JP3392069B2

JP3392069B2 - 半導体加速度センサおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3392069B2
Application number: JP03648799A
Authority: JP
Inventors: 拓郎石田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2003-03-31
Anticipated expiration: 2019-02-15
Also published as: JP2000235044A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機、
家電製品などに用いられる半導体加速度センサおよびそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、加速度センサとして、機械的
な歪みを電気抵抗の変化として検出するものと、静電容
量の変化として検出するものがある。ここにおいて、機
械的な歪みを電気抵抗の変化として検出する半導体加速
度センサとして、例えば図２２に示すように、重り部１
２と、ｎ形の単結晶シリコン基板１０の主表面側に形成
され一端が重り部１２と一体連結された薄肉の撓み部１
１と、撓み部１１の他端と一体連結され撓み部１１を介
して重り部１２を揺動自在に支持する支持部１３とを上
記単結晶シリコン基板１０をエッチング加工することで
一体に形成した半導体チップ１を備えたものが提供され
ている。

【０００３】半導体チップ１の撓み部１１には、該撓み
部１１の変形を検出するセンシング素子たるｐ形の拡散
抵抗１４（以下、ピエゾ抵抗１４と称す）およびピエゾ
抵抗１４に接続された配線用のｐ形の拡散抵抗１５（以
下、配線抵抗１５と称す）が形成されている。また、単
結晶シリコン基板１０の主表面上には、酸化シリコン膜
１８ａが形成され、該酸化シリコン膜１８ａ上には窒化
シリコン膜１９ａが形成されている。ここにおいて、半
導体チップ１は、窒化シリコン膜１９ａおよび酸化シリ
コン膜１８ａに開孔されたコンタクトホール８を通して
配線抵抗１５に接続された電極パッド１６を有してい
る。

【０００４】また、半導体チップ１の主表面側（図２２
における上面側）および裏面側（図２２における下面
側）には、それぞれガラスからなる上部キャップ３０お
よび下部キャップ４０が陽極接合により接合されてい
る。ここにおいて、上部キャップ３０および下部キャッ
プ４０は、それぞれ重り部１２との対向面に重り部１２
の揺動空間（重り部１２との間のギャップ）を確保する
とともに重り部１２の移動範囲を規制するための凹所３
０ａ，４０ａが形成されている。なお、上部キャップ３
０は、上記窒化シリコン膜１９ａ上に形成された接合用
電極１７を介して半導体チップ１に接合されている。ま
た、半導体チップ１と上部キャップ３０と下部キャップ
４０とでセンサチップＡ’を構成しており、センサチッ
プＡ’は、下部キャップ４０が図示しないパッケージに
接着される。

【０００５】以下、図２２の半導体加速度センサの製造
方法について図２３および図２４を参照しながら説明す
る。なお、上記単結晶シリコン基板１０、上部キャップ
３０、下部キャップ４０は、図２３および図２４の全工
程が終了した後に、それぞれ後述のｎ形のシリコンウェ
ハ１０’、ガラス基板３０’、ガラス基板４０’から切
り出されたものである。

【０００６】まず、図２３（ａ）に示すように、ｎ形の
シリコンウェハ１０’の主表面および裏面にそれぞれ酸
化シリコン膜１８ａ，１８ｂを形成する。その後、図２
３（ｂ）に示すように、シリコンウェハ１０’の主表面
側の酸化シリコン膜１８ａをパターニングしてシリコン
ウェハ１０’の主表面側において上述の撓み部１１（図
２２参照）となる部位の所定位置に不純物拡散によって
ピエゾ抵抗１４を形成する。次に、図２３（ｃ）に示す
ように、酸化シリコン膜１８ａをパターニングして不純
物拡散によって配線抵抗１５を形成する。

【０００７】次に、シリコンウェハ１０’の主表面側お
よび裏面側それぞれに窒化シリコン膜１９ａ，１９ｂを
形成し、図２３（ｄ）に示すように、シリコンウェハ１
０’の裏面側の窒化シリコン膜１９ｂおよび酸化シリコ
ン膜１８ｂをパターニングする。その後、該パターニン
グされた窒化シリコン膜１９ｂをマスクとして、強アル
カリ溶液を用いてシリコンウェハ１０’を異方性エッチ
ングすることにより図２３（ｅ）に示すような凹所１０
ａおよび撓み部１１および重り部１２および支持部１３
を形成する。ここにおいて、凹所１０ａは重り部１２を
囲むように形成されている。

【０００８】次に、図２３（ｆ）に示すように、シリコ
ンウェハ１０’の裏面側の窒化シリコン膜１９ｂおよび
酸化シリコン膜１８ｂを除去するとともに、シリコンウ
ェハ１０’の主表面側にて電極パッド１６を配線抵抗１
５に接続するためのコンタクトホール８を形成する。

【０００９】その後、シリコンウェハ１０’の主表面側
の全面にコンタクトホール８が埋め込まれるように金属
膜を堆積させ、該金属膜をパターニングすることによ
り、図２４（ａ）に示すような電極パッド１６および接
合用電極１７を形成する。

【００１０】次に、図２４（ｂ）に示すように、シリコ
ンウェハ１０’の裏面側に、あらかじめ凹所４０ａが形
成されたガラス基板４０’を陽極接合により固着する。
その後、図２４（ｃ）に示すように、シリコンウェハ１
０’に形成された薄肉の撓み部１１のうちピエゾ抵抗１
４が形成された部位の近傍を残して他の部分を反応性イ
オンエッチングによりエッチング除去する。

【００１１】次に、図２４（ｄ）に示すように、シリコ
ンウェハ１０’の主表面側に、あらかじめ凹所３０ａが
形成されたガラス基板３０’を陽極接合により固着す
る。なお、ガラス基板３０’には、図２５に示すよう
に、電極パッド１６を露出させるための開口部３０ｂが
形成されている。

【００１２】図２４（ｄ）に示したようにシリコンウェ
ハ１０’の主表面側にガラス基板３０’を固着した後
に、シリコンウェハ１０’、ガラス基板３０’，４０’
を切断することにより、図２２に示した構成のセンサチ
ップＡ’が形成される。

【００１３】ところで、図２２に示したセンサチップ
Ａ’を備えた半導体加速度センサにおいては、感度を向
上させるための手段の一つとして、重り部１２の重量を
増やすことが考えられる。上記センサチップＡ’におい
て、重り部１２の重量を増やすには、重り部１２の厚さ
あるいは厚み方向に直交する面の面積を増やす必要があ
る。ここにおいて、重り部１２の厚さは、シリコンウェ
ハ１０’の厚さで決まるので、シリコンウェハ１０’と
して厚みの厚いものを用いることで感度を向上させるこ
とができる。

