JPH10242483A - Manufacture of semiconductor inertia sensor - Google Patents
Manufacture of semiconductor inertia sensorInfo
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- JPH10242483A JPH10242483A JP9040977A JP4097797A JPH10242483A JP H10242483 A JPH10242483 A JP H10242483A JP 9040977 A JP9040977 A JP 9040977A JP 4097797 A JP4097797 A JP 4097797A JP H10242483 A JPH10242483 A JP H10242483A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量型の加速
度センサ、角速度センサ等に適する半導体慣性センサ及
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 inertial sensor suitable for a capacitance type acceleration sensor, angular velocity sensor, and the like, and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の半導体慣性センサとし
て、ガラス基板と単結晶シリコンの構造からなる共振
角速度センサが提案されている（M. Hashimoto et al.,
"Silicon Resonant Angular Rate Sensor", Techinica
l Digest of the 12th Sensor Symposium, pp.163-166
(1994)）。このセンサは両側をトーションバーで浮動す
るようにした音叉構造の可動電極を有する。この可動電
極は電磁駆動によって励振されている。角速度が作用す
ると可動電極にコリオリ力が生じて、可動電極がトーシ
ョンバーの回りに捩り振動を起こして共振する。センサ
はこの可動電極の共振による可動電極と検出電極との間
の静電容量の変化により作用した角速度を検出する。こ
のセンサを作製する場合には、厚さ２００μｍ程度の結
晶方位が（１１０）の単結晶シリコン基板を基板表面に
対して垂直にエッチングして可動電極部分などの構造を
作製する。この比較的厚いシリコン基板を垂直にエッチ
ングするためにはＳＦ6ガスによる異方性ドライエッチ
ングを行うか、或いはトーションバーの可動電極部分へ
の付け根の隅部にＹＡＧレーザで孔あけを行った後に、
ＫＯＨなどでウエットエッチングを行っている。エッチ
ング加工を行ったシリコン基板は陽極接合によりガラス
基板と一体化される。2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of semiconductor inertial sensor, a resonance angular velocity sensor having a structure of a glass substrate and single crystal silicon has been proposed (M. Hashimoto et al.,
"Silicon Resonant Angular Rate Sensor", Techinica
l Digest of the 12th Sensor Symposium, pp.163-166
(1994)). This sensor has a movable electrode with a tuning fork structure that floats on both sides with a torsion bar. This movable electrode is excited by electromagnetic drive. When the angular velocity acts, a Coriolis force is generated on the movable electrode, and the movable electrode causes torsional vibration around the torsion bar to resonate. The sensor detects an angular velocity that acts due to a change in capacitance between the movable electrode and the detection electrode due to resonance of the movable electrode. When this sensor is manufactured, a structure such as a movable electrode portion is manufactured by etching a single crystal silicon substrate having a thickness of about 200 μm and having a crystal orientation of (110) perpendicular to the substrate surface. In order to vertically etch this relatively thick silicon substrate, anisotropic dry etching using SF 6 gas is performed, or after drilling a YAG laser at the corner of the base of the torsion bar to the movable electrode portion, ,
Wet etching is performed with KOH or the like. The etched silicon substrate is integrated with the glass substrate by anodic bonding.
【０００３】また別の半導体慣性センサとして、シリ
コン基板上にエッチングで犠牲層をパターン化した後、
除去することにより可動電極としてのポリシリコン振動
子を形成したマイクロジャイロ（K. Tanaka et al., "A
micromachined vibrating gyroscope", Sensors and A
ctuators A 50, pp.111-115 (1995)）が開示されてい
る。このマイクロジャイロは、いわゆる表面マイクロマ
シニング技術を用いた構造となっている。具体的には、
シリコン基板に不純物拡散によって検出電極を形成し、
その上に犠牲層となるリン酸ガラス膜を成膜してパター
ニングした後、ポリシリコンを成膜し、更に垂直エッチ
ング等の加工を行って構造体を形成する。最後に犠牲層
をエッチングにより除去することにより、可動電極部分
を切り離して検出電極に対してギャップを作り出し可動
電極を浮動状態にする。As another semiconductor inertial sensor, after a sacrificial layer is patterned on a silicon substrate by etching,
A micro-gyro (K. Tanaka et al., "A
micromachined vibrating gyroscope ", Sensors and A
ctuators A 50, pp. 111-115 (1995)). This microgyro has a structure using a so-called surface micromachining technology. In particular,
Forming a detection electrode by impurity diffusion on a silicon substrate,
After forming and patterning a phosphate glass film serving as a sacrificial layer thereon, a polysilicon film is formed, and a process such as vertical etching is performed to form a structure. Finally, by removing the sacrificial layer by etching, the movable electrode portion is cut off to create a gap with respect to the detection electrode, and the movable electrode is brought into a floating state.
【０００４】更に別の半導体慣性センサとして、ガラ
ス基板と単結晶シリコンの構造からなるジャイロスコー
プが提案されている（J.Bernstein et al., "A Microma
chined Comb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope", IEE
E MEMS '93 Proceeding, pp.143-148 (1993)）。このジ
ャイロスコープは、検出電極を形成したガラス基板と、
エッチングを行った後に高濃度ボロン拡散を行って可動
電極、固定電極等を形成した単結晶シリコン基板とをボ
ロン拡散を行った部分を接合面として接合し、更にボロ
ンを拡散していないシリコン基板部分をエッチングによ
り除去することにより、作られる。As another semiconductor inertial sensor, a gyroscope having a structure of a glass substrate and single crystal silicon has been proposed (J. Bernstein et al., "A Microma
chined Comb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope ", IEE
E MEMS '93 Proceeding, pp.143-148 (1993)). This gyroscope has a glass substrate on which a detection electrode is formed,
After the etching, high-concentration boron diffusion is performed to form a movable electrode, a fixed electrode, etc., on a single-crystal silicon substrate, where the boron-diffused portion is used as a bonding surface, and further, the silicon substrate portion where boron is not diffused. Is removed by etching.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記〜の従来のセ
ンサの製造技術には、次の欠点があった。の共振角速
度センサの製造方法では、ガラス基板に対して浮動する
構造になるべきシリコン能動部が陽極接合時に静電引力
によりガラス基板に貼り付いて可動電極にならないこと
があった。この貼り付き（sticking）を防ぐために可動
電極と検出電極とを短絡して静電力が働かない状態で陽
極接合した後に、レーザを用いて短絡していた電極間を
切り離していた。また島状の固定電極を形成するために
ガラス基板に接合した後、レーザアシストエッチングを
行う必要があった。これらのレーザ加工は極めて複雑で
あって、センサを量産しようとする場合には不適切であ
った。The above-mentioned conventional techniques for manufacturing a sensor have the following disadvantages. In the method of manufacturing the resonance angular velocity sensor described above, the silicon active portion which should be a structure floating with respect to the glass substrate sometimes adheres to the glass substrate due to electrostatic attraction during anodic bonding and does not become a movable electrode. In order to prevent this sticking, the movable electrode and the detection electrode are short-circuited and anodic-bonded in a state where electrostatic force does not work, and then the short-circuited electrodes are separated using a laser. In addition, it is necessary to perform laser-assisted etching after bonding to a glass substrate to form an island-shaped fixed electrode. These laser processes are extremely complicated and unsuitable for mass production of sensors.
【０００６】のマイクロジャイロは、シリコンウェー
ハを基板とするため、センサの寄生容量が大きく、感度
や精度を高くすることが困難であった。更にのジャイ
ロスコープの製造方法では、ボロンを拡散した部分をエ
ッチストップ部分として構造体全体を形成するため、エ
ッチストップ効果が不完全の場合にはオーバエッチング
により可動電極や固定電極の厚さが薄くなり、寸法精度
に劣る問題点があった。[0006] In the micro gyro, since a silicon wafer is used as a substrate, the parasitic capacitance of the sensor is large, and it is difficult to increase sensitivity and accuracy. Further, in the gyroscope manufacturing method, since the entire structure is formed by using the portion where boron is diffused as an etch stop portion, if the etch stop effect is incomplete, the thickness of the movable electrode and the fixed electrode is reduced by overetching. Therefore, there is a problem that the dimensional accuracy is inferior.
【０００７】更に及びにおいては、可動電極部と検
出電極部とのアライメントは陽極接合時に行われるが、
基板どうしを密着させる段階や、加熱を行ったときに生
じる温度分布や熱膨張率の違いなどによりずれが生じる
ため、このアライメントは一般に精度が低い。可動電極
と検出電極の位置関係のずれは、センサの出力に悪影響
を及ぼしやすいという問題点があった。Further, the alignment between the movable electrode portion and the detection electrode portion is performed at the time of anodic bonding.
This alignment is generally inaccurate because deviation occurs due to the stage of bringing the substrates into close contact with each other or the difference in the temperature distribution and the coefficient of thermal expansion generated when heating is performed. There has been a problem that a deviation in the positional relationship between the movable electrode and the detection electrode tends to adversely affect the output of the sensor.
