JP2000183364A - センサおよび製造方法 - Google Patents
センサおよび製造方法Info
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Classifications
-
- 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
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-
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- G01P2015/0811—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0814—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 in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 あらゆる方向の強い衝撃力にも耐える、信頼
性が高い加速度センサを提供する。 【解決手段】 センサは、支持基板（２００），支持基
板（２００）の表面（２０１）に対して移動可能であ
り、第１材料で構成した電極（１１０，５１０，７１
０），電極（１１０，５１０，７１０）の一部分の上に
あり、電極（１１０，５１０，７１０）の移動を限定
し、第１材料とは異なる第２材料で構成した構造（１６
０，４６０，５６０，７６０），および電極（１１０，
５１０，７１０）の周囲の外側にあり、第２材料で構成
したボンディング・パッド（１７０，４７０）を有す
る。
性が高い加速度センサを提供する。 【解決手段】 センサは、支持基板（２００），支持基
板（２００）の表面（２０１）に対して移動可能であ
り、第１材料で構成した電極（１１０，５１０，７１
０），電極（１１０，５１０，７１０）の一部分の上に
あり、電極（１１０，５１０，７１０）の移動を限定
し、第１材料とは異なる第２材料で構成した構造（１６
０，４６０，５６０，７６０），および電極（１１０，
５１０，７１０）の周囲の外側にあり、第２材料で構成
したボンディング・パッド（１７０，４７０）を有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、電子部
品に関し、更に特定すればセンサおよび製造方法に関す
るものである。
品に関し、更に特定すればセンサおよび製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】容量変化を測定することによって加速度
を検出可能な微細加工センサがある。多くのセンサは、
支持基板の表面に平行な軸に沿った加速度を検出する面
内センサ(in-plane sensor)である。これら面内センサ
は、支持基板表面の上方に位置する電極を有し、この電
極が軸に沿った加速度に応答して、その同じ軸に沿って
移動する。電極は２つの固定電極間で移動し、２つの固
定電極および可動電極間の容量差を用いて、加速度の大
きさを判定することができる。
を検出可能な微細加工センサがある。多くのセンサは、
支持基板の表面に平行な軸に沿った加速度を検出する面
内センサ(in-plane sensor)である。これら面内センサ
は、支持基板表面の上方に位置する電極を有し、この電
極が軸に沿った加速度に応答して、その同じ軸に沿って
移動する。電極は２つの固定電極間で移動し、２つの固
定電極および可動電極間の容量差を用いて、加速度の大
きさを判定することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
面内センサは、基礎となる支持基板の表面に対して垂直
な直交軸に沿った移動も可能である。この直交軸に沿っ
た大きな加速度力が発生すると、可動電極を２つの固定
電極の一方の上面に移動させる可能性があり、可動電極
はその位置で不動化(immobilized)されたままとなる虞
れがある。この不動化は、センサを動作不能にする。
面内センサは、基礎となる支持基板の表面に対して垂直
な直交軸に沿った移動も可能である。この直交軸に沿っ
た大きな加速度力が発生すると、可動電極を２つの固定
電極の一方の上面に移動させる可能性があり、可動電極
はその位置で不動化(immobilized)されたままとなる虞
れがある。この不動化は、センサを動作不能にする。
【０００４】したがって、改良されたセンサ，および当
該センサの信頼性および生産性を改善する使用法が求め
られている。
該センサの信頼性および生産性を改善する使用法が求め
られている。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は、センサ１００の平面図を
示す。図１の好適実施例では、センサ１００は、ｘ−軸
１０に沿った加速度を検知即ち検出する加速度計であ
る。ｘ−軸１０は、ｙ−軸１１およびｚ−軸１２に対し
てほぼ垂直即ち直交であり、ｙ−軸１１はｚ−軸１２に
対してほぼ垂直即ち直交である。ｘ−軸１０，ｙ−軸１
１，およびｚ−軸１２は、それぞれ、右回りデカルト座
標系(right-handed Cartesian coordinate system)を規
定する。したがって、ｚ−軸１２は、図１において紙面
から突き出る方向を示す。
示す。図１の好適実施例では、センサ１００は、ｘ−軸
１０に沿った加速度を検知即ち検出する加速度計であ
る。ｘ−軸１０は、ｙ−軸１１およびｚ−軸１２に対し
てほぼ垂直即ち直交であり、ｙ−軸１１はｚ−軸１２に
対してほぼ垂直即ち直交である。ｘ−軸１０，ｙ−軸１
１，およびｚ−軸１２は、それぞれ、右回りデカルト座
標系(right-handed Cartesian coordinate system)を規
定する。したがって、ｚ−軸１２は、図１において紙面
から突き出る方向を示す。
【０００６】センサ１００は、その構造の中でもとりわ
け、可動電極１１０および固定電極１４０，１５０を含
む。図１に示すように、固定電極１４０は、固定電極１
５０間に交互配置されている。固定電極１４０は全て電
気的に互いに短絡され、同じ電位にバイアスされてい
る。また、固定電極１５０は、全て電気的に互いに短絡
され、異なる電位にバイアスされている。電極１４０，
１５０は電気的に互いに短絡されていない。
け、可動電極１１０および固定電極１４０，１５０を含
む。図１に示すように、固定電極１４０は、固定電極１
５０間に交互配置されている。固定電極１４０は全て電
気的に互いに短絡され、同じ電位にバイアスされてい
る。また、固定電極１５０は、全て電気的に互いに短絡
され、異なる電位にバイアスされている。電極１４０，
１５０は電気的に互いに短絡されていない。
【０００７】可動電極１１０は、基礎となる支持基板に
結合され、これの上に位置し、これに対して移動可能と
なっている。可動電極１１０は、中央本体１１１および
外周フィンガ１１２を含む数個の構成要素を有する。外
周フィンガ１１２は、互いに平行であり、中央本体１１
