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JP3508249B2 - Semiconductor dynamic quantity sensor - Google Patents
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JP3508249B2 - Semiconductor dynamic quantity sensor - Google Patents

Semiconductor dynamic quantity sensor

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Publication number
JP3508249B2
JP3508249B2 JP27907394A JP27907394A JP3508249B2 JP 3508249 B2 JP3508249 B2 JP 3508249B2 JP 27907394 A JP27907394 A JP 27907394A JP 27907394 A JP27907394 A JP 27907394A JP 3508249 B2 JP3508249 B2 JP 3508249B2
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JP
Japan
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electrode
semiconductor substrate
oxide film
movable electrode
electrodes
Prior art date
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JP27907394A
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竹内  幸裕
義則 大塚
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Denso Corp
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Denso Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車の車体
制御システムやナビゲーションシステム等に使用して好
適する半導体力学量センサの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a semiconductor dynamic quantity sensor suitable for use in, for example, a vehicle body control system or a navigation system of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、自動車の車体制御システ
ムやナビゲーションシステム等には、例えばヨーレート
センサや加速度センサ等の力学量センサが使用されてい
る。このうち、ヨーレートセンサとしては、従来より、
例えば特開平2−223817号公報に示されるよう
に、金属製角棒の特定面に圧電素子を接着してなる振動
体を細棒で支持する構造のものや、特開平4−1424
20号公報に示されるように、金属製音叉に圧電素子を
接着する構造のものが考えられている。
2. Description of the Related Art As is well known, a mechanical quantity sensor such as a yaw rate sensor or an acceleration sensor is used in a vehicle body control system or a navigation system of an automobile. Among them, as a yaw rate sensor, conventionally,
For example, as disclosed in JP-A-2-223817, a structure in which a vibrating body in which a piezoelectric element is bonded to a specific surface of a metal square rod is supported by a thin rod, or JP-A-4-1424 is used.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 20, a structure having a piezoelectric tuning element bonded to a metal tuning fork has been considered.

【0003】これらのヨーレートセンサは、いずれも圧
電素子で本体に振動を与え、測定対象であるヨーレート
によって発生されたコリオリの力で生じた歪みを、圧電
素子で検出される電圧の変化によって検知しようとする
ものである。
In each of these yaw rate sensors, a piezoelectric element vibrates the body to detect the distortion caused by the Coriolis force generated by the yaw rate, which is the object of measurement, by the change in the voltage detected by the piezoelectric element. It is what

【0004】ところが、この種の構造を持つヨーレート
センサでは、その検出感度等の性能が、振動体の支持方
法や加工精度等に左右されることになる。このため、高
性能のヨーレートセンサは、その加工組み立て上の困難
度が高くなることから、必然的に高価になるという不都
合が生じる。また、ヨーレートセンサの小型化も、加工
組み立て上の制約から容易には実現することができない
のが現状である。
However, in the yaw rate sensor having this kind of structure, the performance such as the detection sensitivity depends on the supporting method of the vibrating body, the processing accuracy and the like. For this reason, the high-performance yaw rate sensor is inevitably expensive because the difficulty in processing and assembling the yaw rate sensor increases. In addition, it is the current situation that miniaturization of the yaw rate sensor cannot be easily realized due to restrictions in processing and assembly.

【0005】そこで、近時では、高性能でしかも安価で
あり小型化も容易に実現し得るヨーレートセンサとし
て、特願平5−311762号に示されるような、トラ
ンジスタ型のヨーレートセンサが提案されている。図9
は、このトランジスタ型ヨーレートセンサの平面的な構
造を示し、図10は、図9に示すトランジスタ検出部A
を拡大した状態を示し、図11は、図10のa−a線に
対応する部分の断面構造を示している。
Therefore, in recent years, a transistor type yaw rate sensor as disclosed in Japanese Patent Application No. 5-311762 has been proposed as a yaw rate sensor which has high performance and is inexpensive and can be easily downsized. There is. Figure 9
Shows the planar structure of this transistor type yaw rate sensor, and FIG. 10 shows the transistor detection unit A shown in FIG.
11 shows an enlarged state, and FIG. 11 shows a sectional structure of a portion corresponding to line aa in FIG.

【0006】すなわち、P型のシリコン基板によって形
成される半導体基板11上には、4箇所のアンカー部1
21〜124が形成されており、各アンカー部121〜
124にそれぞれ一端部が支持される梁131〜134
によって、重り14が支持されている。この重り14に
は、その対向する一対の側辺からそれぞれ左右方向に突
設されるようにして、細片状のゲート用可動電極15
1,152が一体的に形成されている。また、上記重り
14には、各ゲート用可動電極151,152の両側
に、それぞれ一対の細片を櫛の歯状に平行に突設した励
振用電極161〜164が一体的に形成されている。
That is, four anchor portions 1 are provided on a semiconductor substrate 11 formed of a P-type silicon substrate.
21 to 124 are formed, and each anchor portion 121 to
Beams 131 to 134 whose one ends are respectively supported by 124
The weight 14 is supported by. The weight 14 has a strip-shaped movable electrode 15 for a gate, which is provided so as to project from the pair of opposite sides in the left-right direction.
1, 152 are integrally formed. The weight 14 is integrally formed with excitation electrodes 161 to 164 on both sides of each of the gate movable electrodes 151 and 152, in which a pair of strips are provided so as to project in parallel with each other in the shape of comb teeth. .

【0007】ここで、上記半導体基板11の主表面のう
ち各ゲート用可動電極151,152に対応する部分に
は、それぞれN型不純物の拡散層でなるソース電極17
1,172とドレイン電極181,182とが形成され
ている。そして、ゲート用可動電極151,ソース電極
171及びドレイン電極181が、エアギャップ19を
有する上記トランジスタ検出部Aを構成している。この
トランジスタ検出部Aは、ゲート用可動電極151と半
導体基板11との間に電圧を印加することにより、ソー
ス電極171とドレイン電極181との間のチャネル領
域20に反転層が形成され電流が流れる。
Here, in the portion of the main surface of the semiconductor substrate 11 corresponding to the gate movable electrodes 151, 152, the source electrode 17 made of an N-type impurity diffusion layer is formed.
1, 172 and drain electrodes 181, 182 are formed. The gate movable electrode 151, the source electrode 171, and the drain electrode 181 form the transistor detection unit A having the air gap 19. In the transistor detection unit A, when a voltage is applied between the gate movable electrode 151 and the semiconductor substrate 11, an inversion layer is formed in the channel region 20 between the source electrode 171 and the drain electrode 181, and a current flows. .

【0008】なお、ゲート用可動電極152,ソース電
極172及びドレイン電極182よりなるトランジスタ
検出部Bについては、トランジスタ検出部Aと同様であ
るので、その説明は省略する。また、上記半導体基板1
1の主表面のうち梁131〜134及び重り14に対向
する部分には、下部電極21が形成されている。この下
部電極21は、梁131〜134,重り14及びゲート
用可動電極151,152と等電位に設定されることに
より、半導体基板11との間に発生する静電気力を防い
でいる。さらに、上記半導体基板11の主表面には、ソ
ース電極171,172及びドレイン電極181,18
2と、下部電極21とを分離するためのLOCOS酸化
膜22が形成されている。
The transistor detecting section B including the gate movable electrode 152, the source electrode 172 and the drain electrode 182 is the same as the transistor detecting section A, and therefore its explanation is omitted. In addition, the semiconductor substrate 1
A lower electrode 21 is formed on a portion of the main surface of No. 1 facing the beams 131 to 134 and the weight 14. The lower electrode 21 is set to the same potential as the beams 131 to 134, the weight 14, and the gate movable electrodes 151 and 152, thereby preventing an electrostatic force generated between the lower electrode 21 and the semiconductor substrate 11. Further, on the main surface of the semiconductor substrate 11, the source electrodes 171, 172 and the drain electrodes 181, 18 are formed.
A LOCOS oxide film 22 for separating the lower electrode 21 from the lower electrode 21 is formed.

