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JP5089115B2 - Semiconductor sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description

本発明は、半導体加速度センサや半導体角速度センサなどピエゾ抵抗体を用いた半導体センサ及びその製造方法に関するものである。
半導体センサは、例えば走行中の自動車に加わる進行方向又は横方向の加速度の測定やビデオカメラの手ぶれ測定などに用いられる。
The present invention relates to a semiconductor sensor using a piezoresistor, such as a semiconductor acceleration sensor and a semiconductor angular velocity sensor, and a method for manufacturing the same.
The semiconductor sensor is used, for example, for measurement of acceleration in a traveling direction or a lateral direction applied to a running car, or measurement of camera shake of a video camera.

半導体センサとして、シリコン単結晶ウェハの表面にIC(integrated circuit)製造技術と同様の方法でピエゾ抵抗体を形成し、これを歪ゲージとして用いるものがある(例えば特許文献1を参照。)。ピエゾ抵抗体を利用した半導体センサは、ピエゾ抵抗体が形成された領域のシリコンウェハの裏面にエッチングなどによって凹部を設けて薄肉な可撓部を設けて、可撓部が加速度で変形するようにし、その変形によって変化するピエゾ抵抗体の抵抗値を測定することで、加速度に対応する電気信号を得る。   As a semiconductor sensor, there is one in which a piezoresistor is formed on the surface of a silicon single crystal wafer by a method similar to an IC (integrated circuit) manufacturing technique and used as a strain gauge (see, for example, Patent Document 1). A semiconductor sensor using a piezoresistor provides a thin flexible part by etching or the like on the back surface of the silicon wafer in the region where the piezoresistor is formed so that the flexible part is deformed by acceleration. The electrical signal corresponding to the acceleration is obtained by measuring the resistance value of the piezoresistor that changes due to the deformation.

半導体センサには、可撓部を撓みやすくするために錘部が設けられている。錘部の周囲には支持部が設けられており、可撓部の一端は錘部に固定されており他端は支持部に固定されている。支持部にはピエゾ抵抗体に電気的に接続された金属配線パターン及び電極パッドが形成されている。   The semiconductor sensor is provided with a weight portion so that the flexible portion can be easily bent. A support portion is provided around the weight portion, and one end of the flexible portion is fixed to the weight portion and the other end is fixed to the support portion. A metal wiring pattern and electrode pads electrically connected to the piezoresistor are formed on the support portion.

また、強い衝撃によって可撓部が損傷するのを防止するために、錘部の移動距離を規制するためのカバー板が可撓部及び錘部とは間隔をもって配置されているものがある(例えば特許文献2、特許文献3及び特許文献4を参照。)。
特許文献2に記載されている半導体センサでは、支持部表面の複数箇所にカバー板を固定するための凹部を設け、その凹部において接着剤を用いて支持部にカバー板を固定して可撓部上及び錘部上にカバー板を配置している。
また、特許文献3及び4に記載されている半導体センサでは、カバー板を陽極接合により支持部表面に固定している。
In addition, in order to prevent the flexible portion from being damaged by a strong impact, there is a cover plate for restricting the moving distance of the weight portion that is spaced from the flexible portion and the weight portion (for example, (See Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4.)
In the semiconductor sensor described in Patent Document 2, concave portions for fixing the cover plate are provided at a plurality of locations on the surface of the support portion, and the cover plate is fixed to the support portion by using an adhesive in the concave portion to be a flexible portion. Cover plates are arranged on the top and the weight.
Moreover, in the semiconductor sensor described in Patent Documents 3 and 4, the cover plate is fixed to the support portion surface by anodic bonding.

図9は従来の半導体センサの一例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は陽極接合時の状態を示す断面図である。
半導体センサ1aは、シリコン層2aと、シリコン層2a下に形成された絶縁層2bと、絶縁層2b下に形成されたシリコン層2cにより構成されるSOI(Silicon on Insulator)基板2により形成されている。
SOI基板2からなる枠状の支持部6のSOI基板2の一表面側に連続してシリコン層2aからなる可撓部8が形成されている。可撓部8のシリコン層2aにピエゾ抵抗体10が形成されている。
支持部6の中央側に、支持部6とは間隔をもって錘部4が配置されている。錘部4の一表面側はシリコン層2aによって可撓部8と連続して形成されており、錘部4は可撓部8によって支持されている。
9A and 9B are diagrams showing an example of a conventional semiconductor sensor, where FIG. 9A is a plan view, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 9A, and FIG. It is sectional drawing shown.
The semiconductor sensor 1a is formed by an SOI (Silicon on Insulator) substrate 2 composed of a silicon layer 2a, an insulating layer 2b formed under the silicon layer 2a, and a silicon layer 2c formed under the insulating layer 2b. Yes.
A flexible portion 8 made of a silicon layer 2 a is formed continuously on one surface side of the SOI substrate 2 of the frame-like support portion 6 made of the SOI substrate 2. A piezoresistor 10 is formed on the silicon layer 2 a of the flexible portion 8.
On the center side of the support portion 6, the weight portion 4 is disposed with a space from the support portion 6. One surface side of the weight part 4 is formed continuously with the flexible part 8 by the silicon layer 2 a, and the weight part 4 is supported by the flexible part 8.

SOI基板2の一表面に絶縁膜12が形成されている。図9(A)では便宜上、ピエゾ抵抗体10を図示している。絶縁膜12上には、複数の金属配線パターン20及び複数の電極パッド16が形成されており、絶縁膜12に形成されているスルーホール12aを介してピエゾ抵抗体10と電気的に接続されている。
金属配線パターン20の形成領域を含んで絶縁膜12上に保護膜21((A)での図示は省略)が形成されている。電極パッド16上の保護膜21には開口部が形成されており、電極パッド16の表面は露出している。
支持部6の裏面にガラス基板3が陽極接合により接合されている。錘部4の端面とガラス基板3は間隔をもっている。
An insulating film 12 is formed on one surface of the SOI substrate 2. FIG. 9A shows the piezoresistor 10 for convenience. A plurality of metal wiring patterns 20 and a plurality of electrode pads 16 are formed on the insulating film 12, and are electrically connected to the piezoresistor 10 through through holes 12 a formed in the insulating film 12. Yes.
A protective film 21 (not shown in (A)) is formed on the insulating film 12 including the formation region of the metal wiring pattern 20. An opening is formed in the protective film 21 on the electrode pad 16, and the surface of the electrode pad 16 is exposed.
The glass substrate 3 is bonded to the back surface of the support portion 6 by anodic bonding. The end face of the weight part 4 and the glass substrate 3 are spaced apart.

支持部6表面の周囲部にはカバー板固定領域18が設けられており、ガラス基板からなるカバー板24がカバー板固定領域18に陽極接合により固定されている。カバー板24は下面中央部に凹部24aが形成されており、凹部24a表面は錘部4及び可撓部8とは間隔をもっている。   A cover plate fixing region 18 is provided around the surface of the support portion 6, and a cover plate 24 made of a glass substrate is fixed to the cover plate fixing region 18 by anodic bonding. The cover plate 24 is formed with a recess 24 a at the center of the lower surface, and the surface of the recess 24 a is spaced from the weight portion 4 and the flexible portion 8.