【００１４】しかしながら、シリコンウェハ１０’の厚
みが厚くなると、凹所１０ａおよび撓み部１１を形成す
るための異方性エッチングのエッチング時間が長くな
り、生産性が低下するだけでなく、エッチングばらつき
が増大してウェハ面内およびウェハ間の撓み部１１の厚
みのばらつきが大きくなり、センサチップＡ’ごとの感
度のばらつきが大きくなってしまうという不具合があっ
た。

【００１５】また、上記半導体加速度センサでは、上述
のように、シリコンウェハ１０’（つまり、単結晶シリ
コン基板１０）に凹所１０ａを形成するにあたって、エ
ッチング液として強アルカリ溶液を用いて異方性エッチ
ングを行っている。しかしながら、凹所１０ａはシリコ
ンウェハ１０’の厚み方向の裏面側ほど開口面積が大き
くなる（エッチング断面がシリコンウェハ１０’の面方
位に依存した所定の角度をもったテーパ形状になる）の
で、重り部１２の主表面の形状および面積を一定とした
場合、シリコンウェハ１０’の厚みを増すほどシリコン
ウェハ１０’の裏面の開口面積が大きくなり、シリコン
ウェハ１０’の厚みを増してもそれに比例して重り部１
２の重量が増すわけではなく、しかもチップ面積を一定
とした場合にはシリコンウェハ１０’の厚さがチップ面
積で規定されることもある。

【００１６】これに対し、チップ面積を大きくすれば、
重り部１２の重量を増大させることができるので感度を
向上させることができるが、チップ面積の増大にともな
いチップコストが増大するとともに、センサの小型化の
妨げになるという不具合があった。

【００１７】これらの不具合を解決するために、図２６
に示すように、重り部１２に付加重り部２４を付加した
構成の半導体加速度センサが提案されている（例えば、
特開平１０−２２１３６１号公報参照）。この図２６に
示した半導体加速度センサは、重り部１２とともに付加
重り部２４が共動するので、センサの感度を向上するこ
とができる。

【００１８】図２６に示した半導体加速度センサのセン
サチップＡ”の基本構成は図２２に示したセンサチップ
Ａ’の構成と略同じであって、単結晶シリコン基板１０
（以下、第１の基板１０と称す）と下部キャップ４０と
の間に第２の基板２０を介在させてある点が相違する。
ここにおいて、第２の基板２０は、第１の基板１０に接
合されており、第２の基板２０を第１の基板１０と接合
した後に、該第２の基板２０をエッチング加工すること
により、第２の基板２０から付加重り部２４を分離形成
している。なお、図２２に示した構成と同様の構成要素
には同一の符号を付して説明を省略する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２６に示
した構成の半導体加速度センサでは、第１の基板１０
（シリコンウェハ１０’）の厚みおよびチップ面積を増
大させることなしに、センサの感度を向上させることが
できるが、センサチップＡ”として、第１の基板１０、
第２の基板２０、上部キャップ３０、下部キャップ４０
の４部材（４つの基板）が必要になるので、センサチッ
プＡ”の厚みが大きくなるという不具合があった。

【００２０】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、小型で高感度の半導体加速度センサ
およびその製造方法を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、半導体基板からなる第１の基板
と、第１の基板に形成された重り部と、第１の基板の主
表面側に形成され一端が重り部に一体連結された撓み部
と、第１の基板に形成され撓み部の他端が一体連結され
撓み部を介して重り部を揺動自在に支持する支持部と、
撓み部に形成され撓み部の変形を検出するセンシング素
子と、第１の基板の裏面側に接合された第２の基板と、
第２の基板から分離形成され上記重り部の裏面側に接合
された付加重り部とを備え、第１の基板の主表面から裏
面に向かう向きへの付加重り部の移動範囲を付加重り部
が第２の基板よりも進出しないように規制するストッパ
部が第２の基板に設けられてなることを特徴とするもの
であり、重り部の裏面側に付加重り部が接合されている
ことにより、センサの感度を向上させることができ、ま
た、第１の基板の主表面から裏面に向かう向きへの付加
重り部の移動範囲を付加重り部が第２の基板よりも進出
しないように規制するストッパ部が第２の基板に設けら
れていることにより、従来のような下部キャップを不要
とすることができてセンサチップの小型化を図ることが
できる。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記ストッパ部は、付加重り部における第１の基板
との接合面と反対側の面を覆うように形成されているの
で、第２の基板をパッケージと接着する場合に、第２の
基板とパッケージとを接着する部分の面積を大きくする
ことができる。

【００２３】請求項３の発明は、半導体基板からなる第
１の基板と、第１の基板に形成された重り部と、第１の
基板の主表面側に形成され一端が重り部に一体連結され
た撓み部と、第１の基板に形成され撓み部の他端が一体
連結され撓み部を介して重り部を揺動自在に支持する支
持部と、撓み部に形成され撓み部の変形を検出するセン
シング素子と、第１の基板の裏面側に接合された半導体
基板からなる第２の基板と、第２の基板から分離形成さ
れ上記重り部の裏面側に接合された付加重り部とを備
え、第１の基板の裏面から主表面に向かう向きへの付加
重り部の移動範囲を規制するストッパ部が第２の基板に
設けられてなることを特徴とするものであり、重り部の
裏面側に付加重り部が接合されていることにより、セン
サの感度を向上させることができ、また、第１の基板の
裏面から主表面に向かう向きへの付加重り部の移動範囲
を規制するストッパ部が第２の基板に設けられているこ
とにより、従来のような上部キャップを不要とすること
ができてセンサチップの小型化を図ることができる。

【００２４】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、第２の基板は、第１の基板の主表面から裏面へ向か
う向きへの付加重り部の移動範囲を規制する凸部が形成
されているので、第２の基板に形成された凸部によっ
て、第１の基板の主表面から裏面へ向かう向きへの付加
重り部の移動範囲を規制することができる。

【００２５】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、上記付加重り部の厚さは、第２の基板の厚さよりも
薄いので、従来のような下部キャップを不要とすること
ができてセンサチップの小型化および低コスト化を図る
ことができる。

【００２６】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、第２の基板は、第１の基板との接合面と反対側の面
をエッチング加工することによって、第２の基板の一部
の厚みを第２の基板の他の部位よりも薄くしてあるの
で、第２の基板をパッケージに接着した場合にセンサチ
ップがパッケージから受ける応力を少なくすることがで
き、感度温度特性、零点温度特性の歪みや加速度に対す
る感度の非直線性を低減することができる。

