
の回数も多いことを意味し,フォトマスクの位置合わせ
精度による問題もその分生じやすいといえる。
However, the conventional semiconductor sensor described above has the following problems. That is, in the manufacturing process, it is necessary to repeat the epitaxial growth and the partial thermal diffusion (or thermal oxidation) many times before etching, so that although it can be manufactured only by the wafer process, it is considerably complicated. For this reason, the manufacturing cost is considerably high, which is a hindrance to the widespread use of semiconductor sensors. Further, the fact that the number of times of partial thermal diffusion (or thermal oxidation) is large means that the number of times of photolithography is also large, and it can be said that problems due to photomask alignment accuracy tend to occur.

【0007】本発明は,従来の半導体センサおよびその
製造方法が有する前記した問題点を解決するためになさ
れたものである。すなわちその課題とするところは,少
ないプロセス数で製造できる半導体センサの構造および
製造方法を提供して製造上の難点を排除し,半導体セン
サを広範な用途に使用できるようにすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional semiconductor sensor and its manufacturing method. That is, an object of the present invention is to provide a structure and a manufacturing method of a semiconductor sensor which can be manufactured with a small number of processes, to eliminate manufacturing difficulties, and to make the semiconductor sensor usable for a wide range of applications.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この課題の解決を目的と
してなされた本発明の半導体センサは,固定部とおもり
部とを有し,前記固定部に対する前記おもり部の変位に
より力学量を検出するものであって,前記固定部に,前
記変位の方向に対し所定のオフセット角に傾斜された第
1の面が形成され,前記おもり部に,前記第1の面に対
向する第2の面が形成され,前記第2の面は,前記おも
り部が前記変位の方向に変位することにより前記第1の
面に接触しうる位置に配置されていることを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor sensor according to the present invention having an object to solve this problem has a fixed portion and a weight portion, and detects a dynamic quantity by displacement of the weight portion with respect to the fixed portion. Wherein a first surface inclined at a predetermined offset angle with respect to the direction of displacement is formed on the fixed portion, and a second surface opposed to the first surface is formed on the weight portion. The second surface is formed at a position where the weight portion can be brought into contact with the first surface by being displaced in the direction of the displacement.

【0009】この半導体センサでは,力学量が印加され
るとそのためにおもり部が固定部に対して変位するの
で,この変位を検知することにより,印加された力学量
を検出することができる。すなわち,固定部に加速度
(力学量の一種)が印加されると,慣性のためにおもり
部の移動が遅れ,固定部に対する変位が生じる。この変
位により,固定部およびおもり部に各々設けられた電極
間の静電容量に変化が生じる。そこでこの静電容量の変
化を検知することにより,印加された加速度の大きさを
検出することができる。あるいは,固定部に対しおもり
部が振動している場合に角速度(これも力学量の一種)
が印加されると,おもり部がコリオリ力のため固定部に
対して変位する。この場合には,静電容量の変化を検知
することにより,印加された角速度の大きさを検出する
ことができる。ただし,おもり部を固定部に対して振動
駆動する手段が必要となる。これらの場合において,お
もり部が変位すると,おもり部と固定部とを連結する部
分が歪むので,静電容量の変化を検知する代わりにこの
歪みをピエゾ素子等により検知することとしてもよい。
In this semiconductor sensor, when a dynamic quantity is applied, the weight is displaced with respect to the fixed part. Therefore, by detecting this displacement, the applied dynamic quantity can be detected. That is, when acceleration (a kind of mechanical quantity) is applied to the fixed portion, the movement of the weight portion is delayed due to inertia, and displacement with respect to the fixed portion occurs. This displacement causes a change in the capacitance between the electrodes provided on the fixed portion and the weight portion, respectively. Therefore, by detecting the change in the capacitance, the magnitude of the applied acceleration can be detected. Or, if the weight vibrates relative to the fixed part, the angular velocity (also a kind of mechanical quantity)
Is applied, the weight portion is displaced with respect to the fixed portion due to Coriolis force. In this case, the magnitude of the applied angular velocity can be detected by detecting a change in the capacitance. However, means for driving the weight portion to vibrate with respect to the fixed portion is required. In these cases, when the weight portion is displaced, the portion connecting the weight portion and the fixed portion is distorted. Therefore, instead of detecting a change in capacitance, the distortion may be detected by a piezo element or the like.

【0010】ここにおいて,固定部に対するおもり部の
変位が大きくなって第2の面が第1の面に接触すると,
それ以上の変位が妨げられる。このため,衝撃等により
過大な力学量が印加されたとしても,おもり部の変位が
過大となることはない。すなわち,第1の面と第2の面
とがストッパ構造をなしており,これにより半導体セン
サの破壊やミスステップ等が防止されている。
Here, when the displacement of the weight portion with respect to the fixed portion increases and the second surface comes into contact with the first surface,
Further displacement is hindered. For this reason, even if an excessive mechanical amount is applied due to an impact or the like, the displacement of the weight portion does not become excessive. That is, the first surface and the second surface form a stopper structure, thereby preventing the semiconductor sensor from being broken or misstepped.

【0011】この半導体センサにおいては,前記第1の
面と前記第2の面との組を2組備え,各組のオフセット
角が前記変位の方向を挟んで逆向きであるようにするこ
とが望ましい。第2の面が第1の面に接触するときに第
1の面の傾斜(変位の方向に対するオフセット角)によ
り発生する横方向の応力が,これにより打ち消されるか
らである。ここで,第1の面と第2の面との「組」と
は,必ずしも双方の面の1枚ずつの一対を指すとは限ら
ない。各「組」がそれぞれ多数の第1の面および第2の
面を含んでいてもよい。
In this semiconductor sensor, two sets of the first surface and the second surface are provided, and the offset angle of each set is opposite to the direction of the displacement. desirable. This is because the lateral stress generated by the inclination (offset angle with respect to the direction of displacement) of the first surface when the second surface contacts the first surface is thereby canceled. Here, the "set" of the first surface and the second surface does not necessarily indicate one pair of both surfaces. Each "set" may include a number of first and second surfaces, respectively.