特許第2670048号公報Japanese Patent No. 2670048 特開2004−233080号公報JP 2004-233080 A 特開2004−257832号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-257832 特開2004−233072号公報JP 2004-233072 A 特開2003−037179号公報JP 2003-037179 A

図9を用いて説明した従来の半導体センサでは、カバー板24が支持部6に設けられたカバー板固定領域18に陽極接合により接合されている。陽極接合は接着剤や溶着ガラスによる接合に比べて工程が簡素であり、安定した接合強度を得ることができる。   In the conventional semiconductor sensor described with reference to FIG. 9, the cover plate 24 is joined to the cover plate fixing region 18 provided on the support portion 6 by anodic bonding. Anodic bonding has a simpler process than bonding with an adhesive or welded glass, and can provide stable bonding strength.

しかし、陽極接合によりカバー板24を支持部6に固定する際、接合時に印加する直流電流によって静電気力が生じ、錘部4がカバー板24に吸い寄せられて凹部24aの底部に貼り付いてしまうという問題があった(図9(C)参照)。例えば、ビーズブラスト加工処理を用いてカバー板24の凹部24aの底面に租面加工を施しても、錘部4が貼り付くのを防止することができない。また、ビーズブラスト加工では加工深さ以上の厚みのマスクが必要であり、ドライフィルムレジストを使用する必要がある。したがって、液体レジストを用いてマスクを形成する方法に比べると製造コストが高くなるという問題もあった。   However, when the cover plate 24 is fixed to the support portion 6 by anodic bonding, an electrostatic force is generated by a direct current applied at the time of bonding, and the weight portion 4 is attracted to the cover plate 24 and sticks to the bottom of the recess 24a. There was a problem (see FIG. 9C). For example, even when the bottom surface of the concave portion 24a of the cover plate 24 is subjected to surface processing using bead blast processing, it is impossible to prevent the weight portion 4 from sticking. Further, in bead blasting, a mask having a thickness greater than the processing depth is required, and a dry film resist must be used. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost is higher than the method of forming a mask using a liquid resist.

陽極接合によって錘部がカバー板に貼り付いた場合、接合時とは逆バイアスの電界を加えたり、静電気の除電処理を行なったりしてもカバー板から錘部を容易には外すことができない。超音波洗浄やファインジェット処理による振動エネルギによって錘部をカバー板から外すことは可能であるが、この方法では可撓部が折れてしまう可能性が大きく、歩留まりが低下してしまうという問題があった。
錘部とカバー板の間隔を大きくとって錘部がカバー板に貼り付くのを防止することも考えられるが、この場合には、接合時に静電気力によって錘部がカバー板に引き寄せられ、可撓部が折れてしまうという問題が生じる。
When the weight portion is attached to the cover plate by anodic bonding, the weight portion cannot be easily removed from the cover plate even if a reverse bias electric field is applied or static electricity is removed. Although it is possible to remove the weight from the cover plate by vibration energy from ultrasonic cleaning or fine jet treatment, this method has a problem that the flexible part is likely to be broken and the yield is lowered. It was.
Although it may be possible to prevent the weight portion from sticking to the cover plate by increasing the distance between the weight portion and the cover plate, in this case, the weight portion is attracted to the cover plate by electrostatic force at the time of joining. The problem that a part breaks arises.

そこで本発明は、半導体センサ及びその製造方法において、カバー板を支持部に取り付けるための陽極接合時に静電気力によって錘部とカバー板が貼り付くのを防止し、貼り付いても容易に剥がすことができる半導体センサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention prevents the weight part and the cover plate from sticking to each other due to electrostatic force during anodic bonding for attaching the cover plate to the support part in the semiconductor sensor and the manufacturing method thereof, and can be easily peeled off even if attached. An object of the present invention is to provide a semiconductor sensor and a method for manufacturing the same.

本発明にかかる半導体センサは、錘部と、上記錘部の周囲に設けられ、少なくともシリコン層をもつ支持部と、上記錘部と上記支持部の間で上記支持部の一表面側に設けられ、上記錘部を支持するための可撓部と、上記可撓部に設けられたピエゾ抵抗体と、少なくとも上記支持部の上記一表面上に形成され、上記ピエゾ抵抗体と電気的に接続された金属配線パターン及び電極パッドと、上記錘部及び上記可撓部の上方に、上記錘部及び上記可撓部とは間隔をもって上記支持部の上記一表面側に配置され、上記支持部の上記一表面に設けられたカバー板固定領域に固定されたカバー板を備えた半導体センサであって、一表面側の上記錘部の表面上に設けられた1つ又は複数の錘側突起部と、上記カバー板の上記錘部に対向する内側面に上記錘側突起部に対向して設けられた1つ又は複数のカバー側突起部を備えているものである。   The semiconductor sensor according to the present invention is provided around the weight part, the support part having at least a silicon layer, and provided on one surface side of the support part between the weight part and the support part. A flexible portion for supporting the weight portion; a piezoresistor provided in the flexible portion; and formed on at least the one surface of the support portion and electrically connected to the piezoresistor. The metal wiring pattern and the electrode pad, and the weight part and the flexible part are disposed on the one surface side of the support part with a space between the weight part and the flexible part. A semiconductor sensor including a cover plate fixed to a cover plate fixing region provided on one surface, wherein one or a plurality of weight side protrusions provided on the surface of the weight portion on one surface side, The weight side on the inner surface of the cover plate facing the weight portion Those that have one or more of the cover-side projections provided opposite to the electromotive unit.

上記カバー側突起部の上記カバー板の上記内側面からの高さは上記カバー板固定領域に対応するカバー板部分の上記内側面からの高さに比べて低く形成されている例を挙げることができる。
また、上記錘側突起部は、上方から見て上記錘部の重心の真上近傍の前記一表面に配置されている例を挙げることができる。
An example is given in which the height of the cover-side protrusion from the inner surface of the cover plate is lower than the height from the inner surface of the cover plate portion corresponding to the cover plate fixing region. it can.
Moreover, the weight side protrusion part can give the example arrange | positioned at the said one surface of the weight part vicinity just above the weight part seeing from the upper direction.

また、上記錘側突起部及び上記カバー側突起部を1組だけ備えているようにしてもよい。
また、複数組の前記錘側突起部及び前記カバー側突起部を備えているようにしてもよい。
Further, only one set of the weight side protrusion and the cover side protrusion may be provided.
A plurality of sets of the weight side protrusions and the cover side protrusions may be provided.

また、上記カバー板はレーザ光を透過する程度に透明であり、上記錘側突起部は金属材料を含んでいる例を挙げることができる。
さらに、上記錘側突起部の金属材料は上記金属配線パターンと同じ金属材料であり、上記錘側突起部は上記金属配線パターンと同時に形成されたものであるようにしてもよい。
Moreover, the cover plate is transparent to such an extent that it can transmit laser light, and the weight side projection may include a metal material.
Furthermore, the metal material of the weight side protrusion may be the same metal material as the metal wiring pattern, and the weight side protrusion may be formed simultaneously with the metal wiring pattern.

また、上記カバー板はレーザ光を透過する程度に透明であり、上記錘側突起部はシリコン膜を含んでいる例を挙げることができる。   The cover plate is transparent enough to transmit laser light, and the weight side protrusion includes a silicon film.

本発明にかかる半導体センサの製造方法は、本発明の半導体センサの製造方法であって、カバー板はレーザ光を透過する程度に透明であり、錘側突起部は金属材料又はシリコン膜を含んでいる本発明の半導体センサの製造工程において、上記カバー板を支持部に陽極接合により固定した後、上記カバー板を介して上記カバー側突起部及び上記錘側突起部にレーザ光を照射する工程を含む。   The method for manufacturing a semiconductor sensor according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor sensor according to the present invention, wherein the cover plate is transparent enough to transmit laser light, and the weight side protrusion includes a metal material or a silicon film. In the manufacturing process of the semiconductor sensor according to the present invention, after the cover plate is fixed to the support portion by anodic bonding, the cover side protrusion and the weight side protrusion are irradiated with laser light through the cover plate. Including.