【００２７】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法で
あって、上記第２の基板として厚み方向の中間に酸化膜
が形成され主表面側に活性層が形成されたＳＯＩ基板を
用い、第１の基板の裏面側と第２の基板の裏面側とを接
合した後、上記活性層の一部をエッチングすることによ
り上記酸化膜に達する孔を形成し、該孔を通して上記酸
化膜の一部をエッチング除去することにより上記ストッ
パ部を形成することを特徴とし、第１の基板の裏面側と
第２の基板の裏面側とを接合した後に、第２の基板の活
性層の一部をエッチングしてさらに上記酸化膜の一部を
エッチング除去することにより第２の基板の一部からな
る上記ストッパ部を形成しているので、小型で高感度の
半導体加速度センサを提供することができる。

【００２８】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
６のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法で
あって、上記第２の基板として厚み方向の主表面側にエ
ピタキシャル層が形成され且つ上記厚み方向においてエ
ピタキシャル層の成長界面近傍で成長界面よりも裏面側
に高濃度不純物拡散層からなる埋込層が形成された基板
を用い、第１の基板の裏面側と第２の基板の裏面側とを
接合した後、上記エピタキシャル層の一部をエッチング
することにより上記埋込層に達する孔を形成し、該孔を
通して上記埋込層をエッチング除去することにより上記
ストッパ部を形成することを特徴とし、第１の基板の裏
面側と第２の基板の裏面側とを接合した後に、第２の基
板のエピタキシャル層の一部をエッチングしてさらに上
記埋込層をエッチング除去することにより第２の基板の
一部からなる上記ストッパ部を形成しているので、小型
で高感度の半導体加速度センサを提供することができ
る。また、上記埋込層のパターンをあらかじめ所望のパ
ターンに形成しておくことができるので、請求項７の発
明に比べて、第１の基板と第２の基板とを接合した後に
エッチングする部分の位置および形状を制御しやすく、
より複雑な形状のストッパ部を形成することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本実施形態の半導
体加速度センサは、図１および図２に示すように、図２
２および図２６それぞれに示した従来構成と同様、重り
部１２と、第１の基板１０（ｎ形の単結晶シリコン基板
１０）の主表面側に形成され一端が重り部１２と一体連
結された薄肉の撓み部１１と、撓み部１１の他端と一体
連結され撓み部１１を介して重り部１２を揺動自在に支
持する支持部１３とを第１の基板１０をエッチング加工
することで一体に形成した半導体チップ１を備えてい
る。半導体チップ１の構成は図２２および図２６に示し
た従来構成と同じなので同様の構成要素には同一の符号
を付して詳細な説明を省略する。

【００３０】また、半導体チップ１の主表面側（図１に
おける上面側）には、ガラスからなる上部キャップ３０
が陽極接合により接合されている。ここにおいて、上部
キャップ３０は、重り部１２との対向面に重り部１２の
揺動空間を確保するための凹所３０ａが形成されてい
る。なお、上部キャップ３０は、窒化シリコン膜１９ａ
上に形成された接合用電極１７を介して半導体チップ１
に接合されている。

【００３１】本実施形態の半導体加速度センサのセンサ
チップＡは、図１に示すように、第１の基板１０の裏面
側に第２の基板２０が接合され、第２の基板２０から分
離形成された付加重り部２４が重り部１２に接合されて
いる。ここにおいて、本実施形態は、第１の基板１０の
主表面から裏面に向かう向き（図１における下向き）へ
の付加重り部２４の移動範囲を規制するストッパ部２６
が第２の基板２０に設けられている点に特徴がある。

【００３２】ストッパ部２６は、第２の基板２０のうち
第１の基板１０に接合され第１の基板１０を支持する支
持部２５から、第２の基板２０と第１の基板１０との接
合面と反対側の面側（つまり、図１における下側）で突
設されており、付加重り部２４が図１における下向きへ
移動した際に第２の基板２０（図１におけるセンサチッ
プＡの下面）から進出しないようになっている。

【００３３】ところで、本実施形態では、第２の基板２
０として、図４に示すように厚み方向の中間に酸化シリ
コン膜２２（以下、酸化膜２２と称す）が形成され主表
面側に単結晶シリコンよりなる活性層２３が形成された
ウェハ２０’（以下、ＳＯＩウェハ２０’と称す）を利
用しており、活性層２３と反対側の面（つまり、ＳＯＩ
ウェハ２０’の裏面）が酸化シリコン膜１８ｂ（図６
（ｂ）参照）を介して第１の基板１０の裏面に接合され
ている。ここにおいて、ストッパ部２６は、上記活性層
２３の一部により構成され、付加重り部２４は、ＳＯＩ
ウェハ２０’において酸化膜２２を介して活性層２３を
支持する支持基板２１の一部により構成されている。

【００３４】以下、本実施形態の半導体加速度センサの
製造方法について図３ないし図６を参照しながら説明す
る。本実施形態の製造方法では、それぞれ所定形状に加
工されたｎ形のシリコンウェハ１０’とＳＯＩウェハ２
０’とを接合してさらに所定の加工を行うが、まず、接
合前のシリコンウェハ１０’の加工について図３を参照
しながら説明する。なお、第１の基板１０、第２の基板
２０、上部キャップ３０は、図３ないし図６の全工程が
終了した後に、それぞれシリコンウェハ１０’、ＳＯＩ
ウェハ２０’、ガラス基板３０’から切り出されたもの
である。

【００３５】まず、シリコンウェハ１０’の主表面およ
び裏面にそれぞれ酸化シリコン膜１８ａ，１８ｂを形成
し、その後、シリコンウェハ１０’の主表面側の酸化シ
リコン膜１８ａをパターニングしてシリコンウェハ１
０’において撓み部１１となる部位の所定位置に不純物
拡散によってｐ形のピエゾ抵抗１４を形成し、さらにｐ
形の配線抵抗部１５を形成することにより、図３（ａ）
に示す構造が得られる。

【００３６】次に、シリコンウェハ１０’の主表面側お
よび裏面側にそれぞれ窒化シリコン膜１９ａ，１９ｂを
形成し、その後、撓み部１１および重り部１２および支
持部１３を形成するためにシリコンウェハ１０’の裏面
側の窒化シリコン膜１９ｂおよび酸化シリコン膜１８ｂ
をパターニングすることにより、図３（ｂ）に示す構造
が得られる。その後、該パターニングされた窒化シリコ
ン膜１９ｂをマスクとして、強アルカリ溶液を用いてシ
リコンウェハ１０’を異方性エッチングすることにより
図３（ｃ）に示すような凹所１０ａおよび薄肉の撓み部
１１および重り部１２および支持部１３を形成し、さら
に裏面側の窒化シリコン膜１９ｂを除去する。