【0012】この半導体センサにおける第1の面および
第2の面は,半導体層に傾斜した異方性エッチングを行
うこと(傾斜エッチング工程)により形成される。すな
わち,半導体層に対し,所定のオフセット角に傾斜した
方向から異方性エッチングを施すと,エッチングにより
除去された部分の両側に,所定のオフセット角に傾斜し
た面が形成される。もちろんこれらは互いに対向してお
り,これらを第1の面および第2の面として用いればよ
い。この,第1の面および第2の面の形成とともに,あ
るいはその前または後に,成膜,フォトリソグラフィや
エッチング等の公知の方法により固定部およびおもり部
を形成することにより,本発明の半導体センサが製造さ
れる。
The first surface and the second surface of the semiconductor sensor are formed by performing inclined anisotropic etching on the semiconductor layer (gradient etching step). That is, when anisotropic etching is performed on the semiconductor layer from a direction inclined at a predetermined offset angle, surfaces inclined at a predetermined offset angle are formed on both sides of the portion removed by the etching. Of course, they are opposed to each other, and these may be used as the first surface and the second surface. By forming the fixed part and the weight part by a known method such as film formation, photolithography or etching together with, before or after the formation of the first surface and the second surface, the semiconductor sensor according to the present invention is provided. Is manufactured.

【0013】ここにおいて,第1の面および第2の面を
形成するための傾斜エッチング工程は,反応性イオンエ
ッチングを,横方向の電界を印加しつつ行うことにより
可能である。通常の反応性イオンエッチングでは縦方向
の電界を反応性イオンに印加して半導体層を垂直方向に
エッチングするが,さらに横方向にも電界を印加するこ
とにより,反応性イオンが斜め方向に加速されて半導体
層を攻撃するので,傾斜した方向に異方性エッチングが
進行するのである。このときの横方向の電界強度は,半
導体層に至る反応性イオンの進行方向が,半導体層の法
線方向に対し所定のオフセット角に傾斜した方向になる
ように定めればよい。
Here, the inclined etching step for forming the first surface and the second surface can be performed by performing reactive ion etching while applying a horizontal electric field. In normal reactive ion etching, a vertical electric field is applied to the reactive ions to etch the semiconductor layer vertically, but by further applying a horizontal electric field, the reactive ions are accelerated in an oblique direction. Therefore, the semiconductor layer is attacked, so that the anisotropic etching proceeds in the inclined direction. At this time, the electric field strength in the lateral direction may be determined so that the traveling direction of the reactive ions reaching the semiconductor layer is inclined at a predetermined offset angle with respect to the normal direction of the semiconductor layer.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下,本発明を具体化した実施の
形態について,図面を参照しつつ詳細に説明する。本実
施の形態は,基板とおもり部との間の静電容量の変化に
より加速度を検出する半導体加速度センサである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present embodiment is a semiconductor acceleration sensor that detects acceleration based on a change in capacitance between a substrate and a weight portion.

【0015】[構造]本実施の形態に係る半導体センサ
1は基本的に,図1の平面図に示すように,半導体基板
10上に,格子状のおもり部11と支持部12とを配置
し,それらの間に櫛歯構造体13,14を形成したもの
である。ここで支持部12は,図2のA−A断面図に示
すように酸化層50を介して半導体基板10上に固定さ
れている。これに対しおもり部11は,図3のB−B断
面図に示すように半導体基板10に対して浮いた状態で
ある。おもり部11のサイズは,およそ数百μm四方程
度である。このおもり部11を保持するため,半導体基
板10上の4箇所にアンカ部16が設けられている。ア
ンカ部16は図4のD−D断面図に示すように,固定部
12と同様に酸化層50を介して半導体基板10上に固
定されている。そしておもり部11は,4本の梁部17
により4箇所のアンカ部16に連結され,保持されてい
る。梁部17は,図5のE−E断面図に示すように,お
もり部11と同様に半導体基板10に対して浮いた状態
である。
[Structure] The semiconductor sensor 1 according to the present embodiment basically has a lattice-shaped weight portion 11 and a support portion 12 arranged on a semiconductor substrate 10 as shown in the plan view of FIG. , And comb-shaped structures 13 and 14 are formed between them. Here, the support portion 12 is fixed on the semiconductor substrate 10 via the oxide layer 50 as shown in the AA cross-sectional view of FIG. On the other hand, the weight portion 11 is in a state of floating with respect to the semiconductor substrate 10 as shown in the BB sectional view of FIG. The size of the weight portion 11 is about several hundred μm square. In order to hold the weight portion 11, anchor portions 16 are provided at four places on the semiconductor substrate 10. The anchor portion 16 is fixed on the semiconductor substrate 10 via the oxide layer 50 as in the fixing portion 12, as shown in a cross-sectional view taken along line DD of FIG. The weight 11 is composed of four beams 17.
Are connected to and held by four anchor portions 16. The beam portion 17 is in a state of being floating with respect to the semiconductor substrate 10 as in the case of the weight portion 11, as shown in the EE cross-sectional view of FIG.