【0009】また、上記半導体基板11の主表面には、
各励振用電極161〜164に対応して励振用固定電極
231〜234がそれぞれ形成されている。これら励振
用固定電極231〜234は、それぞれ櫛の歯状に形成
された3本の細片を、励振用電極161〜164を各々
構成する一対の細片に勝手違いに組み合わせるように構
成されている。そして、励振用電極161〜164と励
振用固定電極231〜234との間に所定周波数の交流
電圧を印加することにより、櫛歯状の電極間に発生する
静電気力によって励振用電極161〜164が振動さ
れ、ひいては重り14及びゲート用可動電極151,1
52が励振される。
Further, on the main surface of the semiconductor substrate 11,
Fixed electrodes 231 to 234 for excitation are formed corresponding to the electrodes 161 to 164 for excitation, respectively. These excitation fixed electrodes 231 to 234 are configured such that the three strips each formed in the shape of a comb tooth are arbitrarily combined with a pair of strips constituting the excitation electrodes 161 to 164, respectively. There is. Then, by applying an AC voltage of a predetermined frequency between the excitation electrodes 161 to 164 and the excitation fixed electrodes 231 to 234, the excitation electrodes 161 to 164 are generated by the electrostatic force generated between the comb-shaped electrodes. It is vibrated, and by extension, the weight 14 and the gate movable electrodes 151, 1
52 is excited.

【0010】このような状態で、図9に示す軸ωにヨー
レートが生じると、励振している速度やその重さに比例
してコリオリ力が生じ、重り14とともにゲート用可動
電極151,152が半導体基板11面に垂直な方向に
変位する。そして、この変位によって上記エアギャップ
19が変わり、チャネル領域20に加わる電界強度が変
わることによって、チャネル領域20内の反転層の濃度
が変化し電流変化が生じる。要するに、トランジスタ型
ヨーレートセンサは、ヨーレートでコリオリ力を生じさ
せ、ゲート用可動電極151,152の変位によって生
じるソース電極171,172とドレイン電極181,
182との間の電流変化でヨーレートを検出している。
In this state, when a yaw rate is generated on the axis ω shown in FIG. 9, Coriolis force is generated in proportion to the speed of excitation and its weight, and the gate 14 and the gate movable electrodes 151 and 152 are generated. It is displaced in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate 11. The air gap 19 changes due to this displacement, and the electric field strength applied to the channel region 20 changes, so that the concentration of the inversion layer in the channel region 20 changes and a current change occurs. In short, the transistor type yaw rate sensor generates the Coriolis force at the yaw rate, and the source electrodes 171, 172 and the drain electrode 181, which are generated by the displacement of the gate movable electrodes 151, 152.
The yaw rate is detected based on the change in current between 182.

【0011】このトランジスタ型ヨーレートセンサは、
半導体基板11に不純物を拡散してソース電極171,
172及びドレイン電極181,182を形成する第1
の工程と、半導体基板11の主表面に図示しない犠牲層
を形成する第2の工程と、犠牲層上に梁形状のゲート用
可動電極151,152と該ゲート用可動電極151,
152を振動させるための励振用固定電極231〜23
4とを形成する第3の工程と、ゲート用可動電極15
1,152の変位に伴なうソース電極171,172と
ドレイン電極181,182との間の電流変化を検出す
ることができるように、ゲート用可動電極151,15
2下の犠牲層をエッチング除去する第4の工程とを経る
ことによって、製造される。
This transistor type yaw rate sensor is
Impurities are diffused into the semiconductor substrate 11 to form the source electrode 171,
172 and the first to form the drain electrodes 181, 182
Step, a second step of forming a sacrificial layer (not shown) on the main surface of the semiconductor substrate 11, beam-shaped gate movable electrodes 151, 152 and the gate movable electrode 151, on the sacrificial layer.
Exciting fixed electrodes 231 to 23 for vibrating 152
And the gate movable electrode 15
The gate movable electrodes 151, 15 are arranged so that the change in current between the source electrodes 171, 172 and the drain electrodes 181, 182 due to the displacement of 1, 152 can be detected.
And a fourth step of etching away the sacrificial layer underneath.

【0012】しかしながら、上記のような従来のトラン
ジスタ型ヨーレートセンサでは、ソース電極171,1
72及びドレイン電極181,182と下部電極21と
を分離するためのLOCOS酸化膜22が、ゲート用可
動電極151,152に対向しているため、ソース電極
171,172とドレイン電極181,182との間に
電流を流すためにゲート用可動電極151,152に電
圧を印加すると、通常0Vとなっているゲート用可動電
極151,152とLOCOS酸化膜22との間に静電
気力が発生して、ゲート用可動電極151,152と半
導体基板11との間隔が必要以上に狭くなり、最悪の場
合には、ゲート用可動電極151,152が半導体基板
11に付着してしまうという問題が生じている。
However, in the conventional transistor type yaw rate sensor as described above, the source electrodes 171 and 1
72 and the drain electrodes 181, 182 and the lower electrode 21 are separated from each other by the LOCOS oxide film 22 facing the movable electrodes 151, 152 for gates, so that the source electrodes 171 and 172 and the drain electrodes 181 and 182 are separated from each other. When a voltage is applied to the gate movable electrodes 151 and 152 in order to pass a current between them, an electrostatic force is generated between the gate movable electrodes 151 and 152 and the LOCOS oxide film 22, which are normally 0 V, and the gate is moved. The gap between the movable electrodes 151 and 152 for semiconductors and the semiconductor substrate 11 becomes unnecessarily small, and in the worst case, the movable electrodes 151 and 152 for gates adhere to the semiconductor substrate 11.

【0013】一方、加速度センサとしては、従来より、
特開平4−25764号公報に示されるようなMISF
ET型加速度センサが開発されている。図12は、この
MISFET型加速度センサの平面的な構造を示し、図
13は、図12のb−b線に対応する部分の断面構造を
示している。
On the other hand, as an acceleration sensor, conventionally,
MISF as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-25764
An ET type acceleration sensor has been developed. 12 shows a planar structure of this MISFET type acceleration sensor, and FIG. 13 shows a sectional structure of a portion corresponding to line bb of FIG.