【００３７】一方、上記接合前のＳＯＩウェハ２０’の
加工について図４を参照しながら説明する。

【００３８】ＳＯＩウェハ２０’の主表面（図４（ａ）
における下面）および裏面（図４（ａ）における上面）
にそれぞれ窒化シリコン膜２９ａ，２９ｂを形成した
後、裏面側の窒化シリコン膜２９ｂを付加重り部２４形
成のマスクとするためにパターニングすることにより、
図４（ａ）に示す構造が得られる。次に、該パターニン
グされた窒化シリコン膜２９ｂをマスクとして、ＳＯＩ
ウェハ２０’の支持基板２１をエッチングすることによ
って凹所２１ａおよび付加重り部２４および支持部２５
が形成され図４（ｂ）に示す構造が得られる。ここにお
いて、凹所２１ａは酸化膜２２に達し且つ付加重り部２
４を囲むように形成されている。

【００３９】その後、ＳＯＩウェハ２０’の主表面およ
び裏面それぞれの窒化シリコン膜２９ａ，２９ｂを除去
することにより、図４（ｃ）に示す構造が得られる。

【００４０】以上のように加工されたシリコンウェハ１
０’（図３（ｃ）参照）とＳＯＩウェハ２０’（図４
（ｃ）参照）とを図５（ａ）に示すように、重り部１２
と付加重り部２４とが互いの厚み方向において重なるよ
うに配置し、シリコンウェハ１０’の裏面の酸化シリコ
ン膜１８ｂを介した直接接合により接合する（貼り合わ
せる）。

【００４１】続いて、シリコンウェハ１０’の主表面側
にて電極パッド１６を配線抵抗１５に接続するためのコ
ンタクトホール８を形成し、シリコンウェハ１０’の主
表面側の全面にコンタクトホール８が埋め込まれるよう
に金属膜を堆積させ、該金属膜をパターニングすること
により、図５（ｂ）に示すような電極パッド１６および
接合用電極１７を形成する。

【００４２】次に、図５（ｃ）に示すように、撓み部１
１のうちピエゾ抵抗１４が形成された部位の近傍を残し
て他の部分を反応性イオンエッチングによりエッチング
除去することにより、図５（ｃ）に示す構造が得られ
る。

【００４３】次に、図５（ｄ）に示すように、シリコン
ウェハ１０’の主表面側にガラス基板３０’を陽極接合
により固着する。なお、ガラス基板３０’には、重り部
１２に対向する部位にあらかじめ凹所３０ａが形成さ
れ、また、電極パッド１６を露出させるための開口部３
０ｂがあらかじめ形成されている。

【００４４】次に、図６（ａ）に示すように、ＳＯＩウ
ェハ２０’の厚み方向において付加重り部２４の下方に
おけるＳＯＩウェハ２０’の活性層２３の一部を反応性
イオンエッチングにより除去して開孔部２３ａを設け酸
化膜２２の一部を露出させる。

【００４５】次に、活性層２３をマスクとして、開孔部
２３ａを通してウエットエッチングにより酸化膜２２を
エッチングして開口部２３ａと凹所２１ａとを連通させ
ることにより、図６（ｂ）に示すように、活性層１２の
一部からなるストッパ部２６が形成されるとともに付加
重り部２４がＳＯＩウェハ２０’から分離される。

【００４６】最後に、シリコンウェハ１０’、ＳＯＩウ
ェハ２０’、ガラス基板３０’を切断することにより、
図１に示した構成のセンサチップＡが形成される。

【００４７】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、重り部１２の裏面側に付加重り部２４が接合さ
れていることにより、センサチップＡのチップ面積を大
きくすることなしに加速度の作用を受ける部分の質量が
図２２に示したセンサチップＡ’の場合に比べて増し、
センサの感度を向上させることができる。また、第１の
基板１０の主表面から裏面に向かう向きへの付加重り部
２４の移動範囲を規制するストッパ部２６が第２の基板
２０に設けられていることにより、図２６に示したセン
サチップＡ”の下部キャップ４０が不要となり、図２６
に示したセンサチップＡ”に比べて必要な基板の数を１
枚減らすことができるので、センサチップＡ”に比べて
センサチップＡの小型化を図ることができる。

【００４８】ところで、本実施形態では、重り部１２を
撓み部１１を介して一方向から支持部１３により片持ち
したいわゆる片持梁構造の半導体加速度センサについて
説明したが、図７および図８に示すように、重り部１２
を撓み部１１を介して４方向から支持部１３により両持
ちしたいわゆる両持梁構造の半導体加速度センサであっ
てもよいことは勿論である。なお、図７および図８にお
いて、図１および図２と同様の構成要素には同一の符号
を付して説明を省略する。

【００４９】（実施形態２）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図９
に示すように、第２の基板２０の一部からなるストッパ
部２６が、付加重り部２４における重り部１２との接合
面と反対側の面（図９における下面）を覆うメッシュ状
に形成されている点に特徴がある。なお、実施形態１と
同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００５０】しかして、本実施形態では、第２の基板２
０とパッケージ（図示せず）とを接着する場合に、第２
の基板２０とパッケージとを接着する部分の面積を実施
形態１に比べて大きくすることができる。また、実施形
態１に比べてセンサチップＡの強度を高めることができ
る。

【００５１】本実施形態の半導体加速度センサの製造方
法は実施形態１と略同じであって、実施形態１で説明し
た図６（ａ）において活性層２３をエッチングする際の
マスクのパターンをメッシュ状として実施形態１に比べ
て開口面積の小さな多数の開孔部２３ａを設け、これら
の開孔部２３ａを通して酸化膜２２をエッチングして付
加重り部２４を分離形成する点が相違するだけである。

【００５２】（実施形態３）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態１と略同じであって、図１
０に示すように、第１の基板１０の裏面から主表面に向
かう向き（図１０における上向き）への付加重り部１４
の移動範囲を規制するストッパ部２６’が第２の基板２
０に設けられている点に特徴がある。ストッパ部２６’
は、第２の基板２０において第１の基板１０に接合され
た固定部２５から、第２の基板２０と第１の基板１０と
の接合面側（つまり、図１０における上側）で付加重り
部２４へ向かって突設されている。一方、付加重り部２
４からは、付加重り部２４が重り部１２の裏面から主表
面へ向かう向きに所定変位だけ移動した際にストッパ部
２６’に当接する突起部２７が突設されている。なお、
実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説
明を省略する。

【００５３】ところで、実施形態１では第２の基板２０
としてＳＯＩウェハ２０’を利用していたが、本実施形
態では、第２の基板２０として、図１２（ａ）に示すよ
うに厚み方向の主表面側（図１２（ａ）における下面
側）にエピタキシャル層１２３が形成され且つ上記厚み
方向においてエピタキシャル層１２３の成長界面近傍で
単結晶シリコン基板１２１（つまり、成長界面よりも裏
面側）に高濃度不純物層からなる埋込層１２２が形成さ
れたウェハ２０”（以下、エピウェハ２０”と称す）を
利用している。なお、第２の基板２０は、実施形態１と
同様に、裏面側が酸化シリコン膜１８ｂを介して第１の
基板１０の裏面に接合されている（図１４（ｂ）参
照）。ここにおいて、第２の基板２０におけるストッパ
部２６’は単結晶シリコン基板１２１の一部により構成
されている。