１の両側から遠ざかるように、実質的に垂直に延在す
る。図１に示すように、フィンガ１１２の各々は、異な
る対の固定電極１４０，１５０の間に配置されている。
即ち、交互配置されている。
結合され、これの上に位置し、これに対して移動可能と
なっている。可動電極１１０は、中央本体１１１および
外周フィンガ１１２を含む数個の構成要素を有する。外
周フィンガ１１２は、互いに平行であり、中央本体１１
１の両側から遠ざかるように、実質的に垂直に延在す
る。図１に示すように、フィンガ１１２の各々は、異な
る対の固定電極１４０，１５０の間に配置されている。
即ち、交互配置されている。
【０００８】また、センサ１００は、アンカ１２０およ
び折り返しまたは折り曲げサスペンション・アーム即ち
ビーム１３０も含む。アンカ１２０は、基礎となる支持
基板表面の上方に位置し、これに結合されている。ビー
ム１３０は、アンカ１２０を電極１１０の本体１１１に
結合または接続する。アンカ１２０およびビーム１３０
は、基礎となる支持基板上で、電極１１０を懸垂または
支持する。アンカ１２０およびビーム１３０は、電極１
１０を支持基板とは独立して移動可能にする。即ち、電
極１１０は、ｘ−軸１０，ｙ−軸１１，およびｚ−軸１
２それぞれの全てに沿って移動可能である。ｘ−軸１０
およびｙ−軸１１は双方とも、基礎となる基板の表面に
対してほぼ平行であり、ｚ−軸１２は基礎となる基板の
表面に対してほぼ垂直即ち直交である。
び折り返しまたは折り曲げサスペンション・アーム即ち
ビーム１３０も含む。アンカ１２０は、基礎となる支持
基板表面の上方に位置し、これに結合されている。ビー
ム１３０は、アンカ１２０を電極１１０の本体１１１に
結合または接続する。アンカ１２０およびビーム１３０
は、基礎となる支持基板上で、電極１１０を懸垂または
支持する。アンカ１２０およびビーム１３０は、電極１
１０を支持基板とは独立して移動可能にする。即ち、電
極１１０は、ｘ−軸１０，ｙ−軸１１，およびｚ−軸１
２それぞれの全てに沿って移動可能である。ｘ−軸１０
およびｙ−軸１１は双方とも、基礎となる基板の表面に
対してほぼ平行であり、ｚ−軸１２は基礎となる基板の
表面に対してほぼ垂直即ち直交である。
【０００９】また、センサ１００は、電極１１０のｘ−
軸１０，ｙ−軸１１，およびｚ−軸１２に沿った運動即
ち移動可能性(mobility)を限定即ち制限する固定構造１
６０を含む。構造１６０については、以下で図２を参照
しながら更に詳細に説明する。
軸１０，ｙ−軸１１，およびｚ−軸１２に沿った運動即
ち移動可能性(mobility)を限定即ち制限する固定構造１
６０を含む。構造１６０については、以下で図２を参照
しながら更に詳細に説明する。
【００１０】図１において、センサ１００は、更に、電
極１１０の周囲外側に位置する電極即ちボンディング・
パッド１７０も含むように図示されている。ボンディン
グ・パッド１７０の少なくとも１つは、可動電極１１０
に電気的に結合され、パッド１７０の別の１つは固定電
極１４０に電気的に結合され、パッド１７０の更に別の
１つは固定電極１５０に電気的に結合されている。
極１１０の周囲外側に位置する電極即ちボンディング・
パッド１７０も含むように図示されている。ボンディン
グ・パッド１７０の少なくとも１つは、可動電極１１０
に電気的に結合され、パッド１７０の別の１つは固定電
極１４０に電気的に結合され、パッド１７０の更に別の
１つは固定電極１５０に電気的に結合されている。
【００１１】動作において、固定電極１４０，１５０は
２つの異なる電位に電気的にバイアスすることができ、
アンカ１２０，ビーム１３０，本体１１１，およびフィ
ンガ１１２は、第３電位に電気的にバイアスすることが
できる。例えば、電極１４０は、第３電位よりも大きな
第１電位にバイアスすることができ、一方電極１５０は
第３電位よりも小さい第２電位にバイアスする。あるい
はこの逆とする。
２つの異なる電位に電気的にバイアスすることができ、
アンカ１２０，ビーム１３０，本体１１１，およびフィ
ンガ１１２は、第３電位に電気的にバイアスすることが
できる。例えば、電極１４０は、第３電位よりも大きな
第１電位にバイアスすることができ、一方電極１５０は
第３電位よりも小さい第２電位にバイアスする。あるい
はこの逆とする。
【００１２】フィンガ１１２の１つと固定電極１４０の
直接隣接する１つとの間において、第１容量が測定さ
れ、フィンガ１１２の同じ１つと固定電極１５０の直接
隣接する１つとの間で第２容量が測定される。これら２
つの容量は、差動コンデンサ対を形成する。同様に、フ
ィンガ１１２の各々を用いて、他の差動コンデンサ対が
形成される。センサ１００が静止状態にあり、加速度力
を全く受けていない場合、フィンガ１１２によって測定
される容量差は、定常状態即ち名目容量差(nominal dif
ferential capacitance)であり、ゼロとすることができ
る。
直接隣接する１つとの間において、第１容量が測定さ
れ、フィンガ１１２の同じ１つと固定電極１５０の直接
隣接する１つとの間で第２容量が測定される。これら２
つの容量は、差動コンデンサ対を形成する。同様に、フ
ィンガ１１２の各々を用いて、他の差動コンデンサ対が
形成される。センサ１００が静止状態にあり、加速度力
を全く受けていない場合、フィンガ１１２によって測定
される容量差は、定常状態即ち名目容量差(nominal dif
ferential capacitance)であり、ゼロとすることができ
る。
【００１３】ｘ−軸１０に沿った加速度は、電極１１０
をｘ−軸１０に沿って移動させる。加速度は電極１１０
の全てを移動させ、フィンガ１１２がそれらの各固定電
極１４０または１５０の１つに近づくように移動する。
フィンガ１１２の全てが同じ方向にそれらの各電極１４
０に向かって、またはそれらの各電極１５０に向かって
同時に移動するため、電極１１０には剛性が必要であ
る。加速度力が大きい程、フィンガ１１２はこれに応答
して移動する距離が大きくなり。、それらの各固定電極
１４０または１５０に一層近づく。このように、加速度
力が大きい程、容量差の公称容量差からの変化が大きく
なる。
をｘ−軸１０に沿って移動させる。加速度は電極１１０
の全てを移動させ、フィンガ１１２がそれらの各固定電
極１４０または１５０の１つに近づくように移動する。
フィンガ１１２の全てが同じ方向にそれらの各電極１４
０に向かって、またはそれらの各電極１５０に向かって
同時に移動するため、電極１１０には剛性が必要であ
る。加速度力が大きい程、フィンガ１１２はこれに応答
して移動する距離が大きくなり。、それらの各固定電極
１４０または１５０に一層近づく。このように、加速度
力が大きい程、容量差の公称容量差からの変化が大きく
なる。
【００１４】図２は、図１の切断線２−２に沿ったセン
サ１００の断面図を示す。電極１１０，アンカ１２０，
ビーム１３０，およびボンディング・パッド１７０が、
支持基板２００の実質的に平坦な表面２０１の上に位置
する。ｘ−軸１０およびｙ−軸１１は、表面２０１にほ
ぼ平行である。誘電体層２１０が、基板２００と、電極