【０００８】本発明の目的は、レーザ加工が不要で大量
生産に適する、低コストの半導体慣性センサの製造方法
を提供することにある。本発明の別の目的は、寄生容量
が低く、高感度で高精度の半導体慣性センサの製造方法
を提供することにある。本発明の更に別の目的は、寸法
精度に優れた半導体慣性センサの製造方法を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a low-cost semiconductor inertial sensor which does not require laser processing and is suitable for mass production. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor inertial sensor with low parasitic capacitance, high sensitivity and high accuracy. Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor inertial sensor having excellent dimensional accuracy.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、シリコンウェーハ２１の片面にシリ
コンを浸食せずにエッチング可能な膜２０を介して単結
晶シリコン層２３が形成された構造体２４を前記単結晶
シリコン層２３を対向させてガラス基板１０に接合する
工程と、シリコンウェーハ２２を膜２０をエッチストッ
プ層としてエッチング除去する工程と、膜２０を除去し
て単結晶シリコン層２３を露出させた後、単結晶シリコ
ン層２３を選択的にエッチング除去することにより、ガ
ラス基板１０上に接合した単結晶シリコンからなる一対
の固定電極２７，２８と一対の固定電極２７，２８に挟
まれかつガラス基板１０の上方に浮動する単結晶シリコ
ンからなる可動電極２６とを有する半導体慣性センサ３
０を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法であ
る。The invention according to claim 1 is
As shown in FIG. 1, a structure 24 in which a single crystal silicon layer 23 is formed on one surface of a silicon wafer 21 via a film 20 that can be etched without eroding silicon is opposed to the single crystal silicon layer 23. A step of bonding to the glass substrate 10, a step of etching the silicon wafer 22 using the film 20 as an etch stop layer, and a step of removing the film 20 to expose the single crystal silicon layer 23, and then selecting the single crystal silicon layer 23. The pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single crystal silicon bonded on the glass substrate 10 and the single crystal silicon sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 and floating above the glass substrate 10 Semiconductor inertial sensor 3 having a movable electrode 26 made of
And a step of obtaining 0.
【００１０】請求項２に係る発明は、図４に示すよう
に、ガラス基板１０の表面に検出電極１２を形成する工
程と、ガラス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２
を形成する工程と、シリコンウェーハ２１の片面にシリ
コンを浸食せずにエッチング可能な膜２０を介して単結
晶シリコン層２３が形成された構造体２４を前記単結晶
シリコン層２３を対向させてガラス基板１０に接合する
工程と、シリコンウェーハ２２を膜２０をエッチストッ
プ層としてエッチング除去する工程と、膜２０を除去し
て単結晶シリコン層２３を露出させた後、単結晶シリコ
ン層２３を選択的にエッチング除去することにより、ガ
ラス基板１０上に検出電極１２に対向して浮動する単結
晶シリコンからなる可動電極２６を有する半導体慣性セ
ンサ４０を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方
法である。As shown in FIG. 4, the invention according to claim 2 includes a step of forming a detection electrode 12 on the surface of the glass substrate 10 and a step of forming the detection electrode 12 on the bottom surface of the concave portion 11 of the glass substrate 10.
And forming a structure 24 having a single-crystal silicon layer 23 formed on one surface of a silicon wafer 21 via a film 20 that can be etched without eroding silicon, by making the single-crystal silicon layer 23 face the glass body. Bonding the silicon wafer 22 to the substrate 10, etching and removing the silicon wafer 22 using the film 20 as an etch stop layer, and selectively removing the single crystal silicon layer 23 after removing the film 20 to expose the single crystal silicon layer 23. Obtaining a semiconductor inertial sensor 40 having a movable electrode 26 made of single-crystal silicon floating on the glass substrate 10 so as to face the detection electrode 12 by etching.
【００１１】請求項３に係る発明は、図５に示すよう
に、ガラス基板１０の表面に検出電極１２を形成する工
程と、ガラス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２
を形成する工程と、シリコンウェーハ２１の片面にシリ
コンを浸食せずにエッチング可能な膜２０を介して単結
晶シリコン層２３が形成された構造体２４を前記単結晶
シリコン層２３を対向させてガラス基板１０に接合する
工程と、シリコンウェーハ２２を膜２０をエッチストッ
プ層としてエッチング除去する工程と、膜２０を除去し
て単結晶シリコン層２３を露出させた後、単結晶シリコ
ン層２３を選択的にエッチング除去することにより、ガ
ラス基板１０上に接合した単結晶シリコンからなる一対
の固定電極２７，２８と固定電極２７，２８に挟まれか
つ検出電極１２に対向して検出電極１２の上方に浮動す
る単結晶シリコンからなる可動電極２６とを有する半導
体慣性センサ５０を得る工程とを含む半導体慣性センサ
の製造方法である。As shown in FIG. 5, the invention according to claim 3 includes a step of forming a detection electrode 12 on the surface of the glass substrate 10 and a step of forming the detection electrode 12 on the bottom surface of the concave portion 11 of the glass substrate 10.
And forming a structure 24 having a single-crystal silicon layer 23 formed thereon via a film 20 that can be etched without eroding silicon on one side of a silicon wafer 21 by making the single-crystal silicon layer 23 face the glass body. Bonding the silicon wafer 22 to the substrate 10, etching and removing the silicon wafer 22 using the film 20 as an etch stop layer, and selectively removing the single crystal silicon layer 23 after removing the film 20 to expose the single crystal silicon layer 23. By being etched away, a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single-crystal silicon bonded to the glass substrate 10 is sandwiched between the fixed electrodes 27 and 28 and floats above the detection electrode 12 so as to face the detection electrode 12. Obtaining a semiconductor inertial sensor 50 having a movable electrode 26 made of single-crystal silicon.
【００１２】請求項４に係る発明は、図１に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、第１
シリコンウェーハ２１の両面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜２０を形成する工程と、第２シリコン
ウェーハ２２を第１シリコンウエーハ２１の片面に膜２
０を介して貼り合わせる工程と、第１シリコンウェーハ
２１の別の片面を所定の厚さに研磨して単結晶シリコン
層２３を形成する工程と、単結晶シリコン層２３、膜２
０及び第２シリコンウエーハ２２からなる構造体２４を
単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向するようにガラ
ス基板１０に接合する工程と、第２シリコンウェーハ２
２を膜２０をエッチストップ層としてエッチング除去す
る工程と、膜２０を除去して単結晶シリコン層２３を露
出させた後、単結晶シリコン層２３を選択的にエッチン
グ除去することにより、ガラス基板１０上に接合した単
結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，２８と一対
の固定電極２７，２８に挟まれかつガラス基板１０の上
方に浮動する単結晶シリコンからなる可動電極２６とを
有する半導体慣性センサ３０を得る工程とを含む半導体
慣性センサの製造方法である。According to a fourth aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, a step of forming a concave portion 11 in a glass substrate 10 includes the steps of:
Forming a film 20 that can be etched without eroding silicon on both surfaces of the silicon wafer 21, and placing the second silicon wafer 22 on one surface of the first silicon wafer 21
0, a step of polishing another side of the first silicon wafer 21 to a predetermined thickness to form a single-crystal silicon layer 23, a step of bonding the single-crystal silicon layer 23 and the film 2
Bonding a structure 24 composed of the first silicon wafer 22 and the second silicon wafer 22 to the glass substrate 10 such that the single crystal silicon layer 23 faces the recess 11;
2 by removing the film 20 using the film 20 as an etch stop layer, and by selectively removing the single crystal silicon layer 23 by etching after removing the film 20 to expose the single crystal silicon layer 23. A semiconductor inertial sensor having a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single crystal silicon bonded thereon and a movable electrode 26 made of single crystal silicon sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 and floating above the glass substrate 10. 30. A method for manufacturing a semiconductor inertial sensor, comprising:
【００１３】請求項５に係る発明は、図４に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、第１シリコンウェーハ２１の両面にシリコンを
浸食せずにエッチング可能な膜２０を形成する工程と、
第２シリコンウェーハ２２を第１シリコンウエーハ２１
の片面に膜２０を介して貼り合わせる工程と、第１シリ
コンウェーハ２１の別の片面を所定の厚さに研磨して単
結晶シリコン層２３を形成する工程と、単結晶シリコン
層２３、膜２０及び第２シリコンウエーハ２２からなる
構造体２４を単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向す
るようにガラス基板１０に接合する工程と、第２シリコ
ンウェーハ２２を膜２０をエッチストップ層としてエッ
チング除去する工程と、膜２０を除去して単結晶シリコ
ン層２３を露出させた後、単結晶シリコン層２３を選択
的にエッチング除去することにより、ガラス基板１０上
に検出電極１２に対向して浮動する単結晶シリコンから
なる可動電極２６を有する半導体慣性センサ４０を得る
工程とを含む半導体慣性センサの製造方法である。According to a fifth aspect of the present invention, as shown in FIG. 4, a step of forming a concave portion 11 in a glass substrate 10, a step of forming a detection electrode 12 on the bottom surface of the concave portion 11 of the glass substrate 10, Forming a film 20 that can be etched without eroding silicon on both sides of the silicon wafer 21;
The second silicon wafer 22 is replaced with the first silicon wafer 21
Bonding one surface of the first silicon wafer 21 via the film 20; polishing another surface of the first silicon wafer 21 to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer 23; Bonding the structure 24 composed of the second silicon wafer 22 to the glass substrate 10 such that the single-crystal silicon layer 23 faces the concave portion 11, and etching away the second silicon wafer 22 using the film 20 as an etch stop layer. Step: After removing the film 20 to expose the single crystal silicon layer 23 and selectively removing the single crystal silicon layer 23 by etching, the single crystal silicon layer 23 floating on the glass substrate 10 facing the detection electrode 12 is removed. Obtaining a semiconductor inertial sensor 40 having a movable electrode 26 made of crystalline silicon.