【0016】おもり部11,支持部12,櫛歯構造体1
3,14,アンカ部16,梁部17はともに結晶性シリ
コンである。これらはすべて,半導体基板10に対して
電気的に絶縁されている。また,おもり部11,櫛歯構
造体13,アンカ部16および梁部17と,支持部12
および櫛歯構造体14とも,電気的に絶縁されている。
この構造において,半導体基板10に対して浮いた状態
で保持されているおもり部11は,図3中上下方向に変
位することが可能である。おもり部11が変位するとき
には4本の梁部17が歪むこととなる。なお図1中,支
持部12とアンカ部16とはある程度の面積を有してい
るが,それ以外のおもり部11,櫛歯構造体13,1
4,梁部17は狭幅の線状の形状により構成されてい
る。
Weight portion 11, support portion 12, comb structure 1
3, 14, the anchor portion 16, and the beam portion 17 are all crystalline silicon. These are all electrically insulated from the semiconductor substrate 10. Further, the weight portion 11, the comb structure 13, the anchor portion 16, the beam portion 17, and the support portion 12
The comb structure 14 is also electrically insulated.
In this structure, the weight portion 11 held in a floating state with respect to the semiconductor substrate 10 can be displaced vertically in FIG. When the weight 11 is displaced, the four beams 17 are distorted. In FIG. 1, the support portion 12 and the anchor portion 16 have a certain area, but other than the weight portion 11, the comb-shaped structures 13, 1
4. The beam portion 17 is formed in a narrow linear shape.

【0017】おもり部11の側面であって支持部12に
対向する面には,櫛歯構造体13が設けられている。一
方,支持部12の側面であっておもり部11に対向する
面には,櫛歯構造体14が設けられている。櫛歯構造体
13と櫛歯構造体14とは,互い違いに配置されてい
る。そしてこれらは,図6のC−C断面図に示すよう
に,半導体基板10に対して浮いた状態にあり,しかも
傾斜して形成されている。そして傾斜の向きが,図1お
よび図6中の左半分(L領域)と右半分(R領域)とで
法線方向を挟んで逆になっている。
A comb-shaped structure 13 is provided on a side surface of the weight portion 11 facing the support portion 12. On the other hand, a comb-shaped structure 14 is provided on a side surface of the support portion 12 facing the weight portion 11. The comb structure 13 and the comb structure 14 are arranged alternately. These are floating with respect to the semiconductor substrate 10 and are formed to be inclined, as shown in the CC sectional view of FIG. The direction of the inclination is reversed between the left half (L region) and the right half (R region) in FIGS. 1 and 6 with respect to the normal direction.

【0018】櫛歯構造体13,14について,図7の拡
大断面図によりさらに説明する。図7に示すように,傾
斜している櫛歯構造体13および櫛歯構造体14が互い
違いに配置されているので,櫛歯構造体13の上側の傾
斜面13aと櫛歯構造体14の下側の傾斜面14aとが
対向している。同様に,櫛歯構造体13の下側の傾斜面
13bと櫛歯構造体14の上側の傾斜面14bとが対向
している。各傾斜面13a,13b,14a,14bは
互いに平行である。
The comb structures 13, 14 will be further described with reference to an enlarged sectional view of FIG. As shown in FIG. 7, since the inclined comb-tooth structures 13 and the comb-tooth structures 14 are alternately arranged, the upper inclined surface 13 a of the comb-tooth structure 13 and the lower portion of the comb-tooth structure 14. Side inclined surface 14a. Similarly, the lower inclined surface 13b of the comb structure 13 and the upper inclined surface 14b of the comb structure 14 face each other. Each inclined surface 13a, 13b, 14a, 14b is parallel to each other.

【0019】そして,各櫛歯構造体13,14の垂直方
向の寸法hと,各櫛歯構造体13,14間の水平方向の
距離kと,各傾斜面13a,13b,14a,14bの
オフセット角θとの間には,次の不等式で示される関係
がある。オフセット角θは,傾斜面と法線vとがなす角
である。 k < htanθ (1) すなわち櫛歯構造体13,14は互いにオーバーラップ
しており,真上から見ても,両者の隙間に下方の半導体
基板10が覗くことはない。なお,図7は図6中のL領
域の拡大図であり,R領域はこれと対称な形状である。
The vertical dimension h of each of the comb-tooth structures 13 and 14, the horizontal distance k between each of the comb-tooth structures 13 and 14, and the offset of each of the inclined surfaces 13a, 13b, 14a and 14b. The angle θ has a relationship represented by the following inequality. The offset angle θ is an angle between the inclined surface and the normal v. k <htan θ (1) That is, the comb-tooth structures 13 and 14 overlap each other, and the semiconductor substrate 10 below does not look into the gap between them even when viewed from directly above. FIG. 7 is an enlarged view of the L region in FIG. 6, and the R region has a symmetrical shape.

【0020】[動作]上記の構造を有する半導体センサ
1は,次のように動作する。すなわち半導体センサ1で
は,上下方向の加速度を受けると,おもり部11がその
慣性のために固定部である基板10より遅れて動く。こ
のため,おもり部11が基板10に対して上下方向に変
位するので,おもり部および固定部にそれぞれ適宜の電
極を設けてその間の静電容量を検出することにより,こ
のような変位の程度,すなわち半導体センサ1が受けて
いる加速度の大きさを知ることができる。
[Operation] The semiconductor sensor 1 having the above structure operates as follows. That is, in the semiconductor sensor 1, when receiving acceleration in the up-down direction, the weight portion 11 moves later than the substrate 10, which is a fixed portion, due to its inertia. For this reason, the weight portion 11 is displaced in the vertical direction with respect to the substrate 10. By providing appropriate electrodes on the weight portion and the fixed portion and detecting the capacitance therebetween, the degree of such displacement can be reduced. That is, the magnitude of the acceleration received by the semiconductor sensor 1 can be known.