１１０，アンカ１２０，ビーム１３０，およびボンディ
ング・パッド１７０との間に位置し、即ち、基板２００
をこれらから分離し、上に位置する電極から基板２００
を電気的に絶縁する。
サ１００の断面図を示す。電極１１０，アンカ１２０，
ビーム１３０，およびボンディング・パッド１７０が、
支持基板２００の実質的に平坦な表面２０１の上に位置
する。ｘ−軸１０およびｙ−軸１１は、表面２０１にほ
ぼ平行である。誘電体層２１０が、基板２００と、電極
１１０，アンカ１２０，ビーム１３０，およびボンディ
ング・パッド１７０との間に位置し、即ち、基板２００
をこれらから分離し、上に位置する電極から基板２００
を電気的に絶縁する。
【００１５】図２に示すように、電極１１０は開口即ち
孔２１５を有し、構造１６０は孔２１５内部および電極
１１０上に位置し、電極１１０のｘ−軸１０，ｙ−軸１
１，およびｚ−軸１２に沿った移動可能性を制限する。
構造１６０は、基板２００の上に位置し、孔２１５を介
してこれに強固に結合されている。構造１６０は、２つ
の主要領域、即ち、下側部分２６１および上側部分２６
２を有する。下側部分２６１は、電極１１０のｘ−軸１
０およびｙ−軸１１に沿った運動を制限し、上側部分２
６２は電極１１０のｚ−軸１２に沿った正（＋ｚ）方向
の運動を制限する。
孔２１５を有し、構造１６０は孔２１５内部および電極
１１０上に位置し、電極１１０のｘ−軸１０，ｙ−軸１
１，およびｚ−軸１２に沿った移動可能性を制限する。
構造１６０は、基板２００の上に位置し、孔２１５を介
してこれに強固に結合されている。構造１６０は、２つ
の主要領域、即ち、下側部分２６１および上側部分２６
２を有する。下側部分２６１は、電極１１０のｘ−軸１
０およびｙ−軸１１に沿った運動を制限し、上側部分２
６２は電極１１０のｚ−軸１２に沿った正（＋ｚ）方向
の運動を制限する。
【００１６】センサ１００の性能を最適化するために
は、基板１６０の上に位置する部分２６２および電極１
１０の下に位置する本体１１１の間の距離２９０は、本
体１１１の厚さ２９１未満とすることが好ましい。距離
２９０および厚さ２９１は、双方ともｚ−軸１２に沿っ
た方向に測定される。この構造では、本体１１１は基板
１６０の凹部２６３には嵌合せず、凹部２６３内で不動
状態にはならない。
は、基板１６０の上に位置する部分２６２および電極１
１０の下に位置する本体１１１の間の距離２９０は、本
体１１１の厚さ２９１未満とすることが好ましい。距離
２９０および厚さ２９１は、双方ともｚ−軸１２に沿っ
た方向に測定される。この構造では、本体１１１は基板
１６０の凹部２６３には嵌合せず、凹部２６３内で不動
状態にはならない。
【００１７】センサ１００の性能を更に最適化するため
には、基板１６０の下側部分２６１および電極１１０の
本体１１１の間の距離２９２は、フィンガ１２０および
電極１４０間の距離１９０（図１）よりも小さいことが
好ましく、距離２９２は、フィンガ１１２および電極１
５０間の距離１９１（図１）よりも小さいことが更に好
ましい。
には、基板１６０の下側部分２６１および電極１１０の
本体１１１の間の距離２９２は、フィンガ１２０および
電極１４０間の距離１９０（図１）よりも小さいことが
好ましく、距離２９２は、フィンガ１１２および電極１
５０間の距離１９１（図１）よりも小さいことが更に好
ましい。
【００１８】センサ１００の性能を更に一層最適化する
ためには、構造１６０の外縁および孔２１５の外縁間の
距離２９４は、距離２９２よりも大きいことが好まし
い。
ためには、構造１６０の外縁および孔２１５の外縁間の
距離２９４は、距離２９２よりも大きいことが好まし
い。
【００１９】距離１９０，１９１，２９２，２９４は、
全て、基板２００の表面２０１にほぼ平行な方向で測定
される。この構造では、可動電極１１０は、構造１６０
と衝突またはその中に突入し、ビーム１３０または電極
１４０，１５０のようなその他の固定構造には突入しな
い。
全て、基板２００の表面２０１にほぼ平行な方向で測定
される。この構造では、可動電極１１０は、構造１６０
と衝突またはその中に突入し、ビーム１３０または電極
１４０，１５０のようなその他の固定構造には突入しな
い。
【００２０】図３は、製造の初期段階におけるセンサ１
００の断面図を示す。センサ１００の製造プロセスは、
従来技術のセンサと比較して、追加層の使用を一切必要
としない。したがって、センサ１００は、従来のプロセ
スを用いて製造可能である。
００の断面図を示す。センサ１００の製造プロセスは、
従来技術のセンサと比較して、追加層の使用を一切必要
としない。したがって、センサ１００は、従来のプロセ
スを用いて製造可能である。
【００２１】既に説明したように、センサ１００は、実
質的に平坦な表面２０１を有する、支持基板２００を含
む。好適実施例では、基板２００は、例えば、単結晶シ
リコンのような半導体から成る。しかしながら、代替実
施例では、基板２００は、平面を有するガラスまたはそ
の他の剛性材料で構成することも可能である。
質的に平坦な表面２０１を有する、支持基板２００を含
む。好適実施例では、基板２００は、例えば、単結晶シ
リコンのような半導体から成る。しかしながら、代替実
施例では、基板２００は、平面を有するガラスまたはそ
の他の剛性材料で構成することも可能である。
【００２２】基板２０１上に誘電体層２１０を堆積する
かまたは成長させ、基板２００と後に基板２００の上に
形成される電極および誘電体層２１０の間に電気的な絶
縁を与える。一例として、層２１０は、化学蒸着した窒
化シリコンで構成することができる。
かまたは成長させ、基板２００と後に基板２００の上に
形成される電極および誘電体層２１０の間に電気的な絶
縁を与える。一例として、層２１０は、化学蒸着した窒
化シリコンで構成することができる。
【００２３】次に、層２１０上に導電層を堆積し、パタ
ーニングして層２３０を形成する。製造の簡便化のため
には、層２３０を多結晶シリコンで構成し、堆積しつつ
ドープするかあるいは堆積後にドープすることが好まし
い。異なる実施例では、層２３０は、例えば、アルミニ
ウム，銅，タングステン，チタン，金，ニッケル，パー
マロイ等から成る金属，または中間金属(intermetalli
c)で構成することができる。別の実施例では、基板２０
０を半導体材料で構成する場合、層２３０の代わりに、
基板２００の接合絶縁導通部分(junction-isolated con
ducting portion)を用いることが可能である。
ーニングして層２３０を形成する。製造の簡便化のため
には、層２３０を多結晶シリコンで構成し、堆積しつつ
ドープするかあるいは堆積後にドープすることが好まし
い。異なる実施例では、層２３０は、例えば、アルミニ
ウム，銅，タングステン，チタン，金，ニッケル，パー
マロイ等から成る金属，または中間金属(intermetalli
c)で構成することができる。別の実施例では、基板２０
０を半導体材料で構成する場合、層２３０の代わりに、
基板２００の接合絶縁導通部分(junction-isolated con