【0014】すなわち、これは、加速度検出基板24に
梁状部を介して保持されたゲート電極25が加速度に伴
なって図中上下に変位した場合、P型半導体基板26内
に形成されたチャネル領域のキャリア濃度が変化して、
ソース電極27とドレイン電極28との間に流れる電流
が増減することを利用して加速度を検出するようにした
ものである。なお、図12及び図13において、符号2
9は重りであり、符号30は溝であり、符号311〜3
13は配線路であり、符号32はパッケージである。
That is, when the gate electrode 25 held on the acceleration detecting substrate 24 via the beam-like portion is displaced vertically in the figure due to the acceleration, the channel formed in the P-type semiconductor substrate 26 is formed. The carrier concentration in the area changes,
The acceleration is detected by utilizing the fact that the current flowing between the source electrode 27 and the drain electrode 28 increases or decreases. 12 and 13, reference numeral 2
Reference numeral 9 is a weight, reference numeral 30 is a groove, and reference numerals 311 to 311.
Reference numeral 13 is a wiring path, and reference numeral 32 is a package.

【0015】ところが、このようなMISFET型加速
度センサは、バルクシリコンを加工して製作しているた
め、シリコンの加工精度等の問題から小型化や低価格化
が困難であるという不都合を有している。
However, since such a MISFET type acceleration sensor is manufactured by processing bulk silicon, it has a disadvantage that it is difficult to reduce its size and cost due to problems such as processing accuracy of silicon. There is.

【0016】そこで、近時では、小型で低価格な加速度
センサとして、特願平5−322348号に示されるよ
うな、表面マイクロマシニング技術を利用したトランジ
スタ型加速度センサが提案されている。図14は、この
表面マイクロマシニング技術を利用した加速度センサの
平面的な構造を示し、図15は、図14に示すトランジ
スタ検出部Cを拡大した状態を示し、図16は、図15
のc−c線に対応する部分の断面構造を示している。
Therefore, recently, as a small-sized and low-cost acceleration sensor, a transistor type acceleration sensor utilizing a surface micromachining technique has been proposed as shown in Japanese Patent Application No. 5-322348. 14 shows a planar structure of an acceleration sensor using this surface micromachining technique, FIG. 15 shows an enlarged state of the transistor detection unit C shown in FIG. 14, and FIG.
The cross-sectional structure of the portion corresponding to line c-c is shown.

【0017】すなわち、半導体基板33上に形成された
4つのアンカー部341〜344には、梁351〜35
4を介して重り36が支持されている。この重り36に
は、対向する一対の辺部分から側方に突設されるように
して、細片状のゲート用可動電極371,372が一体
的に形成されている。
That is, the four anchor portions 341 to 344 formed on the semiconductor substrate 33 have beams 351 to 35.
A weight 36 is supported via the number 4. The weight 36 is integrally formed with strip-shaped gate movable electrodes 371 and 372 so as to project laterally from a pair of opposing side portions.

【0018】ここで、上記半導体基板33の主表面のう
ち各ゲート用可動電極371,372に対応する部分に
は、それぞれソース電極381,382とドレイン電極
391,392とが形成されている。そして、ゲート用
可動電極371,ソース電極381及びドレイン電極3
91が、エアギャップ40を有する上記トランジスタ検
出部Cを構成している。このトランジスタ検出部Cは、
ゲート用可動電極371と半導体基板33との間に電圧
を印加することにより、ソース電極381とドレイン電
極391との間のチャネル領域41に反転層が形成され
電流が流れるようになる。
Here, source electrodes 381 and 382 and drain electrodes 391 and 392 are formed on portions of the main surface of the semiconductor substrate 33 corresponding to the gate movable electrodes 371 and 372, respectively. Then, the gate movable electrode 371, the source electrode 381 and the drain electrode 3
91 constitutes the transistor detection section C having the air gap 40. This transistor detector C
By applying a voltage between the gate movable electrode 371 and the semiconductor substrate 33, an inversion layer is formed in the channel region 41 between the source electrode 381 and the drain electrode 391, and a current flows.

【0019】なお、ゲート用可動電極372,ソース電
極382及びドレイン電極392よりなるトランジスタ
検出部Dについては、トランジスタ検出部Cと同様であ
るので、その説明は省略する。また、上記半導体基板3
3の主表面のうち梁351〜354及び重り36に対向
する部分には、下部電極42が形成されている。この下
部電極42は、梁351〜354,重り36及びゲート
用可動電極371,372と等電位に設定されることに
より、半導体基板33との間に発生する静電気力を防い
でいる。さらに、上記半導体基板33の主表面には、ソ
ース電極381,382及びドレイン電極391,39
2と、下部電極42とを分離するためのLOCOS酸化
膜43が形成されている。
Since the transistor detection section D including the gate movable electrode 372, the source electrode 382 and the drain electrode 392 is similar to the transistor detection section C, the description thereof will be omitted. In addition, the semiconductor substrate 3
A lower electrode 42 is formed on a portion of the main surface of No. 3 that faces the beams 351 to 354 and the weight 36. The lower electrode 42 is set to the same potential as the beams 351 to 354, the weight 36, and the gate movable electrodes 371 and 372, thereby preventing an electrostatic force generated between the lower electrode 42 and the semiconductor substrate 33. Further, on the main surface of the semiconductor substrate 33, the source electrodes 381 and 382 and the drain electrodes 391 and 39.
A LOCOS oxide film 43 for separating the lower electrode 42 from the second electrode is formed.

【0020】そして、この加速度センサは、半導体基板
33面に対して垂直方向の加速度に対しては、ゲート用
可動電極371,372と半導体基板33面とのエアギ
ャップ40が変わることにより、チャネル領域41に加
わる電界強度が変化しその電流変化に基づいて加速度が
検出され、半導体基板33面に対して水平方向の加速度
に対しては、ゲート用可動電極371,372が水平方
向に変位することにより、トランジスタ検出部C,Dの
ゲート幅が変化しその電流変化に基づいて加速度が検出
される。
In this acceleration sensor, the air gap 40 between the gate movable electrodes 371 and 372 and the surface of the semiconductor substrate 33 changes in response to the acceleration in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate 33. The electric field strength applied to 41 changes, and the acceleration is detected based on the change in the current. For the acceleration in the horizontal direction with respect to the surface of the semiconductor substrate 33, the gate movable electrodes 371 and 372 are displaced in the horizontal direction. , The gate widths of the transistor detectors C and D change, and the acceleration is detected based on the current change.

【0021】しかしながら、上記のような従来の加速度
センサでも、ソース電極381,382及びドレイン電
極391,392と下部電極42とを分離するためのL
OCOS酸化膜43が、ゲート用可動電極371,37
2に対向しているため、ゲート用可動電極371,37
2とLOCOS酸化膜43との間に発生する静電気力に
よって、ゲート用可動電極371,372と半導体基板
33との間隔が必要以上に狭くなり、最悪の場合には、
ゲート用可動電極371,372が半導体基板33に付
着してしまうという問題が生じることになる。
However, even in the conventional acceleration sensor as described above, L for separating the source electrode 381, 382 and the drain electrode 391, 392 from the lower electrode 42.
The OCOS oxide film 43 forms the gate movable electrodes 371, 37.
2 facing each other, the gate movable electrodes 371, 37
2 and the LOCOS oxide film 43, the electrostatic force generated between the gate movable electrodes 371 and 372 and the semiconductor substrate 33 narrows the gap more than necessary, and in the worst case,
The problem arises that the gate movable electrodes 371 and 372 are attached to the semiconductor substrate 33.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、トラン
ジスタ型ヨーレートセンサや、表面マイクロマシニング
技術を利用した加速度センサ等に代表される、従来の半
導体力学量センサでは、ゲート用可動電極とLOCOS
酸化膜とが対向しているために発生する静電気力によ
り、ゲート用可動電極と半導体基板との間隔が必要以上
に狭くなり易く、ゲート用可動電極が半導体基板に付着
することもあるという問題を有している。
As described above, in the conventional semiconductor mechanical quantity sensor represented by the transistor type yaw rate sensor and the acceleration sensor utilizing the surface micromachining technology, the gate movable electrode and the LOCOS are used.
Due to the electrostatic force generated due to the fact that the oxide film faces each other, the gap between the gate movable electrode and the semiconductor substrate tends to be narrower than necessary, and the gate movable electrode may adhere to the semiconductor substrate. Have