本発明の半導体センサでは、錘部の表面上に設けられた1つ又は複数の錘側突起部と、カバー板の錘部に対向する内側面に錘側突起部に対向して設けられた1つ又は複数のカバー側突起部を備えているようにしたので、陽極接合時の静電気力によって錘部がカバー板に吸い寄せられたときに両突起部が接触する。ここで、錘側突起部上に絶縁膜が形成されている場合は錘側突起部上の絶縁膜とカバー側突起部が接触する。したがって、両突起部がない場合に比べて錘部及びカバー板が接触する面積を小さくすることができ、静電気力によって錘部とカバー板が貼り付くのを防止し、貼り付いても軽い振動や衝撃を与える等により容易に剥がすことができる。   In the semiconductor sensor of the present invention, one or a plurality of weight side protrusions provided on the surface of the weight part, and 1 provided on the inner side surface of the cover plate facing the weight part so as to face the weight side protrusion part. Since one or a plurality of cover-side projections are provided, both projections come into contact when the weight is attracted to the cover plate by electrostatic force during anodic bonding. Here, when an insulating film is formed on the weight side protrusion, the insulating film on the weight side protrusion and the cover side protrusion are in contact with each other. Therefore, the area where the weight part and the cover plate come into contact with each other can be reduced as compared with the case where both protrusion parts are not provided, and the weight part and the cover plate are prevented from sticking due to electrostatic force. It can be easily removed by applying an impact or the like.

本発明の半導体センサにおいて、カバー側突起部のカバー板の内側面からの高さはカバー板固定領域に対応するカバー板部分の内側面からの高さに比べて低く形成されているようにすれば、カバー板が支持部に固定されている状態でカバー側突起部と錘側突起部の間に所定の間隔を形成することができる。   In the semiconductor sensor of the present invention, the height of the cover side protrusion from the inner surface of the cover plate is set to be lower than the height from the inner surface of the cover plate portion corresponding to the cover plate fixing region. For example, a predetermined interval can be formed between the cover-side protrusion and the weight-side protrusion in a state where the cover plate is fixed to the support portion.

また、錘側突起部は、上方から見て錘部の重心の真上近傍の上記一表面に配置されているようにすれば、上方から見て錘部の重心の真上の上記一表面は陽極接合時に最もカバー板側に吸い寄せられやすい部分なので、錘部とカバー板が貼り付くのを確実に防止することができる。   Further, if the weight-side protrusion is arranged on the one surface near the center of gravity of the weight as viewed from above, the one surface just above the center of gravity of the weight as viewed from above is Since it is the portion that is most easily attracted to the cover plate side during anodic bonding, it is possible to reliably prevent the weight portion and the cover plate from sticking.

また、錘側突起部及びカバー側突起部を1組だけ備えているようにすれば、錘側突起部及びカバー側突起部が複数組設けられている場合に比べて、陽極接合時に錘側突起部とカバー側突起部が接触する面積を小さくすることができ、錘部とカバー板が貼り付くのを防止し、貼り付いても容易に剥がすことができる。   In addition, if only one set of the weight side protrusion and the cover side protrusion is provided, the weight side protrusion at the time of anodic bonding is compared to the case where a plurality of sets of the weight side protrusion and the cover side protrusion are provided. It is possible to reduce the contact area between the cover portion and the cover-side protrusion, prevent the weight portion and the cover plate from sticking, and easily peel off even if they stick.

また、複数組の錘側突起部及びカバー側突起部を備えているようにすれば、陽極接合時に錘部とカバー板が貼り付くのを複数の箇所で防止することができる。   Further, if a plurality of sets of weight side protrusions and cover side protrusions are provided, it is possible to prevent the weight portion and the cover plate from sticking at a plurality of locations during anodic bonding.

また、カバー板はレーザ光を透過する程度に透明であり、錘側突起部は金属材料を含んでいるようにすれば、陽極接合時に錘側突起部とカバー側突起部が貼り付いてしまった場合であっても、カバー板を介してカバー側突起部及び錘側突起部にレーザ光を照射して錘側突起部を破壊することにより、カバー側突起部と錘側突起部を剥がすことができる。   Also, if the cover plate is transparent enough to transmit laser light and the weight side protrusion includes a metal material, the weight side protrusion and the cover side protrusion stick to each other during anodic bonding. Even in this case, the cover-side protrusion and the weight-side protrusion may be peeled off by irradiating the cover-side protrusion and the weight-side protrusion with laser light through the cover plate to destroy the weight-side protrusion. it can.

さらに、錘側突起部の金属材料は金属配線パターンと同じ金属材料であり、錘側突起部は金属配線パターンと同時に形成されたものであるようにすれば、製造工程を増加させることなく、錘側突起部を形成することができる。   Furthermore, if the metal material of the weight side protrusion is the same metal material as the metal wiring pattern and the weight side protrusion is formed at the same time as the metal wiring pattern, the weight can be increased without increasing the manufacturing process. Side protrusions can be formed.

また、カバー板はレーザ光を透過する程度に透明であり、錘側突起部はシリコン膜を含んでいるようにすれば、陽極接合時に錘側突起部とカバー側突起部が貼り付いてしまった場合であっても、カバー板を介してカバー側突起部及び錘側突起部にレーザ光を照射して錘側突起部を破壊することにより、カバー側突起部と錘側突起部を剥がすことができる。   Also, if the cover plate is transparent enough to transmit laser light and the weight side protrusion includes a silicon film, the weight side protrusion and the cover side protrusion will stick together during anodic bonding. Even in this case, the cover-side protrusion and the weight-side protrusion may be peeled off by irradiating the cover-side protrusion and the weight-side protrusion with laser light through the cover plate to destroy the weight-side protrusion. it can.

本発明の半導体センサの製造方法では、カバー板はレーザ光を透過する程度に透明であり、錘側突起部は金属材料又はシリコン膜を含んでいる本発明の半導体センサの製造工程において、カバー板を支持部に陽極接合により固定した後、カバー板を介してカバー側突起部及び錘側突起部にレーザ光を照射する工程を含むようにしたので、陽極接合時に錘側突起部とカバー側突起部が貼り付いてしまった場合であっても、カバー板を介してカバー側突起部及び錘側突起部にレーザ光を照射して錘側突起部を破壊することにより、カバー側突起部と錘側突起部を剥がすことができる。   In the method for manufacturing a semiconductor sensor of the present invention, the cover plate is transparent to the extent that it transmits laser light, and the weight side protrusion includes a metal material or a silicon film. Is attached to the support portion by anodic bonding, and then includes a step of irradiating the cover-side protrusion and the weight-side protrusion through the cover plate with laser light, so that the weight-side protrusion and the cover-side protrusion at the time of anodic bonding are included. Even if the part is stuck, the cover-side protrusion and the weight are destroyed by irradiating the cover-side protrusion and the weight-side protrusion through the cover plate with laser light to destroy the weight-side protrusion. The side protrusion can be peeled off.

