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公開番号2024130377
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023040057
出願日2023-03-14
発明の名称加速度センサ及び加速度センサの製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01P 15/125 20060101AFI20240920BHJP(測定;試験)
要約【課題】温度変化による影響を抑制してセンサの信頼性を向上させる。
【解決手段】加速度センサは、第1主面10a及び第1主面10aとは反対側の第2主面10bを有するとともに第1主面10aに一部が露出する空洞12が形成された基板10と、基板10に形成されて空洞12内に配置される固定電極21及び固定電極21に対して基板10の厚さ方向に移動可能である可動電極31とを備える。固定電極21及び可動電極31の一方に、固定電極21及び可動電極31の他方より第2主面10bから第1主面10aに向かう方向に突出する段差部26が形成される。段差部26は、基板10と同一材料のエピタキシャル成長層16によって形成される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有するとともに前記第１主面に一部が露出する空洞が形成された基板と、
前記基板に形成されて前記空洞内に配置される固定電極及び前記固定電極に対して前記基板の厚さ方向に移動可能である可動電極と、
を備え、
前記固定電極及び前記可動電極の一方に、前記固定電極及び前記可動電極の他方より前記第２主面から前記第１主面に向かう方向に突出する段差部が形成され、
前記段差部は、前記基板と同一材料のエピタキシャル成長層によって形成されている、
加速度センサ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記基板に前記空洞内に配置される第１ビーム及び第２ビームが形成され、
前記固定電極及び可動電極は、前記第１ビーム及び前記第２ビームによって形成されている、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記基板の上に形成される配線と、
前記配線と前記基板とを電気的に接続するコンタクトとを備え、
前記コンタクトは、前記基板と同一材料のエピタキシャル成長層によって形成されている、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記固定電極は、櫛歯状に形成される固定電極部を有し、
前記可動電極は、櫛歯状に形成される可動電極部を有している、
請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記固定電極部及び前記可動電極部は、前記基板の厚さ方向に直交する方向に対向して配置されている、
請求項４に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記基板の上に形成される配線を備え、
前記固定電極部及び前記可動電極部の一方は、前記段差部上に前記配線と同一材料から形成されるカバー部を有している、
請求項４に記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記基板は、単結晶シリコン基板であり、
前記カバー部は、多結晶シリコン層又は金属シリサイド層によって形成されている、
請求項６に記載の加速度センサ。
【請求項８】
第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有する基板を準備し、
前記基板に前記第１主面に一部が露出する空洞を形成するとともに前記空洞内に配置される固定電極及び前記固定電極に対して前記基板の厚さ方向に移動可能である可動電極を形成し、
前記固定電極及び前記可動電極の一方に、前記固定電極及び前記可動電極の他方より前記第２主面から前記第１主面に向かう方向に突出する段差部を形成し、
前記段差部は、前記基板と同一材料のエピタキシャル成長層によって形成される、
加速度センサの製造方法。
【請求項９】
前記基板に前記空洞内に配置される第１ビーム及び第２ビームを形成し、
前記固定電極及び可動電極は、前記第１ビーム及び前記第２ビームによって形成される、
請求項８に記載の加速度センサの製造方法。
【請求項１０】
前記基板上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜を貫通して前記基板に電気的に接続されるコンタクトを形成し、
前記コンタクト上に前記コンタクトと電気的に接続される配線を形成し、
前記コンタクトは、前記基板と同一材料のエピタキシャル成長層によって形成される、
請求項８に記載の加速度センサの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、加速度センサ及び加速度センサの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、静電容量型ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）加速度センサが開示されている。前記加速度センサは、基板に接続部材を介して配置された質量構造体と、基板上に質量構造体の下側に配置された電極とを備え、加速度に応じて変位する質量構造体と電極との間の静電容量を検出して基板の厚さ方向の加速度を検出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５１４５３４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載の加速度センサでは、基板上に電極が配置されることから、基板がモールドパッケージされる場合に温度変化によってパッケージに応力が生じると、質量構造体と電極との間の静電容量に悪影響を及ぼし、センサの信頼性を低下させるおそれがある。
【０００５】
これに対し、シリコン基板などの基板に浮いた状態で固定電極及び固定電極に対して基板の厚さ方向に移動可能である可動電極を支持させ、固定電極と可動電極との静電容量を検出して基板の厚さ方向の加速度を検出する加速度センサが考えられる。前記加速度センサではまた、可動電極上にシリコン酸化膜を部分的に形成して可動電極を撓ませ、加速度の向きに応じて固定電極と可動電極との間の静電容量を変化させて加速度を検出することが考えられる。
【０００６】
このような加速度センサでは、固定電極及び可動電極はそれぞれ基板に浮いた状態で支持されることから、温度変化によってパッケージに応力が生じる場合においても固定電極及び可動電極との間の静電容量に悪影響を及ぼすことを抑制することができるものの、温度変化によってシリコン酸化膜が形成された可動電極が変形し、センサの信頼性を低下させるおそれがある。
【０００７】
本開示は、基板の厚さ方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、温度変化による影響を抑制してセンサの信頼性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有するとともに前記第１主面に一部が露出する空洞が形成された基板と、前記基板に形成されて前記空洞内に配置される固定電極及び前記固定電極に対して前記基板の厚さ方向に移動可能である可動電極と、を備え、前記固定電極及び前記可動電極の一方に、前記固定電極及び前記可動電極の他方より前記第２主面から前記第１主面に向かう方向に突出する段差部が形成され、前記段差部は、前記基板と同一材料のエピタキシャル成長層によって形成されている、加速度センサを提供する。
【０００９】
本開示によれば、基板に形成された固定電極及び可動電極は空洞内に配置されるので、温度変化によってパッケージに応力が生じる場合においても固定電極及び可動電極との間の静電容量に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。段差部は固定電極及び可動電極の一方に形成されるので、基板の厚さ方向の加速度に応じて固定電極と可動電極との間の静電容量を変化させ、加速度を検出することができる。段差部は基板と同一材料のエピタキシャル成長層によって形成されるので、段差部と固定電極及び可動電極の一方とを同一材料から形成して線膨張係数を等しくすることができ、基板の厚さ方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、温度変化による影響を抑制してセンサの信頼性を向上させることができる。
【００１０】
また、本開示は、第１主面及び前記第１主面とは反対側の第２主面を有する基板を準備し、前記基板に前記第１主面に一部が露出する空洞を形成するとともに前記空洞内に配置される固定電極及び前記固定電極に対して前記基板の厚さ方向に移動可能である可動電極を形成し、前記固定電極及び前記可動電極の一方に、前記固定電極及び前記可動電極の他方より前記第２主面から前記第１主面に向かう方向に突出する段差部を形成し、前記段差部は、前記基板と同一材料のエピタキシャル成長層によって形成される、加速度センサの製造方法を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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