【0023】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、力学量の検出に寄与しない領域における
静電気力の発生を抑え、ゲート用可動電極と半導体基板
とを正常な間隔に保持し得る極めて良好な半導体力学量
センサを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and suppresses the generation of electrostatic force in a region that does not contribute to the detection of a mechanical quantity, and keeps the movable gate electrode and the semiconductor substrate at a normal distance. An object is to provide an extremely good semiconductor dynamic quantity sensor to be obtained.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体力
学量センサは、半導体基板と、この半導体基板にその表
面から所定間隔離間されて梁構造により支持された可動
電極と、半導体基板の表面で可動電極に対向する位置に
不純物拡散によって形成されたソース電極及びドレイン
電極と、半導体基板の表面で可動電極に対向する位置で
あって、且つソース電極及びドレイン電極以外の位置に
不純物拡散によって形成された下部電極と、半導体基板
の表面に形成されソース電極及びドレイン電極と下部電
極とを電気的に絶縁するLOCOS酸化膜とを備え、可
動電極の変位によって生じるソース電極とドレイン電極
との間の電流変化により力学量を検出するもので、可動
電極をLOCOS酸化膜に対向しない位置に設置するよ
うに構成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor dynamic quantity sensor according to the present invention comprises a semiconductor substrate, a movable electrode which is supported by a beam structure at a predetermined distance from the surface of the semiconductor substrate, and a surface of the semiconductor substrate. a source electrode and a drain electrode formed by impurity diffusion in a position facing the movable electrode, at a position facing the movable electrode on the surface of the semiconductor substrate
There are a lower electrode and formed by impurity diffusion in a position other than the source electrode and the drain electrode, and an electrically insulating LOCOS oxide film and a source electrode and a drain electrode and a lower electrode formed on a surface of a semiconductor substrate A dynamic quantity is detected by a change in current between a source electrode and a drain electrode caused by displacement of the movable electrode, and the movable electrode is arranged at a position not facing the LOCOS oxide film.

【0025】また、この発明に係る半導体力学量センサ
は、半導体基板と、この半導体基板にその表面から所定
間隔離間されて梁構造により支持された可動電極と、半
導体基板の表面で可動電極に対向する位置に不純物拡散
によって形成されたソース電極及びドレイン電極と、半
導体基板の表面で可動電極に対向する位置であって、且
ソース電極及びドレイン電極以外の位置に不純物拡散
によって形成された下部電極と、半導体基板の表面に形
成されソース電極及びドレイン電極と下部電極とを電気
的に絶縁するLOCOS酸化膜とを備え、可動電極の変
位によって生じるソース電極とドレイン電極との間の電
流変化により力学量を検出するもので、可動電極のLO
COS酸化膜に対向する領域の一部を削除するように構
成したものである。
Further, the semiconductor mechanical quantity sensor according to the present invention includes a semiconductor substrate, a movable electrode supported by the beam structure at a predetermined distance from the surface of the semiconductor substrate, and a surface of the semiconductor substrate facing the movable electrode. a source electrode and a drain electrode formed by impurity diffusion in a position, a position facing the movable electrode on the surface of the semiconductor substrate,且
And a LOCOS oxide film that is formed on the surface of the semiconductor substrate and electrically insulates the source electrode and the drain electrode from the lower electrode. The dynamic quantity is detected by the change in the current between the source electrode and the drain electrode caused by the displacement of the electrode.
A part of the region facing the COS oxide film is deleted.

【0026】[0026]

【作用】上記のような構成によれば、可動電極をLOC
OS酸化膜に対向しない位置に設置するようにしたの
で、可動電極とLOCOS酸化膜との間における電位差
により静電気力が発生することを防止することができ、
可動電極と半導体基板とを正常な間隔に保持することが
できるようになる。また、可動電極のLOCOS酸化膜
に対向する領域の一部を削除するようにしたので、可動
電極とLOCOS酸化膜との間における静電気力の発生
を低減させることができる。
With the above arrangement, the movable electrode is LOC'd.
Since it is arranged at a position not facing the OS oxide film, it is possible to prevent electrostatic force from being generated due to the potential difference between the movable electrode and the LOCOS oxide film.
The movable electrode and the semiconductor substrate can be held at a normal distance. Further, since a part of the region of the movable electrode facing the LOCOS oxide film is removed, it is possible to reduce the generation of electrostatic force between the movable electrode and the LOCOS oxide film.

【0027】[0027]

【実施例】以下、この発明をトランジスタ型ヨーレート
センサに適用した場合の一実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図1は、この実施例で説明するトラ
ンジスタ型ヨーレートセンサの平面的な構造を示してい
る。すなわち、符号44は半導体基板であり、P型のシ
リコン基板で形成されている。この半導体基板44上に
は、4つのアンカー部451〜454が形成されてお
り、各アンカー部451〜454にそれぞれ一端部が支
持される梁461〜464によって、重り47が支持さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a transistor type yaw rate sensor will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a planar structure of the transistor type yaw rate sensor described in this embodiment. That is, reference numeral 44 is a semiconductor substrate, which is formed of a P-type silicon substrate. Four anchor portions 451 to 454 are formed on the semiconductor substrate 44, and the weight 47 is supported by the beams 461 to 464 whose one ends are supported by the anchor portions 451 to 454, respectively.

【0028】この重り47には、その図中上辺から一対
の支持片481,481が平行に突設されており、これ
ら支持片481,481間に架設されるようにゲート用
可動電極491が支持されている。また、この重り47
には、その図中下辺から一対の支持片482,482が
平行に突設されており、これら支持片482,482間
に架設されるようにゲート用可動電極492が支持され
ている。
The weight 47 has a pair of support pieces 481 and 481 protruding in parallel from the upper side in the figure, and a movable gate electrode 491 is supported so as to be installed between the support pieces 481 and 481. Has been done. Also, this weight 47
A pair of support pieces 482 and 482 are provided in parallel with each other from the lower side in the figure, and the gate movable electrode 492 is supported so as to be bridged between these support pieces 482 and 482.

【0029】この重り47は、ゲート用可動電極49
1,492の本体機構として構成されるもので、ヨーレ
ートによる変位量を稼ぐために設置されている。また、
上記重り47には、その対向する一対の側辺からそれぞ
れ図中左右方向に、一対の細片を櫛の歯状に平行に突設
してなる励振用電極501〜504が一体的に形成され
ている。これら励振用電極501〜504は、重り47
及びゲート用可動電極491,492に振動を与える作
用を行なうものである。
The weight 47 is a movable electrode 49 for a gate.
It is configured as a main body mechanism of 1,492, and is installed to obtain a displacement amount due to the yaw rate. Also,
The weight 47 is integrally formed with excitation electrodes 501 to 504, each of which is formed by a pair of strips projecting parallel to each other in a comb tooth shape from a pair of opposing sides in the left-right direction in the drawing. ing. These excitation electrodes 501 to 504 have a weight 47.
It also serves to give vibration to the gate movable electrodes 491 and 492.