図1は半導体センサの一実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は(A)のB−B’位置での断面図である。図2は図1の半導体センサで配線として用いる不純物拡散層28の近傍を拡大して示す断面図である。図1及び図2を参照してこの実施例を説明する。   1A and 1B are diagrams showing an embodiment of a semiconductor sensor, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1A, and FIG. It is sectional drawing in a B 'position. FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the impurity diffusion layer 28 used as wiring in the semiconductor sensor of FIG. This embodiment will be described with reference to FIGS.

半導体センサ1は、例えば平面サイズが2.0×2.5mm(ミリメートル)、厚みが400μm(マイクロメートル)のSOI基板2により構成されている。SOI基板2は上面側に位置するシリコン層2aと、シリコン層2a下に形成された絶縁層2bと、絶縁層2b下に形成されたシリコン層2cから構成されている。シリコン層2aは例えばリンなどのN型不純物イオンが導入されてN型になっている。   The semiconductor sensor 1 is configured by an SOI substrate 2 having a planar size of 2.0 × 2.5 mm (millimeters) and a thickness of 400 μm (micrometers), for example. The SOI substrate 2 includes a silicon layer 2a located on the upper surface side, an insulating layer 2b formed under the silicon layer 2a, and a silicon layer 2c formed under the insulating layer 2b. The silicon layer 2a is N-type by introducing N-type impurity ions such as phosphorus.

上方から見てSOI基板2の中央部に、加速度が加わると変位する錘部4が形成されている。錘部4はシリコン層2a、絶縁層2b及びシリコン層2cによって形成されている。
錘部4の周囲に錘部4とは間隔をもって設けられ、錘部4を支持するための枠状の支持部6が形成されている。支持部6はシリコン層2a、絶縁層2b及びシリコン層2cによって形成されている。
支持部6のシリコン層2bの下面にガラス基板からなる台座7が錘部4の下面とは間隔をもって陽極接合により接合されている。
A weight 4 is formed at the center of the SOI substrate 2 as viewed from above, which is displaced when acceleration is applied. The weight portion 4 is formed of a silicon layer 2a, an insulating layer 2b, and a silicon layer 2c.
A frame-like support portion 6 is formed around the weight portion 4 so as to be spaced from the weight portion 4 and support the weight portion 4. The support portion 6 is formed by the silicon layer 2a, the insulating layer 2b, and the silicon layer 2c.
A pedestal 7 made of a glass substrate is joined to the lower surface of the silicon layer 2b of the support 6 by anodic bonding with a distance from the lower surface of the weight 4.

SOI基板2の一表面側に、一端が錘部4に接続され他端が支持部6に接続された可撓部8が形成されている。可撓部8はシリコン層2aによって形成されている。
可撓部8において、可撓部8の歪に応じて抵抗値が変化するピエゾ抵抗体10がシリコン層2aに形成されている。ピエゾ抵抗体10は例えばP型不純物イオンであるボロンが導入されて形成されたP型拡散層によって形成されている。
A flexible portion 8 having one end connected to the weight portion 4 and the other end connected to the support portion 6 is formed on one surface side of the SOI substrate 2. The flexible part 8 is formed by the silicon layer 2a.
In the flexible part 8, a piezoresistor 10 whose resistance value changes according to the strain of the flexible part 8 is formed in the silicon layer 2a. The piezoresistor 10 is formed by a P-type diffusion layer formed by introducing, for example, boron, which is a P-type impurity ion.

錘部4、支持部6及び可撓部8はシリコン層2aによって連結されている。これにより、錘部4は可撓部8を介して支持部6に支持されている。錘部4が支持部6に対して変位すると、可撓部8は変形し、ピエゾ抵抗体10の抵抗値が変化する。   The weight part 4, the support part 6, and the flexible part 8 are connected by the silicon layer 2a. Thereby, the weight part 4 is supported by the support part 6 via the flexible part 8. When the weight portion 4 is displaced with respect to the support portion 6, the flexible portion 8 is deformed and the resistance value of the piezoresistor 10 changes.

シリコン層2a表面に、例えば膜厚が0.8μmのNSG(non-doped silicon glass)膜又はBPSG(boron phosphorus silicon glass)膜からなる絶縁膜12が形成されている。絶縁膜12上に、例えば膜厚が1.0μmのアルミニウムからなる複数の金属配線パターン14及び複数の電極パッド16が形成されている。電極パッド16は支持部6の一端の周縁部近傍に並んで配置されている。金属配線パターン14は、例えば線幅が1.4μm、ピッチが1.5μmであり、電極パッド16の平面サイズは、例えば70×70μm〜100×100μmである。   On the surface of the silicon layer 2a, an insulating film 12 made of, for example, an NSG (non-doped silicon glass) film or a BPSG (boron phosphorus silicon glass) film having a film thickness of 0.8 μm is formed. On the insulating film 12, a plurality of metal wiring patterns 14 and a plurality of electrode pads 16 made of, for example, aluminum having a film thickness of 1.0 μm are formed. The electrode pads 16 are arranged side by side in the vicinity of the peripheral edge at one end of the support portion 6. The metal wiring pattern 14 has, for example, a line width of 1.4 μm and a pitch of 1.5 μm, and the planar size of the electrode pad 16 is, for example, 70 × 70 μm to 100 × 100 μm.

ここでは平面形状が正方形の電極パッド16が示されているが、電極パッド16は電気特性を測定するために図1に示されているものよりも大きくてもよいし、正方形以外の形状、例えば長方形であってもよい。また、電極パッド16の配置は支持部6の一端の周縁部近傍に並んで配置されているものに限定されるものではない。例えば支持部6の複数の辺の近傍に配置されているようにするなど、電極パッド16の配置は任意である。   Here, the electrode pad 16 having a square shape in plan view is shown, but the electrode pad 16 may be larger than that shown in FIG. It may be rectangular. Further, the arrangement of the electrode pads 16 is not limited to that arranged in the vicinity of the peripheral edge at one end of the support portion 6. For example, the arrangement of the electrode pads 16 is arbitrary, such as being arranged in the vicinity of a plurality of sides of the support portion 6.

絶縁膜12にはピエゾ抵抗体10の両端部に対応してスルーホール12aが形成されている。金属配線パターン14はスルーホール12aを介してピエゾ抵抗体10に電気的に接続されている。図示は省略するが、ピエゾ抵抗体10のスルーホール12aに対応する部分にP型不純物イオンであるボロンが高濃度に導入されて金属配線パターン14とのコンタクト抵抗が下げられている。   Through holes 12 a are formed in the insulating film 12 corresponding to both ends of the piezoresistor 10. The metal wiring pattern 14 is electrically connected to the piezoresistor 10 through the through hole 12a. Although illustration is omitted, boron, which is a P-type impurity ion, is introduced at a high concentration into a portion corresponding to the through hole 12a of the piezoresistor 10 to reduce the contact resistance with the metal wiring pattern 14.

支持部6に、錘部4及び可撓部8の形成領域を囲んでカバー板固定領域18が設けられている。
絶縁膜12上で金属配線パターン14及び電極パッド16とは異なる領域にダミーパターン20,20a,20bが形成されている。ダミーパターン20,20a,20bは金属配線パターン14及び電極パッド16と同時に形成されたものである。
ダミーパターン20aは錘部4及び可撓部8を囲んでカバー板固定領域18に配置されている。
A cover plate fixing region 18 is provided on the support portion 6 so as to surround the formation region of the weight portion 4 and the flexible portion 8.
Dummy patterns 20, 20 a and 20 b are formed on the insulating film 12 in regions different from the metal wiring pattern 14 and the electrode pad 16. The dummy patterns 20, 20 a, and 20 b are formed simultaneously with the metal wiring pattern 14 and the electrode pad 16.
The dummy pattern 20 a is disposed in the cover plate fixing region 18 so as to surround the weight portion 4 and the flexible portion 8.