【0021】半導体センサ1に入力される加速度が大き
いと櫛歯構造体13の櫛歯構造体14に対する変位も大
きくなる。しかし半導体センサ1では,櫛歯構造体13
および14の前記した傾斜構造により,一定以上の加速
度が加わった場合には図8に示すように,櫛歯構造体1
3が櫛歯構造体14に接触してこれ以上の変位が妨げら
れる。図8は,櫛歯構造体13が上向きに変位して櫛歯
構造体14に接触した状態を示しているが,下向きに変
位した場合でも同様に櫛歯構造体14との接触によりそ
れ以上の変位が妨げられる。すなわち,櫛歯構造体1
3,14の傾斜面13a,13b,14a,14bは,
ストッパ構造をなしている。したがって,床に落下させ
る等の不注意により半導体センサ1に衝撃が掛かり過大
な加速度が入力されても,櫛歯構造体13の櫛歯構造体
14に対する変位が限りなく大きくなることはない。こ
のため,梁部17が過大に歪んで破壊に至ることがな
い。また,変位が回復するときに櫛歯構造体13と櫛歯
構造体14とが1ステップずれるいわゆるミスステップ
が生じることもない。
When the acceleration input to the semiconductor sensor 1 is large, the displacement of the comb structure 13 with respect to the comb structure 14 also increases. However, in the semiconductor sensor 1, the comb structure 13
When an acceleration exceeding a certain level is applied by the above-described inclined structure of FIGS.
3 comes in contact with the comb structure 14 and further displacement is prevented. FIG. 8 shows a state in which the comb structure 13 is displaced upward and is in contact with the comb structure 14. However, even when the comb structure 13 is displaced downward, the comb structure 13 similarly contacts the comb structure 14. Displacement is hindered. That is, the comb structure 1
The inclined surfaces 13a, 13b, 14a, and 14b of 3, 14 are
Has a stopper structure. Therefore, even if the semiconductor sensor 1 is impacted due to carelessness such as being dropped on the floor and an excessive acceleration is input, the displacement of the comb-tooth structure 13 with respect to the comb-tooth structure 14 does not increase infinitely. For this reason, the beam portion 17 is not excessively distorted and does not break. Further, there is no so-called misstep in which the comb structure 13 and the comb structure 14 are shifted by one step when the displacement is recovered.

【0022】なお,図8に示すように櫛歯構造体13が
櫛歯構造体14に接触する場合には,櫛歯構造体13お
よび14の傾斜構造により横方向の応力が生じることと
なる。この横方向の応力は,梁部17に対して圧縮応力
または張力として作用するので,これがあまりに大きい
と梁部17が折れて半導体センサが破壊されるおそれが
ある。しかし半導体センサ1では,図1や図6に示した
ように櫛歯構造体13および14の傾斜のオフセット角
が逆向きであるL領域とR領域とを有しており,L領域
とR領域とでは生じる横方向の応力が逆向きである。こ
のため実際には横方向の応力のほとんどが打ち消されて
しまい,梁部17に対する圧縮応力や張力として働くこ
とはない。したがって,梁部17が折れることはない。
When the comb-tooth structure 13 contacts the comb-tooth structure 14 as shown in FIG. 8, lateral stress is generated by the inclined structure of the comb-tooth structures 13 and 14. Since the lateral stress acts as a compressive stress or a tension on the beam 17, if the stress is too large, the beam 17 may be broken and the semiconductor sensor may be broken. However, the semiconductor sensor 1 has the L region and the R region in which the inclination offset angles of the comb-tooth structures 13 and 14 are opposite as shown in FIGS. In the above, the transverse stress generated is in the opposite direction. Therefore, most of the stress in the lateral direction is actually canceled out, and does not act as a compressive stress or a tension on the beam portion 17. Therefore, the beam portion 17 does not break.

【0023】[製造]上記の構造および動作を有する半
導体センサ1は次のようにして製造される。まず,原基
板として内部酸化層を持ついわゆるSOIウェハ20を
用意する。SOIウェハ20は,図9に示すように,下
層半導体層10と内部酸化層50と上層半導体層51と
を有している。このうち上層半導体層51が加工され
て,おもり部11,支持部12,櫛歯構造体13,1
4,アンカ部16,梁部17となる。また,内部酸化層
50は,加工されて一部が残り,支持部12やアンカ部
16を下層半導体層10上に保持する部分となる。
[Manufacturing] The semiconductor sensor 1 having the above-described structure and operation is manufactured as follows. First, a so-called SOI wafer 20 having an internal oxide layer as an original substrate is prepared. The SOI wafer 20 has a lower semiconductor layer 10, an internal oxide layer 50, and an upper semiconductor layer 51, as shown in FIG. Of these, the upper semiconductor layer 51 is processed, and the weight portion 11, the support portion 12, the comb-shaped structures 13, 1
4, an anchor portion 16 and a beam portion 17. Further, the internal oxide layer 50 is partially processed and remains, and serves as a portion for holding the support portion 12 and the anchor portion 16 on the lower semiconductor layer 10.

【0024】このSOIウェハ20に対して,図1にお
けるL領域の上層半導体層51をまずエッチングし,お
もり部11,支持部12,櫛歯構造体13,14,アン
カ部16,梁部17となる部分を残す。このエッチング
は,異方性エッチングである反応性イオンエッチングを
用いて行うが,イオンを斜めに入射させてエッチングす
る。このため,図10に示すような,側方電極65,6
6を有する反応性イオンエッチング装置(以下,「RI
E装置」という)60を使用する。このRIE装置60
は,チャンバ61内に,高周波電源64に接続された通
常の電極62,63のほかに,側方電極65,66を有
している。側方電極65,66は直流電源67に接続さ
れており,それらの間に横方向の電界を印加することが
できる。
On the SOI wafer 20, the upper semiconductor layer 51 in the L region in FIG. 1 is first etched, and the weight portion 11, the support portion 12, the comb structures 13, 14, the anchor portion 16, the beam portion 17, Leave the part that becomes. This etching is performed by using reactive ion etching which is anisotropic etching, and is performed by obliquely incident ions. For this reason, as shown in FIG.
6 (hereinafter referred to as “RI
E device ”) 60 is used. This RIE device 60
Has side electrodes 65 and 66 in a chamber 61 in addition to normal electrodes 62 and 63 connected to a high-frequency power supply 64. The side electrodes 65 and 66 are connected to a DC power supply 67, and a lateral electric field can be applied between them.