【0030】そして、上記アンカー部451〜454,
梁461〜464,重り47,支持片481,482,
ゲート用可動電極491,492及び励振用電極501
〜504は、例えばポリシリコンやタングステン等の耐
熱性金属によって一体的に形成されている。
Then, the anchor portions 451-454,
Beams 461-464, weight 47, support pieces 481, 482
Movable electrodes for gate 491, 492 and electrode for excitation 501
˜504 are integrally formed of a heat resistant metal such as polysilicon or tungsten.

【0031】なお、この実施例においては、代表的な材
料としてポリシリコンが使用されるものとする。さら
に、重り47,支持片481,482,ゲート用可動電
極491,492及び励振用電極501〜504は、半
導体基板44の主表面に対して所定の間隔(エアギャッ
プL)を隔てるように、アンカー部451〜454及び
梁461〜464によって支持されている。
In this embodiment, polysilicon is used as a typical material. Furthermore, the weight 47, the support pieces 481 and 482, the gate movable electrodes 491 and 492, and the excitation electrodes 501 to 504 are anchors so as to be separated from the main surface of the semiconductor substrate 44 by a predetermined distance (air gap L). It is supported by the portions 451 to 454 and the beams 461 to 464.

【0032】ここで、上記半導体基板44の主表面に
は、それぞれ各ゲート用可動電極491,492に直交
するように、P型シリコン基板でなる半導体基板44に
イオン注入等の手段によりN型不純物を導入することで
形成された拡散層からなるソース電極511,512と
ドレイン電極521,522とが形成されている。
Here, on the main surface of the semiconductor substrate 44, an N-type impurity is applied to the semiconductor substrate 44 made of a P-type silicon substrate by means of ion implantation or the like so as to be orthogonal to the gate movable electrodes 491 and 492, respectively. Source electrodes 511 and 512 and drain electrodes 521 and 522 are formed by the diffusion layer formed by introducing.

【0033】そして、ゲート用可動電極491,ソース
電極511及びドレイン電極521が、エアギャップL
を有する上記トランジスタ検出部Eを構成している。こ
のトランジスタ検出部Eは、ゲート用可動電極491と
半導体基板44との間に電圧を印加することにより、ソ
ース電極511とドレイン電極521との間のチャネル
領域53に反転層が形成され電流が流れる。
The gate movable electrode 491, the source electrode 511 and the drain electrode 521 are connected to the air gap L.
Is included in the transistor detection unit E. In the transistor detection unit E, an inversion layer is formed in the channel region 53 between the source electrode 511 and the drain electrode 521 by applying a voltage between the gate movable electrode 491 and the semiconductor substrate 44, and a current flows. .

【0034】なお、ゲート用可動電極492,ソース電
極512及びドレイン電極522よりなるトランジスタ
検出部Fについては、トランジスタ検出部Eと同様であ
るので、その説明は省略する。また、上記半導体基板4
4の主表面のうち、梁461〜464,重り47,支持
片481,482,ゲート用可動電極491,492及
び励振用電極501〜504の、振動する範囲に対応す
る部分には、不純物導入により形成された拡散層でなる
下部電極54が形成されている。
The transistor detecting section F including the gate movable electrode 492, the source electrode 512 and the drain electrode 522 is the same as the transistor detecting section E, and the description thereof is omitted. In addition, the semiconductor substrate 4
Impurities are introduced into portions of the main surface of No. 4 of the beams 461 to 464, the weight 47, the support pieces 481 and 482, the movable electrodes for gates 491 and 492, and the electrodes for excitation 501 to 504 corresponding to the vibrating range. The lower electrode 54 formed of the formed diffusion layer is formed.

【0035】この下部電極54は、梁461〜464,
重り47,支持片481,482,ゲート用可動電極4
91,492及び励振用電極501〜504と等電位に
設定されることにより、半導体基板44との間に静電気
力が発生することを防ぎ、重り47,支持片481,4
82,ゲート用可動電極491,492及び励振用電極
501〜504等が、半導体基板44に付着することを
防止している。
The lower electrode 54 includes beams 461-464,
Weight 47, support pieces 481, 482, gate movable electrode 4
91, 492 and the excitation electrodes 501 to 504 are set to the same potential to prevent generation of electrostatic force between the semiconductor substrate 44 and the weight 47, the support pieces 481, 4.
82, the gate movable electrodes 491 and 492, the excitation electrodes 501 to 504, etc. are prevented from adhering to the semiconductor substrate 44.

【0036】また、上記半導体基板44の主表面には、
各励振用電極501〜504に対応して、ポリシリコン
で形成された励振用固定電極551〜554がそれぞれ
配置されている。これら励振用固定電極551〜554
は、それぞれ半導体基板44の主表面上において、励振
用電極501〜504と同じ高さ位置に固定的に設置さ
れている。
On the main surface of the semiconductor substrate 44,
Excitation fixed electrodes 551 to 554 made of polysilicon are arranged corresponding to the excitation electrodes 501 to 504, respectively. These excitation fixed electrodes 551 to 554
Are fixedly installed at the same height positions as the excitation electrodes 501 to 504 on the main surface of the semiconductor substrate 44.

【0037】この場合、各励振用固定電極551〜55
4は、それぞれ櫛の歯状に形成された3本の細片を有
し、中央の1本の細片が励振用電極501〜504を各
々構成する一対の細片の中央位置に配置されるととも
に、他の2本の細片が上記一対の細片の外側にそれぞれ
位置するように配置されることで、互いに櫛の歯を組み
合わせるように構成されており、その各櫛の歯の相互間
に所定のギャップが形成されるようになされている。
In this case, the excitation fixed electrodes 551 to 55
Reference numeral 4 has three strips each formed in the shape of a comb tooth, and one strip in the center is arranged at the center position of a pair of strips forming the excitation electrodes 501 to 504, respectively. At the same time, the other two strips are arranged so as to be located outside the pair of strips, respectively, so that the comb teeth are combined with each other. A predetermined gap is formed in the.

【0038】そして、励振用電極501〜504と励振
用固定電極551〜554との間に所定周波数の交流電
圧を印加することにより、櫛歯状の電極間に発生する静
電気力によって励振用電極501〜504が振動され、
ひいては重り47及びゲート用可動電極491,492
に振動が与えられる。この場合、重り47の両側に2つ
づつ設置された励振用電極501,503と502,5
04とには、相互に180°位相のずれた電位差が与え
られる。
By applying an AC voltage of a predetermined frequency between the excitation electrodes 501 to 504 and the excitation fixed electrodes 551 to 554, the excitation electrode 501 is generated by the electrostatic force generated between the comb-teeth electrodes. ~ 504 is vibrated,
As a result, the weight 47 and the gate movable electrodes 491, 492.
Vibration is applied to. In this case, two excitation electrodes 501, 503 and 502, 5 are installed on each side of the weight 47.
04 and 04 are given a potential difference that is 180 ° out of phase with each other.

