JPS6391568A - 圧電抵抗ひずみ計の製造方法並びにこのひずみ計を含む加速度計の製造方法 - Google Patents
圧電抵抗ひずみ計の製造方法並びにこのひずみ計を含む加速度計の製造方法Info
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- JPS6391568A JPS6391568A JP62249083A JP24908387A JPS6391568A JP S6391568 A JPS6391568 A JP S6391568A JP 62249083 A JP62249083 A JP 62249083A JP 24908387 A JP24908387 A JP 24908387A JP S6391568 A JPS6391568 A JP S6391568A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、特に指向性加速度計に属するたわみ性梁の一
側面上の圧電抵抗性ひずみ計の製造方法並びに圧電抵抗
ひずみ計を備えた指向性加速度計の製造方法に関する。
側面上の圧電抵抗性ひずみ計の製造方法並びに圧電抵抗
ひずみ計を備えた指向性加速度計の製造方法に関する。
これらの￥Ｊ造方払は、マイクロエレクトロニクス技術
を使用する。
を使用する。
［従来の技術］
一般用語上は、加速度計は本質的に運動質量ｍ、及び運
動体の加速度へによる力Ｆ＝ｍ−Ａを測定可能にする装
置を含む。マイクロエレクトロニクス技術に基づいて製
造された指向性加速度計は、本願と同じ発明者の名前で
出願された仏国のＦＲ−Ａ−２５５８２６３に記載され
ている。
動体の加速度へによる力Ｆ＝ｍ−Ａを測定可能にする装
置を含む。マイクロエレクトロニクス技術に基づいて製
造された指向性加速度計は、本願と同じ発明者の名前で
出願された仏国のＦＲ−Ａ−２５５８２６３に記載され
ている。
第１図は、上記特許明細書に記載された船速計の部分斜
視図を示す。この加速度計は、平行大面体形基板２とこ
の基板を完全に突貫ける欠切部４を含む。この欠切部内
には二つの平行六面体形たわみ性梁６．８が配置され、
その厚さはその幅よりも遥かに大きい（典型的には３０
倍以上）。これらの梁は、この基板の表面に平行なＹ方
向に指向している。これらの梁は、基板２と一体の固定
端と平行六面体形ブロック１０を支持する自由端を有す
る。
視図を示す。この加速度計は、平行大面体形基板２とこ
の基板を完全に突貫ける欠切部４を含む。この欠切部内
には二つの平行六面体形たわみ性梁６．８が配置され、
その厚さはその幅よりも遥かに大きい（典型的には３０
倍以上）。これらの梁は、この基板の表面に平行なＹ方
向に指向している。これらの梁は、基板２と一体の固定
端と平行六面体形ブロック１０を支持する自由端を有す
る。
Ｘ方向へのブロックの変位は、ブロック１ｏの側面１２
．１４とこれらの面に向いた欠切部２の壁面の導体堆積
物によって画定された容量性検出器の助援によって測定
される。
．１４とこれらの面に向いた欠切部２の壁面の導体堆積
物によって画定された容量性検出器の助援によって測定
される。
この解決は、マイクロエレクトロニクス技術によって容
易に実現されるという利点を有する。しかしながら、こ
れらの容量性検出器は、いくつかの欠点を抱えている。
易に実現されるという利点を有する。しかしながら、こ
れらの容量性検出器は、いくつかの欠点を抱えている。
特に、これらの検出器は、寄生静電容量に非常に敏感で
あり、高内部インピーダンス及び非線形応答を有する。
あり、高内部インピーダンス及び非線形応答を有する。
そのうえ、これらの検出器は、加速度計中に生じた静電
力に大きな影響を及ぼす。
力に大きな影響を及ぼす。
梁６及び８並びにブロック１０は、甲−ブロックであっ
て、基板２の異方性腐食によって形成される。これらは
、加速度計の震源又は運動貿Ｗを構成する。梁６及び８
は、変形可能であって、その結果、基板の表面に平行で
かつＸ方向に垂直なＸ方向にブロック１０の変位を起こ
させる。ここに、Ｘ方向は、測定しようとする加速度成
分の方向に相当する。
て、基板２の異方性腐食によって形成される。これらは
、加速度計の震源又は運動貿Ｗを構成する。梁６及び８
は、変形可能であって、その結果、基板の表面に平行で
かつＸ方向に垂直なＸ方向にブロック１０の変位を起こ
させる。ここに、Ｘ方向は、測定しようとする加速度成
分の方向に相当する。
前記加速度計の梁上に堆積された圧電抵抗ひずみ計の使
用は、寝付性検出器に関連する欠点を解決可能にすると
思われる。
用は、寝付性検出器に関連する欠点を解決可能にすると
思われる。
圧電抵抗ひずみ計は導電帯であって、この導電帯の抵抗
は、帯を載せている梁の変形と共に変動することが指摘
されている。この解決は、前掲の特許明ＩＩ山に触れら
れている。第１図において対になって関連しているひず
み計１５及び１７は、梁の上面に配置された抵抗器であ
って、この梁のこの面だけが従来の顕微鏡写真処理によ