【0025】そこで,SOIウェハ20上に,L領域の
みがパターニングされR領域はベタ膜であるレジストマ
スクを形成し,これをRIE装置60の電極63に載置
する。このとき,ウェハの図1における左右方向(A−
A方向)が,RIE装置60における側方電極65,6
6の法線方向と一致するように載置する。そして,直流
電源67により横方向の電界を印加しつつエッチングを
行うと,イオンが横方向の電界の影響を受けて上層半導
体層51に斜めに入射するので,傾斜した方向にエッチ
ングが進行する。このときのイオンの入射方向の傾斜角
が,図7に示したオフセット角θを決定することにな
る。通常の加工条件では,このオフセット角θが20°
程度あれば前記した(1)式を満たし,櫛歯構造体1
3,14を互いにオーバーラップさせることができる。
そこで,必要なオフセット角が得られるように,横方向
の電界強度を設定する必要がある。この電界強度は,側
方電極65,66間の電圧によるので,調整直流電源6
7によりこれを調整する。
Therefore, on the SOI wafer 20, only the L region is patterned and the R region is formed as a solid film as a resist mask, which is mounted on the electrode 63 of the RIE apparatus 60. At this time, the horizontal direction (A-
A direction) is the side electrodes 65, 6 in the RIE device 60.
6 is placed so as to coincide with the normal direction. Then, when etching is performed while applying a horizontal electric field from the DC power supply 67, the ions are obliquely incident on the upper semiconductor layer 51 under the influence of the horizontal electric field, so that the etching proceeds in an inclined direction. The inclination angle of the incident direction of the ions at this time determines the offset angle θ shown in FIG. Under normal processing conditions, this offset angle θ is 20 °.
If the degree is sufficient, the above-mentioned expression (1) is satisfied, and the comb tooth structure 1
3, 14 can overlap each other.
Therefore, it is necessary to set the electric field strength in the lateral direction so that the required offset angle can be obtained. This electric field strength depends on the voltage between the side electrodes 65 and 66,
This is adjusted according to 7.

【0026】このエッチングがなされレジストマスクを
除去した状態でのC−C断面図を図11に示す。この状
態では,R領域では上層半導体層51がそのまま残され
ているが,L領域ではこれが加工されて櫛歯構造体1
3,14となっている。この櫛歯構造体13,14は,
図7等で説明した傾斜構造を有している。そしてこの時
点では,おもり部11や支持部12等もL領域のみが加
工された状態であり,酸化層50は全体がそのまま残っ
ている。
FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line CC in a state where the etching is performed and the resist mask is removed. In this state, in the R region, the upper semiconductor layer 51 is left as it is, but in the L region, it is processed to form the comb-shaped structure 1.
3 and 14. The comb structures 13 and 14 are
It has the inclined structure described in FIG. At this point, the weight portion 11, the support portion 12, and the like are also in a state where only the L region is processed, and the entire oxide layer 50 remains as it is.

【0027】次に,R領域の加工に備えて,加工済みの
L領域の平坦化を行う。このためCVDにより酸化膜5
2を堆積し(図12参照),そして表面の酸化膜52を
フッ酸でエッチングする(図13参照)。この状態で
は,L領域の櫛歯構造体13,14の間の隙間が酸化膜
52で埋められ,平坦化されている。
Next, the processed L region is flattened in preparation for the processing of the R region. Therefore, the oxide film 5 is formed by CVD.
2 is deposited (see FIG. 12), and the oxide film 52 on the surface is etched with hydrofluoric acid (see FIG. 13). In this state, the gap between the comb-shaped structures 13 and 14 in the L region is filled with the oxide film 52 and flattened.

【0028】そしてR領域の加工を行う。すなわち前記
したL領域の加工のときとは逆に,R領域のみがパター
ニングされL領域はベタ膜であるレジストマスクを形成
する。そしてこれをRIE装置60の電極63に載置す
る。載置するときのウェハの向きは,L領域の加工のと
きと同じである。そしてエッチングを行う。このとき,
直流電源67の極性を,L領域の加工のときとは逆にす
る。これにより側方電極65,66間には,L領域の加
工のときとは逆向きの横方向の電界が印加される。この
ためR領域の上層半導体層51には,L領域の加工のと
きとは逆向きに傾斜したイオンが入射し,対称な方向に
エッチングが進行する。かくしてR領域とL領域とで対
象に傾斜した櫛歯構造体13,14が形成される。この
状態のC−C断面図を図14に示す。この時点では,お
もり部11や支持部12等もL,Rの両領域で加工がな
されている。
Then, the R region is processed. That is, contrary to the above-described processing of the L region, only the R region is patterned, and the L region forms a solid film resist mask. Then, this is placed on the electrode 63 of the RIE device 60. The orientation of the wafer at the time of mounting is the same as in the processing of the L region. Then, etching is performed. At this time,
The polarity of the DC power supply 67 is reversed from that in processing the L region. As a result, a lateral electric field is applied between the side electrodes 65 and 66 in a direction opposite to that in the processing of the L region. For this reason, ions inclined in a direction opposite to that in the processing of the L region enter the upper semiconductor layer 51 of the R region, and the etching proceeds in a symmetric direction. Thus, the comb-tooth structures 13 and 14 which are symmetrically formed between the R region and the L region are formed. FIG. 14 shows a cross-sectional view taken along the line CC in this state. At this point, the weight portion 11 and the support portion 12 are also processed in both the L and R regions.