【００５４】以下、本実施形態の半導体加速度センサの
製造方法について図１１ないし図１４を参照しながら説
明する。本実施形態の製造方法では、それぞれ所定形状
に加工されたｎ形のシリコンウェハ１０’とエピウェハ
２０”とを接合してさらに所定の加工を行うが、まず、
接合前のシリコンウェハ１０’の加工について図１１を
参照しながら説明する。なお、第１の基板１０、第２の
基板２０、下部キャップ４０は、図１１ないし図１４の
全工程が終了した後に、それぞれシリコンウェハ１
０’、エピウェハ２０”、ガラス基板４０’（図１４
（ｂ）参照）から切り出されたものである。

【００５５】まず、シリコンウェハ１０’の主表面およ
び裏面にそれぞれ酸化シリコン膜１８ａ，１８ｂを形成
し、その後、シリコンウェハ１０’の主表面側の酸化シ
リコン膜１８ａをパターニングしてシリコンウェハ１
０’において撓み部１１となる部位の所定位置に不純物
拡散によってｐ形のピエゾ抵抗１４を形成し、さらにｐ
形の配線抵抗１５を形成することにより、図１１（ａ）
に示す構造が得られる。

【００５６】次に、シリコンウェハ１０’の主表面側お
よび裏面側にそれぞれ窒化シリコン膜１９ａ，１９ｂを
形成し、撓み部１１および重り部１２および支持部１３
を形成するためにシリコンウェハ１０’の裏面側の窒化
シリコン膜１９ｂおよび酸化シリコン膜１８ｂをパター
ニングすることにより図１１（ｂ）に示す構造が得られ
る。その後、該パターニングされた窒化シリコン膜１９
ｂをマスクとして、強アルカリ溶液を用いてシリコンウ
ェハ１０’を異方性エッチングすることにより図１１
（ｃ）に示すような凹所１０ａおよび薄肉の撓み部１１
および重り部１２および支持部１３を形成し、その後、
裏面側の窒化シリコン膜１９ｂを除去する。

【００５７】一方、上記接合前のエピウェハ２０”の加
工について図１２を参照しながら説明する。

【００５８】エピウェハ２０”の主表面（図１２（ａ）
における下面）および裏面（図１２（ａ）における上
面）にそれぞれ窒化シリコン膜２９ａ，２９ｂを形成し
た後、裏面側の窒化シリコン膜２９ｂを付加重り部２４
形成のマスクとするためにパターニングすることによ
り、図１２（ａ）に示す構造が得られる。次に、該パタ
ーニングされた窒化シリコン膜２９ｂをマスクとして、
エピウェハ２０”をエッチングして凹所２１ａおよび付
加重り部２４および支持部２５を形成することにより、
図１２（ｂ）に示す構造が得られる。ここにおいて、凹
所２１ａは埋込層１２２に達するように形成されてい
る。

【００５９】その後、エピウェハ２０”の主表面および
裏面それぞれの窒化シリコン膜２９ａ，２９ｂを除去す
ることにより、図１２（ｃ）に示す構造が得られる。

【００６０】以上のように加工されたシリコンウェハ１
０’（図１１（ｃ）参照）とエピウェハ２０”（図１２
（ｃ）参照）とを図１３（ａ）に示すように、重り部１
２と付加重り部２４とが互いの厚み方向に重なるように
配置し、シリコンウェハ１０’の裏面の酸化シリコン膜
１８ｂを介した直接接合により接合する（貼り合わせ
る）。

【００６１】続いて、シリコンウェハ１０’の主表面側
にて電極パッド１６を配線抵抗１５に接続するためのコ
ンタクトホール８を形成し、シリコンウェハ１０’の主
表面側の全面にコンタクトホール８が埋め込まれるよう
に金属膜を堆積させ、該金属膜をパターニングすること
により、図１３（ｂ）に示すような電極パッド１６およ
び接合用電極１７を形成する。

【００６２】次に、図１３（ｃ）に示すように、エピタ
キシャル層１２３の一部を反応性イオンエッチングによ
りエッチング除去して開孔部１２３ａを設け埋込層１２
２の一部を露出させる。続いて、エピタキシャル層１２
３をマスクとして、開孔部１２３ａを通して埋込層１２
２をウェットエッチングによってエッチング除去して開
孔部１２３ａと凹所２１ａとを連通させることにより、
図１３（ｄ）に示すように、付加重り部２４がエピウェ
ハ２０”から分離形成されるとともに、上記ストッパ部
２６’、突起部２７が形成される。

【００６３】次に、図１４（ａ）に示すように、エピウ
ェハ２０”の主表面側（図１４（ａ）における下面側）
にガラス基板４０’を陽極接合により固着する。

【００６４】次に、図１４（ｂ）に示すように、撓み部
１１のうちピエゾ抵抗１４が形成された部位の近傍を残
して他の部分を反応性イオンエッチングによりエッチン
グ除去する。

【００６５】最後に、シリコンウェハ１０’、エピウェ
ハ２０”、ガラス基板４０’を切断することにより、図
１０に示した構成のセンサチップＡが形成される。

【００６６】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、重り部１２の裏面側に付加重り部２４が接合さ
れていることにより、センサチップＡのチップ面積を大
きくすることなしに加速度の作用を受ける部分の質量が
図２２に示したセンサチップＡ’に比べて増し、センサ
の感度を向上させることができる。また、第１の基板１
０の裏面から主表面へ向かう向きへの付加重り部２４の
移動範囲を規制するストッパ部２６’が第２の基板２０
に設けられていることにより、図２６に示したセンサチ
ップＡ”の上部キャップ３０が不要となり、図２６に示
したセンサチップＡ”に比べてセンサチップを構成する
ための基板の枚数を少なくでき、センサチップの小型化
を図ることができる。なお、上部キャップ３０を設けな
い場合、上述の接合用電極１７も不要とすることができ
る。

【００６７】また、本実施形態では、第２の基板２０と
して埋込層１２２が形成されたエピウェハ２０”を利用
しているので、埋込層１２２をエピウェハ２０”作製時
にあらかじめ所望の位置に所望の形状にパターン形成し
ておくことができ、ＳＯＩウェハ２０’を利用する場合
よりも、エッチング除去する部分の位置および形状を制
御しやすく、より複雑な（入り組んだ）形状も形成する
ことができる。

【００６８】（実施形態４）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態３と略同じであって、図１
５に示すように、第２の基板２０に、第１の基板１０の
主表面から裏面へ向かう向きへの付加重り部２４の移動
範囲を規制するストッパ部２６が形成されている点に特
徴がある。ここにおいて、付加重り部２４には上記スト
ッパ部２６に対応する部位に凹部２４ａが形成されてい
る。なお、実施形態３と同様の構成要素には同一の符号
を付して説明を省略する。