ダミーパターン20bは可撓部8に形成され、金属配線パターン14とほぼ同じ線幅をもっている。ダミーパターン20bの配置領域及び線幅は、可撓部8の強度を可撓部8の長手方向の中心線に対して同程度にして、静止状態で可撓部8の短手方向にねじれに起因する変形が生じないように設定される。ここで静止状態とは、半導体センサの上面が水平に配置された状態で半導体センサが静止している状態をいう。また、多軸感度の対称性とは、1方向に対する検出感度と、その方向とは180度反対の方向に対する検出感度の対称性のことをいい、例えば、水平に配置された半導体センサを、X軸方向を中心に右に90度だけ回転させた状態でのY軸方向の検出感度と、左に90度だけ回転させた状態でのY軸方向の検出感度の対称性をいう。   The dummy pattern 20 b is formed in the flexible portion 8 and has substantially the same line width as the metal wiring pattern 14. The arrangement area and the line width of the dummy pattern 20b are set so that the strength of the flexible portion 8 is approximately the same as the longitudinal center line of the flexible portion 8 and is twisted in the short direction of the flexible portion 8 in a stationary state. It is set so as not to cause deformation. Here, the stationary state refers to a state where the semiconductor sensor is stationary with the upper surface of the semiconductor sensor being horizontally disposed. Further, the symmetry of multi-axis sensitivity means the detection sensitivity with respect to one direction and the symmetry of detection sensitivity with respect to a direction opposite to that direction by 180 degrees. For example, a horizontally disposed semiconductor sensor is expressed as X This is the symmetry of the detection sensitivity in the Y-axis direction when rotated 90 degrees to the right about the axial direction and the detection sensitivity in the Y-axis direction when rotated 90 degrees to the left.

ダミーパターン20a下のシリコン層2aの所定の領域に、金属配線パターン14の電位をダミーパターン20aで囲まれた領域の外に導くための配線として用いられる不純物拡散層28が形成されている(図1(A)及び図2を参照。)。
ダミーパターン20aで囲まれた領域側の不純物拡散層28の端部上の絶縁膜12にスルーホール12cが形成されている。金属配線パターン14はスルーホール12bを介して不純物拡散層28の一端と電気的に接続されている。
ダミーパターン20aで囲まれた領域の外側の不純物拡散層28の端部上の絶縁膜12にスルーホール12cが形成されている。ダミーパターン20aで囲まれた領域の外に金属配線パターン14aはスルーホール12cを介して不純物拡散層28の他端と電気的に接続されている。金属配線パターン14aの他端は電極パッド16に接続されている。
In a predetermined region of the silicon layer 2a under the dummy pattern 20a, an impurity diffusion layer 28 used as a wiring for guiding the potential of the metal wiring pattern 14 to the outside of the region surrounded by the dummy pattern 20a is formed (FIG. 1 (A) and FIG. 2).
A through hole 12c is formed in the insulating film 12 on the end portion of the impurity diffusion layer 28 on the region side surrounded by the dummy pattern 20a. The metal wiring pattern 14 is electrically connected to one end of the impurity diffusion layer 28 through the through hole 12b.
A through hole 12c is formed in the insulating film 12 on the end portion of the impurity diffusion layer 28 outside the region surrounded by the dummy pattern 20a. Outside the region surrounded by the dummy pattern 20a, the metal wiring pattern 14a is electrically connected to the other end of the impurity diffusion layer 28 through the through hole 12c. The other end of the metal wiring pattern 14 a is connected to the electrode pad 16.

金属配線パターン14の電位はスルーホール12b、不純物拡散層28及びスルーホール12cを介して金属配線パターン14aに導かれている。
ダミーパターン20,20aは、不純物拡散層28の形成領域とは異なる領域でスルーホール12aを介してシリコン層2aと電気的に接続されて、シリコン層2aと同じ電位にされている。ダミーパターン20b下にはスルーホールは形成されていない。
The potential of the metal wiring pattern 14 is guided to the metal wiring pattern 14a through the through hole 12b, the impurity diffusion layer 28, and the through hole 12c.
The dummy patterns 20 and 20a are electrically connected to the silicon layer 2a through the through hole 12a in a region different from the region where the impurity diffusion layer 28 is formed, and have the same potential as the silicon layer 2a. No through hole is formed under the dummy pattern 20b.

錘部4上の絶縁膜12上に金属材料からなる錘側突起部21が設けられている。錘側突起部21は金属配線パターン14、電極パッド16及びダミーパターン20と同じ材料で同時に形成されたものであり、その厚みは例えば1.0μmである。錘側突起部21下の絶縁膜12にはスルーホールは形成されておらず、錘側突起部21は電気的に独立している。この実施例では、上面から見て錘部4の中央部(錘部4の重心の真上)に1つと、錘部4の4角部の近傍にそれぞれ3つずつ、計13個の錘側突起部21が配置されている。   On the insulating film 12 on the weight 4, a weight side protrusion 21 made of a metal material is provided. The weight side protrusion 21 is formed of the same material as the metal wiring pattern 14, the electrode pad 16, and the dummy pattern 20 at the same time, and has a thickness of, for example, 1.0 μm. A through hole is not formed in the insulating film 12 below the weight side protrusion 21, and the weight side protrusion 21 is electrically independent. In this embodiment, a total of 13 weight sides, one at the center of the weight part 4 (just above the center of gravity of the weight part 4) and three near each of the four corners of the weight part 4 when viewed from above. The protrusion 21 is arranged.

錘側突起部21の平面形状は例えば1辺が6〜8μmの正方形である。本発明の半導体センサにおいて、1つの錘側突起部の形成領域は、後述するレーザ照射時におけるレーザ光のスポットサイズが4〜5μmである場合、レーザスポットサイズよりも大きく、かつ1回のレーザ光照射で溶断できるように、4〜12μm×4〜12μmの寸法であることが好ましく、さらに好ましくは6〜8μm×6〜8μmの寸法であることが好ましい。また、本発明の半導体センサにおいて、錘側突起部の平面形状は、例えば正方形以外の矩形、H字型、十字型など、他の形状であってもよい。   The planar shape of the weight side protrusion 21 is, for example, a square having a side of 6 to 8 μm. In the semiconductor sensor of the present invention, the formation area of one weight side protrusion is larger than the laser spot size and has a single laser beam when the spot size of the laser beam at the time of laser irradiation described later is 4 to 5 μm. The size is preferably 4 to 12 μm × 4 to 12 μm, and more preferably 6 to 8 μm × 6 to 8 μm so that it can be blown by irradiation. In the semiconductor sensor of the present invention, the planar shape of the weight side protrusion may be other shapes such as a rectangle other than a square, an H shape, a cross shape, and the like.

絶縁膜12上に金属配線パターン14、ダミーパターン20及び錘側突起部21を覆って最終保護膜としての絶縁膜22((A)での図示は省略)が形成されている。絶縁膜22は電極パッド16上に開口部をもっており、電極パッド16表面は露出した状態になっている。金属配線パターン14上、ダミーパターン20上及び錘側突起部21上の絶縁膜22は錘側突起部21の形成領域以外の錘部4上の絶縁膜22に比べて突出している。   An insulating film 22 (not shown in (A)) is formed as a final protective film on the insulating film 12 so as to cover the metal wiring pattern 14, the dummy pattern 20, and the weight side protrusion 21. The insulating film 22 has an opening on the electrode pad 16, and the surface of the electrode pad 16 is exposed. The insulating film 22 on the metal wiring pattern 14, the dummy pattern 20, and the weight side protrusion 21 protrudes more than the insulating film 22 on the weight 4 other than the area where the weight side protrusion 21 is formed.