【００１４】請求項６に係る発明は、図５に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、第１シリコンウェーハ２１の両面にシリコンを
浸食せずにエッチング可能な膜２０を形成する工程と、
第２シリコンウェーハ２２を第１シリコンウエーハ２１
の片面に膜２０を介して貼り合わせる工程と、第１シリ
コンウェーハ２１の別の片面を所定の厚さに研磨して単
結晶シリコン層２３を形成する工程と、単結晶シリコン
層２３、膜２０及び第２シリコンウエーハ２２からなる
構造体２４を単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向す
るようにガラス基板１０に接合する工程と、第２シリコ
ンウェーハ２２を膜２０をエッチストップ層としてエッ
チング除去する工程と、膜２０を除去して単結晶シリコ
ン層２３を露出させた後、単結晶シリコン層２３を選択
的にエッチング除去することにより、ガラス基板１０上
に接合した単結晶シリコンからなる一対の固定電極２
７，２８と一対の固定電極２７，２８に挟まれかつガラ
ス基板１０の上方に浮動する単結晶シリコンからなる可
動電極２６とを有する半導体慣性センサ５０を得る工程
とを含む半導体慣性センサの製造方法である。According to a sixth aspect of the present invention, as shown in FIG. 5, a step of forming a recess 11 in a glass substrate 10, a step of forming a detection electrode 12 on the bottom surface of the recess 11 of the glass substrate 10, Forming a film 20 that can be etched without eroding silicon on both sides of the silicon wafer 21;
The second silicon wafer 22 is replaced with the first silicon wafer 21
Bonding one surface of the first silicon wafer 21 via the film 20; polishing another surface of the first silicon wafer 21 to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer 23; Bonding the structure 24 composed of the second silicon wafer 22 to the glass substrate 10 such that the single-crystal silicon layer 23 faces the concave portion 11, and etching away the second silicon wafer 22 using the film 20 as an etch stop layer. After removing the film 20 to expose the single-crystal silicon layer 23 and selectively removing the single-crystal silicon layer 23 by etching, a pair of fixings made of single-crystal silicon bonded to the glass substrate 10 is performed. Electrode 2
Obtaining a semiconductor inertial sensor 50 having a movable electrode 26 made of single crystal silicon sandwiched between a pair of fixed electrodes 27 and 28 and floating above the glass substrate 10. It is.
【００１５】請求項７に係る発明は、図７に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、第１
シリコンウェーハ２１の両面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜２０を形成する工程と、第２シリコン
ウェーハ２２を第１シリコンウエーハ２１の片面に膜２
０を介して貼り合わせる工程と、第１シリコンウェーハ
２１の別の片面を所定の厚さに研磨して単結晶シリコン
層２３を形成する工程と、単結晶シリコン層２３、膜２
０及び第２シリコンウエーハ２２からなる構造体２４を
単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向するようにガラ
ス基板１０に接合する工程と、第２シリコンウェーハ２
２を膜２０をエッチストップ層としてエッチング除去す
る工程と、膜２０を選択的に除去した後、単結晶シリコ
ン層２３を選択的にエッチング除去することにより、ガ
ラス基板１０上に接合した単結晶シリコンからなる一対
の固定電極２７，２８と一対の固定電極２７，２８に挟
まれかつガラス基板１０の上方に浮動する単結晶シリコ
ンからなる可動電極２６とを有する半導体慣性センサ３
０を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法であ
る。According to a seventh aspect of the present invention, as shown in FIG. 7, a step of forming a concave portion 11 in a glass substrate 10 comprises the steps of:
Forming a film 20 that can be etched without eroding silicon on both surfaces of the silicon wafer 21, and placing the second silicon wafer 22 on one surface of the first silicon wafer 21
0, a step of polishing another side of the first silicon wafer 21 to a predetermined thickness to form a single-crystal silicon layer 23, a step of bonding the single-crystal silicon layer 23 and the film 2
Bonding a structure 24 composed of the first silicon wafer 22 and the second silicon wafer 22 to the glass substrate 10 such that the single crystal silicon layer 23 faces the recess 11;
2 by using the film 20 as an etch stop layer, and by selectively removing the film 20 and then selectively removing the single crystal silicon layer 23 by etching. Inertial sensor 3 having a pair of fixed electrodes 27 and 28 composed of a single electrode and a movable electrode 26 of single crystal silicon sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 and floating above the glass substrate 10.
And a step of obtaining 0.
【００１６】請求項８に係る発明は、図８に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、第１シリコンウェーハ２１の両面にシリコンを
浸食せずにエッチング可能な膜２０を形成する工程と、
第２シリコンウェーハ２２を第１シリコンウエーハ２１
の片面に膜２０を介して貼り合わせる工程と、第１シリ
コンウェーハ２１の別の片面を所定の厚さに研磨して単
結晶シリコン層２３を形成する工程と、単結晶シリコン
層２３、膜２０及び第２シリコンウエーハ２２からなる
構造体２４を単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向す
るようにガラス基板１０に接合する工程と、第２シリコ
ンウェーハ２２を膜２０をエッチストップ層としてエッ
チング除去する工程と、膜２０を選択的に除去した後、
単結晶シリコン層２３を選択的にエッチング除去するこ
とにより、ガラス基板１０上に検出電極１２に対向して
浮動する単結晶シリコンからなる可動電極２６を有する
半導体慣性センサ４０を得る工程とを含む半導体慣性セ
ンサの製造方法である。As shown in FIG. 8, the invention according to claim 8 includes a step of forming a recess 11 in a glass substrate 10, a step of forming a detection electrode 12 on the bottom surface of the recess 11 of the glass substrate 10, and Forming a film 20 that can be etched without eroding silicon on both sides of the silicon wafer 21;
The second silicon wafer 22 is replaced with the first silicon wafer 21
Bonding one surface of the first silicon wafer 21 via the film 20; polishing another surface of the first silicon wafer 21 to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer 23; Bonding the structure 24 composed of the second silicon wafer 22 to the glass substrate 10 such that the single-crystal silicon layer 23 faces the concave portion 11, and etching away the second silicon wafer 22 using the film 20 as an etch stop layer. Step and after selectively removing the film 20,
Selectively etching away the single crystal silicon layer 23 to obtain a semiconductor inertial sensor 40 having a movable electrode 26 made of single crystal silicon floating on the glass substrate 10 so as to face the detection electrode 12. It is a manufacturing method of an inertial sensor.
【００１７】請求項９に係る発明は、図９に示すよう
に、ガラス基板１０に凹部１１を形成する工程と、ガラ
ス基板１０の凹部１１の底面に検出電極１２を形成する
工程と、第１シリコンウェーハ２１の両面にシリコンを
浸食せずにエッチング可能な膜２０を形成する工程と、
第２シリコンウェーハ２２を第１シリコンウエーハ２１
の片面に膜２０を介して貼り合わせる工程と、第１シリ
コンウェーハ２１の別の片面を所定の厚さに研磨して単
結晶シリコン層２３を形成する工程と、単結晶シリコン
層２３、膜２０及び第２シリコンウエーハ２２からなる
構造体２４を単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向す
るようにガラス基板１０に接合する工程と、第２シリコ
ンウェーハ２２を膜２０をエッチストップ層としてエッ
チング除去する工程と、膜２０を選択的に除去した後、
単結晶シリコン層２３を選択的にエッチング除去するこ
とにより、ガラス基板１０上に接合した単結晶シリコン
からなる一対の固定電極２７，２８と一対の固定電極２
７，２８に挟まれかつ検出電極１２に対向して検出電極
１２の上方に浮動する単結晶シリコンからなる可動電極
２６とを有する半導体慣性センサ５０を得る工程とを含
む半導体慣性センサの製造方法である。According to a ninth aspect of the present invention, as shown in FIG. 9, a step of forming a concave portion 11 in a glass substrate 10, a step of forming a detection electrode 12 on the bottom surface of the concave portion 11 of the glass substrate 10, Forming a film 20 that can be etched without eroding silicon on both sides of the silicon wafer 21;
The second silicon wafer 22 is replaced with the first silicon wafer 21
Bonding one surface of the first silicon wafer 21 via the film 20; polishing another surface of the first silicon wafer 21 to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer 23; Bonding the structure 24 composed of the second silicon wafer 22 to the glass substrate 10 such that the single-crystal silicon layer 23 faces the concave portion 11, and etching away the second silicon wafer 22 using the film 20 as an etch stop layer. Step and after selectively removing the film 20,
By selectively etching away the single crystal silicon layer 23, a pair of fixed electrodes 27 and 28 and a pair of fixed electrodes 2 made of single crystal silicon bonded on the glass substrate 10 are formed.
Obtaining a semiconductor inertial sensor 50 having a movable electrode 26 made of single-crystal silicon, which is sandwiched between the electrodes 7 and 28 and floats above the detection electrode 12 so as to face the detection electrode 12. is there.
【００１８】この請求項１ないし９に係る製造方法で
は、レーザ加工が不要で大量生産に適するため、低コス
トで半導体慣性センサを製造できる。また基板にガラス
基板を用いるので、センサは寄生容量が低い。また可動
電極部と検出電極部とのアライメントを両者の接合時に
行う従来技術に比べて、本願の請求項２，３，５，６，
８及び９に係る製造方法では、可動電極部を形成する前
に両者の接合を行うため、接合時に検出電極部とのアラ
イメントを行う必要がなく、可動電極形成時に精度良く
アライメントを行うことができるので、可動電極と検出
電極との位置関係のずれは最小限に抑えられる。このた
め高感度で高精度な半導体慣性センサが作られる。In the manufacturing method according to the first to ninth aspects, since laser processing is not required and suitable for mass production, a semiconductor inertial sensor can be manufactured at low cost. Further, since a glass substrate is used as the substrate, the sensor has low parasitic capacitance. Further, as compared with the prior art in which the alignment of the movable electrode portion and the detection electrode portion is performed at the time of joining the two, the claims 2, 3, 5, 6, and 6 of the present application.
In the manufacturing methods according to 8 and 9, since the two are joined before the movable electrode portion is formed, there is no need to perform alignment with the detection electrode portion at the time of joining, and the alignment can be accurately performed when the movable electrode is formed. Therefore, the displacement of the positional relationship between the movable electrode and the detection electrode can be minimized. Therefore, a highly sensitive and accurate semiconductor inertial sensor is manufactured.