【００６９】ところで、本実施形態では、実施形態３と
同様に、第２の基板２０として、図１７（ａ）に示すよ
うに厚み方向の主表面側（図１７（ａ）における下面
側）にエピタキシャル層１２３が形成され且つ上記厚み
方向においてエピタキシャル層１２３の成長界面近傍で
単結晶シリコン基板１２１（つまり、成長界面よりも裏
面側）に高濃度不純物層からなる埋込層１２２が形成さ
れたエピウェハ２０”を利用している。なお、第２の基
板２０は、実施形態３と同様に、裏面側が酸化シリコン
膜１８ｂを介して第１の基板１０の裏面に接合されてい
る（図１９（ｂ）参照）。ここにおいて、第２の基板１
０におけるストッパ部２６はエピタキシャル層１２３の
一部により構成されている。

【００７０】以下、本実施形態の半導体加速度センサの
製造方法について図１６ないし図１９を参照しながら説
明する。本実施形態の製造方法では、それぞれ所定形状
に加工されたｎ形のシリコンウェハ１０’とエピウェハ
２０”とを接合してさらに所定の加工を行うが、まず、
接合前のシリコンウェハ１０’の加工について図１６を
参照しながら説明する。なお、第１の基板１０、第２の
基板２０、下部キャップ４０は、図１６ないし図１９の
全工程が終了した後に、それぞれシリコンウェハ１
０’、エピウェハ２０”、ガラス基板４０’から切り出
されたものである。

【００７１】まず、シリコンウェハ１０’の主表面およ
び裏面にそれぞれ酸化シリコン膜１８ａ，１８ｂを形成
し、その後、シリコンウェハ１０’の主表面側の酸化シ
リコン膜１８ａをパターニングしてシリコンウェハ１
０’において撓み部１１となる部位の所定位置に不純物
拡散によってｐ形のピエゾ抵抗１４を形成し、さらにｐ
形の配線抵抗１５を形成することにより、図１６（ａ）
に示す構造が得られる。

【００７２】次に、シリコンウェハ１０’の主表面側お
よび裏面側にそれぞれ窒化シリコン膜１９ａ，１９ｂを
形成し、撓み部１１および重り部１２および支持部１３
を形成するためにシリコンウェハ１０’の裏面側の窒化
シリコン膜１９ｂおよび酸化シリコン膜１８ｂをパター
ニングすることにより、図１６（ｂ）に示す構造が得ら
れる。その後、該パターニングされた窒化シリコン膜１
９ｂをマスクとして、強アルカリ溶液を用いてシリコン
ウェハ１０’を異方性エッチングすることにより図１６
（ｃ）に示すような凹所１０ａおよび撓み部１１および
重り部１２および支持部１３を形成し、その後、裏面側
の窒化シリコン膜１９ｂを除去する。

【００７３】一方、上記接合前のエピウェハ２０”の加
工について図１７を参照しながら説明する。

【００７４】エピウェハ２０”の主表面（図１７（ａ）
における下面）および裏面（図１７（ａ）における上
面）にそれぞれ窒化シリコン膜２９ａ，２９ｂを形成し
た後、裏面側の窒化シリコン膜２９ｂを付加重り部２４
形成のマスクとするためにパターニングすることによ
り、図１７（ａ）に示す構造が得られる。次に、該パタ
ーニングされた窒化シリコン膜２９ｂをマスクとして、
エピウェハ２０”をエッチングして凹所２１ａおよび付
加重り部２４および支持部２５を形成することにより、
図１７（ｂ）に示す構造が得られる。ここにおいて、凹
所２１ａは埋込層１２２に達し且つ付加重り部２４を囲
むように形成されている。

【００７５】その後、エピウェハ２０”の主表面および
裏面それぞれの窒化シリコン膜２９ａ，２９ｂを除去す
ることにより、図１７（ｃ）に示す構造が得られる。

【００７６】以上のように加工されたシリコンウェハ１
０’（図１６（ｃ）参照）とエピウェハ２０”（図１７
（ｃ）参照）とを図１８（ａ）に示すように、重り部１
２と付加重り部２４とが互いの厚み方向に重なるように
配置し、シリコンウェハ１０’の裏面の酸化シリコン膜
１８ｂを介した直接接合により接合する（貼り合わせ
る）。

【００７７】続いて、シリコンウェハ１０’の主表面側
にて電極パッド１６を配線抵抗１５に接続するためのコ
ンタクトホール８を形成し、シリコンウェハ１０’の主
表面側の全面にコンタクトホール８を埋め込むように金
属膜を堆積させ、該金属膜をパターニングすることによ
り、図１８（ｂ）に示すような電極パッド１６および接
合用電極１７を形成する。

【００７８】次に、図１８（ｃ）に示すように、エピタ
キシャル層１２３の一部を反応性イオンエッチングによ
りエッチング除去して開孔部１２３ａを設け埋込層１２
２の一部を露出させる。続いて、エピタキシャル層１２
３をマスクとして、開孔部１２３ａを通して埋込層１２
２をウェットエッチングによってエッチング除去するこ
とにより、図１８（ｄ）に示すように、付加重り部２４
がエピウェハ２０”から分離形成されるとともに、スト
ッパ部２６（凸部）、ストッパ部２６’、突起部２７が
形成される。

【００７９】次に、図１９（ａ）に示すように、エピウ
ェハ２０”の主表面側（図１９（ａ）における下面側）
にガラス基板４０’を陽極接合により固着する。

【００８０】次に、図１９（ｂ）に示すように、撓み部
１１のうちピエゾ抵抗１４が形成された部位の近傍を残
して他の部分を反応性イオンエッチングによりエッチン
グ除去する。

【００８１】最後に、シリコンウェハ１０’、エピウェ
ハ２０”、ガラス基板４０’を切断することにより、図
１５に示した構成のセンサチップＡが形成される。

【００８２】しかして、本実施形態の半導体加速度セン
サでは、重り部１２の裏面側に付加重り部２４が接合さ
れていることにより、センサチップＡのチップ面積を大
きくすることなしに加速度の作用を受ける部分の質量が
図２２に示したセンサチップＡ’に比べて増し、センサ
の感度を向上させることができる。また、第１の基板１
０の裏面から主表面へ向かう向きの付加重り部２４の移
動範囲を規制するストッパ部２６’が第２の基板２０に
設けられていることにより、図２６に示したセンサチッ
プＡ”の上部キャップ３０が不要となり、図２６にセン
サチップＡ”に比べてセンサチップＡの小型化を図るこ
とができる。