錘部4及び可撓部8の上方に、錘部4及び可撓部8とは間隔をもってカバー板24が配置されている。カバー板24は、例えば厚みが300μm程度のパイレックスガラス7740(コーニング社(米国)の製品、パイレックスは登録商標)又はボロフロート33(ショット社(独国)の製品、ボロフロートはショット社の登録商標)によって形成されている。   A cover plate 24 is disposed above the weight part 4 and the flexible part 8 with a distance from the weight part 4 and the flexible part 8. The cover plate 24 is, for example, a Pyrex glass 7740 with a thickness of about 300 μm (a product of Corning (USA), a Pyrex is a registered trademark) or a borofloat 33 (a product of Schott (Germany), and a borofloat is a registered trademark of Schott. ).

カバーガラス24は、錘部4及び可撓部8に対向する面(内側面)が錘部4及び可撓部8と所定の間隔をもつように、内側面に凹部24aを備えている。凹部24aの深さは例えば15μmであり、可撓部8の長さに応じて調整される。
カバー板24の周縁部(凹部24aが形成されていない部分)は陽極接合によってカバー板固定領域18に接合されている。
The cover glass 24 includes a recess 24 a on the inner surface so that a surface (inner surface) facing the weight portion 4 and the flexible portion 8 has a predetermined distance from the weight portion 4 and the flexible portion 8. The depth of the recess 24 a is, for example, 15 μm and is adjusted according to the length of the flexible portion 8.
The peripheral edge of the cover plate 24 (the portion where the recess 24a is not formed) is joined to the cover plate fixing region 18 by anodic bonding.

凹部24aの表面に、錘側突起部21に対向する位置にカバー側突起部24bが形成されている。カバー側突起部24bは各錘側突起部21に対応して設けられており、この実施例では13個のカバー側突起部24bが設けられている。例えば、カバー側突起部24bは略四角錐からなり、カバー側突起部24bの底面の寸法は7μm×7μm、高さは15μmである。カバー板24の周縁部(カバー板固定領域18に接合されている部分)の高さは凹部24aの深さ(15μm)と同じであるので、凹部24aの内側面に対してカバー側突起部24bはカバー板24の周縁部よりも低く形成されている。   A cover-side protrusion 24b is formed on the surface of the recess 24a at a position facing the weight-side protrusion 21. The cover side protrusions 24b are provided corresponding to the respective weight side protrusions 21, and in this embodiment, 13 cover side protrusions 24b are provided. For example, the cover side protrusion 24b is formed of a substantially quadrangular pyramid, and the dimensions of the bottom surface of the cover side protrusion 24b are 7 μm × 7 μm and the height is 15 μm. Since the height of the peripheral edge of the cover plate 24 (portion joined to the cover plate fixing region 18) is the same as the depth (15 μm) of the recess 24a, the cover-side protrusion 24b with respect to the inner surface of the recess 24a. Is formed lower than the peripheral edge of the cover plate 24.

また、カバー板24は、シリコンと線膨張係数が近い材料、例えばパイレックスガラス(パイレックスは登録商標)又はボロフロート33(ボロフロートはショット社の登録商標)によって形成されていることが好ましい。これにより、陽極接合後の残留応力による可撓部8の変形を防止してピエゾ抵抗体10のオフセット電圧を小さくすることができる。さらに、周辺温度が変動しても支持部6に歪みが生じにくいので、周辺温度変化に起因する特性の変動が少ない高性能な半導体センサを形成することができる。   The cover plate 24 is preferably made of a material having a linear expansion coefficient close to that of silicon, for example, Pyrex glass (Pyrex is a registered trademark) or Borofloat 33 (Borofloat is a registered trademark of Schott). Thereby, the deformation of the flexible portion 8 due to the residual stress after anodic bonding can be prevented, and the offset voltage of the piezoresistor 10 can be reduced. Furthermore, since the support 6 is hardly distorted even if the ambient temperature varies, it is possible to form a high-performance semiconductor sensor with little variation in characteristics due to a change in ambient temperature.

半導体センサ1はSOI基板2がエッチング加工されて形成されたものである。製造工程を簡単に説明する。
シリコン層2aにピエゾ抵抗体10が形成され、シリコン層2a上に絶縁膜12、スルーホール12a、金属配線パターン14、電極パッド16、ダミーパターン20,20a,20b及び絶縁膜22が形成されたSOI基板2のシリコン層2c、絶縁層2b、シリコン層2a及び絶縁膜22にシリコン層2c側からエッチング処理が施されて錘部4、支持部6及び可撓部8が形成される。そのエッチング処理は例えば2段階に分けて行なわれる。
The semiconductor sensor 1 is formed by etching an SOI substrate 2. The manufacturing process will be briefly described.
An SOI in which a piezoresistor 10 is formed on a silicon layer 2a, and an insulating film 12, a through hole 12a, a metal wiring pattern 14, an electrode pad 16, dummy patterns 20, 20a, 20b, and an insulating film 22 are formed on the silicon layer 2a. The silicon layer 2c, the insulating layer 2b, the silicon layer 2a, and the insulating film 22 of the substrate 2 are etched from the silicon layer 2c side to form the weight portion 4, the support portion 6, and the flexible portion 8. The etching process is performed, for example, in two stages.

まず、SOI基板2の裏面(シリコン層2c側の面)に、錘部4と支持部6との間の領域及び可撓部8に対応する領域に開口部をもつレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクにしてシリコン層2cに対してエッチング処理を行なう。その際、絶縁層2bはエッチングストッパー層として機能し、絶縁層2bが形成されている深さまでシリコン層2cがエッチングされる。レジストパターンを除去した後、露出している領域の絶縁層2bが除去される。そのため、図1では、可撓部8のシリコン層2a下には絶縁層2bが存在していない。   First, a resist pattern having openings in the region between the weight portion 4 and the support portion 6 and the region corresponding to the flexible portion 8 is formed on the back surface of the SOI substrate 2 (the surface on the silicon layer 2c side). The silicon layer 2c is etched using the resist pattern as a mask. At that time, the insulating layer 2b functions as an etching stopper layer, and the silicon layer 2c is etched to a depth where the insulating layer 2b is formed. After removing the resist pattern, the exposed region of the insulating layer 2b is removed. Therefore, in FIG. 1, the insulating layer 2 b does not exist under the silicon layer 2 a of the flexible portion 8.

その後、錘部4を支持部6から分離するために、写真製版技術及びエッチング技術により、可撓部8の形成予定領域を除く所定領域のシリコン層2a及び絶縁膜22が裏面側からエッチング除去される。これにより、錘部4、支持部6及び可撓部8が形成される。   Thereafter, in order to separate the weight portion 4 from the support portion 6, the silicon layer 2a and the insulating film 22 in a predetermined region excluding the region where the flexible portion 8 is to be formed are etched away from the back surface side by photolithography and etching technology. The Thereby, the weight part 4, the support part 6, and the flexible part 8 are formed.