【００１９】なお、本明細書で、「シリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜」とは、当該膜をエッチング除去
する際にシリコンが浸食されないエッチャントを選ぶこ
とができる膜であることを意味する。また、この膜をエ
ッチストップ層として利用する際には、前記エッチャン
トとは異なるエッチャントによって、シリコンのみをエ
ッチングすることが可能である。この様な性質の膜とし
ては酸化膜や窒化膜等が挙げられる。本発明において、
第２シリコンウェーハ２２の結晶方位は、エッチング速
度を考慮した場合、（１１０）方位のものが好ましく使
用される。In this specification, "a film which can be etched without eroding silicon" means that an etchant which does not corrode silicon when etching the film can be selected. . When this film is used as an etch stop layer, it is possible to etch only silicon with an etchant different from the above etchant. Examples of the film having such properties include an oxide film and a nitride film. In the present invention,
In consideration of the etching rate, the crystal orientation of the second silicon wafer 22 preferably has a (110) orientation.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて詳しく説明する。図１及び図２に示すように、本発
明の第１実施形態の半導体慣性センサ３０は加速度セン
サであって、ガラス基板１０上に固着された固定電極２
７及び２８の間に可動電極２６を有する。可動電極２
６、固定電極２７及び２８は、それぞれ単結晶シリコン
からなり、電極２６と電極２７及び電極２６と電極２８
の互いに対向する部分が櫛状に形成される。可動電極２
６はガラス基板１０の上方に位置し、ビーム３１，３１
によりその両端が支持され、ガラス基板１０に対して浮
動になっている。ビーム３１の基端部３１ａは基板１０
上に固着される。図示しないが、ビーム基端部３１ａ、
固定電極２７及び２８には個別に電気配線がなされる。
この半導体慣性センサ３０では、可動電極２６に対し
て、図の矢印で示すようにビーム基端部３１ａと３１ａ
を結ぶ線に直交する水平方向の加速度が作用すると、可
動電極２６はビーム３１，３１を支軸として振動する。
可動電極２６と固定電極２７及び２８の間の間隔が広が
ったり、狭まったりすると、可動電極２６と固定電極２
７及び２８の間の静電容量が変化する。この静電容量の
変化から作用した加速度が求められる。Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, a semiconductor inertial sensor 30 according to a first embodiment of the present invention is an acceleration sensor, and includes a fixed electrode 2 fixed on a glass substrate 10.
A movable electrode 26 is provided between 7 and 28. Movable electrode 2
6. The fixed electrodes 27 and 28 are each made of single-crystal silicon, and the electrodes 26 and 27 and the electrodes 26 and 28
Are formed in a comb shape. Movable electrode 2
6 is located above the glass substrate 10 and the beams 31, 31
Are supported at both ends, and are floated with respect to the glass substrate 10. The base 31a of the beam 31 is
Fixed on top. Although not shown, the beam base end 31a,
Electric wires are individually provided to the fixed electrodes 27 and 28.
In the semiconductor inertial sensor 30, the beam base ends 31a and 31a are moved with respect to the movable electrode 26 as shown by arrows in FIG.
When an acceleration in a horizontal direction perpendicular to the line connecting is applied, the movable electrode 26 vibrates around the beams 31 and 31 as supporting axes.
When the distance between the movable electrode 26 and the fixed electrodes 27 and 28 increases or decreases, the movable electrode 26 and the fixed electrode 2
The capacitance between 7 and 28 changes. The acceleration that acts is obtained from the change in the capacitance.
【００２１】次に、本発明の第１実施形態の半導体慣性
センサ３０の製造方法について述べる。図１に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成する。一方、第１シリコ
ンウェーハ２１の両面にシリコンを浸食せずにエッチン
グ可能な膜２０を形成する。この膜２０としては、第１
シリコンウェーハ２１を熱酸化することにより形成され
る酸化膜の他、化学気相成長（ＣＶＤ）法でＳｉＨ2Ｃ
ｌ2又はＳｉＨ4とＮＨ3ガスを用いて形成される窒化シ
リコン膜などが挙げられる。両面に酸化膜２０を形成し
た後、第２シリコンウェーハ２２を第１シリコンウエー
ハ２１に酸化膜２０を介して貼り合わせる。第２シリコ
ンウエーハ２２が貼り合わされていない側の第１シリコ
ンウェーハ２１の表面をその上に形成されている酸化膜
２０と共に砥石及び研磨布を用いて所定の厚さに研削研
磨して単結晶シリコン層２３を形成する。その結果、単
結晶シリコン層２３、酸化膜２０及び第２シリコンウェ
ーハ２２からなる構造体２４が形成される。この構造体
２４を単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向するよう
にガラス基板１０に陽極接合する。その後、ＫＯＨなど
のエッチャントにより第２シリコンウェーハ２２を酸化
膜２０をエッチストップ層としてエッチング除去する。
次いで酸化膜２０をフッ酸などのエッチャントにより除
去して単結晶シリコン層２３を露出させる。その後、露
出した単結晶シリコン層２３の表面にスパッタリングに
よりアルミニウム（Ａｌ）膜２５を形成し、パターニン
グした後、ＳＦ6ガスによる低温での異方性ドライエッ
チングを行い、最後にＡｌ膜２５を除去する。これによ
り単結晶シリコン層２３が選択的にエッチング除去さ
れ、ガラス基板１０上に接合した単結晶シリコンからな
る一対の固定電極２７，２８と一対の固定電極２７，２
８に挟まれかつガラス基板１０の上方に浮動する単結晶
シリコンからなる可動電極２６とが形成された半導体慣
性センサ３０が得られる。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 30 according to the first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, first, a concave portion 11 is formed in a glass substrate 10 by etching with an etchant such as hydrofluoric acid. On the other hand, a film 20 that can be etched without eroding silicon is formed on both surfaces of the first silicon wafer 21. As this film 20, the first
In addition to an oxide film formed by thermally oxidizing the silicon wafer 21, SiH 2 C is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.
and a silicon nitride film formed using l 2 or SiH 4 and NH 3 gas. After forming the oxide films 20 on both sides, the second silicon wafer 22 is bonded to the first silicon wafer 21 via the oxide films 20. The surface of the first silicon wafer 21 on the side where the second silicon wafer 22 is not bonded is ground and polished to a predetermined thickness by using a grindstone and a polishing cloth together with the oxide film 20 formed thereon to form single crystal silicon. The layer 23 is formed. As a result, a structure 24 including the single crystal silicon layer 23, the oxide film 20, and the second silicon wafer 22 is formed. The structure 24 is anodically bonded to the glass substrate 10 such that the single crystal silicon layer 23 faces the recess 11. After that, the second silicon wafer 22 is removed by etching using an oxide film 20 as an etch stop layer using an etchant such as KOH.
Next, oxide film 20 is removed with an etchant such as hydrofluoric acid to expose single crystal silicon layer 23. Thereafter, an aluminum (Al) film 25 is formed on the exposed surface of the single-crystal silicon layer 23 by sputtering, and after patterning, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas, and finally, the Al film 25 is removed. I do. As a result, the single-crystal silicon layer 23 is selectively removed by etching, and a pair of fixed electrodes 27 and 28 and a pair of fixed electrodes 27 and 2 made of single-crystal silicon bonded on the glass substrate 10.
The semiconductor inertial sensor 30 in which the movable electrode 26 made of single-crystal silicon and sandwiched between the movable electrodes 8 and floating above the glass substrate 10 is formed.
【００２２】図３及び図４は第２実施形態の半導体慣性
センサ４０を示す。この半導体慣性センサ４０は加速度
センサであって、検出電極１２が表面に形成されたガラ
ス基板１０上に固着された枠体２９の間に可動電極２６
を有する。可動電極２６、枠体２９は、それぞれ単結晶
シリコンからなり、電極２６は窓枠状の枠体２９に間隔
をあけて収容される。可動電極２６は検出電極１２の上
方に位置し、ビーム３１，３１によりその両端が支持さ
れ、ガラス基板１０に対して浮動になっている。ビーム
３１の基端部３１ａは枠体２９の凹み２９ａに位置しか
つ基板１０上に固着される。図示しないが、ビーム基端
部３１ａ及び検出電極１２には個別に電気配線がなされ
る。この半導体慣性センサ４０では、可動電極２６に対
して、図の矢印で示すようにビーム基端部３１ａと３１
ａを結ぶ線に直交する鉛直方向の加速度が作用すると、
可動電極２６はビーム３１，３１を支軸として振動す
る。可動電極２６と検出電極１２の間の間隔が広がった
り、狭まったりすると、可動電極２６と検出電極１２の
間の静電容量が変化する。この静電容量の変化から作用
した加速度が求められる。FIGS. 3 and 4 show a semiconductor inertial sensor 40 according to a second embodiment. The semiconductor inertial sensor 40 is an acceleration sensor, and includes a movable electrode 26 between a frame 29 fixed on a glass substrate 10 having a detection electrode 12 formed on the surface.
Having. The movable electrode 26 and the frame body 29 are each made of single-crystal silicon, and the electrodes 26 are housed in the window frame-shaped frame body 29 at intervals. The movable electrode 26 is located above the detection electrode 12, both ends of which are supported by beams 31, and floats with respect to the glass substrate 10. The base end 31 a of the beam 31 is located in the recess 29 a of the frame 29 and is fixed on the substrate 10. Although not shown, electric wires are individually provided to the beam base 31a and the detection electrode 12. In this semiconductor inertial sensor 40, the beam base ends 31a and 31a
When a vertical acceleration perpendicular to the line connecting a acts,
The movable electrode 26 oscillates around the beams 31 and 31 as support axes. When the distance between the movable electrode 26 and the detection electrode 12 increases or decreases, the capacitance between the movable electrode 26 and the detection electrode 12 changes. The acceleration that acts is obtained from the change in the capacitance.