【0029】そして,これをフッ酸でエッチングする。
すると,酸化層50やL領域の櫛歯構造体13,14の
間の隙間を埋めている酸化膜52が除去される。このと
き酸化層50は,櫛歯構造体13,14の下の部分も除
去される。フッ酸によるエッチングが等方的に進行する
ので,幅の小さい櫛歯構造体13,14の下部もエッチ
ングされるからである。これにより,図6に示すよう
な,櫛歯構造体13,14が下層半導体層10から分離
した状態が得られる。このとき,おもり部11や梁部1
7の下部でも同様に酸化層50が除去され,図3,図5
に示す状態となる。しかし,ある程度の面積を有する支
持部12やアンカ部16の下部にまではエッチングが行
き届かないので,これらの部分には図2,図4に示すよ
うに酸化層50が残留し,下層半導体層10に対して固
定された状態が維持される。かくして半導体センサ1が
製造される。
Then, this is etched with hydrofluoric acid.
Then, the oxide layer 52 and the oxide film 52 filling the gap between the comb-shaped structures 13 and 14 in the L region are removed. At this time, the portions under the comb structures 13 and 14 of the oxide layer 50 are also removed. This is because the etching with hydrofluoric acid proceeds isotropically, so that the lower portions of the narrow comb-tooth structures 13 and 14 are also etched. Thus, a state in which the comb-tooth structures 13 and 14 are separated from the lower semiconductor layer 10 as shown in FIG. 6 is obtained. At this time, the weight 11 and the beam 1
7, the oxide layer 50 is also removed.
The state shown in FIG. However, since the etching does not reach the lower portions of the support portion 12 and the anchor portion 16 having a certain area, the oxide layer 50 remains in these portions as shown in FIGS. The state fixed to 10 is maintained. Thus, the semiconductor sensor 1 is manufactured.

【0030】以上詳細に説明したように,本実施の形態
に係る半導体センサ1では,おもり部11に櫛歯構造体
13を,支持部12に櫛歯構造体14をそれぞれ設ける
とともに,櫛歯構造体13,14の相対する面を傾斜面
13a,13b,14a,14bとし,しかも櫛歯構造
体13,14が互いにオーバーラップするように傾斜の
オフセット角θを定め,これによりストッパ構造をなす
ようにしている。このため,加速度を受けておもり部1
1が変位する場合でも,その変位の大きさは,櫛歯構造
体13が櫛歯構造体14に接触するまでの範囲内に限定
されている。
As described above in detail, in the semiconductor sensor 1 according to the present embodiment, the comb structure 13 is provided on the weight portion 11 and the comb structure 14 is provided on the support portion 12, and the comb structure is provided. The opposing surfaces of the bodies 13 and 14 are inclined surfaces 13a, 13b, 14a and 14b, and the inclination offset angle θ is determined so that the comb-tooth structures 13 and 14 overlap each other, thereby forming a stopper structure. I have to. For this reason, the weight unit 1 receives acceleration.
Even when 1 is displaced, the magnitude of the displacement is limited to the range until the comb structure 13 contacts the comb structure 14.

【0031】したがって,落下の衝撃等による過大な加
速度を受けても,おもり部11の過大な変位により,梁
部17が折れたりあるいはミスステップが生じたり等の
不具合が生じることがない。これにより,衝撃に強く扱
いやすい半導体センサ1が実現されている。また,L領
域とR領域とで櫛歯構造体13,14の傾斜を逆向きに
したので,傾斜している櫛歯構造体13,14の接触時
に生じる横方向の応力が両者で打ち消されるようになっ
ており,半導体センサ1の信頼性がさらに向上してい
る。
Therefore, even when an excessive acceleration due to a drop impact or the like is received, problems such as breakage of the beam portion 17 or occurrence of a misstep due to excessive displacement of the weight portion 11 do not occur. Thereby, the semiconductor sensor 1 which is strong against impact and easy to handle is realized. Also, since the inclination of the comb-tooth structures 13 and 14 is reversed in the L region and the R-region, the lateral stress generated when the inclined comb-tooth structures 13 and 14 come into contact with each other is canceled by both. And the reliability of the semiconductor sensor 1 is further improved.

【0032】そして,傾斜面13a,13b,14a,
14bによるストッパ構造は,斜め方向にイオンを照射
して行う反応性イオンエッチングにより容易に形成でき
る。このため半導体センサ1は,フォトリソグラフィの
回数の少ない簡易な製造プロセスで製造できる。したが
って,製造コストも低く,フォトマスクの位置合わせ精
度による問題も生じにくい。これにより,安価に提供し
やすく広範な用途に普及できる半導体センサ1が実現さ
れている。そして,反応性イオンエッチングにおいてイ
オンに横方向の電界を印加しながらエッチングを行うこ
とにより,斜め方向のエッチングが実行できるものであ
る。
The inclined surfaces 13a, 13b, 14a,
The stopper structure 14b can be easily formed by reactive ion etching performed by irradiating ions obliquely. Therefore, the semiconductor sensor 1 can be manufactured by a simple manufacturing process in which the number of times of photolithography is small. Therefore, the manufacturing cost is low, and problems due to the photomask alignment accuracy hardly occur. As a result, the semiconductor sensor 1 that can be provided at low cost and can be widely used is realized. By performing etching while applying a horizontal electric field to ions in reactive ion etching, oblique etching can be performed.

【0033】なお,前記実施の形態は単なる例示にすぎ
ず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本
発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良,変形が可能である。
The above embodiment is merely an example, and does not limit the present invention in any way. Therefore, naturally, the present invention can be variously modified and modified without departing from the gist thereof.

【0034】例えば,前記実施の形態に係る半導体セン
サ1は,おもり部11と基板10(固定部)との間の静
電容量の変化により加速度を検出するものであったが,
その代わりに,梁部17にピエゾ素子を設けておくこと
により,歪みの検知により加速度を検出するようにして
もよい。また,検出できる力学量は,加速度に限られる
ものではない。例えば,櫛歯構造体14に電圧信号を印
加しておもり部11を振動駆動させることにより,おも
り部11に掛かるコリオリ力を検知して角速度を検出す
るようにすることも可能である。
For example, the semiconductor sensor 1 according to the above-described embodiment detects acceleration by a change in capacitance between the weight portion 11 and the substrate 10 (fixed portion).
Instead, the acceleration may be detected by detecting distortion by providing a piezo element in the beam portion 17. Also, the detectable mechanical quantity is not limited to acceleration. For example, by applying a voltage signal to the comb structure 14 and driving the weight portion 11 to vibrate, the angular velocity can be detected by detecting the Coriolis force applied to the weight portion 11.