って取扱い可能である。
は、帯を載せている梁の変形と共に変動することが指摘
されている。この解決は、前掲の特許明ＩＩ山に触れら
れている。第１図において対になって関連しているひず
み計１５及び１７は、梁の上面に配置された抵抗器であ
って、この梁のこの面だけが従来の顕微鏡写真処理によ
って取扱い可能である。
不幸にして、この型式の加速度計においては、その目的
は、Ｘ方向によりもＸ方向（加速度計が中に構成されて
いる基板表面に平行でかつ梁の縦方向であるＸ方向に垂
直）に遥かに大きな融通性を持たせるということである
。しかしながら、これらの梁は、典型的には３から１０
マイクロメートルの幅かつ数百マイクロメートルの厚さ
を有する。
は、Ｘ方向によりもＸ方向（加速度計が中に構成されて
いる基板表面に平行でかつ梁の縦方向であるＸ方向に垂
直）に遥かに大きな融通性を持たせるということである
。しかしながら、これらの梁は、典型的には３から１０
マイクロメートルの幅かつ数百マイクロメートルの厚さ
を有する。
これらの梁の上面にひずみ計を置くためにきわめて僅か
の余地しか残されていないという事実に照し、これらの
ひずみ計の構成には技術的に酷しい様々な問題が伴う。
の余地しか残されていないという事実に照し、これらの
ひずみ計の構成には技術的に酷しい様々な問題が伴う。
この事態は、次のような事実によって悪化される、すな
わち、これらの梁の中立繊維１６上で基板表面に垂直な
Ｚ方向における変形がゼロであるゆえにひずみ計を梁の
中央縦軸に沿って置くことができない。さらに、平均し
て変形がゼロのため、これらのひずみ計を梁の全長に渡
って置くことができない。
わち、これらの梁の中立繊維１６上で基板表面に垂直な
Ｚ方向における変形がゼロであるゆえにひずみ計を梁の
中央縦軸に沿って置くことができない。さらに、平均し
て変形がゼロのため、これらのひずみ計を梁の全長に渡
って置くことができない。
この問題は、梁の両端上に配置された第１図に示される
型式のひずみ計を利用することによって解決される。し
かしながら、これらのひずみ計に対する電流源導体を付
けるに当って、加速度計の要素がきわめて小間法である
ために、また酷しい技術的な問題が生じる。ざらに、こ
のような構造を作ることができると仮定しても、ひずみ
計が梁の上面のきわめて小さな表面しか占領できないと
いう事実に照し、熱消散の問題が生じるであろう。
型式のひずみ計を利用することによって解決される。し
かしながら、これらのひずみ計に対する電流源導体を付
けるに当って、加速度計の要素がきわめて小間法である
ために、また酷しい技術的な問題が生じる。ざらに、こ
のような構造を作ることができると仮定しても、ひずみ
計が梁の上面のきわめて小さな表面しか占領できないと
いう事実に照し、熱消散の問題が生じるであろう。
梁の上面上の残された余地に関する問題に照して、本発
明者は、Ｘ方向に平行かつ加速度検出方向であるＸ方向
に垂直に指向する梁側面上にひずみ計を堆積することを
考えてみた。不幸にして、基板表面に平行な腐食又は堆
積を使用する従来のマイクロエレクトロニクス処理では
、基板に垂直な面（梁側面）上に正確な図形を形成する
ことは不可能である。
明者は、Ｘ方向に平行かつ加速度検出方向であるＸ方向
に垂直に指向する梁側面上にひずみ計を堆積することを
考えてみた。不幸にして、基板表面に平行な腐食又は堆
積を使用する従来のマイクロエレクトロニクス処理では
、基板に垂直な面（梁側面）上に正確な図形を形成する
ことは不可能である。
［問題を解決するための手段］
本発明は、たわみ性梁の側面上に配置された圧電抵抗ひ
ずみ計、特にマイクロエレクトロニクス技術によって製
造される、加速度計の製造のための処理を特徴とする 特に、本発明は、基板をその表面に垂直に腐食すること
によって形成されかつこの基板内に画定された第１欠切
部内を横方向に動くことのできる１＠を持つ梁の側面上
の圧電抵抗ひずみ計の製造のだめの処理に関し、この処
理は、第１欠切部に連絡する第２欠切部を形成するため
に基板表面に垂直にこの基板を腐食する段階を含み、こ
の連絡領域は製造しようとするひずみ計の映像を表し、
この処理はまた第２欠切部に面しかつ部分的に梁上面覆
って拡がる開口を有する機械的マスクを基板表面に置く
段階と、ひずみ計と電気接点を構成する圧電抵抗層を形
成することのできる粒子ビームをこの間口に通過させる
段階とを含み、この粒子ビームはこの基板表面に関して
傾斜した方向に指向させられ、またこの処理は、ひずみ
計に電流を供給するために梁上面及び下面に電気導体を
配置する段階を含む。
ずみ計、特にマイクロエレクトロニクス技術によって製
造される、加速度計の製造のための処理を特徴とする 特に、本発明は、基板をその表面に垂直に腐食すること
によって形成されかつこの基板内に画定された第１欠切
部内を横方向に動くことのできる１＠を持つ梁の側面上
の圧電抵抗ひずみ計の製造のだめの処理に関し、この処
理は、第１欠切部に連絡する第２欠切部を形成するため
に基板表面に垂直にこの基板を腐食する段階を含み、こ