【００２３】次に、本発明の第２実施形態の半導体慣性
センサ４０の製造方法について述べる。図４に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成し、この凹部１１の底面
にスパッタリング、真空蒸着などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃ
ｕなどから選ばれた金属の薄膜からなる検出電極１２を
形成する。一方、第１実施形態の製造方法と同様に行
い、第１シリコンウェーハ２１を熱酸化してその両面に
酸化膜２０を形成する。その後、第２シリコンウェーハ
２２を第１シリコンウエーハ２１に酸化膜２０を介して
貼り合わせる。第２シリコンウエーハ２２が貼り合わさ
れていない側の第１シリコンウェーハ２１の表面をその
上に形成されている酸化膜２０と共に所定の厚さに研削
研磨して単結晶シリコン層２３を形成する。その結果、
単結晶シリコン層２３、酸化膜２０及び第２シリコンウ
ェーハ２２からなる構造体２４が形成される。この構造
体２４を単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向するよ
うにガラス基板１０に陽極接合する。その後、第２シリ
コンウェーハ２２を酸化膜２０をエッチストップ層とし
てエッチング除去する。次いで酸化膜２０を除去して単
結晶シリコン層２３を露出させる。その後、露出した単
結晶シリコン層２３の表面にスパッタリングによりＡｌ
膜２５を形成し、パターニングした後、ＳＦ6ガスによ
る低温での異方性ドライエッチングを行い、最後にＡｌ
膜２５を除去する。これにより単結晶シリコン層２３が
選択的にエッチング除去され、ガラス基板１０上に接合
した単結晶シリコンからなる枠体２９，２９と枠体２
９，２９に挟まれかつ検出電極１２の上方に浮動する単
結晶シリコンからなる可動電極２６とが形成された半導
体慣性センサ４０が得られる。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 40 according to the second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 4, first, a concave portion 11 is formed on a glass substrate 10 by etching with an etchant such as hydrofluoric acid, and Au, Pt, C is formed on the bottom surface of the concave portion 11 by sputtering, vacuum deposition, or the like.
The detection electrode 12 made of a thin film of a metal selected from u or the like is formed. On the other hand, in the same manner as in the manufacturing method of the first embodiment, the first silicon wafer 21 is thermally oxidized to form oxide films 20 on both surfaces thereof. After that, the second silicon wafer 22 is bonded to the first silicon wafer 21 via the oxide film 20. The surface of the first silicon wafer 21 to which the second silicon wafer 22 is not bonded is ground and polished to a predetermined thickness together with the oxide film 20 formed thereon to form the single crystal silicon layer 23. as a result,
A structure 24 including the single crystal silicon layer 23, the oxide film 20, and the second silicon wafer 22 is formed. The structure 24 is anodically bonded to the glass substrate 10 such that the single crystal silicon layer 23 faces the recess 11. Thereafter, the second silicon wafer 22 is etched away using the oxide film 20 as an etch stop layer. Next, oxide film 20 is removed to expose single crystal silicon layer 23. Then, the surface of the exposed single crystal silicon layer 23 is
After a film 25 is formed and patterned, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas.
The film 25 is removed. As a result, the single crystal silicon layer 23 is selectively removed by etching, and the frames 29 and 29 and the frame 2 made of single crystal silicon bonded on the glass substrate 10 are formed.
A semiconductor inertial sensor 40 is obtained in which the movable electrode 26 made of single-crystal silicon sandwiched between 9, 29 and floating above the detection electrode 12 is formed.
【００２４】図５及び図６は第３実施形態の半導体慣性
センサ５０を示す。この半導体慣性センサ５０は角速度
センサであって、ガラス基板１０上に固着された固定電
極２７及び２８の間に音叉構造の一対の可動電極２６，
２６を有する。可動電極２６、固定電極２７及び２８
は、それぞれ単結晶シリコンからなり、電極２６と電極
２７及び電極２６と電極２８の互いに対向する部分が櫛
状に形成される。可動電極２６，２６はガラス基板１０
に形成された凹部１１の上方に位置し、コ字状のビーム
３１，３１によりその両端が支持され、ガラス基板１０
に対して浮動になっている。ビーム３１の基端部３１ａ
は基板１０上に固着される。この凹部１１の底面には凹
部の深さより小さい厚さの検出電極１２が形成される。
図示しないが、ビーム基端部３１ａ、固定電極２７及び
２８、検出電極１２には個別に電気配線がなされ、固定
電極２７及び２８に交流電圧を印加し、静電力により可
動電極を励振するようになっている。この半導体慣性セ
ンサ５０では、可動電極２６，２６に対してビーム基端
部３１ａと３１ａを結ぶ線を中心として角速度が作用す
ると、可動電極２６，２６にコリオリ力が生じてこの中
心線の回りに捩り振動を起こして共振する。この共振時
の可動電極２６と検出電極１２との間の静電容量の変化
により作用した角速度が検出される。FIGS. 5 and 6 show a semiconductor inertial sensor 50 according to a third embodiment. The semiconductor inertial sensor 50 is an angular velocity sensor, and includes a pair of movable electrodes 26 having a tuning fork structure between fixed electrodes 27 and 28 fixed on the glass substrate 10.
26. Movable electrode 26, fixed electrodes 27 and 28
Are made of single-crystal silicon, and opposing portions of the electrodes 26 and 27 and the electrodes 26 and 28 are formed in a comb shape. The movable electrodes 26, 26 are glass substrates 10
The upper and lower ends of the glass substrate 10 are positioned above the concave portion 11 formed in the
Floating against. Base 31a of beam 31
Is fixed on the substrate 10. A detection electrode 12 having a thickness smaller than the depth of the concave portion is formed on the bottom surface of the concave portion 11.
Although not shown, electric wires are individually provided to the beam base 31a, the fixed electrodes 27 and 28, and the detection electrode 12, and an alternating voltage is applied to the fixed electrodes 27 and 28 so that the movable electrode is excited by electrostatic force. Has become. In the semiconductor inertial sensor 50, when an angular velocity acts on the movable electrodes 26 and 26 around a line connecting the beam base ends 31a and 31a, a Coriolis force is generated on the movable electrodes 26 and 26 and around the center line. Resonates by causing torsional vibration. The angular velocity acting due to the change in the capacitance between the movable electrode 26 and the detection electrode 12 at the time of the resonance is detected.
【００２５】次に、本発明の第３実施形態の半導体慣性
センサ５０の製造方法について述べる。図５に示すよう
に、先ずガラス基板１０にフッ酸などのエッチャントで
エッチングして凹部１１を形成し、この凹部１１の底面
にスパッタリング、真空蒸着などによりＡｕ，Ｐｔ，Ｃ
ｕなどから選ばれた金属の薄膜からなる検出電極１２を
形成する。一方、第１実施形態の製造方法と同様に行
い、第１シリコンウェーハ２１を熱酸化してその両面に
酸化膜２０を形成する。その後、第２シリコンウェーハ
２２を第１シリコンウエーハ２１に酸化膜２０を介して
貼り合わせる。第２シリコンウエーハ２２が貼り合わさ
れていない側の第１シリコンウェーハ２１の表面をその
上に形成されている酸化膜２０と共に所定の厚さに研削
研磨して単結晶シリコン層２３を形成する。その結果、
単結晶シリコン層２３、酸化膜２０及び第２シリコンウ
ェーハ２２からなる構造体２４が形成される。この構造
体２４を単結晶シリコン層２３が凹部１１に対向するよ
うにガラス基板１０に陽極接合する。その後、第２シリ
コンウェーハ２２を酸化膜２０をエッチストップ層とし
てエッチング除去する。次いで酸化膜２０を除去して単
結晶シリコン層２３を露出させる。その後、露出した単
結晶シリコン層２３の表面にスパッタリングによりＡｌ
膜２５を形成し、パターニングした後、ＳＦ6ガスによ
る低温での異方性ドライエッチングを行い、最後にＡｌ
膜２５を除去する。これにより単結晶シリコン層２３が
選択的にエッチング除去され、ガラス基板１０上に接合
した単結晶シリコンからなる一対の固定電極２７，２８
と一対の固定電極２７，２８に挟まれかつ検出電極１２
の上方に浮動する単結晶シリコンからなる可動電極２６
とが形成された半導体慣性センサ５０が得られる。Next, a method of manufacturing the semiconductor inertial sensor 50 according to the third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 5, a concave portion 11 is first formed on a glass substrate 10 by etching with an etchant such as hydrofluoric acid, and Au, Pt, and C are formed on the bottom surface of the concave portion 11 by sputtering, vacuum deposition, or the like.
The detection electrode 12 made of a thin film of a metal selected from u or the like is formed. On the other hand, in the same manner as in the manufacturing method of the first embodiment, the first silicon wafer 21 is thermally oxidized to form oxide films 20 on both surfaces thereof. After that, the second silicon wafer 22 is bonded to the first silicon wafer 21 via the oxide film 20. The surface of the first silicon wafer 21 to which the second silicon wafer 22 is not bonded is ground and polished to a predetermined thickness together with the oxide film 20 formed thereon to form the single crystal silicon layer 23. as a result,
A structure 24 including the single crystal silicon layer 23, the oxide film 20, and the second silicon wafer 22 is formed. The structure 24 is anodically bonded to the glass substrate 10 such that the single crystal silicon layer 23 faces the recess 11. Thereafter, the second silicon wafer 22 is etched away using the oxide film 20 as an etch stop layer. Next, oxide film 20 is removed to expose single crystal silicon layer 23. Then, the surface of the exposed single crystal silicon layer 23 is
After a film 25 is formed and patterned, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas.
The film 25 is removed. As a result, the single crystal silicon layer 23 is selectively removed by etching, and a pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single crystal silicon bonded on the glass substrate 10 are formed.
And the pair of fixed electrodes 27 and 28 and the detection electrode 12
Electrode 26 made of single-crystal silicon floating above
Thus, a semiconductor inertial sensor 50 having the above-described structure is obtained.
【００２６】図７は第１実施形態の半導体慣性センサ３
０の別の製造方法を示す。第１実施形態のセンサ３０の
製法との相違点は、構造体２４をガラス基板１０に接合
した後、第２シリコンウェーハ２２を酸化膜２０をエッ
チストップ層としてエッチング除去する工程までは第１
実施形態の製法と同じであり、それ以後の工程で相違す
る。即ち、構造体２４を構成する第２シリコンウェーハ
２２のエッチング除去により露出した酸化膜２０をフッ
酸等のエッチャントを用いてパターニングし、酸化膜２
０ａ、２０ｂ及び２０ｃを単結晶シリコン層２３上に選
択的に形成する。この状態で、ＳＦ6ガスによる低温で
の異方性ドライエッチングを行い、最後に酸化膜２０
ａ、２０ｂ及び２０ｃを除去する。これにより単結晶シ
リコン層２３が選択的にエッチング除去され、ガラス基
板１０上に接合した単結晶シリコンからなる一対の固定
電極２７，２８と一対の固定電極２７，２８に挟まれか
つガラス基板１０の上方に浮動する単結晶シリコンから
なる可動電極２６とが形成された半導体慣性センサ３０
が得られる。FIG. 7 shows a semiconductor inertial sensor 3 according to the first embodiment.