ducting portion)を用いることが可能である。
【００２４】続いて、層２３０，２１０上に第１犠牲層
を堆積する。この犠牲層をパターニングして、層３００
を形成する。以下で論ずるように、層３００は後に除去
され、上に位置する電極を解放し、電極を移動可能とす
る。層３００は、層２１０を実質的に傷つけずに、更に
層２３０やセンサ１００のその他の続いて形成される導
電性構造も傷つけずに除去することが望ましい。例え
ば、層３００は、フォスフォシリケート・ガラスのよう
な、化学蒸着しドープした二酸化シリコンで構成するこ
とができる。
を堆積する。この犠牲層をパターニングして、層３００
を形成する。以下で論ずるように、層３００は後に除去
され、上に位置する電極を解放し、電極を移動可能とす
る。層３００は、層２１０を実質的に傷つけずに、更に
層２３０やセンサ１００のその他の続いて形成される導
電性構造も傷つけずに除去することが望ましい。例え
ば、層３００は、フォスフォシリケート・ガラスのよう
な、化学蒸着しドープした二酸化シリコンで構成するこ
とができる。
【００２５】次に、層２３０，３００上に別の導電層を
堆積し、パターニングして、センサ１００の複数の導電
性構造を形成する。即ち、この導電層は、ボンディング
・パッド１７０の下側部分２７１，ビーム１３０，アン
カ１２０，電極１１０の本体１１１，および構造１６０
の部分２６１を同時に形成するために用いられる。図３
には示さないが、この導電層は、電極１１０のフィンガ
１１２（図１），および固定電極１４０，１５０（図
１）を同時に形成するためにも用いられる。導電層を堆
積することにより、図２に関して先に論じた厚さ２９１
を規定する。好適な実施形態では、厚さ２９１は約１な
いし２０マイクロメートルの間である。
堆積し、パターニングして、センサ１００の複数の導電
性構造を形成する。即ち、この導電層は、ボンディング
・パッド１７０の下側部分２７１，ビーム１３０，アン
カ１２０，電極１１０の本体１１１，および構造１６０
の部分２６１を同時に形成するために用いられる。図３
には示さないが、この導電層は、電極１１０のフィンガ
１１２（図１），および固定電極１４０，１５０（図
１）を同時に形成するためにも用いられる。導電層を堆
積することにより、図２に関して先に論じた厚さ２９１
を規定する。好適な実施形態では、厚さ２９１は約１な
いし２０マイクロメートルの間である。
【００２６】導電層をパターニングまたはエッチングす
ることにより、電極１１０内に孔２１５を規定し、更に
電極１１０の本体１１１内の貫通孔１１３（図１），図
２の距離２９２および図１の距離１９０，１９１も規定
する。図２に示すように、構造１６０の部分２６１が、
本体１１１の孔２１５内部に位置し、先に述べた運動制
限即ち過剰移動限定機能を与える。好適実施例では、導
電層を層２３０に用いた材料と同様の材料で構成し、後
の犠牲層の選択的除去を容易にする。
ることにより、電極１１０内に孔２１５を規定し、更に
電極１１０の本体１１１内の貫通孔１１３（図１），図
２の距離２９２および図１の距離１９０，１９１も規定
する。図２に示すように、構造１６０の部分２６１が、
本体１１１の孔２１５内部に位置し、先に述べた運動制
限即ち過剰移動限定機能を与える。好適実施例では、導
電層を層２３０に用いた材料と同様の材料で構成し、後
の犠牲層の選択的除去を容易にする。
【００２７】続いて、層３００，ボンディング・パッド
１７０の部分２７１，ビーム１３０，アンカ１２０，電
極１１０，および構造１６０の部分２６１上に第２犠牲
層を堆積する。この第２犠牲層をパターニングし、層３
１０を形成する。以下で論ずるように、層３１０は後に
除去され、下に位置する電極１１０およびビーム１３０
を解放する。層３００と同様に、層３１０は、層２１
０，２３０，ボンディング・パッド１７０，ビーム１３
０，アンカ１２０，電極１１０，および構造１６０を実
質的に傷つけることなく、除去することが好ましい。好
適実施例では、層３１０は、層３００に用いた材料と同
様の材料で構成する。例えば、層３１０は、フォスフォ
シリケート(phosphosilicate)・ガラスで構成すること
ができる。
１７０の部分２７１，ビーム１３０，アンカ１２０，電
極１１０，および構造１６０の部分２６１上に第２犠牲
層を堆積する。この第２犠牲層をパターニングし、層３
１０を形成する。以下で論ずるように、層３１０は後に
除去され、下に位置する電極１１０およびビーム１３０
を解放する。層３００と同様に、層３１０は、層２１
０，２３０，ボンディング・パッド１７０，ビーム１３
０，アンカ１２０，電極１１０，および構造１６０を実
質的に傷つけることなく、除去することが好ましい。好
適実施例では、層３１０は、層３００に用いた材料と同
様の材料で構成する。例えば、層３１０は、フォスフォ
シリケート(phosphosilicate)・ガラスで構成すること
ができる。
【００２８】層３１０の上面は、層３１０上に堆積され
る導電層の適正な形成を保証するために、実質的に平面
とすることが好ましい。層３１０にほぼ平坦な上面を保
証するため、更に層３１０内においてボイドを排除する
ため、以下の多工程プロセスを用いることが好ましい。
最初に、層３００，ボンディング・パッド１７０の部分
２７１，アンカ１２０，ビーム１３０，電極１１０，お
よび構造１６０の部分２６１上に、層３１０の第１部分
を堆積する。第１部分の厚さは、層３１０の厚さ全体の
半分以上とする。次に、第１部分を、層３１０の厚さの
約半分にスパッタ・エッチングする。スパッタ・エッチ
ング工程は、第１部分の上面全体をエッチングする全面
的エッチングであり、エッチング・マスクを使用しな
い。次に、残りの第１部分をアニールし、犠牲層を流動
させ、あらゆるボイドを埋めつくす。このエッチングお
よびアニールの組み合わせにより、続く層３１０の第２
部分の堆積のために、より滑らかな表面を備える。この
層３１０の第２部分は、層３１０の厚さ全体の半分より
も大きい厚さを有するように堆積する。第２部分の上面
全体にもスパッタ・エッチングを行い、第２部分の厚さ
を層３１０の厚さの約半分に減らす。次いで、犠牲層を
パターニングし層３１０を形成する。
る導電層の適正な形成を保証するために、実質的に平面
とすることが好ましい。層３１０にほぼ平坦な上面を保
証するため、更に層３１０内においてボイドを排除する
ため、以下の多工程プロセスを用いることが好ましい。
最初に、層３００，ボンディング・パッド１７０の部分
２７１，アンカ１２０，ビーム１３０，電極１１０，お
よび構造１６０の部分２６１上に、層３１０の第１部分
を堆積する。第１部分の厚さは、層３１０の厚さ全体の
半分以上とする。次に、第１部分を、層３１０の厚さの
約半分にスパッタ・エッチングする。スパッタ・エッチ
ング工程は、第１部分の上面全体をエッチングする全面
的エッチングであり、エッチング・マスクを使用しな
い。次に、残りの第１部分をアニールし、犠牲層を流動
させ、あらゆるボイドを埋めつくす。このエッチングお
よびアニールの組み合わせにより、続く層３１０の第２