の連絡領域は製造しようとするひずみ計の映像を表し、
この処理はまた第２欠切部に面しかつ部分的に梁上面覆
って拡がる開口を有する機械的マスクを基板表面に置く
段階と、ひずみ計と電気接点を構成する圧電抵抗層を形
成することのできる粒子ビームをこの間口に通過させる
段階とを含み、この粒子ビームはこの基板表面に関して
傾斜した方向に指向させられ、またこの処理は、ひずみ
計に電流を供給するために梁上面及び下面に電気導体を
配置する段階を含む。
この製造処理は、遂行が容易である。
圧電抵抗ひずみ計は、圧電抵抗祠料の真空蒸着によって
、又はケイ素基板の場合には、たとえばホウ素又はリン
のイオン注入によって、形成され得る。
、又はケイ素基板の場合には、たとえばホウ素又はリン
のイオン注入によって、形成され得る。
圧電抵抗ひずみ計が蒸着により形成される場合には、好
適には、数パーセントの金でドープされた多結晶ゲルマ
ニウムから作られる。このような材料は、適当に高い横
方向ひずみ計係数Ｋｔを得ることを可能にする。横方向
ひずみ計係数は、この場合、（Δｓｙ／ｓｙ＞／（Δｚ
／ｚ）で定義され、ΔＳＶ／Ｓ１．ｔＶ軸に沿う導電率
変動、またΔＺ／ΔＺはＺ軸に沿う梁の変形を表す。
適には、数パーセントの金でドープされた多結晶ゲルマ
ニウムから作られる。このような材料は、適当に高い横
方向ひずみ計係数Ｋｔを得ることを可能にする。横方向
ひずみ計係数は、この場合、（Δｓｙ／ｓｙ＞／（Δｚ
／ｚ）で定義され、ΔＳＶ／Ｓ１．ｔＶ軸に沿う導電率
変動、またΔＺ／ΔＺはＺ軸に沿う梁の変形を表す。
電流源導体は、基板を腐食する萌又は圧電抵抗ひずみ計
を堆積する後のいずれかに梁表面に堆積される。電流源
導体は、真空蒸着により有利に堆積される。
を堆積する後のいずれかに梁表面に堆積される。電流源
導体は、真空蒸着により有利に堆積される。
本発明は、上述のようにして得られた圧電抵抗ひずみ計
を有する加速度計の製造のための処理に関し、かつこの
処理において第１欠切部と第２欠切部は基板をその表面
に垂直に腐食することによって同時に形成される。
を有する加速度計の製造のための処理に関し、かつこの
処理において第１欠切部と第２欠切部は基板をその表面
に垂直に腐食することによって同時に形成される。
第１欠切部と第２欠切部とは、基板の異方性化学腐食に
よって有利に形成される。
よって有利に形成される。
［実施例］
本発明は、以下に、限定的意味ではない実施例及び付図
に関連して、さらに詳しく説明される。
に関連して、さらに詳しく説明される。
次の説明は、マイクロエレクトロニクス技術に関連して
製造される加速度計梁側面上に置かれたひずみ計の製造
に関する。しかしながら、本発明は、数個の圧電抵抗ひ
ずみ計の同時製造にも使用可能である。二つのたわみ性
梁を有する加速度計の場合には、四つの圧電抵抗計がホ
イートストンブリッジとして接続される。このブリッジ
の良好な安全性を保証するために、これらのひずみ計は
同時に対になって堆積される。
製造される加速度計梁側面上に置かれたひずみ計の製造
に関する。しかしながら、本発明は、数個の圧電抵抗ひ
ずみ計の同時製造にも使用可能である。二つのたわみ性
梁を有する加速度計の場合には、四つの圧電抵抗計がホ
イートストンブリッジとして接続される。このブリッジ
の良好な安全性を保証するために、これらのひずみ計は
同時に対になって堆積される。
第２図は、本発明の処理に従って製造される圧電抵抗ひ
ずみ計が備えられる加速度計の部分斜視図である。この
加速度計は、基板２２を完全に突抜ける第１欠切部２４
を有し、この欠切部内に直方平行六面体に似た形のたわ
み性梁が配置されている単結晶又はケイ素基板２２を含
む。梁２６は、その幅よりも３０ｆ？Ｊの厚さを有し、
基板表面に平行なｙ方向に指向させられている。この梁
は、ｙ方向に垂直かつ基板表面に平行なＸ方向の加速度
の動作の下にＸ方向に初くことのできる自由端を有する
。梁の他の端は、基板２２と一体である。
ずみ計が備えられる加速度計の部分斜視図である。この
加速度計は、基板２２を完全に突抜ける第１欠切部２４
を有し、この欠切部内に直方平行六面体に似た形のたわ
み性梁が配置されている単結晶又はケイ素基板２２を含
む。梁２６は、その幅よりも３０ｆ？Ｊの厚さを有し、
基板表面に平行なｙ方向に指向させられている。この梁
は、ｙ方向に垂直かつ基板表面に平行なＸ方向の加速度
の動作の下にＸ方向に初くことのできる自由端を有する
。梁の他の端は、基板２２と一体である。
梁２６は、基板２２をその上面２７に垂直に異方性態様
において腐食することによって及び基板上面２７に配置
された適当な形のマスクを使用する化学的手順によって
、得られる。
において腐食することによって及び基板上面２７に配置
された適当な形のマスクを使用する化学的手順によって
、得られる。
梁２６の側面２８に圧電抵抗ひずみ計を堆積するために
、第１欠切部２４に連絡する第２欠切部３０を形成する
ように、基板は基板表面２７に垂直に腐食される。この