0 shows another manufacturing method. The difference from the manufacturing method of the sensor 30 of the first embodiment is that, after the structure 24 is bonded to the glass substrate 10, the second silicon wafer 22 is etched and removed using the oxide film 20 as an etch stop layer.
This is the same as the manufacturing method of the embodiment, and differs in the subsequent steps. That is, the oxide film 20 exposed by the etching removal of the second silicon wafer 22 constituting the structure 24 is patterned by using an etchant such as hydrofluoric acid to form the oxide film 20.
0a, 20b and 20c are selectively formed on the single crystal silicon layer 23. In this state, low-temperature anisotropic dry etching with SF 6 gas is performed.
Remove a, 20b and 20c. As a result, the single crystal silicon layer 23 is selectively removed by etching, and is sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single crystal silicon bonded to the glass substrate 10 and the pair of fixed electrodes 27 and 28. A semiconductor inertial sensor 30 in which a movable electrode 26 made of single crystal silicon floating upward is formed.
Is obtained.
【００２７】図８は第２実施形態の半導体慣性センサ４
０の別の製造方法を示す。第２実施形態のセンサ４０の
製法との相違点は、構造体２４をガラス基板１０に接合
した後、第２シリコンウェーハ２２を酸化膜２０をエッ
チストップ層としてエッチング除去する工程までは第２
実施形態の製法と同じであり、それ以後の工程で相違す
る。即ち、図７で示す製法と同様に、構造体２４を構成
する第２シリコンウェーハ２２のエッチング除去により
露出した酸化膜２０をフッ酸等のエッチャントを用いて
パターニングし、酸化膜２０ａ、２０ｂ及び２０ｃを単
結晶シリコン層２３上に選択的に形成する。この状態
で、ＳＦ6ガスによる低温での異方性ドライエッチング
を行い、最後に酸化膜２０ａ、２０ｂ及び２０ｃを除去
する。これにより単結晶シリコン層２３が選択的にエッ
チング除去され、ガラス基板１０上に接合した単結晶シ
リコンからなる枠体２９，２９と枠体２９，２９に挟ま
れかつ検出電極１２の上方に浮動する単結晶シリコンか
らなる可動電極２６とが形成された半導体慣性センサ４
０が得られる。FIG. 8 shows a semiconductor inertial sensor 4 according to the second embodiment.
0 shows another manufacturing method. The difference from the manufacturing method of the sensor 40 of the second embodiment is that, after the structure 24 is bonded to the glass substrate 10, the second silicon wafer 22 is etched and removed using the oxide film 20 as an etch stop layer.
This is the same as the manufacturing method of the embodiment, and differs in the subsequent steps. That is, similarly to the manufacturing method shown in FIG. 7, the oxide film 20 exposed by the etching removal of the second silicon wafer 22 constituting the structure 24 is patterned by using an etchant such as hydrofluoric acid to form the oxide films 20a, 20b and 20c. Is selectively formed on the single crystal silicon layer 23. In this state, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas, and finally the oxide films 20a, 20b and 20c are removed. As a result, the single crystal silicon layer 23 is selectively removed by etching, and the frames 29, 29 made of single crystal silicon bonded to the glass substrate 10 are sandwiched between the frames 29, 29 and float above the detection electrodes 12. Semiconductor inertial sensor 4 formed with movable electrode 26 made of single crystal silicon
0 is obtained.
【００２８】図９は第３実施形態の半導体慣性センサ５
０の別の製造方法を示す。第３実施形態のセンサ５０の
製法との相違点は、構造体２４をガラス基板１０に接合
した後、第２シリコンウェーハ２２を酸化膜２０をエッ
チストップ層としてエッチング除去する工程までは第３
実施形態の製法と同じであり、それ以後の工程で相違す
る。即ち、図７で示す製法と同様に、構造体２４を構成
する第２シリコンウェーハ２２のエッチング除去により
露出した酸化膜２０をフッ酸等のエッチャントを用いて
パターニングし、酸化膜２０ａ、２０ｂ及び２０ｃを単
結晶シリコン層２３上に選択的に形成する。この状態
で、ＳＦ6ガスによる低温での異方性ドライエッチング
を行い、最後に酸化膜２０ａ、２０ｂ及び２０ｃを除去
する。これにより単結晶シリコン層２３が選択的にエッ
チング除去され、ガラス基板１０上に接合した単結晶シ
リコンからなる一対の固定電極２７，２８と一対の固定
電極２７，２８に挟まれかつ検出電極１２の上方に浮動
する単結晶シリコンからなる可動電極２６とが形成され
た半導体慣性センサ５０が得られる。FIG. 9 shows a semiconductor inertial sensor 5 according to the third embodiment.
0 shows another manufacturing method. The difference from the manufacturing method of the sensor 50 of the third embodiment is that, after the structure 24 is bonded to the glass substrate 10, the second silicon wafer 22 is removed by etching using the oxide film 20 as an etch stop layer.
This is the same as the manufacturing method of the embodiment, and differs in the subsequent steps. That is, similarly to the manufacturing method shown in FIG. 7, the oxide film 20 exposed by the etching removal of the second silicon wafer 22 constituting the structure 24 is patterned using an etchant such as hydrofluoric acid to form the oxide films 20a, 20b and 20c. Is selectively formed on the single crystal silicon layer 23. In this state, anisotropic dry etching is performed at a low temperature using SF 6 gas, and finally the oxide films 20a, 20b and 20c are removed. As a result, the single-crystal silicon layer 23 is selectively etched away, and is sandwiched between the pair of fixed electrodes 27 and 28 made of single-crystal silicon bonded on the glass substrate 10 and the pair of fixed electrodes 27 and 28. A semiconductor inertial sensor 50 having the movable electrode 26 made of single crystal silicon floating upward is formed.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上述べたように、従来のウェーハのレ
ーザ加工による半導体慣性センサの製法と異なり、本発
明によればレーザ加工が不要となり、大量生産に適した
低コストの半導体慣性センサを製作することができる。
また可動電極部を形成する前に可動電極部と検出電極部
との接合を行うため、第一に従来のような貼り付き（st
icking）現象を生じず、検出電極やガラス基板に対して
所定のギャップで可動電極を設けることができる。また
第二に接合時に検出電極部とのアライメントを行う必要
がなく、可動電極形成時に精度良くアライメントを行う
ことができるので、可動電極と検出電極との位置関係の
ずれは最小限に抑えられる。更に基板をシリコン基板で
なく、ガラス基板にすることにより、静電容量で検出を
行うセンサでは、素子の寄生容量が低下し、高感度で高
精度の半導体慣性センサが得られる。As described above, unlike the conventional method of manufacturing a semiconductor inertial sensor by laser processing of a wafer, according to the present invention, laser processing is not required and a low-cost semiconductor inertial sensor suitable for mass production is manufactured. can do.
Also, before the movable electrode section is formed, the movable electrode section and the detection electrode section are joined together.
It is possible to provide a movable electrode at a predetermined gap with respect to the detection electrode or the glass substrate without causing the icking phenomenon. Secondly, it is not necessary to perform alignment with the detection electrode portion at the time of bonding, and alignment can be performed with high accuracy at the time of forming the movable electrode. Therefore, a shift in the positional relationship between the movable electrode and the detection electrode can be minimized. Further, by using a glass substrate instead of a silicon substrate, in a sensor that performs detection using capacitance, the parasitic capacitance of the element is reduced, and a highly sensitive and accurate semiconductor inertial sensor can be obtained.
【図１】図２のＡ−Ａ線要部に相当する本発明の第１実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a first embodiment of the present invention, corresponding to a main part of line AA in FIG. 2, and a manufacturing process thereof.
【図２】本発明の第１実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。FIG. 2 is an external perspective view of the semiconductor inertial sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。FIG. 3 is an external perspective view of a semiconductor inertial sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図４】図３のＢ−Ｂ線要部に相当する本発明の第２実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a second embodiment of the present invention corresponding to a main part of line BB in FIG. 3 and a manufacturing process thereof.
【図５】図６のＣ−Ｃ線要部に相当する本発明の第３実
施形態の半導体慣性センサ及びその製造工程を示す断面
図。FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor inertial sensor according to a third embodiment of the present invention, corresponding to a main part of line CC in FIG. 6, and a manufacturing process thereof;
【図６】本発明の第３実施形態の半導体慣性センサの外
観斜視図。FIG. 6 is an external perspective view of a semiconductor inertial sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第１実施形態の半導体慣性センサの別
の製造工程を示す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing another manufacturing step of the semiconductor inertial sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第２実施形態の半導体慣性センサの別
の製造工程を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing another manufacturing process of the semiconductor inertial sensor according to the second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第３実施形態の半導体慣性センサの別
の製造工程を示す断面図。FIG. 9 is a sectional view showing another manufacturing process of the semiconductor inertial sensor according to the third embodiment of the present invention.