上記エッチング処理が完了した後、支持部6のカバー板固定領域18に陽極接合によりカバー板24を接合する。
図3は陽極接合時の状態を示す図であり、(A)は図1(A)のA−A’位置での断面図、(B)は(A)の錘部の中央部上の錘側突起部及びカバー側突起部の近傍を拡大して示す断面図である。
After the etching process is completed, the cover plate 24 is bonded to the cover plate fixing region 18 of the support portion 6 by anodic bonding.
3A and 3B are views showing a state at the time of anodic bonding, where FIG. 3A is a cross-sectional view at the position AA ′ in FIG. 1A, and FIG. It is sectional drawing which expands and shows the vicinity of a side projection part and a cover side projection part.

陽極接合処理では、N型シリコン層2aにプラス電位を、カバー板24にマイナス電位を印加して直流の電界をかける。ダミーパターン20,20aはシリコン層2aと同じ電位なので、ダミーパターン20,20aとカバー板24が接する部分が接合される。このとき、図3に示すように、静電気力によって錘部4及び可撓部8がカバー板24側に吸い寄せられる。   In the anodic bonding process, a positive electric potential is applied to the N-type silicon layer 2a and a negative electric potential is applied to the cover plate 24 to apply a DC electric field. Since the dummy patterns 20 and 20a have the same potential as the silicon layer 2a, the portions where the dummy patterns 20 and 20a are in contact with the cover plate 24 are joined. At this time, as shown in FIG. 3, the weight part 4 and the flexible part 8 are attracted to the cover plate 24 side by electrostatic force.

錘部4及び可撓部8がカバー板24側に吸い寄せられると、図3(B)に示すように、錘側突起部21上の絶縁膜22とカバー側突起部24bが接触する。図3には図示していない錘部4の周縁部でも錘側突起部21上の絶縁膜22とカバー側突起部24bが接触する。
これにより、両突起部21,24bがない場合に比べて錘部4及びカバー板24が接触する面積を小さくすることができ、錘部4とカバー板24が貼り付くのを防止することができる。また、錘側突起部21上の絶縁膜22とカバー側突起部24bが貼り付いても軽い振動や衝撃を与える等により容易に剥がすことができる。
When the weight part 4 and the flexible part 8 are sucked toward the cover plate 24, the insulating film 22 on the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b come into contact with each other as shown in FIG. 3, the insulating film 22 on the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b are also in contact with each other at the periphery of the weight 4 which is not shown in FIG.
Thereby, compared with the case where both the protrusion parts 21 and 24b do not exist, the area which the weight part 4 and the cover board 24 contact can be made small, and it can prevent that the weight part 4 and the cover board 24 stick. . Further, even if the insulating film 22 on the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b are attached, they can be easily peeled off by applying a light vibration or impact.

また、この実施例では、錘側突起部21は金属配線パターン14及びダミーパターン20と同じ金属材料で同時に形成されているので、錘側突起部21を形成するための専用の工程を必要とせず、コストの低減化を図ることができる。
さらに、錘側突起部21は金属配線パターン14やダミーパターン20及びシリコン層2aとは電気的に独立しているので、陽極接合時に錘側突起部21がカバー板24に接触しても、シリコン層2aから錘側突起部21を通ってカバー板24に電流が流れることがなく、錘側突起部21がカバー板24に貼り付くのを防止することができる。
In this embodiment, the weight side protrusion 21 is formed of the same metal material as that of the metal wiring pattern 14 and the dummy pattern 20 at the same time. Therefore, a dedicated process for forming the weight side protrusion 21 is not required. Cost reduction can be achieved.
Furthermore, since the weight side protrusion 21 is electrically independent of the metal wiring pattern 14, the dummy pattern 20, and the silicon layer 2a, even if the weight side protrusion 21 contacts the cover plate 24 during anodic bonding, silicon No current flows from the layer 2 a through the weight side protrusion 21 to the cover plate 24, and the weight side protrusion 21 can be prevented from sticking to the cover plate 24.

ところで、錘側突起部21及びカバー側突起部24bにより錘部4及びカバー板24が接触する面積を小さくしても錘側突起部21上の絶縁膜22とカバー側突起部24bが貼り付き、軽い振動や衝撃を与えても剥がれないこともある。
そこで、本発明の半導体センサの製造方法においては、錘側突起部及びカバー側突起部にレーザ光を照射して張り付いている錘側突起部及びカバー側突起部を剥がす工程を含む。
By the way, even if the area where the weight part 4 and the cover plate 24 are brought into contact with each other is reduced by the weight side protrusion part 21 and the cover side protrusion part 24b, the insulating film 22 on the weight side protrusion part 21 and the cover side protrusion part 24b are adhered. It may not peel off even when subjected to light vibration or impact.
Therefore, the method for manufacturing a semiconductor sensor according to the present invention includes a step of irradiating the weight-side protrusion and the cover-side protrusion with laser light to peel off the weight-side protrusion and the cover-side protrusion.

図4は製造方法の一実施例を説明するための工程断面図である。図4は図3(B)の位置に対応している。また、図4のかっこ数字は以下に説明する工程に対応している。   FIG. 4 is a process sectional view for explaining an embodiment of the manufacturing method. FIG. 4 corresponds to the position of FIG. The parenthesized numbers in FIG. 4 correspond to the steps described below.

(1)支持部6のカバー板固定領域18にカバー板24を接合するための陽極接合処理で、錘部4及び可撓部8がカバー板24側に吸い寄せられて、錘側突起部21上の絶縁膜22とカバー側突起部24bが接触する。そして電圧印加を停止した後も、錘側突起部21上の絶縁膜22とカバー側突起部24bが貼り付いていることがある。 (1) In the anodic bonding process for bonding the cover plate 24 to the cover plate fixing region 18 of the support portion 6, the weight portion 4 and the flexible portion 8 are attracted to the cover plate 24 side, and on the weight side projection portion 21. The insulating film 22 and the cover-side protrusion 24b come into contact with each other. Even after the voltage application is stopped, the insulating film 22 on the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b may be adhered.

(2)カバー板24を介してカバー側突起部24b、絶縁膜22及び錘側突起部21にレーザ光26を照射する。これにより錘側突起部21及び錘側突起部21上の絶縁膜22が破壊される。ここではレーザ光26として1300kHz付近、スポット系が4〜5μmのものを用いた。 (2) The cover-side protrusion 24b, the insulating film 22, and the weight-side protrusion 21 are irradiated with laser light 26 through the cover plate 24. As a result, the weight side protrusion 21 and the insulating film 22 on the weight side protrusion 21 are destroyed. Here, the laser beam 26 having a wavelength near 1300 kHz and a spot system of 4 to 5 μm was used.

(3)レーザ光26の照射を停止する。錘側突起部21及び錘側突起部21上の絶縁膜22が破壊されると、錘部4がカバー板24とは反対側に移動し、上記静止状態の位置に静止する。 (3) The irradiation of the laser beam 26 is stopped. When the weight-side protrusion 21 and the insulating film 22 on the weight-side protrusion 21 are broken, the weight 4 moves to the side opposite to the cover plate 24 and stops at the position of the stationary state.

このように、陽極接合時に錘側突起部21上の絶縁膜22とカバー側突起部24bが貼り付いてしまった場合であっても、カバー板24を介してカバー側突起部24b、絶縁膜22及び錘側突起部21にレーザ光26にレーザ光26を照射して錘側突起部21及び錘側突起部21上の絶縁膜22を破壊することにより、カバー側突起部24bと錘側突起部21を剥がすことができる。   Thus, even when the insulating film 22 on the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b are adhered to each other during the anodic bonding, the cover side protrusion 24b and the insulating film 22 are interposed via the cover plate 24. The cover-side protrusion 24b and the weight-side protrusion are formed by irradiating the weight-side protrusion 21 with the laser beam 26 to destroy the weight-side protrusion 21 and the insulating film 22 on the weight-side protrusion 21. 21 can be peeled off.