【0035】また前記実施の形態では,SOIウェハを
原基板とし,その上層半導体層を加工しておもり部11
や支持部12等を形成したが,その代わりに熱酸化膜あ
るいは積層酸化膜上にCVD等により多晶結シリコン層
を形成し,その多晶結シリコン層を加工しておもり部1
1や支持部12等を形成することとしてもよい。また,
櫛歯構造体13,14を形成するための斜め方向の反応
性イオンエッチングにより,おもり部11や支持部12
等も同時に形成することとしたが,これらはその前また
は後に別にエッチング工程を設けて形成してもよい。ま
た,R領域の斜めエッチングを行う際,ウェハの載置方
向はL領域のエッチングのときと同じにして横方向電界
を逆極性とすることにより左右対称な傾斜を得たが,そ
の代わりに,ウェハの載置方向を180°逆にして横方
向電界の極性はL領域のエッチングのときと同じにして
もよい。この他,おもり部11の平面形状や,アンカ部
16および梁部17の数なども任意である。
In the above-described embodiment, the SOI wafer is used as the original substrate, and the upper semiconductor layer is processed to form the weight portion 11.
And the support portion 12 are formed. Instead, a polycrystalline silicon layer is formed on the thermal oxide film or the laminated oxide film by CVD or the like, and the polycrystalline silicon layer is processed to form the weight portion 1.
1 and the support portion 12 may be formed. Also,
The weight portion 11 and the support portion 12 are formed by diagonal reactive ion etching for forming the comb structures 13 and 14.
Are formed at the same time, but they may be formed by providing a separate etching step before or after. In addition, when the oblique etching of the R region is performed, the mounting direction of the wafer is the same as that of the etching of the L region, and the lateral electric field is set to the opposite polarity to obtain a symmetrical inclination. The mounting direction of the wafer may be reversed by 180 °, and the polarity of the lateral electric field may be the same as that in the etching of the L region. In addition, the planar shape of the weight portion 11 and the number of the anchor portions 16 and the beam portions 17 are also arbitrary.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば,傾斜した第1の面および第2の面を有すること
により,おもり部の過大な変位を防ぐストッパ構造を有
するとともに簡易な製造プロセスで製造できる半導体セ
ンサおよびその製造方法が提供されている。そして,横
方向の応力による不具合の解消も図られている。これに
より,信頼性が高くかつ製造上の問題点もなく,広範な
用途に使用できる半導体センサが提供されている。ま
た,反応性イオンを斜めに入射させることにより容易に
傾斜した第1の面および第2の面を形成できる半導体セ
ンサの製造方法が提供されている。
As is apparent from the above description, according to the present invention, by having the inclined first and second surfaces, a stopper structure for preventing excessive displacement of the weight portion and a simple structure are provided. A semiconductor sensor that can be manufactured by a manufacturing process and a manufacturing method thereof are provided. The problem caused by the lateral stress is also eliminated. This provides a semiconductor sensor that is highly reliable and has no manufacturing problems and can be used for a wide range of applications. Further, there is provided a method of manufacturing a semiconductor sensor capable of easily forming first and second inclined surfaces by obliquely incident reactive ions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態に係る半導体センサの平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor sensor according to an embodiment.

【図2】半導体センサの支持部を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a supporting portion of the semiconductor sensor.

【図3】半導体センサのおもり部を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a weight portion of the semiconductor sensor.

【図4】半導体センサのアンカ部を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an anchor portion of the semiconductor sensor.

【図5】半導体センサの梁部を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a beam portion of the semiconductor sensor.

【図6】半導体センサの櫛歯構造体を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a comb structure of the semiconductor sensor.

【図7】櫛歯構造体の断面形状を拡大して示す図であ
る。
FIG. 7 is an enlarged view showing a cross-sectional shape of the comb tooth structure.

【図8】接触状態の櫛歯構造体を示す図である。FIG. 8 is a view showing a comb structure in a contact state.

【図9】半導体センサの製造に供するSOIウェハの断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an SOI wafer used for manufacturing a semiconductor sensor.

【図10】傾斜エッチングを行うためのRIE装置の概
略を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an RIE apparatus for performing inclined etching.

【図11】片側のエッチングをした直後の櫛歯構造体を
示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the comb structure immediately after one-side etching.

【図12】酸化膜を堆積した状態を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state where an oxide film is deposited.

【図13】酸化膜をエッチングして平坦化した状態を示
す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state where an oxide film is etched and flattened.

【図14】両側のエッチングをした状態の櫛歯構造体を
示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the comb structure with both sides etched.

【図15】従来の半導体センサの構造を説明する図であ
る。
FIG. 15 is a diagram illustrating the structure of a conventional semiconductor sensor.

【図16】従来の半導体センサの製造過程を示す図であ
る。
FIG. 16 is a view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor sensor.