１０ ガラス基板 １１ 凹部 １２ 検出電極 ２１ 第１シリコンウェーハ ２２ 第２シリコンウェーハ ２３ 単結晶シリコン層 ２４ 構造体 ２６ 可動電極 ２７，２８ 一対の固定電極 ３０，４０，５０ 半導体慣性センサ Reference Signs List 10 glass substrate 11 concave portion 12 detection electrode 21 first silicon wafer 22 second silicon wafer 23 single crystal silicon layer 24 structure 26 movable electrode 27, 28 pair of fixed electrodes 30, 40, 50 semiconductor inertial sensor
Claims (9)
を浸食せずにエッチング可能な膜(20)を介して単結晶シ
リコン層(23)が形成された構造体(24)を前記単結晶シリ
コン層(23)を対向させてガラス基板(10)に接合する工程
と、 前記シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチストッ
プ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を除去して前記単結晶シリコン層(23)を露出
させた後、前記単結晶シリコン層(23)を選択的にエッチ
ング除去することにより、前記ガラス基板(10)上に接合
した単結晶シリコンからなる一対の固定電極(27,28)と
前記一対の固定電極(27,28)に挟まれかつ前記ガラス基
板(10)の上方に浮動する単結晶シリコンからなる可動電
極(26)とを有する半導体慣性センサ(30)を得る工程とを
含む半導体慣性センサの製造方法。1. A structure (24) in which a single-crystal silicon layer (23) is formed on one side of a silicon wafer (21) via a film (20) that can be etched without eroding silicon, Bonding the layer (23) to the glass substrate (10) so as to face, etching the silicon wafer (22) using the film (20) as an etch stop layer, and removing the film (20). After exposing the single-crystal silicon layer (23) by etching, the single-crystal silicon layer (23) is selectively removed by etching to form a pair of single-crystal silicon bonded on the glass substrate (10). A semiconductor inertial sensor having a fixed electrode (27, 28) and a movable electrode (26) made of single crystal silicon sandwiched between the pair of fixed electrodes (27, 28) and floating above the glass substrate (10) ( 30) a method of manufacturing a semiconductor inertial sensor, the method including:
形成する工程と、 シリコンウェーハ(21)の片面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜(20)を介して単結晶シリコン層(23)が
形成された構造体(24)を前記単結晶シリコン層(23)を対
向させてガラス基板(10)に接合する工程と、 前記シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチストッ
プ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を除去して前記単結晶シリコン層(23)を露出
させた後、前記単結晶シリコン層(23)を選択的にエッチ
ング除去することにより、前記ガラス基板(10)上に前記
検出電極(12)に対向して浮動する単結晶シリコンからな
る可動電極(26)を有する半導体慣性センサ(40)を得る工
程とを含む半導体慣性センサの製造方法。2. A step of forming a detection electrode (12) on a surface of a glass substrate (10), and a step of forming a single crystal through a film (20) which can be etched on one side of a silicon wafer (21) without eroding silicon. Bonding a structure (24) on which a silicon layer (23) is formed to a glass substrate (10) with the single crystal silicon layer (23) facing the film, and bonding the silicon wafer (22) to the film (20). Etching as an etch stop layer, and after selectively removing the single crystal silicon layer (23) after removing the film (20) and exposing the single crystal silicon layer (23). A step of obtaining a semiconductor inertial sensor (40) having a movable electrode (26) made of single-crystal silicon floating on the glass substrate (10) in opposition to the detection electrode (12). Production method.
形成する工程と、 シリコンウェーハ(21)の片面にシリコンを浸食せずにエ
ッチング可能な膜(20)を介して単結晶シリコン層(23)が
形成された構造体(24)を前記単結晶シリコン層(23)を対
向させてガラス基板(10)に接合する工程と、 前記シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチストッ
プ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を除去して前記単結晶シリコン層(23)を露出
させた後、前記単結晶シリコン層(23)を選択的にエッチ
ング除去することにより、前記ガラス基板(10)上に接合
した単結晶シリコンからなる一対の固定電極(27,28)と
前記固定電極(27,28)に挟まれかつ前記検出電極(12)に
対向して前記検出電極(12)の上方に浮動する単結晶シリ
コンからなる可動電極(26)とを有する半導体慣性センサ
(50)を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法。3. A step of forming a detection electrode (12) on a surface of a glass substrate (10), and a step of forming a single crystal on a surface of a silicon wafer (21) through a film (20) that can be etched without eroding silicon. Bonding a structure (24) on which a silicon layer (23) is formed to a glass substrate (10) with the single crystal silicon layer (23) facing the film, and bonding the silicon wafer (22) to the film (20). Etching as an etch stop layer, and after selectively removing the single crystal silicon layer (23) after removing the film (20) and exposing the single crystal silicon layer (23). Thereby, a pair of fixed electrodes (27, 28) made of single-crystal silicon bonded on the glass substrate (10) and the fixed electrodes (27, 28) sandwiched and opposed to the detection electrode (12) and Semiconductor inertial sensor having a movable electrode (26) made of single crystal silicon floating above a detection electrode (12)
(50). A method for producing a semiconductor inertial sensor, comprising:
程と、 第１シリコンウェーハ(21)の両面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜(20)を形成する工程と、 第２シリコンウェーハ(22)を前記第１シリコンウエーハ
(21)の片面に前記膜(20)を介して貼り合わせる工程と、 前記第１シリコンウェーハ(21)の別の片面を所定の厚さ
に研磨して単結晶シリコン層(23)を形成する工程と、 前記単結晶シリコン層(23)、前記膜(20)及び前記第２シ
リコンウエーハ(22)からなる構造体(24)を前記単結晶シ
リコン層(23)が前記凹部(11)に対向するように前記ガラ
ス基板(10)に接合する工程と、 前記第２シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチス
トップ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を除去して前記単結晶シリコン層(23)を露出
させた後、前記単結晶シリコン層(23)を選択的にエッチ
ング除去することにより、前記ガラス基板(10)上に接合
した単結晶シリコンからなる一対の固定電極(27,28)と
前記一対の固定電極(27,28)に挟まれかつ前記ガラス基
板(10)の上方に浮動する単結晶シリコンからなる可動電
極(26)とを有する半導体慣性センサ(30)を得る工程とを
含む半導体慣性センサの製造方法。4. A step of forming a recess (11) in a glass substrate (10); and a step of forming a film (20) that can be etched without eroding silicon on both surfaces of a first silicon wafer (21). A second silicon wafer (22) is placed on the first silicon wafer.
(21) bonding one surface of the first silicon wafer (21) to one surface of the first silicon wafer (21) through the film (20), and polishing another surface of the first silicon wafer (21) to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer (23). A structure (24) comprising the single-crystal silicon layer (23), the film (20) and the second silicon wafer (22) such that the single-crystal silicon layer (23) faces the recess (11). Bonding the second silicon wafer (22) to the glass substrate (10), etching the second silicon wafer (22) using the film (20) as an etch stop layer, and removing the film (20). After exposing the single crystal silicon layer (23), by selectively etching away the single crystal silicon layer (23), a pair of fixed electrodes made of single crystal silicon bonded on the glass substrate (10) (27, 28) and a single crystal sandwiched between the pair of fixed electrodes (27, 28) and floating above the glass substrate (10) The method of manufacturing a semiconductor inertial sensor so as to obtain a semiconductor inertial sensor (30) having a movable electrode (26) made of silicon.
程と、 前記ガラス基板(10)の凹部(11)の底面に検出電極(12)を
形成する工程と、 第１シリコンウェーハ(21)の両面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜(20)を形成する工程と、 第２シリコンウェーハ(22)を前記第１シリコンウエーハ
(21)の片面に前記膜(20)を介して貼り合わせる工程と、 前記第１シリコンウェーハ(21)の別の片面を所定の厚さ
に研磨して単結晶シリコン層(23)を形成する工程と、 前記単結晶シリコン層(23)、前記膜(20)及び前記第２シ
リコンウエーハ(22)からなる構造体(24)を前記単結晶シ
リコン層(23)が前記凹部(11)に対向するように前記ガラ
ス基板(10)に接合する工程と、 前記第２シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチス
トップ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を除去して前記単結晶シリコン層(23)を露出
させた後、前記単結晶シリコン層(23)を選択的にエッチ
ング除去することにより、前記ガラス基板(10)上に前記
検出電極(12)に対向して浮動する単結晶シリコンからな
る可動電極(26)を有する半導体慣性センサ(40)を得る工
程とを含む半導体慣性センサの製造方法。5. A step of forming a recess (11) in a glass substrate (10); a step of forming a detection electrode (12) on a bottom surface of the recess (11) of the glass substrate (10); Forming a film (20) that can be etched without eroding silicon on both surfaces of (21); and attaching the second silicon wafer (22) to the first silicon wafer.
(21) bonding one surface of the first silicon wafer (21) to one surface of the first silicon wafer (21) through the film (20), and polishing another surface of the first silicon wafer (21) to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer (23). A structure (24) comprising the single-crystal silicon layer (23), the film (20) and the second silicon wafer (22) such that the single-crystal silicon layer (23) faces the recess (11). Bonding the second silicon wafer (22) to the glass substrate (10), etching the second silicon wafer (22) using the film (20) as an etch stop layer, and removing the film (20). After exposing the single crystal silicon layer (23), the single crystal silicon layer (23) is selectively etched away to float on the glass substrate (10) in opposition to the detection electrode (12). Obtaining a semiconductor inertial sensor (40) having a movable electrode (26) made of monocrystalline silicon. The method of production.
程と、 前記ガラス基板(10)の凹部(11)の底面に検出電極(12)を
形成する工程と、 第１シリコンウェーハ(21)の両面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜(20)を形成する工程と、 第２シリコンウェーハ(22)を前記第１シリコンウエーハ
(21)の片面に前記膜(20)を介して貼り合わせる工程と、 前記第１シリコンウェーハ(21)の別の片面を所定の厚さ
に研磨して単結晶シリコン層(23)を形成する工程と、 前記単結晶シリコン層(23)、前記膜(20)及び前記第２シ
リコンウエーハ(22)からなる構造体(24)を前記単結晶シ
リコン層(23)が前記凹部(11)に対向するように前記ガラ
ス基板(10)に接合する工程と、 前記第２シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチス
トップ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を除去して前記単結晶シリコン層(23)を露出
させた後、前記単結晶シリコン層(23)を選択的にエッチ
ング除去することにより、前記ガラス基板(10)上に接合
した単結晶シリコンからなる一対の固定電極(27,28)と
前記固定電極(27,28)に挟まれかつ前記検出電極(12)に
対向して前記検出電極(12)の上方に浮動する単結晶シリ
コンからなる可動電極(26)とを有する半導体慣性センサ
(50)を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方法。6. A step of forming a concave portion (11) in a glass substrate (10); a step of forming a detection electrode (12) on a bottom surface of the concave portion (11) of the glass substrate (10); Forming a film (20) that can be etched without eroding silicon on both surfaces of (21); and attaching the second silicon wafer (22) to the first silicon wafer.