【００８３】また、本実施形態では、第２の基板２０と
して埋込層１２２が形成されたエピウェハ２０”を利用
しているので、埋込層１２２をエピウェハ２０”作製時
にあらかじめ所望の位置に所望の形状でパターン形成し
ておくことができるので、ＳＯＩウェハ２０’を利用す
る場合よりも、エッチング除去する部分の位置および形
状を制御しやすく、より複雑な（入り組んだ）形状も形
成することができる。

【００８４】なお、本実施形態では、第２の基板２０と
してエピウェハ２０”を利用しているが、エピウェハ２
０”の代わりに実施形態１で説明したＳＯＩウェハ２
０’を利用しても作製することもできる。

【００８５】（実施形態５）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態４と略同じであって、図２
０に示すように、付加重り部２４の厚さを第２の基板２
０の厚さ、つまり、支持部２５の厚さよりも薄くしてあ
る点に特徴がある。なお、実施形態４と同様の構成要素
には同一の符号を付して説明を省略する。

【００８６】しかして、本実施形態では、付加重り部２
４の厚さが支持部２５の厚さよりも薄く形成されている
ことにより、下部キャップ４０に実施形態４のような凹
所４０ａを形成しなくても、付加重り部２４と下部キャ
ップ４０との間にギャップを設けることができるので、
下部キャップ４０に凹所４０ａを形成する加工が不要と
なり、製造コストを低減することができる。

【００８７】また、下部キャップ４０に凹所４０ａを形
成する必要がないので、実施形態４で説明したエピウェ
ハ２０”とガラス基板４０’との接合時（図１９（ａ）
参照）のパターン合わせをする必要がなくなるので、チ
ップ設計において当該接合の合わせ余裕を考慮する必要
がなくなり、チップサイズを小さくすることができ、製
造コストを低減することができる。

【００８８】また、本実施形態では、第２の基板２０に
下部キャップ４０を接合しているが、第２の基板２０を
パッケージ（図示せず）に直接接着すれば、下部キャッ
プ４０が不要となり、２枚の基板１０，２０のみで半導
体加速度センサのセンサチップＡを作製することができ
るので、チップの製造コストを大幅に削減することがで
きる。

【００８９】本実施形態の半導体加速度センサの製造方
法は実施形態４と略同じであって、エピタキシャル層１
２３のうち付加重り部２４となる部分の厚さを他の部位
よりも薄くしておく点が相違するだけである。なお、本
実施形態では、第２の基板２０としてエピウェハ２０”
を利用しているが、エピウェハ２０”の代わりに実施形
態１で説明したＳＯＩウェハ２０’を利用しても作製す
ることもできる。

【００９０】（実施形態６）本実施形態の半導体加速度
センサの基本構成は実施形態４と略同じであって、図２
１に示すように、付加重り部２４および第２の基板２０
の支持部２５の一部の厚さを他の部位よりも薄くしてあ
る点に特徴がある。ここにおいて、支持部２５は、矩形
枠状に形成されているが、４片のうちの３片が薄く形成
されており、残りの１片のみを下部キャップ４０と接合
してある。なお、実施形態４と同様の構成要素には同一
の符号を付して説明を省略する。また、下部キャップ４
０を設けずに、第２の基板２０をパッケージ（図示せ
ず）に直接接着してもよい。

【００９１】しかして、本実施形態では、下部キャップ
４０（あるいはパッケージ）などの外部から半導体チッ
プ１の受ける応力を少なくすることができ、種々の特性
歪みを低減することができる。特に、感度温度特性、零
点温度特性、加速度に対する感度の非直線性を低減する
ことができる。

【００９２】本実施形態の半導体加速度センサの製造方
法は実施形態４と略同じであって、エピタキシャル層１
２３のうち付加重り部２４となる部分の厚さと、支持部
２５となる部分のうちの３片の厚さを薄くしておく点が
相違するだけである。なお、本実施形態では、第２の基
板２０としてエピウェハ２０”を利用しているが、エピ
ウェハ２０”の代わりに実施形態１で説明したＳＯＩウ
ェハ２０’を利用しても作製することもできる。

【００９３】ところで、上記各実施形態１〜６は、第２
の基板２０として、ＳＯＩウェハ２０’とエピウェハ２
０”とのどちらを利用しても作製することができる。

【００９４】

【発明の効果】請求項１の発明は、半導体基板からなる
第１の基板と、第１の基板に形成された重り部と、第１
の基板の主表面側に形成され一端が重り部に一体連結さ
れた撓み部と、第１の基板に形成され撓み部の他端が一
体連結され撓み部を介して重り部を揺動自在に支持する
支持部と、撓み部に形成され撓み部の変形を検出するセ
ンシング素子と、第１の基板の裏面側に接合された第２
の基板と、第２の基板から分離形成され上記重り部の裏
面側に接合された付加重り部とを備え、第１の基板の主
表面から裏面に向かう向きへの付加重り部の移動範囲を
付加重り部が第２の基板よりも進出しないように規制す
るストッパ部が第２の基板に設けられているので、重り
部の裏面側に付加重り部が接合されていることにより、
センサの感度を向上させることができ、また、第１の基
板の主表面から裏面に向かう向きへの付加重り部の移動
範囲を付加重り部が第２の基板よりも進出しないように
規制するストッパ部が第２の基板に設けられていること
により、従来のような下部キャップを不要とすることが
できてセンサチップの小型化を図ることができるという
効果がある。

【００９５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記ストッパ部は、付加重り部における第１の基板
との接合面と反対側の面を覆うように形成されているの
で、第２の基板をパッケージと接着する場合に、第２の
基板とパッケージとを接着する部分の面積を大きくする
ことができるという効果がある。

【００９６】請求項３の発明は、半導体基板からなる第
１の基板と、第１の基板に形成された重り部と、第１の
基板の主表面側に形成され一端が重り部に一体連結され
た撓み部と、第１の基板に形成され撓み部の他端が一体
連結され撓み部を介して重り部を揺動自在に支持する支
持部と、撓み部に形成され撓み部の変形を検出するセン
シング素子と、第１の基板の裏面側に接合された半導体
基板からなる第２の基板と、第２の基板から分離形成さ
れ上記重り部の裏面側に接合された付加重り部とを備
え、第１の基板の裏面から主表面に向かう向きへの付加
重り部の移動範囲を規制するストッパ部が第２の基板に
設けられているので、重り部の裏面側に付加重り部が接
合されていることにより、センサの感度を向上させるこ
とができ、また、第１の基板の裏面から主表面に向かう
向きへの付加重り部の移動範囲を規制するストッパ部が
第２の基板に設けられていることにより、従来のような
上部キャップを不要とすることができてセンサチップの
小型化を図ることができるという効果がある。

【００９７】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、第２の基板は、第１の基板の主表面から裏面へ向か
う向きへの付加重り部の移動範囲を規制する凸部が形成
されているので、第２の基板に形成された凸部によっ
て、第１の基板の主表面から裏面へ向かう向きへの付加
重り部の移動範囲を規制することができるという効果が
ある。