部分の堆積のために、より滑らかな表面を備える。この
層３１０の第２部分は、層３１０の厚さ全体の半分より
も大きい厚さを有するように堆積する。第２部分の上面
全体にもスパッタ・エッチングを行い、第２部分の厚さ
を層３１０の厚さの約半分に減らす。次いで、犠牲層を
パターニングし層３１０を形成する。
【００２９】次に、層３１０上に別の導電層３２０を堆
積し、続いてパターニングする。層３２０は、ボンディ
ング・パッド１７０の上側部分２７２（図２）および構
造１６０の部分２６２（図２）を同時に形成するために
用いられる。ボンディング・パッド１７０の部分２７２
は、ボンディング・パッド１７０の部分２７１上に位置
付けられ、これに結合される。構造１６０の部分２６２
（図２）は、孔２１５の上に位置付けられ、更に構造１
６０の部分２６１の上に位置付けられこれに結合され
る。部分２６２は、電極１１０の本体１１１の一部と重
複する、即ち、これを覆うことにより、先に述べたよう
に正のｚ方向において運動制限即ち過剰移動限定機能を
与える。
積し、続いてパターニングする。層３２０は、ボンディ
ング・パッド１７０の上側部分２７２（図２）および構
造１６０の部分２６２（図２）を同時に形成するために
用いられる。ボンディング・パッド１７０の部分２７２
は、ボンディング・パッド１７０の部分２７１上に位置
付けられ、これに結合される。構造１６０の部分２６２
（図２）は、孔２１５の上に位置付けられ、更に構造１
６０の部分２６１の上に位置付けられこれに結合され
る。部分２６２は、電極１１０の本体１１１の一部と重
複する、即ち、これを覆うことにより、先に述べたよう
に正のｚ方向において運動制限即ち過剰移動限定機能を
与える。
【００３０】層３２０は、ボンディング・パッド１７０
の部分２１７，ビーム１３０，アンカ１２０，電極１１
０，および構造１６０の部分２６１を形成する際に用い
た材料とは異なる材料で構成する。層３２０はボンディ
ング・パッド１７０の部分２７２（図２）を形成するた
めに用いられるので、層３２０は、続くワイヤ・ボンデ
ィング・プロセスと適合性があり、ワイヤ・ボンドを部
分２７２に直接取り付け可能とすることが好ましい。好
適実施例では、層３２０は、例えば、アルミニウムのよ
うな金属で構成する。層３２０にシリコンをドープし、
下に位置する多結晶シリコン層内へのアルミニウムのス
パイキング(spiking)を防止することができる。また、
層３２０は、十分に厚くし、構造１６０の部分２６２
（図２）がｚ−軸１２に沿った電極１１０の移動を制限
できるように十分強くする必要がある。一例として、層
３２０の厚さは約１ないし５マイクロメータとすること
ができる。
の部分２１７，ビーム１３０，アンカ１２０，電極１１
０，および構造１６０の部分２６１を形成する際に用い
た材料とは異なる材料で構成する。層３２０はボンディ
ング・パッド１７０の部分２７２（図２）を形成するた
めに用いられるので、層３２０は、続くワイヤ・ボンデ
ィング・プロセスと適合性があり、ワイヤ・ボンドを部
分２７２に直接取り付け可能とすることが好ましい。好
適実施例では、層３２０は、例えば、アルミニウムのよ
うな金属で構成する。層３２０にシリコンをドープし、
下に位置する多結晶シリコン層内へのアルミニウムのス
パイキング(spiking)を防止することができる。また、
層３２０は、十分に厚くし、構造１６０の部分２６２
（図２）がｚ−軸１２に沿った電極１１０の移動を制限
できるように十分強くする必要がある。一例として、層
３２０の厚さは約１ないし５マイクロメータとすること
ができる。
【００３１】次に、構造１６０およびボンディング・パ
ッド１７０の形成を完了した後、層３１０，３００を選
択的に除去し、電極１１０およびビーム１３０を解放す
る。一例として、層３１０，３００を選択的にエッチン
グする弗化水素酸および酢酸から成るウェット・エッチ
ャントを用いることにより、センサ１００の永久構造が
ほぼエッチングされないように、層３１０，３００を除
去することができる。本体１１１内の孔１１３（図１）
は、層３１０，３００を除去するウェット・エッチャン
トの流動を促進する。
ッド１７０の形成を完了した後、層３１０，３００を選
択的に除去し、電極１１０およびビーム１３０を解放す
る。一例として、層３１０，３００を選択的にエッチン
グする弗化水素酸および酢酸から成るウェット・エッチ
ャントを用いることにより、センサ１００の永久構造が
ほぼエッチングされないように、層３１０，３００を除
去することができる。本体１１１内の孔１１３（図１）
は、層３１０，３００を除去するウェット・エッチャン
トの流動を促進する。
【００３２】図３に示すように、ボンディング・パッド
１７０，アンカ１２０，構造１６０は、層２３０によっ
て電気的に互いに短絡させることができる。したがっ
て、電極１１０は構造１６０にも電気的に短絡する。何
故なら、図１に示すように、アンカ１２０および電極１
１０が電気的に共に短絡するからである。センサ１００
の組み立ておよびパッケージ工程の間、ワイヤ・ボンド
をボンディング・パッド１７０に取り付け、同じ電位を
電極１１０および構造１６０に与えることができる。こ
の電極１１０および構造１６０間の同一電位により、セ
ンサ１００の動作の間、電極１１０および構造１６０間
のラッチング(latching)または静摩擦の可能性を低下さ
せる。したがって、このセンサ１００の電気的構成によ
り、センサ１００の信頼性が改善する。
１７０，アンカ１２０，構造１６０は、層２３０によっ
て電気的に互いに短絡させることができる。したがっ
て、電極１１０は構造１６０にも電気的に短絡する。何
故なら、図１に示すように、アンカ１２０および電極１
１０が電気的に共に短絡するからである。センサ１００
の組み立ておよびパッケージ工程の間、ワイヤ・ボンド
をボンディング・パッド１７０に取り付け、同じ電位を
電極１１０および構造１６０に与えることができる。こ
の電極１１０および構造１６０間の同一電位により、セ
ンサ１００の動作の間、電極１１０および構造１６０間
のラッチング(latching)または静摩擦の可能性を低下さ
せる。したがって、このセンサ１００の電気的構成によ
り、センサ１００の信頼性が改善する。
【００３３】図４は、図２のセンサ１００の異なる実施
例である、センサ４００の断面図を示す。センサ４００
のボンディング・パッド４７０および構造４６０は、そ
れぞれ、図２のセンサ１００のボンディング・パッド１
７０および構造１６０と同様である。ボンディング・パ
ッド４７０は部分４７２を有し、構造４６０は部分４６
２を有する。これらは、それぞれ、図２のパッド１７０
の部分２７２および構造１６０の部分２６２と組成が同
様である。しかしながら、パッド１７０または構造１６
０とは異なり、ボンディング・パッド４７０および構造
４６０の下側部分は、ビーム１３０，アンカ１２０，お
よび電極１１０と同時に形成されるのではない。代わり
に、パッド４７０の部分４７２および構造４６０の部分
４６２は、直接層２３０に結合されるように形成され
る。したがって、構造４６０の部分４６２は、部分的に