異方性的に遂行される腐食は、化学的湿潤手順によって
これを実施することができる。
、第１欠切部２４に連絡する第２欠切部３０を形成する
ように、基板は基板表面２７に垂直に腐食される。この
異方性的に遂行される腐食は、化学的湿潤手順によって
これを実施することができる。
腐食は、クロム層上の金層などのような良導電性材料か
ら作られた、かつ基板上面２７上に配置された適当な形
のマスクを通して行われる。さらに、この腐食は基板２
２の全厚さに渡って遂行される。
ら作られた、かつ基板上面２７上に配置された適当な形
のマスクを通して行われる。さらに、この腐食は基板２
２の全厚さに渡って遂行される。
第２図において、Ｃに似た形をした第２欠切部３０は、
基板内に形成されｋｌｉｔ口３２口上２て第１欠切部２
４と連絡し、かつ梁の側面２８に作ろうとするひずみ計
の映像を表している。特に、開口３２の幅ｌは、梁２６
の側面２８に作ろうとするひずみ計の幅を規定する。
基板内に形成されｋｌｉｔ口３２口上２て第１欠切部２
４と連絡し、かつ梁の側面２８に作ろうとするひずみ計
の映像を表している。特に、開口３２の幅ｌは、梁２６
の側面２８に作ろうとするひずみ計の幅を規定する。
基板２２の上面２７上に、次いで、機械的マスクが置か
れる結果、梁の上面３６上に作ろうとするひずみ計の電
気接点領域の寸法を規定することが可能となる。
れる結果、梁の上面３６上に作ろうとするひずみ計の電
気接点領域の寸法を規定することが可能となる。
この目的のために、マスク３４は、開口３２と第２欠切
部３０上に配置されかつ第１欠切部２４及び梁２６の上
面３６上に部分的に拡がる方形開口３８を持つ。このマ
スクの開口３８の幅しは、好適には、基板内に作られた
開口３２の幅ｌを上層わりかつ作ろうとするひずみ計に
面している。
部３０上に配置されかつ第１欠切部２４及び梁２６の上
面３６上に部分的に拡がる方形開口３８を持つ。このマ
スクの開口３８の幅しは、好適には、基板内に作られた
開口３２の幅ｌを上層わりかつ作ろうとするひずみ計に
面している。
マスク３４及びマスクとして基板２２内に作られた欠切
部３０．開口３２を使用することによって、梁２６は、
粒子ビーム４０に露出さゼられる結果、ひずみ計とその
電気接点を構成する圧電抵抗材料堆積４２を形成するこ
とができる。
部３０．開口３２を使用することによって、梁２６は、
粒子ビーム４０に露出さゼられる結果、ひずみ計とその
電気接点を構成する圧電抵抗材料堆積４２を形成するこ
とができる。
数パーセント（５〜１０％）の金でドープされた多結晶
ゲルマニウム堆積４２は、金及びゲルマニウム原子ビー
ム４０を援用して得られる。この材料は、充分に高い横
方向ひずみ計係数Ｋｔを得ることを可能とする。この圧
電抵抗ひずみ計は、約１ ｎｍ／ Ｓの速度で、有利に
、蒸着される。
ゲルマニウム堆積４２は、金及びゲルマニウム原子ビー
ム４０を援用して得られる。この材料は、充分に高い横
方向ひずみ計係数Ｋｔを得ることを可能とする。この圧
電抵抗ひずみ計は、約１ ｎｍ／ Ｓの速度で、有利に
、蒸着される。
好適には、粒子ビームは、視射角入射に従って梁の側面
２８へと向けられる。換言すれば、ビーム４ｏは、基板
２２の上面２７と角Ａを形成する。
２８へと向けられる。換言すれば、ビーム４ｏは、基板
２２の上面２７と角Ａを形成する。
この角は、マスク３４の厚さ、マスク開口３８の寸法、
梁２６の側面２８とこの梁に面する欠切部２４の側面と
の間を分ける距ｌｉｄに依存する。
梁２６の側面２８とこの梁に面する欠切部２４の側面と
の間を分ける距ｌｉｄに依存する。
この角は、１０°から３０°の間で変動し、０．１５Ｍ
厚さのマスク３４の場合には、典型的に２０°であり、
これによって、圧電抵抗材料堆積４２に適当な厚さを持
たせかつ梁２６の側面２８上に配置されまた梁の全厚さ
に渡って拡がる実際の圧電抵抗ひずみ計４４と梁の上面
３６、下面４８をそれぞれ覆う部分、すなわち、ひずみ
計の電気接点４６ｆ！１域を持たせる。ビームの傾斜は
、ひずみ計４４を過大に覆うことを回避可能とする。
厚さのマスク３４の場合には、典型的に２０°であり、
これによって、圧電抵抗材料堆積４２に適当な厚さを持
たせかつ梁２６の側面２８上に配置されまた梁の全厚さ
に渡って拡がる実際の圧電抵抗ひずみ計４４と梁の上面
３６、下面４８をそれぞれ覆う部分、すなわち、ひずみ
計の電気接点４６ｆ！１域を持たせる。ビームの傾斜は
、ひずみ計４４を過大に覆うことを回避可能とする。
これに続いて、ひずみ計４４に電流を供給するための電
流源導体の形成が行われ、この導体は接点４６上にまぎ
れもなく座着する。
流源導体の形成が行われ、この導体は接点４６上にまぎ
れもなく座着する。
第３図に示されるように、これらの導体は、梁２６の上
面３６及び下面４８に堆積される。梁の、例えば上面３
６上に作られた流入電流源導体は５０で指示され、梁の
、例えば下面に置かれた流出電流８！導体は５２で指示
される。
面３６及び下面４８に堆積される。梁の、例えば上面３
６上に作られた流入電流源導体は５０で指示され、梁の