(21) bonding one surface of the first silicon wafer (21) to one surface of the first silicon wafer (21) through the film (20), and polishing another surface of the first silicon wafer (21) to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer (23). A structure (24) comprising the single-crystal silicon layer (23), the film (20) and the second silicon wafer (22) such that the single-crystal silicon layer (23) faces the recess (11). Bonding the second silicon wafer (22) to the glass substrate (10), etching the second silicon wafer (22) using the film (20) as an etch stop layer, and removing the film (20). After exposing the single crystal silicon layer (23), by selectively etching away the single crystal silicon layer (23), a pair of fixed electrodes made of single crystal silicon bonded on the glass substrate (10) (27, 28) and the fixed electrode (27, 28) and above the detection electrode (12) facing the detection electrode (12). Semiconductor inertial sensor having movable electrode (26) made of single-crystal silicon floating on the surface
(50). A method for producing a semiconductor inertial sensor, comprising:
程と、 第１シリコンウェーハ(21)の両面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜(20)を形成する工程と、 第２シリコンウェーハ(22)を前記第１シリコンウエーハ
(21)の片面に前記膜(20)を介して貼り合わせる工程と、 前記第１シリコンウェーハ(21)の別の片面を所定の厚さ
に研磨して単結晶シリコン層(23)を形成する工程と、 前記単結晶シリコン層(23)、前記膜(20)及び前記第２シ
リコンウエーハ(22)からなる構造体(24)を前記単結晶シ
リコン層(23)が前記凹部(11)に対向するように前記ガラ
ス基板(10)に接合する工程と、 前記第２シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチス
トップ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を選択的に除去した後、前記単結晶シリコン
層(23)を選択的にエッチング除去することにより、前記
ガラス基板(10)上に接合した単結晶シリコンからなる一
対の固定電極(27,28)と前記一対の固定電極(27,28)に挟
まれかつ前記ガラス基板(10)の上方に浮動する単結晶シ
リコンからなる可動電極(26)とを有する半導体慣性セン
サ(30)を得る工程とを含む半導体慣性センサの製造方
法。7. A step of forming a recess (11) in a glass substrate (10); and a step of forming a film (20) that can be etched without eroding silicon on both sides of a first silicon wafer (21). A second silicon wafer (22) is placed on the first silicon wafer.
(21) bonding one surface of the first silicon wafer (21) to one surface of the first silicon wafer (21) through the film (20), and polishing another surface of the first silicon wafer (21) to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer (23). A structure (24) comprising the single-crystal silicon layer (23), the film (20) and the second silicon wafer (22) such that the single-crystal silicon layer (23) faces the recess (11). Bonding the second silicon wafer (22) to the glass substrate (10), etching the second silicon wafer (22) using the film (20) as an etch stop layer, and selectively removing the film (20). Then, by selectively etching away the single crystal silicon layer (23), a pair of fixed electrodes (27, 28) made of single crystal silicon bonded on the glass substrate (10) and the pair of fixed electrodes are formed. A movable electrode (26) made of single-crystal silicon sandwiched between electrodes (27, 28) and floating above the glass substrate (10) The method of manufacturing a semiconductor inertial sensor so as to obtain a semiconductor inertial sensor (30) having a.
程と、 前記ガラス基板(10)の凹部(11)の底面に検出電極(12)を
形成する工程と、 第１シリコンウェーハ(21)の両面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜(20)を形成する工程と、 第２シリコンウェーハ(22)を前記第１シリコンウエーハ
(21)の片面に前記膜(20)を介して貼り合わせる工程と、 前記第１シリコンウェーハ(21)の別の片面を所定の厚さ
に研磨して単結晶シリコン層(23)を形成する工程と、 前記単結晶シリコン層(23)、前記膜(20)及び前記第２シ
リコンウエーハ(22)からなる構造体(24)を前記単結晶シ
リコン層(23)が前記凹部(11)に対向するように前記ガラ
ス基板(10)に接合する工程と、 前記第２シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチス
トップ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を選択的に除去した後、前記単結晶シリコン
層(23)を選択的にエッチング除去することにより、前記
ガラス基板(10)上に前記検出電極(12)に対向して浮動す
る単結晶シリコンからなる可動電極(26)を有する半導体
慣性センサ(40)を得る工程とを含む半導体慣性センサの
製造方法。8. A step of forming a concave portion (11) in the glass substrate (10); a step of forming a detection electrode (12) on the bottom surface of the concave portion (11) of the glass substrate (10); Forming a film (20) that can be etched without eroding silicon on both surfaces of (21); and attaching the second silicon wafer (22) to the first silicon wafer.
(21) bonding one surface of the first silicon wafer (21) to one surface of the first silicon wafer (21) through the film (20), and polishing another surface of the first silicon wafer (21) to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer (23). A structure (24) comprising the single-crystal silicon layer (23), the film (20) and the second silicon wafer (22) such that the single-crystal silicon layer (23) faces the recess (11). Bonding the second silicon wafer (22) to the glass substrate (10), etching the second silicon wafer (22) using the film (20) as an etch stop layer, and selectively removing the film (20). After that, by selectively etching away the single crystal silicon layer (23), the movable electrode (26) made of single crystal silicon floating on the glass substrate (10) in opposition to the detection electrode (12). A) obtaining a semiconductor inertial sensor (40) comprising:
程と、 前記ガラス基板(10)の凹部(11)の底面に検出電極(12)を
形成する工程と、 第１シリコンウェーハ(21)の両面にシリコンを浸食せず
にエッチング可能な膜(20)を形成する工程と、 第２シリコンウェーハ(22)を前記第１シリコンウエーハ
(21)の片面に前記膜(20)を介して貼り合わせる工程と、 前記第１シリコンウェーハ(21)の別の片面を所定の厚さ
に研磨して単結晶シリコン層(23)を形成する工程と、 前記単結晶シリコン層(23)、前記膜(20)及び前記第２シ
リコンウエーハ(22)からなる構造体(24)を前記単結晶シ
リコン層(23)が前記凹部(11)に対向するように前記ガラ
ス基板(10)に接合する工程と、 前記第２シリコンウェーハ(22)を前記膜(20)をエッチス
トップ層としてエッチング除去する工程と、 前記膜(20)を選択的に除去した後、前記単結晶シリコン
層(23)を選択的にエッチング除去することにより、前記
ガラス基板(10)上に接合した単結晶シリコンからなる一
対の固定電極(27,28)と前記固定電極(27,28)に挟まれか
つ前記検出電極(12)に対向して前記検出電極(12)の上方
に浮動する単結晶シリコンからなる可動電極(26)とを有
する半導体慣性センサ(50)を得る工程とを含む半導体慣
性センサの製造方法。9. A step of forming a recess (11) in a glass substrate (10); a step of forming a detection electrode (12) on a bottom surface of the recess (11) of the glass substrate (10); Forming a film (20) that can be etched without eroding silicon on both surfaces of (21); and attaching the second silicon wafer (22) to the first silicon wafer.
(21) bonding one surface of the first silicon wafer (21) to one surface of the first silicon wafer (21) through the film (20), and polishing another surface of the first silicon wafer (21) to a predetermined thickness to form a single crystal silicon layer (23). A structure (24) comprising the single-crystal silicon layer (23), the film (20) and the second silicon wafer (22) such that the single-crystal silicon layer (23) faces the recess (11). Bonding the second silicon wafer (22) to the glass substrate (10), etching the second silicon wafer (22) using the film (20) as an etch stop layer, and selectively removing the film (20). Then, by selectively etching away the single crystal silicon layer (23), a pair of fixed electrodes (27, 28) made of single crystal silicon bonded on the glass substrate (10) and the fixed electrode ( 27, 28) and single crystal silicon floating above the detection electrode (12) opposite to the detection electrode (12). The method of manufacturing a semiconductor inertial sensor so as to obtain a semiconductor inertial sensor (50) having a movable electrode (26) made.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9040977A JPH10242483A (en) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | Manufacture of semiconductor inertia sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9040977A JPH10242483A (en) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | Manufacture of semiconductor inertia sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10242483A true JPH10242483A (en) | 1998-09-11 |
Family
ID=12595512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9040977A Withdrawn JPH10242483A (en) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | Manufacture of semiconductor inertia sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10242483A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004333502A (en) * | 1999-04-19 | 2004-11-25 | Murata Mfg Co Ltd | Manufacturing method for external force detection sensor |
| US7049165B2 (en) | 1999-04-19 | 2006-05-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing an external force detection sensor |
| KR101310668B1 (en) * | 2007-07-25 | 2013-09-24 | 삼성전자주식회사 | Method for multi-stage substrate etching and Terahertz radiation source manufactured by this method |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP9040977A patent/JPH10242483A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004333502A (en) * | 1999-04-19 | 2004-11-25 | Murata Mfg Co Ltd | Manufacturing method for external force detection sensor |
| US7049165B2 (en) | 1999-04-19 | 2006-05-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing an external force detection sensor |
| US7067344B1 (en) | 1999-04-19 | 2006-06-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing an external force detection sensor |
| US7393714B2 (en) | 1999-04-19 | 2008-07-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of manufacturing external force detection sensor |
| JP4569167B2 (en) * | 1999-04-19 | 2010-10-27 | 株式会社村田製作所 | Manufacturing method of external force detection sensor |
| KR101310668B1 (en) * | 2007-07-25 | 2013-09-24 | 삼성전자주식회사 | Method for multi-stage substrate etching and Terahertz radiation source manufactured by this method |
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