電極１１０の本体１１１の上に位置し、更に本体１１１
の孔２１５を貫通する。代替実施例では、センサ４００
は、ボンディング・パッド１７０（図２）をパッド４７
０と置換すること、あるいは構造１６０（図２）を構造
４６０と置換することも可能である。
例である、センサ４００の断面図を示す。センサ４００
のボンディング・パッド４７０および構造４６０は、そ
れぞれ、図２のセンサ１００のボンディング・パッド１
７０および構造１６０と同様である。ボンディング・パ
ッド４７０は部分４７２を有し、構造４６０は部分４６
２を有する。これらは、それぞれ、図２のパッド１７０
の部分２７２および構造１６０の部分２６２と組成が同
様である。しかしながら、パッド１７０または構造１６
０とは異なり、ボンディング・パッド４７０および構造
４６０の下側部分は、ビーム１３０，アンカ１２０，お
よび電極１１０と同時に形成されるのではない。代わり
に、パッド４７０の部分４７２および構造４６０の部分
４６２は、直接層２３０に結合されるように形成され
る。したがって、構造４６０の部分４６２は、部分的に
電極１１０の本体１１１の上に位置し、更に本体１１１
の孔２１５を貫通する。代替実施例では、センサ４００
は、ボンディング・パッド１７０（図２）をパッド４７
０と置換すること、あるいは構造１６０（図２）を構造
４６０と置換することも可能である。
【００３４】図５は、図１におけるセンサ１００の別の
実施例である、センサ５００の簡略化した部分上面図を
示し、図６は、図５における切断線６−６に沿ったセン
サ５００の断面図を示す。センサ５００は、電極５１０
および中央本体５１１を有する。これらは、それぞれ、
図１におけるセンサ１００の電極１１０および本体１１
１と同様である。また、センサ５００は、図１のセンサ
１００の構造１６０と同様の構造５６０も有する。構造
５６０は、図２における構造１６０の部分２６２と組成
が同様である、部分６６２を有する。構造５６０の部分
６６２は、隣接または連続しほぼ同一面上にある部分６
６５，６６６を有する。この実施例では、構造５６０
は、ホッチキスまたはブリッジの形状を有する。本体５
１１は、２つの開口即ち孔６１５，６１６を有し、構造
５６０の部分６６５，６６６がそれぞれ孔６１５，６１
６を貫通する。
実施例である、センサ５００の簡略化した部分上面図を
示し、図６は、図５における切断線６−６に沿ったセン
サ５００の断面図を示す。センサ５００は、電極５１０
および中央本体５１１を有する。これらは、それぞれ、
図１におけるセンサ１００の電極１１０および本体１１
１と同様である。また、センサ５００は、図１のセンサ
１００の構造１６０と同様の構造５６０も有する。構造
５６０は、図２における構造１６０の部分２６２と組成
が同様である、部分６６２を有する。構造５６０の部分
６６２は、隣接または連続しほぼ同一面上にある部分６
６５，６６６を有する。この実施例では、構造５６０
は、ホッチキスまたはブリッジの形状を有する。本体５
１１は、２つの開口即ち孔６１５，６１６を有し、構造
５６０の部分６６５，６６６がそれぞれ孔６１５，６１
６を貫通する。
【００３５】構造の部分６６５は、電極５１０と同時に
形成される下側部分６６１を含むように図示されている
が、部分６６６は層２３０に直接結合されるように図示
されている。また、部分６６５の周囲は、電極５１０の
本体５１１と重なり合うように図示されているが、部分
６６６の周囲は本体５１１と重なり合うように図示され
ていない。センサ５００の好適実施例では、部分６６
５，６６６は互いに同一である。部分６６５，６６６の
図示が異なるのは、潜在的に可能な構造の例に過ぎな
い。
形成される下側部分６６１を含むように図示されている
が、部分６６６は層２３０に直接結合されるように図示
されている。また、部分６６５の周囲は、電極５１０の
本体５１１と重なり合うように図示されているが、部分
６６６の周囲は本体５１１と重なり合うように図示され
ていない。センサ５００の好適実施例では、部分６６
５，６６６は互いに同一である。部分６６５，６６６の
図示が異なるのは、潜在的に可能な構造の例に過ぎな
い。
【００３６】図７は、図１におけるセンサ１００の更に
他の実施例である、センサ７００の簡略化した部分平面
図を示し、図８は図７の切断線８−８に沿ったセンサ７
００の断面図を示す。センサ７００は、電極７１０およ
び中央本体７１１を有する。これらは、それぞれ、図１
におけるセンサ１００の電極１１０および本体１１１と
同様である。また、センサ７００は、図１におけるセン
サ１００の構造１６０と同様の構造７６０も有する。構
造７６０は、図２における構造１６０の部分２６２と組
成が同様である部分７６２を有する。構造７６０の部分
７６２は、隣接または連続しほぼ同一面上にある部分７
６５，７６６を有する。部分７６６の周囲は、電極７１
０の本体７１１と重なり合うように図示されているが、
代わりに部分７６６は本体７１１と重なり合わなくても
よい。
他の実施例である、センサ７００の簡略化した部分平面
図を示し、図８は図７の切断線８−８に沿ったセンサ７
００の断面図を示す。センサ７００は、電極７１０およ
び中央本体７１１を有する。これらは、それぞれ、図１
におけるセンサ１００の電極１１０および本体１１１と
同様である。また、センサ７００は、図１におけるセン
サ１００の構造１６０と同様の構造７６０も有する。構
造７６０は、図２における構造１６０の部分２６２と組
成が同様である部分７６２を有する。構造７６０の部分
７６２は、隣接または連続しほぼ同一面上にある部分７
６５，７６６を有する。部分７６６の周囲は、電極７１
０の本体７１１と重なり合うように図示されているが、
代わりに部分７６６は本体７１１と重なり合わなくても
よい。
【００３７】図６における構造５６０と同様、図８にお
ける構造７６０は、ホッチキスまたはブリッジの形状を
有する。しかしながら、構造５６０，７６０の方位は、
それらに付随する可動電極に対して異なっている。図８
において、本体７１１は開口即ち孔７１５を有し、これ
を構造７６０の部分７６６が貫通する。構造７６０の部
分７６５は電極７１０を貫通しないが、電極７１０の周
囲の外側にある位置を越えて延出するか、あるいはこの
位置に配置される。構造７６０の部分７６５は、電極７
１０と同時に形成される下側部分８０１を含むように図
示されているが、部分７６６は層２３０に直接結合され
るように図示されている。センサ７００の好適実施例で
は、部分７６５，７６６は、同一の方法で層２３０に結
合される。部分７６５，７６６の図示が異なるのは、潜
在的に可能な構造の例に過ぎない。センサ７００の代替
実施例では、電極７１０は孔７１５を有さず、構造７６
０の部分７６６は電極７１０を貫通しない。代わりに、
部分７６６は、電極７１０の周囲の外側にある位置にお
いて、基板２００に結合されている。この実施例では、
部分７６５，７６６を電極７１０の対向する両側に配置
することができる。
ける構造７６０は、ホッチキスまたはブリッジの形状を
有する。しかしながら、構造５６０，７６０の方位は、