、例えば下面に置かれた流出電流８！導体は５２で指示
される。
これらの導体５０及び５２は、蒸発中、マスクとして礪
械的マスク３４及び基板の欠切部３０と開口３２を使用
して真空蒸着される。対応する粒子ビーム５１は基板上
面と角Ｂを形成する。この角は、ひずみ計を短絡しない
ように、面２８の反対側の、梁の側面５４が導体堆積に
よって部分的にだけ覆われるように選ばれ、角Ｂは、例
えば３０°と６０°の間にある。導体５０及び５２は、
特に金又はアルミニウムで作られる。
械的マスク３４及び基板の欠切部３０と開口３２を使用
して真空蒸着される。対応する粒子ビーム５１は基板上
面と角Ｂを形成する。この角は、ひずみ計を短絡しない
ように、面２８の反対側の、梁の側面５４が導体堆積に
よって部分的にだけ覆われるように選ばれ、角Ｂは、例
えば３０°と６０°の間にある。導体５０及び５２は、
特に金又はアルミニウムで作られる。
第４図に示されるように、第２図を参照して説明された
ように、ひずみ計４４８及びその電気接点４６ａを製造
する前に梁２６の上面３６、下面４８上にそれぞれ堆積
された圧電抵抗ひずみＨ＋ ４４ａの電流源導体５０ａ
及び５２ａを製造することもまた可能である。
ように、ひずみ計４４８及びその電気接点４６ａを製造
する前に梁２６の上面３６、下面４８上にそれぞれ堆積
された圧電抵抗ひずみＨ＋ ４４ａの電流源導体５０ａ
及び５２ａを製造することもまた可能である。
第５図及び第６図を参照して、圧電抵抗ひずみ計を備え
る加速度計の製造について、これから説明しよう、ただ
し、この場合、ひずみ計の電源導体はひずみ計より眞に
製造され、また基板は石英で作られている。
る加速度計の製造について、これから説明しよう、ただ
し、この場合、ひずみ計の電源導体はひずみ計より眞に
製造され、また基板は石英で作られている。
二つの導体層５６．５８が、石英基板２２の全上面２７
、全下面２９上にそれぞれ真空蒸着によって形成される
。これらの層５６及び５８は、たとえば、クロム層上の
金属によって形成される。
、全下面２９上にそれぞれ真空蒸着によって形成される
。これらの層５６及び５８は、たとえば、クロム層上の
金属によって形成される。
層５６及び５８上に、次いで、各々が加速度計のたわみ
性梁２６（第４図）、基板の第１欠切部及び第２欠切部
の映像を表示する二つの樹脂マスクがそれぞれ形成され
、これらのマスクを通してＨ５６，５８（第５図）の第
１化学腐食が行われ、これに続いてこれら二つの腐食マ
スクの除去が行われる。
性梁２６（第４図）、基板の第１欠切部及び第２欠切部
の映像を表示する二つの樹脂マスクがそれぞれ形成され
、これらのマスクを通してＨ５６，５８（第５図）の第
１化学腐食が行われ、これに続いてこれら二つの腐食マ
スクの除去が行われる。
このようにして腐食された導体１５６．５８の一つは、
その後、基板２２に対する腐食マスクとして働く。次い
で、これらの腐食された層５６゜５８上に、製造しよう
とする電源導体５０ａ及び５２ａ（第４図）の映像をそ
れぞれ表示する二つの樹脂マスク６０．６２が再び形成
される。
その後、基板２２に対する腐食マスクとして働く。次い
で、これらの腐食された層５６゜５８上に、製造しよう
とする電源導体５０ａ及び５２ａ（第４図）の映像をそ
れぞれ表示する二つの樹脂マスク６０．６２が再び形成
される。
第６図に示されたように、これに続いて、例えば、腐食
された層５６をマスクとして使用づる、基板２２の異方
性化学腐食が行われる。基板のこの腐食は、基板上面２
７に垂直に（Ｚ方向）行われ、その結果、第１欠切部２
４、第２欠切部３０それぞれ、及び加速度計のたわみ性
梁２６を形成する。さらに、前記腐食は、この基板の全
厚さに渡って遂行される。
された層５６をマスクとして使用づる、基板２２の異方
性化学腐食が行われる。基板のこの腐食は、基板上面２
７に垂直に（Ｚ方向）行われ、その結果、第１欠切部２
４、第２欠切部３０それぞれ、及び加速度計のたわみ性
梁２６を形成する。さらに、前記腐食は、この基板の全
厚さに渡って遂行される。
樹脂マスク６０．６２を使用して、次いで、層５６．５
８の第２腐食が行われ、この結果、圧電抵抗ひずみ計用
電源導体５０ａ、５２ａ （第８図）を形成する。
８の第２腐食が行われ、この結果、圧電抵抗ひずみ計用
電源導体５０ａ、５２ａ （第８図）を形成する。
マスク６０．６２の除去の後、キ根上面２７上に、例え
ば、機械的マスク３４が置かれ、ひずみ計の側方寸法の
規定を可能にする。第２図に関連して説明されたように
、これに続いて、梁２６の面２８．３６及び４８への圧
電抵抗ひずみ計とその電気接点の真空蒸着が行われる。
ば、機械的マスク３４が置かれ、ひずみ計の側方寸法の
規定を可能にする。第２図に関連して説明されたように
、これに続いて、梁２６の面２８．３６及び４８への圧
電抵抗ひずみ計とその電気接点の真空蒸着が行われる。
５０ンイクロメートルの幅（ｊ！に等しい）、１５０マ
イクロメータの長さく基板厚さ、したがって梁の厚さに