【0039】また、上記ゲート用可動電極491,49
2は、半導体基板44面に対する水平方向の最大振動時
においても、トランジスタ検出部E,Fのゲート幅、つ
まりソース電極511,512及びドレイン電極52
1,522との重なり面積が変化しないような長さに設
定されている。換言すれば、最大振動時においても、各
支持片481,482がソース電極511,512及び
ドレイン電極521,522とオーバーラップしないよ
うに設定されている。
The gate movable electrodes 491, 49
2 is the gate width of the transistor detection portions E and F, that is, the source electrodes 511 and 512 and the drain electrode 52 even during the maximum horizontal vibration with respect to the surface of the semiconductor substrate 44.
The length is set so that the overlapping area with 1,522 does not change. In other words, the supporting pieces 481 and 482 are set so as not to overlap the source electrodes 511 and 512 and the drain electrodes 521 and 522 even at the time of maximum vibration.

【0040】なお、各ゲート用可動電極491,492
は、支持片481,482,重り47,梁461〜46
4及びアンカー部451〜454を経由する図示しない
配線路を介して、半導体基板44上に構成された検出回
路(図示せず)に接続されている。また、半導体基板4
4上に形成されたソース電極511,512,ドレイン
電極521,522,下部電極54及び励振用固定電極
551〜554も、図示しない配線路を介して、半導体
基板44上に構成された検出回路(図示せず)に接続さ
れている。
The movable electrodes 491 and 492 for each gate
Are support pieces 481, 482, weights 47, and beams 461-46.
4 and the anchor portions 451 to 454, a wiring circuit (not shown) is connected to a detection circuit (not shown) formed on the semiconductor substrate 44. In addition, the semiconductor substrate 4
The source electrodes 511, 512, the drain electrodes 521, 522, the lower electrode 54, and the excitation fixed electrodes 551 to 554 formed on the semiconductor substrate 4 are also formed on the semiconductor substrate 44 via wiring paths (not shown) ( (Not shown).

【0041】ここで、図2は、トランジスタ検出部Eを
拡大した状態を示している。すなわち、トランジスタ検
出部Eが形成されている半導体基板44上には、ソース
電極511とドレイン電極521と下部電極54とを電
気的に分離するための、LOCOS酸化膜56が形成さ
れている。そして、ソース電極511とドレイン電極5
21との間で、LOCOS酸化膜56が形成されていな
い部分が、上記チャネル領域53となる。このチャネル
領域53には、不純物が導入されており、反転層が低電
圧から形成されるような構成となっている。
Here, FIG. 2 shows a state in which the transistor detection portion E is enlarged. That is, the LOCOS oxide film 56 for electrically separating the source electrode 511, the drain electrode 521, and the lower electrode 54 is formed on the semiconductor substrate 44 on which the transistor detection unit E is formed. Then, the source electrode 511 and the drain electrode 5
21, the part where the LOCOS oxide film 56 is not formed becomes the channel region 53. Impurities are introduced into the channel region 53 so that the inversion layer is formed at a low voltage.

【0042】ここにおいて、上記ゲート用可動電極49
1は、LOCOS酸化膜56に対向しない位置に設置さ
れている。すなわち、ゲート用可動電極491は、一対
の支持片481,481により重り47から所定間隔離
間されていることにより、ソース電極511とドレイン
電極521との間でLOCOS酸化膜56が形成されて
いないチャネル領域53に対向する位置に設置されてい
る。
Here, the gate movable electrode 49 is used.
1 is installed at a position not facing the LOCOS oxide film 56. That is, since the gate movable electrode 491 is separated from the weight 47 by a predetermined distance by the pair of support pieces 481 and 481, the channel in which the LOCOS oxide film 56 is not formed between the source electrode 511 and the drain electrode 521 is formed. It is installed at a position facing the area 53.

【0043】このため、ゲート用可動電極491とLO
COS酸化膜56との間における電位差により静電気力
が発生することを防止することができ、ゲート用可動電
極491と半導体基板44とが正常な間隔に保持される
ようになる。この場合、ゲート用可動電極491は、半
導体基板44面に対する水平方向の最大振動時において
も、LOCOS酸化膜56とオーバーラップしないよう
に設定されていることはもちろんである。
Therefore, the gate movable electrode 491 and the LO
It is possible to prevent electrostatic force from being generated due to the potential difference between the COS oxide film 56 and the gate movable electrode 491 and the semiconductor substrate 44 to be held at a normal distance. In this case, it goes without saying that the gate movable electrode 491 is set so as not to overlap with the LOCOS oxide film 56 even during the maximum horizontal vibration with respect to the surface of the semiconductor substrate 44.

【0044】図3は、図2のd−d線に対応する部分の
断面構造を示している。すなわち、前述したように、ゲ
ート用可動電極491と半導体基板44との間に、エア
ギャップLが形成されている。ゲート用可動電極491
と半導体基板44との間に電圧を印加することにより、
チャネル領域53に反転層が形成され、ソース電極51
1とドレイン電極521との間に電流が流れる。
FIG. 3 shows a sectional structure of a portion corresponding to line dd in FIG. That is, as described above, the air gap L is formed between the gate movable electrode 491 and the semiconductor substrate 44. Movable electrode 491 for gate
By applying a voltage between the semiconductor substrate 44 and the semiconductor substrate 44,
The inversion layer is formed in the channel region 53, and the source electrode 51 is formed.
A current flows between 1 and the drain electrode 521.

【0045】ここで、上記励振用電極501〜504と
励振用固定電極551〜554との間に所定周波数の交
流電圧が印加され、重り47が励振されると、ゲート用
可動電極491は、図3に矢印で示す方向に励振され
る。この場合、ヨーレートが発生していない状態では、
チャネル領域53の反転層を介してソース電極511と
ドレイン電極521との間を流れる電流値は一定とな
る。
Here, when an AC voltage having a predetermined frequency is applied between the excitation electrodes 501 to 504 and the excitation fixed electrodes 551 to 554, and the weight 47 is excited, the gate movable electrode 491 becomes 3 is excited in the direction indicated by the arrow. In this case, when the yaw rate is not generated,
The current value flowing between the source electrode 511 and the drain electrode 521 via the inversion layer of the channel region 53 is constant.

【0046】一方、図1に示す軸ωにヨーレートが生じ
ると、励振速度と重さに比例したコリオリ力が生じ、重
り47とともにゲート用可動電極491は、半導体基板
44面に垂直な方向に変位する。すると、この変位によ
って上記エアギャップLが変わり、チャネル領域53に
加わる電界強度が変わることによって、チャネル領域5
3内の反転層の濃度が変化し電流変化が生じ、ヨーレー
トが検出される。
On the other hand, when the yaw rate is generated on the axis ω shown in FIG. 1, Coriolis force proportional to the excitation speed and the weight is generated, and the gate movable electrode 491 is displaced in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate 44 together with the weight 47. To do. Then, the air gap L is changed by this displacement, and the electric field strength applied to the channel region 53 is changed.
The concentration of the inversion layer in 3 changes, the current changes, and the yaw rate is detected.