それらに付随する可動電極に対して異なっている。図８
において、本体７１１は開口即ち孔７１５を有し、これ
を構造７６０の部分７６６が貫通する。構造７６０の部
分７６５は電極７１０を貫通しないが、電極７１０の周
囲の外側にある位置を越えて延出するか、あるいはこの
位置に配置される。構造７６０の部分７６５は、電極７
１０と同時に形成される下側部分８０１を含むように図
示されているが、部分７６６は層２３０に直接結合され
るように図示されている。センサ７００の好適実施例で
は、部分７６５，７６６は、同一の方法で層２３０に結
合される。部分７６５，７６６の図示が異なるのは、潜
在的に可能な構造の例に過ぎない。センサ７００の代替
実施例では、電極７１０は孔７１５を有さず、構造７６
０の部分７６６は電極７１０を貫通しない。代わりに、
部分７６６は、電極７１０の周囲の外側にある位置にお
いて、基板２００に結合されている。この実施例では、
部分７６５，７６６を電極７１０の対向する両側に配置
することができる。
【００３８】このように、本発明は、従来技術の欠点を
克服する、改善されたセンサおよび製造方法を提供す
る。ここに記載したセンサは、それらの三次元過剰移動
リミッタのために、信頼性が改善されている。過剰移動
リミッタの使用により、センサはセンサの感度軸に沿っ
た方向、およびセンサの感度軸に沿わないその他の方向
における強い衝撃力にも耐えることが可能となる。セン
サのボンディング・パッドに対する良好な接着力をワイ
ヤ・ボンドまたはバンプ材料に与えるために用いるのと
同じ材料で過剰移動リミッタを形成することにより、過
剰移動リミッタのみに用いる追加の層は不要となる。こ
のように余分な層が不要となることによって、製造プロ
セスのコスト削減および複雑性低下が得られる。
克服する、改善されたセンサおよび製造方法を提供す
る。ここに記載したセンサは、それらの三次元過剰移動
リミッタのために、信頼性が改善されている。過剰移動
リミッタの使用により、センサはセンサの感度軸に沿っ
た方向、およびセンサの感度軸に沿わないその他の方向
における強い衝撃力にも耐えることが可能となる。セン
サのボンディング・パッドに対する良好な接着力をワイ
ヤ・ボンドまたはバンプ材料に与えるために用いるのと
同じ材料で過剰移動リミッタを形成することにより、過
剰移動リミッタのみに用いる追加の層は不要となる。こ
のように余分な層が不要となることによって、製造プロ
セスのコスト削減および複雑性低下が得られる。
【００３９】また、十分に厚いポリシリコン層を用いて
図２におけるビーム１３０および電極１１０を形成する
ことによっても、過剰移動防止を得ることができる。し
かしながら、厚いポリシリコンの堆積は、過度に費用お
よび時間がかかり、厚いポリシリコン層のパターニング
も時間がかかり、制御が一層困難となる。
図２におけるビーム１３０および電極１１０を形成する
ことによっても、過剰移動防止を得ることができる。し
かしながら、厚いポリシリコンの堆積は、過度に費用お
よび時間がかかり、厚いポリシリコン層のパターニング
も時間がかかり、制御が一層困難となる。
【００４０】以上、主に好適実施例を参照しながら本発
明について特定的に示しかつ説明したが、本発明の精神
および範囲から逸脱することなく、形態および詳細にお
ける変更が可能であることは、当業者には理解されよ
う。例えば、ここに明記した多数の詳細、例えば、材料
の組成や具体的な円形，矩形，または犬の骨形構造は、
本発明の理解を容易にするために与えられたのであり、
本発明の範囲を限定するために与えられたのではない。
別の例として、構造１６０（図１），４６０（図４），
５６０（図６），および７６０（図８）の概念は、面内
加速度計および面外加速度計(out-of-plane accelerome
ter)双方に適用可能である。更に、孔２１５（図２，図
４，および図８），６１５（図６），６１６（図６），
および７１５（図８）は、可動電極の本体によって完全
に規定されなくてもよく、本体によって部分的にのみ規
定され、孔が本体の一辺に切り込まれたノッチに似た形
態を取ることも可能である。更に別の例として、図２に
おけるセンサ１００を基板２００上の集積回路と組み合
わせる場合、基板１６０の部分２６２は、電界効果トラ
ンジスタのソース・コンタクトおよびドレイン・コンタ
クトのように、トランジスタの電極または電気コンタク
トを形成するシリサイド・プロセスの間に同時に形成す
ることが可能である。更に、ここに開示した過剰移動限
定構造を拡大して電極１１０，１４０，１５０およびビ
ーム１３０を覆い、センサの動作を妨害し得る粒子から
保護することも可能である。したがって、本発明の開示
は限定を意図するものではない。逆に、本発明の開示
は、特許請求の範囲に明記されている、本発明の範囲の
例示であることを意図するものである。
明について特定的に示しかつ説明したが、本発明の精神
および範囲から逸脱することなく、形態および詳細にお
ける変更が可能であることは、当業者には理解されよ
う。例えば、ここに明記した多数の詳細、例えば、材料
の組成や具体的な円形，矩形，または犬の骨形構造は、
本発明の理解を容易にするために与えられたのであり、
本発明の範囲を限定するために与えられたのではない。
別の例として、構造１６０（図１），４６０（図４），
５６０（図６），および７６０（図８）の概念は、面内
加速度計および面外加速度計(out-of-plane accelerome
ter)双方に適用可能である。更に、孔２１５（図２，図
４，および図８），６１５（図６），６１６（図６），
および７１５（図８）は、可動電極の本体によって完全
に規定されなくてもよく、本体によって部分的にのみ規
定され、孔が本体の一辺に切り込まれたノッチに似た形
態を取ることも可能である。更に別の例として、図２に
おけるセンサ１００を基板２００上の集積回路と組み合
わせる場合、基板１６０の部分２６２は、電界効果トラ
ンジスタのソース・コンタクトおよびドレイン・コンタ
クトのように、トランジスタの電極または電気コンタク
トを形成するシリサイド・プロセスの間に同時に形成す
ることが可能である。更に、ここに開示した過剰移動限
定構造を拡大して電極１１０，１４０，１５０およびビ
ーム１３０を覆い、センサの動作を妨害し得る粒子から
保護することも可能である。したがって、本発明の開示
は限定を意図するものではない。逆に、本発明の開示
は、特許請求の範囲に明記されている、本発明の範囲の
例示であることを意図するものである。
【００４１】尚、図示の簡略化および明確化のため、図
面内のエレメントは必ずしも同じ拡縮率で描かれている
とは限らず、異なる図面における同じ参照番号は、同じ
エレメントを示すものとした。
面内のエレメントは必ずしも同じ拡縮率で描かれている
とは限らず、異なる図面における同じ参照番号は、同じ
エレメントを示すものとした。
【図１】本発明によるセンサの一実施例の平面図。
【図２】図１の切断線２−２に沿ったセンサの断面図。
【図３】製造初期段階における図２のセンサの断面図。
【図４】図２のセンサの異なる実施例の断面図。