等しい）、及び０．２マイクロメータの厚さを有し、１
０パーセントの金でドープされた多結晶ゲルマニウム圧
電抵抗ひずみ計で以って、約６キロオームの抵抗が得ら
れる。単結晶石英梁上に前述に規定された仕方で形成さ
れた四つのひずみ計のホイートストンブリッジ及び０．
５Ｘ１０３のビーム変形を使用して、電源ボルト当り７
．５ミリボルトの信号を供給する加速度計が得られる。
イクロメータの長さく基板厚さ、したがって梁の厚さに
等しい）、及び０．２マイクロメータの厚さを有し、１
０パーセントの金でドープされた多結晶ゲルマニウム圧
電抵抗ひずみ計で以って、約６キロオームの抵抗が得ら
れる。単結晶石英梁上に前述に規定された仕方で形成さ
れた四つのひずみ計のホイートストンブリッジ及び０．
５Ｘ１０３のビーム変形を使用して、電源ボルト当り７
．５ミリボルトの信号を供給する加速度計が得られる。
これに比べて、従来の加速度計で得られるのは、電源ボ
ルト当たり３ミリボルトの信号である。
ルト当たり３ミリボルトの信号である。
第７図及び第１０図は、圧電抵抗ひずみ計を備えた加速
度計の製造を示し、この場合も電源導体がひずみ計より
も前に製造されるが、基板はケイ素から作られる。
度計の製造を示し、この場合も電源導体がひずみ計より
も前に製造されるが、基板はケイ素から作られる。
第５図及び第６図に関連して説明された処理に比べて、
基板２２とそれぞれ導体１ｉ１５６．５８との間に、Ｓ
ｉ Ｎ 及び／又はＳ ｒ ０２で作られかつＣＶ
Ｄ（化学的気相成長法）又は５ｉ０２に対しては熱酸化
によって堆積された二つの絶縁層６４．６６が置かれる
。
基板２２とそれぞれ導体１ｉ１５６．５８との間に、Ｓ
ｉ Ｎ 及び／又はＳ ｒ ０２で作られかつＣＶ
Ｄ（化学的気相成長法）又は５ｉ０２に対しては熱酸化
によって堆積された二つの絶縁層６４．６６が置かれる
。
たわみ性梁及び基板の第１欠切部と第２欠切部の映像を
表示する導体層５６．５８の各々Ｆの樹脂マスクの形成
の後、導体層５６．５８及びこれに続く絶縁層６４．６
６（第７図）の第１腐食が行われ、その後、これらのマ
スクが除去される。
表示する導体層５６．５８の各々Ｆの樹脂マスクの形成
の後、導体層５６．５８及びこれに続く絶縁層６４．６
６（第７図）の第１腐食が行われ、その後、これらのマ
スクが除去される。
このようにして腐食された絶縁層６４又は６６は、その
後、基板２２に対する腐食マスクとして働く。これに続
いて、作ろうとする電源導体５０ａ、５２ａ （第８図
）の映像を表示するマスク６０．６２の形成が行われる
。
後、基板２２に対する腐食マスクとして働く。これに続
いて、作ろうとする電源導体５０ａ、５２ａ （第８図
）の映像を表示するマスク６０．６２の形成が行われる
。
第８図に示された仕方においては、これに続いて、電源
導体を形成するために導体層５６．５８の第２腐食が行
われ、次いで、マスク６０及び６２が除去される。
導体を形成するために導体層５６．５８の第２腐食が行
われ、次いで、マスク６０及び６２が除去される。
例えば、腐食された絶縁層６４．６６をマスクとして使
用し、基板２２をその全厚さに渡ってかつ基板上面に垂
直な２方向に異方性化学的腐食が行われる。これによっ
て、第１欠切部２４、第２わ切部３０それぞれ及び加速
度計梁２６を形成することができる。
用し、基板２２をその全厚さに渡ってかつ基板上面に垂
直な２方向に異方性化学的腐食が行われる。これによっ
て、第１欠切部２４、第２わ切部３０それぞれ及び加速
度計梁２６を形成することができる。
第９図を参照すると、導体５０ａ及び５２ａをマスクと
して使用し、絶縁層６４．６６それぞれの第２化学腐食
が行われる。
して使用し、絶縁層６４．６６それぞれの第２化学腐食
が行われる。
機械的マスク３４が、次いで、基板上面２７上に置かれ
、ホウソ又はリンイオンがこのマスクを通して注入され
る結果、面２８，３６及び４８内に圧電抵抗層が形成さ
れこれがひずみ計４２ａとその電気接点を形成する。
、ホウソ又はリンイオンがこのマスクを通して注入され
る結果、面２８，３６及び４８内に圧電抵抗層が形成さ
れこれがひずみ計４２ａとその電気接点を形成する。
面２８と反対側の梁２６の側面５４（第１０図）内のイ
オン注入を全面的に防止するために、イオ ４゜ンピー
ム４０の傾斜角は１０°と３０°の間にある。
オン注入を全面的に防止するために、イオ ４゜ンピー
ム４０の傾斜角は１０°と３０°の間にある。
角Ｂに従う第２イオン注入は、梁の上面と下面のドーピ
ングを大きくとる見地から、随意選択的に実施される。
ングを大きくとる見地から、随意選択的に実施される。
第１０図に示されたように、これに続いて、梁２６の上
、下に、例えば、アルミニウムの二つの導電性堆積の形
成が行われ、これによって、イオン注入されたひずみ計
４２ａの上側導体５０ａ及び下側導体５２ａへの電気的
接続を可能とする。
、下に、例えば、アルミニウムの二つの導電性堆積の形
成が行われ、これによって、イオン注入されたひずみ計
４２ａの上側導体５０ａ及び下側導体５２ａへの電気的