【００９８】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、上記付加重り部の厚さは、第２の基板の厚さよりも
薄いので、従来のような下部キャップを不要とすること
ができてセンサチップの小型化および低コスト化を図る
ことができるという効果がある。

【００９９】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、第２の基板は、第１の基板との接合面と反対側の面
をエッチング加工することによって、第２の基板の一部
の厚みを第２の基板の他の部位よりも薄くしてあるの
で、第２の基板をパッケージに接着した場合にセンサチ
ップがパッケージから受ける応力を少なくすることがで
き、感度温度特性、零点温度特性の歪みや加速度に対す
る感度の非直線性を低減することができるという効果が
ある。

【０１００】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
６のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法で
あって、上記第２の基板として厚み方向の中間に酸化膜
が形成され主表面側に活性層が形成されたＳＯＩ基板を
用い、第１の基板の裏面側と第２の基板の裏面側とを接
合した後、上記活性層の一部をエッチングすることによ
り上記酸化膜に達する孔を形成し、該孔を通して上記酸
化膜の一部をエッチング除去することにより上記ストッ
パ部を形成するので、小型で高感度の半導体加速度セン
サを提供することができるという効果がある。

【０１０１】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
６のいずれかに記載の半導体加速度センサの製造方法で
あって、上記第２の基板として厚み方向の主表面側にエ
ピタキシャル層が形成され且つ上記厚み方向においてエ
ピタキシャル層の成長界面近傍で成長界面よりも裏面側
に高濃度不純物拡散層からなる埋込層が形成された基板
を用い、第１の基板の裏面側と第２の基板の裏面側とを
接合した後、上記エピタキシャル層の一部をエッチング
することにより上記埋込層に達する孔を形成し、該孔を
通して上記埋込層をエッチング除去することにより上記
ストッパ部を形成するので、小型で高感度の半導体加速
度センサを提供することができるという効果がある。ま
た、上記埋込層のパターンをあらかじめ所望のパターン
に形成しておくことができるので、請求項７の発明に比
べて、第１の基板と第２の基板とを接合した後にエッチ
ングする部分の位置および形状を制御しやすく、より複
雑な形状のストッパ部を形成することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す概略断面図である。

【図２】同上の要部概略平面図である。

【図３】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。

【図４】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。

【図５】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。

【図６】同上の製造方法を説明するための主要工程断面
図である。

【図７】同上の他の構成例の概略断面図である。

【図８】同上の他の構成例の要部概略平面図である。

【図９】実施形態２を示す概略断面図である。

【図１０】実施形態３を示す概略断面図である。

【図１１】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１２】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１３】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１４】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１５】実施形態４を示す概略断面図である。

【図１６】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１７】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１８】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図１９】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図２０】実施形態５を示す概略断面図である。

【図２１】実施形態６を示す概略断面図である。

【図２２】従来例を示す概略断面図である。

【図２３】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図２４】同上の製造方法を説明するための主要工程断
面図である。

【図２５】同上の製造方法を説明するための概略斜視図
である。

【図２６】他の従来例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１半導体チップ１０第１の基板１１撓み部１２重り部１４ピエゾ抵抗１３支持部２０第２の基板２４付加重り部２６ストッパ部３０上部キャップＡセンサチップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 15/12 H01L 29/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板からなる第１の基板と、第１
の基板に形成された重り部と、第１の基板の主表面側に
形成され一端が重り部に一体連結された撓み部と、第１
の基板に形成され撓み部の他端が一体連結され撓み部を
介して重り部を揺動自在に支持する支持部と、撓み部に
形成され撓み部の変形を検出するセンシング素子と、第
１の基板の裏面側に接合された第２の基板と、第２の基
板から分離形成され上記重り部の裏面側に接合された付
加重り部とを備え、第１の基板の主表面から裏面に向か
う向きへの付加重り部の移動範囲を付加重り部が第２の
基板よりも進出しないように規制するストッパ部が第２
の基板に設けられてなることを特徴とする半導体加速度
センサ。
【請求項２】上記ストッパ部は、付加重り部における
第１の基板との接合面と反対側の面を覆うように形成さ
れてなることを特徴とする請求項１記載の半導体加速度
センサ。
【請求項３】半導体基板からなる第１の基板と、第１
の基板に形成された重り部と、第１の基板の主表面側に
形成され一端が重り部に一体連結された撓み部と、第１
の基板に形成され撓み部の他端が一体連結され撓み部を
介して重り部を揺動自在に支持する支持部と、撓み部に
形成され撓み部の変形を検出するセンシング素子と、第
１の基板の裏面側に接合された半導体基板からなる第２
の基板と、第２の基板から分離形成され上記重り部の裏
面側に接合された付加重り部とを備え、第１の基板の裏
面から主表面に向かう向きへの付加重り部の移動範囲を
規制するストッパ部が第２の基板に設けられてなること
を特徴とする半導体加速度センサ。
【請求項４】第２の基板は、第１の基板の主表面から
裏面へ向かう向きへの付加重り部の移動範囲を規制する
凸部が形成されてなることを特徴とする請求項３記載の
半導体加速度センサ。
【請求項５】付加重り部の厚さは、第２の基板の厚さ
よりも薄いことを特徴とする請求項４記載の半導体加速
度センサ。
【請求項６】第２の基板は、第１の基板との接合面と
反対側の面をエッチング加工することによって、第２の
基板の一部の厚みを第２の基板の他の部位よりも薄くし
てあることを特徴とする請求項５記載の半導体加速度セ
ンサ。
【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかに記
載の半導体加速度センサの製造方法であって、上記第２
の基板として厚み方向の中間に酸化膜が形成され主表面
側に活性層が形成されたＳＯＩ基板を用い、第１の基板
の裏面側と第２の基板の裏面側とを接合した後、上記活
性層の一部をエッチングすることにより上記酸化膜に達
する孔を形成し、該孔を通して上記酸化膜の一部をエッ
チング除去することにより上記ストッパ部を形成するこ
とを特徴とする半導体加速度センサの製造方法。
【請求項８】請求項１ないし請求項６のいずれかに記
載の半導体加速度センサの製造方法であって、上記第２
の基板として厚み方向の主表面側にエピタキシャル層が
形成され且つ上記厚み方向においてエピタキシャル層の
成長界面近傍で成長界面よりも裏面側に高濃度不純物拡
散層からなる埋込層が形成された基板を用い、第１の基
板の裏面側と第２の基板の裏面側とを接合した後、上記
エピタキシャル層の一部をエッチングすることにより上
記埋込層に達する孔を形成し、該孔を通して上記埋込層
をエッチング除去することにより上記ストッパ部を形成
することを特徴とする半導体加速度センサの製造方法。