【図５】図１におけるセンサの別の実施例の簡略化した
部分平面図。
部分平面図。
【図６】図５における切断線６−６に沿った、図５のセ
ンサの断面図。
ンサの断面図。
【図７】図１におけるセンサの更に別の実施例の簡略化
した部分平面図。
した部分平面図。
【図８】図７における切断線８−８に沿った、図７のセ
ンサの断面図。
ンサの断面図。
１０ ｘ−軸 １１ ｙ−軸 １２ ｚ−軸 １００ センサ １１０ 可動電極 １１１ 中央本体 １１２ 外周フィンガ １１３ 貫通孔 １２０ アンカ １３０ ビーム １４０，１５０ 固定電極 １６０ 固定構造 １７０ ボンディング・パッド ２００ 支持基板 ２０１ 表面 ２１０ 誘電体層 ２１５ 孔 ２３０ 層 ２６１ 固定構造の下側部分 ２６２ 固定構造の上側部分 ２６３ 凹部 ３００ 第１犠牲層 ３１０ 第２犠牲層 ３２０ 導電層 ４００ センサ ４６０ 構造 ４７０ ボンディング・パッド ５００ センサ ５１０ 電極 ５１１ 中央本体 ５６０ 構造 ６１５，６１６ 孔 ７００ センサ ７１０ 電極 ７１１ 中央本体 ７１５ 孔 ７６０ 構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョナサン・エイチ・ハモンド アメリカ合衆国アリゾナ州スコッツデー ル、ノース・83アド・プレイス3020 (72)発明者 ダニエル・エヌ・コーリー・ジュニア アメリカ合衆国アリゾナ州メサ、イース ト・グランドビュウ・ストリート1334 (72)発明者 ジョナサン・エフ・ゴレール アメリカ合衆国アリゾナ州フェニックス、 イースト・シェリダン・ストリート5314
Claims (3)
- 【請求項１】センサの製造方法であって：表面を有する
支持基板（２００）を用意する段階；第１材料を用い
て、前記支持基板の前記表面に結合され、その上に位置
し、それに対して移動可能な電極（１１０，５１０，７
１０）を形成する段階；および第２材料を用いて、前記
支持基板に結合され、その上に位置する構造（１６０，
４６０，５６０，７６０）の少なくとも一部分を形成す
る段階；から成り、前記構造が前記電極の移動可能性を
限定し、前記第２材料が前記第１材料とは異なることを
特徴とする方法。 - 【請求項２】センサの製造方法であって、 半導体材料またはガラスから成る群から基板（２００）
を選択する段階であって、該基板が表面を有する、段
階；前記表面上に第１犠牲層を堆積する段階であって、
該第１犠牲層をフォスフォシリケート・ガラスで構成す
る段階；前記第１犠牲層をパターニングする段階；前記
第１犠牲層上に電極（１１０，５１０，７１０）を形成
する段階であって、該電極をドープされた多結晶シリコ
ンで構成する段階；前記電極上に第２犠牲層を堆積する
段階であって、該第２犠牲層をフォスフォシリケート・
ガラスで構成する段階；前記第２犠牲層をパターニング
する段階；前記電極の周囲に沿ってボンディング・パッ
ド（１７０，４７０）を、および前記電極の一部分の上
に構造（１６０，４６０，５６０，７６０）の少なくと
も一部分を同時に形成する段階であって、前記ボンディ
ング・パッドおよび前記構造の一部分をアルミニウムお
よびシリコンで構成する段階；および前記ボンディング
・パッドおよび前記構造の一部分を同時に形成した後、
前記第１および第２犠牲層を選択的に除去して前記電極
を解放する段階；から成り、前記選択的に除去するステ
ップの後、前記電極は互いにほぼ垂直な第１，第２，お
よび第３軸に沿って移動可能となり、前記電極は前記基
板に対して移動可能となり、前記選択的に除去する段階
の後前記ボンディング・パッドおよび前記構造は前記基
板に対して固定状となり、前記センサは前記第１軸に沿
った加速度を検出し、前記第１および第２軸は前記基板
の表面に対してほぼ平行であり、前記第３軸は前記基板
の表面に対してほぼ垂直であり、前記構造は前記基板に
堅固に結合され、前記電極の前記第１，第２，および第
３軸に沿った移動を制限することを特徴とする方法。 - 【請求項３】センサであって：表面を有する半導体基板
（２００）；前記半導体基板の前記表面に結合され、そ
の上に位置し、それに対して移動可能な電極（１１０，
５１０，７１０）であって、第１材料で構成した電極；
前記電極の一部分上にあり、前記電極の移動を限定する
構造（１６０，４６０，５６０，７６０）であって、前
記第１材料とは異なる第２材料で構成した構造；および
前記電極の周囲の外側にあるボンディング・パッド（１
７０，４７０）であって、前記第２材料で構成したボン
ディング・パッド；から成り、前記電極は孔を有し、前
記構造は前記孔を通過して前記半導体基板に結合され、
更に前記電極周囲の外側にある位置において前記半導体
基板に結合されていることを特徴とするセンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/208,924 US6228275B1 (en) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Method of manufacturing a sensor |
| US208924 | 1998-12-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000183364A true JP2000183364A (ja) | 2000-06-30 |
| JP4703808B2 JP4703808B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=22776610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35025099A Expired - Lifetime JP4703808B2 (ja) | 1998-12-10 | 1999-12-09 | センサおよび製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6228275B1 (ja) |
| JP (1) | JP4703808B2 (ja) |
| DE (1) | DE19959135A1 (ja) |
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| WO2003010828A1 (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing thin-film structure |
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| RU2285266C1 (ru) * | 2005-04-11 | 2006-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии - Агентство | Емкостный датчик |
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