接続を可能とする。
異方性化学的腐食によって得られた、たわみ性梁を備え
るケイ素基板の場合、梁の側面、特に面２８は、ケイ素
の結晶面＜１１１＞でなければならず、これによって横
方向ひずみ計係数Ｋｔは、この場合、ひずみ計の方向に
無関係に３０に近くなる。このような状態の下に、ホイ
ートストンブリッジに接続された、四つの注入ひずみ計
を描える加速度計の出力信号は、電源ボルト当り約１５
ミリボルトになり、これもまた適当である。
るケイ素基板の場合、梁の側面、特に面２８は、ケイ素
の結晶面＜１１１＞でなければならず、これによって横
方向ひずみ計係数Ｋｔは、この場合、ひずみ計の方向に
無関係に３０に近くなる。このような状態の下に、ホイ
ートストンブリッジに接続された、四つの注入ひずみ計
を描える加速度計の出力信号は、電源ボルト当り約１５
ミリボルトになり、これもまた適当である。
第１図は、先行のマイクロエレクトロニクス技術によっ
て製造された指向性加速度計の部分斜視図、 第２図は、本発明の製造方法による圧電抵抗ひずみ計の
製造工程における斜視図、 第３図は、本発明の製造方法による圧電抵抗ひずみ計用
の、ｉ線導体の、ひずみ計後に形成される場合の、斜視
図、 第４図は、本発明の製造方法による圧電抵抗ひずみ計と
電源導体を備えるたわみ性梁の、電源同導体がひずみ計
より前に製造される場合の、斜視図、 第５図及び第６図は、本発明の製造方法による石英基板
に関連した圧電抵抗ひずみ計を備える加速度計の、電源
導体がひずみ計よりも前に製造される場合の、各ＷＡ造
工程におけるそれぞれ斜視図、第７図から第１０図は、
本発明の製造方法によるケイ素基板に関連した圧電抵抗
ひずみ計を備える加速度計の、電源導体がひずみ計より
も前に製造される場合の、各製造工程におけるそれぞれ
斜視図、 である。 ［符号の説明］ ２２：基板 ２４：第１欠切部 ２６：梁 ３０：第２欠切部 ３２：開口 ３４：機械的マスク ３８：方形開口 ４０：粒子ビーム ４２：圧電抵抗材料Ｍ１積 ４４：圧電抵抗ひずみ計 ４６．４６ａ：圧電抵抗ひずみ計電気接点５０．５０ａ
、５２．５２ａ：電流源導体又は電ｍ導体 ５６．５８：導体層 ６０．６２：樹脂マスク ６４．６６：絶縁層
て製造された指向性加速度計の部分斜視図、 第２図は、本発明の製造方法による圧電抵抗ひずみ計の
製造工程における斜視図、 第３図は、本発明の製造方法による圧電抵抗ひずみ計用
の、ｉ線導体の、ひずみ計後に形成される場合の、斜視
図、 第４図は、本発明の製造方法による圧電抵抗ひずみ計と
電源導体を備えるたわみ性梁の、電源同導体がひずみ計
より前に製造される場合の、斜視図、 第５図及び第６図は、本発明の製造方法による石英基板
に関連した圧電抵抗ひずみ計を備える加速度計の、電源
導体がひずみ計よりも前に製造される場合の、各ＷＡ造
工程におけるそれぞれ斜視図、第７図から第１０図は、
本発明の製造方法によるケイ素基板に関連した圧電抵抗
ひずみ計を備える加速度計の、電源導体がひずみ計より
も前に製造される場合の、各製造工程におけるそれぞれ
斜視図、 である。 ［符号の説明］ ２２：基板 ２４：第１欠切部 ２６：梁 ３０：第２欠切部 ３２：開口 ３４：機械的マスク ３８：方形開口 ４０：粒子ビーム ４２：圧電抵抗材料Ｍ１積 ４４：圧電抵抗ひずみ計 ４６．４６ａ：圧電抵抗ひずみ計電気接点５０．５０ａ
、５２．５２ａ：電流源導体又は電ｍ導体 ５６．５８：導体層 ６０．６２：樹脂マスク ６４．６６：絶縁層
Claims (9)
- （１）基板を該基板面に垂直に腐食することによつて形
成されかつ該基板内に形成された第１欠切部内を横方向
に運動することのできる一端を有する梁の側面上の圧電
抵抗ひずみ計の製造方法であつて、前記第１欠切部と連
絡する第２欠切部を形成するために基板を該基板表面に
垂直に腐食する段階と、前記第２欠切部に面しかつ部分
的に前記梁の上面を覆つて拡がる開口を有する機械的マ
スクを前記基板上面上に置く段階と、前記ひずみ計及び
該ひずみ計の電気的接点を形成することのできる粒子ビ
ームを前記開口に通す段階と、前記マスクを除去する段
階と、前記ひずみ計に電流を供給するために前記梁の上
面及び下面上に電気的導体を作成する段階とを包含し、
前記製造方法において、前記連絡する領域は製造しよう
とするひずみ計の映像を表示することと、前記ビームは
前記基板表面に対して傾斜した方向に指向させられるこ
ととを特徴とする前記製造方法。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の製造方法において、
前記圧電抵抗層は圧電抵抗材料から真空蒸着によつて形
成されることとを特徴とする前記製造方法。 - （３）特許請求の範囲第２項記載の製造方法において、
前記圧電抵抗材料は金ドープ多結晶ゲルマニウムである
ことを特徴とする前記製造方法。 - （４）特許請求の範囲第１項記載の製造方法において、
前記圧電抵抗層は前記基板内へのイオン注入によつて形
成されることを特徴とする前記製造方法。 - （５）特許請求の範囲第１項記載の製造方法において、