【0047】図4(a)は、図2のe−e線に対応する
部分の断面構造を示し、図4(b)は、図2のf−f線
に対応する部分の断面構造を示している。いずれもゲー
ト用可動電極491が、LOCOS酸化膜56に対向し
ていないことがわかり、ゲート用可動電極491とLO
COS酸化膜56との間における静電気力の発生を防止
し、ゲート用可動電極491と半導体基板44とが正常
な間隔に保持されるようになることが理解される。
FIG. 4A shows a sectional structure of a portion corresponding to line ee of FIG. 2, and FIG. 4B shows a sectional structure of a portion corresponding to line ff of FIG. ing. In each case, it was found that the gate movable electrode 491 did not face the LOCOS oxide film 56, and the gate movable electrode 491 and the LO movable electrode 491 did not face each other.
It is understood that the generation of the electrostatic force between the COS oxide film 56 is prevented and the movable electrode for gate 491 and the semiconductor substrate 44 are held at a normal distance.

【0048】図5は、図1のg−g線に対応する部分の
断面構造を示している。すなわち、半導体基板44面に
形成された絶縁膜57の上にアンカー部451,453
が固定されており、これによって、エアギャップLが形
成されている。なお、この絶縁膜57は、例えば酸化膜
や窒化膜等によって形成されている。
FIG. 5 shows a sectional structure of a portion corresponding to the line gg in FIG. That is, the anchor portions 451 and 453 are formed on the insulating film 57 formed on the surface of the semiconductor substrate 44.
Are fixed, and thereby an air gap L is formed. The insulating film 57 is formed of, for example, an oxide film or a nitride film.

【0049】図6は、図1のh−h線に対応する部分の
断面構造を示している。すなわち、半導体基板44面に
形成された絶縁膜57の上に励振用固定電極551が固
定されており、これによって、励振用固定電極551が
励振用電極501と同じ高さ位置に設置されることにな
る。
FIG. 6 shows a sectional structure of a portion corresponding to the line hh in FIG. That is, the excitation fixed electrode 551 is fixed on the insulating film 57 formed on the surface of the semiconductor substrate 44, so that the excitation fixed electrode 551 is installed at the same height position as the excitation electrode 501. become.

【0050】したがって、上記実施例のような構成によ
れば、ゲート用可動電極491を一対の支持片481,
481により重り47から所定間隔離間することによ
り、ゲート用可動電極491をLOCOS酸化膜56に
対向しない位置に設置するようにしたので、ゲート用可
動電極491とLOCOS酸化膜56との間における電
位差により静電気力が発生することを防止することがで
き、ゲート用可動電極491と半導体基板44とを正常
な間隔に保持することができるようになる。
Therefore, according to the structure of the above embodiment, the gate movable electrode 491 is connected to the pair of support pieces 481.
Since the gate movable electrode 491 is arranged at a position not facing the LOCOS oxide film 56 by being separated from the weight 47 by a predetermined distance by 481, the potential difference between the gate movable electrode 491 and the LOCOS oxide film 56 is caused. Generation of electrostatic force can be prevented, and the gate movable electrode 491 and the semiconductor substrate 44 can be held at a normal distance.

【0051】次に、図7は、この発明の他の実施例を示
すもので、図14に示したトランジスタ型加速度センサ
に適用した状態を示している。すなわち、図7におい
て、図15と同一部分には同一符号を付して説明する
と、ゲート用可動電極371のうちLOCOS酸化膜4
3に対向する領域の一部を開口部58を形成することで
削除することによって、ゲート用可動電極371とLO
COS酸化膜43との間における静電気力の発生を低減
させるようにしたものである。
Next, FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, which is applied to the transistor type acceleration sensor shown in FIG. That is, in FIG. 7, the same parts as those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and the LOCOS oxide film 4 of the gate movable electrode 371 will be described.
3 is partially removed by forming the opening 58 so that the gate movable electrode 371 and the LO are removed.
The generation of electrostatic force between the COS oxide film 43 and the COS oxide film 43 is reduced.

【0052】また、ゲート用可動電極371のLOCO
S酸化膜43に対向する領域の一部を削減して静電気力
の発生を低減させる手段としては、図8に示すように、
ゲート用可動電極371の幅を狭くするようにしてもよ
いものである。そして、ゲート用可動電極371のLO
COS酸化膜43に対向する領域の一部を削減する場合
には、削除された面積が削除されない面積よりも広くな
るようにすることが効果的である。なお、この発明は上
記各実施例に限定されるものではなく、この外その要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ
る。
Further, the LOCO of the gate movable electrode 371 is
As a means for reducing the generation of the electrostatic force by reducing a part of the region facing the S oxide film 43, as shown in FIG.
The width of the gate movable electrode 371 may be narrowed. Then, the LO of the gate movable electrode 371
When reducing a part of the region facing the COS oxide film 43, it is effective to make the deleted area larger than the undeleted area. The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
力学量の検出に寄与しない領域における静電気力の発生
を抑え、ゲート用可動電極と半導体基板とを正常な間隔
に保持し得る極めて良好な半導体力学量センサを提供す
ることができる。
As described above in detail, according to the present invention,
It is possible to provide an extremely good semiconductor mechanical quantity sensor that can suppress the generation of electrostatic force in a region that does not contribute to the detection of mechanical quantity and can keep the movable electrode for gate and the semiconductor substrate at a normal distance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る半導体力学量センサの一実施例
を示す平面図。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor physical quantity sensor according to the present invention.

【図2】同実施例におけるトランジスタ検出部を拡大し
て示す平面図。
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a transistor detection unit in the embodiment.

【図3】図2のd−d線に対応する部分の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion corresponding to line dd in FIG.

【図4】図2のe−e線及びf−f線に対応する部分の
断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion corresponding to the ee line and the ff line of FIG.

【図5】図1のg−g線に対応する部分の断面図。5 is a cross-sectional view of a portion corresponding to line gg in FIG.

【図6】図1のh−h線に対応する部分の断面図。6 is a cross-sectional view of a portion corresponding to line hh in FIG.

【図7】この発明の他の実施例を示す平面図。FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the present invention.

【図8】同他の実施例の変形例を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing a modified example of the other embodiment.

【図9】従来のトランジスタ型ヨーレートセンサを示す
平面図。
FIG. 9 is a plan view showing a conventional transistor type yaw rate sensor.

【図10】同従来センサにおけるトランジスタ検出部を
拡大して示す平面図。
FIG. 10 is an enlarged plan view showing a transistor detection unit in the conventional sensor.

【図11】図10のa−a線に対応する部分の断面図。11 is a sectional view of a portion corresponding to the line aa in FIG.

【図12】従来の加速度センサを示す平面図。FIG. 12 is a plan view showing a conventional acceleration sensor.

【図13】図12のb−b線に対応する部分の断面図。13 is a cross-sectional view of a portion corresponding to line bb of FIG.

【図14】従来のトランジスタ型加速度センサを示す平
面図。
FIG. 14 is a plan view showing a conventional transistor type acceleration sensor.

【図15】同従来センサにおけるトランジスタ検出部を
拡大して示す平面図。
FIG. 15 is an enlarged plan view showing a transistor detection portion of the conventional sensor.