【図17】従来の半導体センサの製造過程を示す図であ
る。
FIG. 17 is a view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体センサ 10 半導体基板(固定部) 11 おもり部 13a,13b 傾斜面(第2の面) 14a,14b 傾斜面(第1の面) θ オフセット角 Reference Signs List 1 semiconductor sensor 10 semiconductor substrate (fixed portion) 11 weight portion 13a, 13b inclined surface (second surface) 14a, 14b inclined surface (first surface) θ offset angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 雅人 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 後藤 安則 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 横山 敦子 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masato Hashimoto 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yasunori Goto 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Atsuko Yokoyama 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定部とおもり部とを有し,前記固定部
に対する前記おもり部の変位により力学量を検出する半
導体センサにおいて,前記固定部に,前記変位の方向に
対し所定のオフセット角に傾斜された第1の面が形成さ
れ,前記おもり部に,前記第1の面に対向する第2の面
が形成され,前記第2の面は,前記おもり部が前記変位
の方向に変位することにより前記第1の面に接触しうる
位置に配置されていることを特徴とする半導体センサ。
1. A semiconductor sensor having a fixed portion and a weight portion, wherein a dynamic quantity is detected by displacement of the weight portion with respect to the fixed portion, wherein the fixed portion has a predetermined offset angle with respect to the direction of the displacement. An inclined first surface is formed, a second surface facing the first surface is formed on the weight portion, and the second surface displaces the weight portion in the direction of the displacement. A semiconductor sensor, wherein the semiconductor sensor is arranged at a position capable of contacting the first surface.
【請求項2】 請求項1に記載する半導体センサにおい
て,前記第1の面と前記第2の面との組を2組備え,各
組のオフセット角が前記変位の方向を挟んで逆向きであ
ることを特徴とする半導体センサ。
2. The semiconductor sensor according to claim 1, wherein two pairs of said first surface and said second surface are provided, and the offset angles of each pair are opposite to each other with respect to the direction of said displacement. A semiconductor sensor, comprising:
【請求項3】 請求項1の半導体センサを製造する方法
において,前記固定部および前記おもり部を形成する工
程と,半導体層にその法線方向に対し所定のオフセット
角で異方性エッチングを行うことにより前記第1の面と
前記第2の面とを形成する傾斜エッチング工程とを含む
ことを特徴とする半導体センサの製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor sensor according to claim 1, wherein said fixing portion and said weight portion are formed, and said semiconductor layer is subjected to anisotropic etching at a predetermined offset angle with respect to a normal direction of said semiconductor layer. A method for manufacturing a semiconductor sensor, the method comprising: forming a first surface and a second surface by a tilt etching process.
【請求項4】 請求項3に記載する半導体センサの製造
方法において,前記傾斜エッチング工程を,横方向の電
界を印加しつつ反応性イオンエッチングにより行うこと
を特徴とする半導体センサの製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor sensor according to claim 3, wherein the inclined etching step is performed by reactive ion etching while applying a horizontal electric field.
JP1358498A 1998-01-27 1998-01-27 Semiconductor sensor and its manufacture Pending JPH11214706A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1358498A JPH11214706A (en) 1998-01-27 1998-01-27 Semiconductor sensor and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1358498A JPH11214706A (en) 1998-01-27 1998-01-27 Semiconductor sensor and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11214706A true JPH11214706A (en) 1999-08-06

Family

ID=11837244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1358498A Pending JPH11214706A (en) 1998-01-27 1998-01-27 Semiconductor sensor and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11214706A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002022446A (en) * 2000-07-06 2002-01-23 Murata Mfg Co Ltd External force detection sensor
JP2003075158A (en) * 2001-09-03 2003-03-12 Toyota Motor Corp Physical quantity detector
JP2006247793A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Fujitsu Ltd Comb electrode pair forming method
JP2007316056A (en) * 2006-03-27 2007-12-06 Commissariat A L'energie Atomique Resonant type micro inertia sensor with variable thickness formed by surface working
JP2009500618A (en) * 2005-07-08 2009-01-08 コミツサリア タ レネルジー アトミーク Device with optimized capacitive volume

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002022446A (en) * 2000-07-06 2002-01-23 Murata Mfg Co Ltd External force detection sensor
JP2003075158A (en) * 2001-09-03 2003-03-12 Toyota Motor Corp Physical quantity detector
JP4636220B2 (en) * 2001-09-03 2011-02-23 トヨタ自動車株式会社 Physical quantity detection device
JP2006247793A (en) * 2005-03-11 2006-09-21 Fujitsu Ltd Comb electrode pair forming method
JP2009500618A (en) * 2005-07-08 2009-01-08 コミツサリア タ レネルジー アトミーク Device with optimized capacitive volume
JP2007316056A (en) * 2006-03-27 2007-12-06 Commissariat A L'energie Atomique Resonant type micro inertia sensor with variable thickness formed by surface working
US8783107B2 (en) 2006-03-27 2014-07-22 Commissariat A L'energie Atomique Resonant inertial microsensor with variable thickness produced by surface engineering

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001007346A (en) Manufacture of external force detection sensor
JP3638290B2 (en) Semiconductor dynamic sensor
JP3533984B2 (en) Semiconductor acceleration sensor and method of manufacturing the same
JPH11214706A (en) Semiconductor sensor and its manufacture
JPH10270714A (en) Manufacture of semiconductor inertia sensor
JPH10190007A (en) Manufacture of semiconductor inertia sensor
JPH11135804A (en) Semiconductor accelerometer and its manufacture
JPH10163505A (en) Semiconductor inertia sensor and its manufacture
JPH10270718A (en) Manufacture of semiconductor inertia sensor
JP3633555B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
JPH10178183A (en) Semiconductor inertial sensor and manufacture thereof
JPH10270719A (en) Semiconductor inertia sensor and its production
JP3494022B2 (en) Manufacturing method of semiconductor acceleration sensor
JPH11118826A (en) Micromachine sensor
JP2004004119A (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
JPH10178181A (en) Manufacture of semiconductor inertial sensor
JP4569167B2 (en) Manufacturing method of external force detection sensor
JP2004028912A (en) Capacitance-type acceleration sensor and its manufacturing method
JP3435647B2 (en) Manufacturing method of vibration type semiconductor sensor
JPH01162159A (en) Semiconductor acceleration sensor
JP3725059B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
JP4175309B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
JP3725078B2 (en) Manufacturing method of semiconductor dynamic quantity sensor
JPH10190005A (en) Semiconductor inertia sensor and manufacturing method thereof
JP3405222B2 (en) Semiconductor acceleration sensor element and method of manufacturing the same