前記電気的導体は前記圧電抵抗ひずみ計の製造前に作成
されることを特徴とする前記製造方法。 - （６）特許請求の範囲第１項記載の製造方法において、
前記電気的導体は前記圧電抵抗ひずみ計の製造後に真空
蒸着によつて作成されることを特徴とする前記製造方法
。 - （７）梁の一端が基板内に形成される第１欠切部内を横
方向に運動することのできる該梁を有し、該梁の変位を
測定するために使用される前記梁の側面上に形成された
圧電抵抗ひずみ計を備える加速度計の製造方法であつて
、第１欠切部及び該第１欠切部に連絡する第２欠切部を
同時に形成するために前記基板を該基板上面に垂直に腐
食する段階と、前記第２欠切部に面しかつ部分的に前記
梁の上面を覆つて拡がる開口を備える機械的マスクを前
記基板の上面上に置く段階と、前記ひずみ計と該ひずみ
計の電気接点を構成する圧電抵抗層を形成することので
きる粒子ビームを前記開口に通す段階と、前記マスクを
除去する段階と、前記ひずみ計に電力を供給するために
前記梁の上面及び下面上に電気的導体を作成する段階と
を包含し、前記製造方法において前記連絡する領域は製
造しようとする前記ひずみ計の映像を表示することと、
前記ビームは前記基板上面に対して傾斜した方向に指向
させられることとを特徴とする前記製造方法。 - （８）特許請求の範囲第７項記載の製造方法であつて、
前記ひずみ計に電力を供給する前記電気的導体が作成さ
れるであろう前記基板の上面及び下面上に二つの導体層
をそれぞれ堆積する段階と、前記第１欠切部及び前記第
２欠切部の映像を表示する前記基板の第１腐食マスクを
形成するために前記二つの導体層の第１腐食を行う段階
と、前記第１腐食マスクを使用して欠切部を形成するた
めに前記基板を該基板上面及び下面に垂直に腐食する段
階と、前記電気的導体を形成するために前記導体層の第
２腐食を行う段階と、前記基板上面に前記機械的マスク
を置く段階と、前記機械的マスクの前記開口に粒子ビー
ムを通す段階と、前記機械的マスクを除去する段階とを
含むことを特徴とする前記製造方法。 - （９）特許請求の範囲第７項記載の製造方法において、
前記第１欠切部及び前記第２欠切部は前記基板の異方性
化学的腐食によつて形成されることを特徴とする前記製
造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8613756A FR2604791B1 (fr) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Procedes de fabrication d'une jauge piezoresistive et d'un accelerometre comportant une telle jauge |
| FR8613756 | 1986-10-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6391568A true JPS6391568A (ja) | 1988-04-22 |
| JP2527767B2 JP2527767B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=9339489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62249083A Expired - Lifetime JP2527767B2 (ja) | 1986-10-02 | 1987-10-01 | 圧電抵抗ひずみ計の製造方法並びにこのひずみ計を含む加速度計の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4776924A (ja) |
| EP (1) | EP0267069B1 (ja) |
| JP (1) | JP2527767B2 (ja) |
| CA (1) | CA1268266A (ja) |
| DE (1) | DE3766473D1 (ja) |
| FR (1) | FR2604791B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0217452A (ja) * | 1988-05-03 | 1990-01-22 | Robert Bosch Gmbh | センサ |
Families Citing this family (59)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3741036A1 (de) * | 1987-12-03 | 1989-06-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikromechanischer beschleunigungsmesser |
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