【図16】図15のc−c線に対応する部分の断面図。16 is a sectional view of a portion corresponding to line cc in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…半導体基板、121〜124…アンカー部、13
1〜134…梁、14…重り、151,152…ゲート
用可動電極、161〜164…励振用電極、171,1
72…ソース電極、181,182…ドレイン電極、1
9…エアギャップ、20…チャネル領域、21…下部電
極、22…LOCOS酸化膜、231〜234…励振用
固定電極、24…加速度検出基板、25…ゲート電極、
26…P型半導体基板、27…ソース電極、28…ドレ
イン電極、29…重り、30…溝、311〜313…配
線路、32…パッケージ、33…半導体基板、341〜
344…アンカー部、351〜354…梁、36…重
り、371,372…ゲート用可動電極、381,38
2…ソース電極、391,392…ドレイン電極、40
…エアギャップ、41…チャネル領域、42…下部電
極、43…LOCOS酸化膜、44…半導体基板、45
1〜454…アンカー部、461〜464…梁、47…
重り、481,482…支持片、491,492…ゲー
ト用可動電極、501〜504…励振用電極、511,
512…ソース電極、521,522…ドレイン電極、
53…チャネル領域、54…下部電極、551〜554
…励振用固定電極、56…LOCOS酸化膜、57…絶
縁膜、58…開口部、A〜F…トランジスタ検出部。
11 ... Semiconductor substrate, 121-124 ... Anchor part, 13
1-134 ... Beam, 14 ... Weight, 151, 152 ... Movable electrode for gate, 161-164 ... Electrode for excitation, 171, 1
72 ... Source electrode, 181, 182 ... Drain electrode, 1
Reference numeral 9 ... Air gap, 20 ... Channel region, 21 ... Lower electrode, 22 ... LOCOS oxide film, 231-234 ... Excitation fixed electrode, 24 ... Acceleration detection substrate, 25 ... Gate electrode,
26 ... P-type semiconductor substrate, 27 ... Source electrode, 28 ... Drain electrode, 29 ... Weight, 30 ... Groove, 311 ... 313 ... Wiring path, 32 ... Package, 33 ... Semiconductor substrate, 341 ...
344 ... Anchor part, 351-354 ... Beam, 36 ... Weight, 371, 372 ... Gate movable electrode, 381, 38
2 ... Source electrode, 391, 392 ... Drain electrode, 40
... Air gap, 41 ... Channel region, 42 ... Lower electrode, 43 ... LOCOS oxide film, 44 ... Semiconductor substrate, 45
1-454 ... Anchor part, 461-464 ... Beam, 47 ...
Weights, 481, 482 ... Support pieces, 491, 492 ... Gate movable electrodes, 501-504 ... Excitation electrodes, 511,
512 ... Source electrode, 521, 522 ... Drain electrode,
53 ... Channel region, 54 ... Lower electrode, 551-554
... Exciting fixed electrode, 56 ... LOCOS oxide film, 57 ... Insulating film, 58 ... Opening, AF ... Transistor detecting section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01P 15/125 G01P 15/125 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G01P 15/125 G01P 15/125 Z

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板と、 この半導体基板にその表面から所定間隔離間されて梁構
造により支持された可動電極と、 前記半導体基板の表面で前記可動電極に対向する位置に
不純物拡散によって形成されたソース電極及びドレイン
電極と、 前記半導体基板の表面で前記可動電極に対向する位置で
あって、且つ前記ソース電極及びドレイン電極以外の位
置に不純物拡散によって形成された下部電極と、 前記半導体基板の表面に形成され前記ソース電極及びド
レイン電極と前記下部電極とを電気的に絶縁するLOC
OS酸化膜とを備え、 前記可動電極の変位によって生じる前記ソース電極とド
レイン電極との間の電流変化により力学量を検出するも
ので、 前記可動電極を前記LOCOS酸化膜に対向しない位置
に設置するように構成してなることを特徴とする半導体
力学量センサ。
1. A semiconductor substrate, a movable electrode supported on the semiconductor substrate by a beam structure at a predetermined distance from the surface of the semiconductor substrate, and formed by impurity diffusion at a position on the surface of the semiconductor substrate facing the movable electrode. A source electrode and a drain electrode, and at a position facing the movable electrode on the surface of the semiconductor substrate.
LOC there are, and to electrically insulate the lower electrode formed by impurity diffusion, the formed surface of the semiconductor substrate between the source electrode and the drain electrode and the lower electrode in a position other than the source electrode and the drain electrode
An OS oxide film is provided, and a mechanical quantity is detected by a current change between the source electrode and the drain electrode caused by displacement of the movable electrode. The movable electrode is installed at a position not facing the LOCOS oxide film. A semiconductor dynamical quantity sensor having the above structure.
【請求項2】前記可動電極は、その全変位範囲におい
て、前記LOCOS酸化膜に対向しないように設置され
ることを特徴とする請求項1記載の半導体力学量セン
サ。
2. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 1, wherein the movable electrode is installed so as not to face the LOCOS oxide film in the entire displacement range.
【請求項3】半導体基板と、 この半導体基板にその表面から所定間隔離間されて梁構
造により支持された可動電極と、 前記半導体基板の表面で前記可動電極に対向する位置に
不純物拡散によって形成されたソース電極及びドレイン
電極と、 前記半導体基板の表面で前記可動電極に対向する位置で
あって、且つ前記ソース電極及びドレイン電極以外の位
置に不純物拡散によって形成された下部電極と、 前記半導体基板の表面に形成され前記ソース電極及びド
レイン電極と前記下部電極とを電気的に絶縁するLOC
OS酸化膜とを備え、 前記可動電極の変位によって生じる前記ソース電極とド
レイン電極との間の電流変化により力学量を検出するも
ので、 前記可動電極の前記LOCOS酸化膜に対向する領域の
一部を削除するように構成してなることを特徴とする半
導体力学量センサ。
3. A semiconductor substrate, a movable electrode supported on the semiconductor substrate by a beam structure at a predetermined distance from the surface of the semiconductor substrate, and formed by impurity diffusion on a surface of the semiconductor substrate facing the movable electrode. A source electrode and a drain electrode, and at a position facing the movable electrode on the surface of the semiconductor substrate.
LOC there are, and to electrically insulate the lower electrode formed by impurity diffusion, the formed surface of the semiconductor substrate between the source electrode and the drain electrode and the lower electrode in a position other than the source electrode and the drain electrode
An OS oxide film is provided, and a mechanical quantity is detected by a current change between the source electrode and the drain electrode caused by displacement of the movable electrode. A part of a region of the movable electrode facing the LOCOS oxide film. A semiconductor dynamical quantity sensor, characterized in that it is configured to eliminate.
【請求項4】前記可動電極の前記LOCOS酸化膜に対
向する領域は、削除された面積が削除されない面積より
も広くなるように削除されることを特徴とする請求項3
記載の半導体力学量センサ。
4. The region of the movable electrode facing the LOCOS oxide film is deleted so that the deleted area is larger than the undeleted area.
The semiconductor dynamic quantity sensor described.
【請求項5】前記可動電極の前記LOCOS酸化膜に対
向する領域は、開口部が形成されることで削除されるこ
とを特徴とする請求項3記載の半導体力学量センサ。
5. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 3, wherein a region of the movable electrode facing the LOCOS oxide film is deleted by forming an opening.
【請求項6】前記可動電極の前記LOCOS酸化膜に対
向する領域は、幅を狭くすることで削除されることを特
徴とする請求項3記載の半導体力学量センサ。
6. The semiconductor dynamic quantity sensor according to claim 3, wherein the region of the movable electrode facing the LOCOS oxide film is eliminated by narrowing the width.
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