図5はカバー板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。図4のかっこ数字は以下に説明する工程に対応している。   FIG. 5 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method of the cover plate. The numbers in parentheses in FIG. 4 correspond to the steps described below.

(1)カバー板24の一表面上に感光性液体レジストを塗布し、その感光性液体レジストに露光処理、現像処理、洗浄処理を施して、レジストパターン28a,28bを形成する。レジストパターン28aはカバー板24の周縁部に対応して配置され、カバー板24の凹部24a(図1を参照)に対応して開口部をもつ。レジストパターン28bはカバー板24の凹部24a内に形成されるカバー側突起部24b(図1を参照)に対応して配置されている。また、レジストパターン28bはカバー板24に対するエッチング処理中に除去され、所望のカバー側突起部24bが得られるように平面面積及び厚みが調整されている。 (1) A photosensitive liquid resist is applied on one surface of the cover plate 24, and the photosensitive liquid resist is subjected to exposure processing, development processing, and cleaning processing to form resist patterns 28a and 28b. The resist pattern 28a is arranged corresponding to the peripheral edge of the cover plate 24, and has an opening corresponding to the recess 24a (see FIG. 1) of the cover plate 24. The resist pattern 28b is arranged corresponding to the cover-side protrusion 24b (see FIG. 1) formed in the recess 24a of the cover plate 24. The resist pattern 28b is removed during the etching process on the cover plate 24, and the planar area and thickness are adjusted so that a desired cover-side protrusion 24b is obtained.

(2)異方性エッチング技術により、レジストパターン28a,28bをマスクにしてカバー板24をエッチングする。エッチングが進行すると、カバー板24に凹部24a及びカバー側突起部24bが形成される。また、レジストパターン28a,28bも上面側からカバー板24よりも小さいエッチングレートでエッチングされる。レジストパターン28bはレジストパターン28aに比べて平面面積が小さく、エッチング処理中に除去されるように平面面積が調整されているので、レジストパターン28aよりも膜厚が薄くなる速度が速い。 (2) The cover plate 24 is etched using the resist patterns 28a and 28b as a mask by an anisotropic etching technique. As the etching progresses, a recess 24 a and a cover-side protrusion 24 b are formed in the cover plate 24. The resist patterns 28a and 28b are also etched from the upper surface side at an etching rate smaller than that of the cover plate 24. The resist pattern 28b has a smaller plane area than the resist pattern 28a, and the plane area is adjusted so as to be removed during the etching process, so that the film thickness becomes faster than the resist pattern 28a.

(3)さらにエッチングが進行すると、凹部24aがより深く形成される。そしてレジストパターン28bが除去される。カバー側突起部24bは底面が略正方形の四角錐に形成される。 (3) When etching further proceeds, the recess 24a is formed deeper. Then, the resist pattern 28b is removed. The cover-side protruding portion 24b is formed in a quadrangular pyramid having a substantially square bottom surface.

(4)さらにエッチングが進行すると、凹部24aがより深く形成される。カバー側突起部24bの上部もエッチングされて先端の位置がカバー板24の周縁部よりも低くなる。所定時間だけエッチング処理を行なった後、 (4) When the etching further proceeds, the recess 24a is formed deeper. The upper part of the cover side protrusion 24 b is also etched, and the position of the tip becomes lower than the peripheral edge of the cover plate 24. After performing the etching process for a predetermined time,

(5)所定時間だけエッチング処理を行なった後、レジストパターン28aを除去する。
これにより、カバー側突起部24bの高さがカバー板24の周縁部に比べて低いカバー板24を形成することができる。
また、ビーズブラスト処理により凹部を形成した場合にはカバー板を介して半導体センサ内部を目視することは困難であるが、エッチング処理によって形成したカバー板24は半導体センサ内部を目視することができる。
(5) After performing the etching process for a predetermined time, the resist pattern 28a is removed.
Thereby, the cover plate 24 in which the height of the cover-side protrusion 24 b is lower than the peripheral edge of the cover plate 24 can be formed.
Further, when the concave portion is formed by the bead blasting process, it is difficult to visually observe the inside of the semiconductor sensor through the cover plate, but the cover plate 24 formed by the etching process can visually observe the inside of the semiconductor sensor.

ここでは異方性エッチング技術により凹部24a及びカバー側突起部24bを形成する方法を説明したが、等方性エッチングにより凹部及びカバー側突起部を形成してもよい。
また、本発明の半導体センサにおいて、カバー板はエッチング技術によって形成されたものに限定されるものではない。
Here, the method of forming the recess 24a and the cover-side protrusion 24b by the anisotropic etching technique has been described, but the recess and the cover-side protrusion may be formed by isotropic etching.
In the semiconductor sensor of the present invention, the cover plate is not limited to one formed by an etching technique.

また、カバー側突起部24bに対応するレジストパターン28bがエッチング処理中に除去されることによりカバー側突起部24bの先端の位置がカバー板24の周縁部よりも低くなるように形成しているが、他の方法により、カバー側突起部24bの先端の位置をカバー板24の周縁部よりも低くなるようにしてもよい。   Further, the resist pattern 28b corresponding to the cover-side protrusion 24b is removed during the etching process so that the position of the tip of the cover-side protrusion 24b is lower than the peripheral edge of the cover plate 24. The position of the tip of the cover-side protrusion 24b may be lower than the peripheral edge of the cover plate 24 by other methods.

例えば、周縁部を覆い凹部24及びカバー側突起部24bの形成予定領域に開口部をもつレジストパターンを形成し、ある程度の深さに凹部24を形成した後、レジストパターンを一旦除去し、カバー側突起部24bの形成予定領域及び周縁部を覆い、凹部24に開口部をもつレジストパターンを形成しなおしてエッチング処理を行なうようにしてもよい。   For example, a resist pattern that covers the peripheral portion and has an opening in a region where the concave portion 24 and the cover-side protrusion 24b are to be formed is formed. After the concave portion 24 is formed to a certain depth, the resist pattern is temporarily removed and the cover side An etching process may be performed by re-forming a resist pattern that covers the region where the projection 24b is to be formed and the peripheral edge and has an opening in the recess 24.

また、カバー側突起部24bの形成予定領域及び周縁部を覆い、凹部24に開口部をもつレジストパターンを形成し、ある程度の深さに凹部24を形成し、カバー側突起部24bを形成した後、レジストパターンを一旦除去し、周縁部を覆い凹部24及びカバー側突起部24bの形成予定領域に開口部をもつレジストパターンを形成しなおしてエッチング処理を行なうようにしてもよい。   Also, after the formation region and peripheral edge of the cover-side protrusion 24b are covered, a resist pattern having an opening is formed in the recess 24, the recess 24 is formed to a certain depth, and the cover-side protrusion 24b is formed Alternatively, the resist pattern may be temporarily removed, and the etching process may be performed by re-forming a resist pattern that covers the peripheral edge and has an opening in a region where the recess 24 and the cover-side protrusion 24b are to be formed.

図6は半導体センサの他の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は(A)のB−B’位置での断面図である。図6において図1と同じ部分には同じ符号を付す。   6A and 6B are diagrams showing another embodiment of the semiconductor sensor, in which FIG. 6A is a plan view, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. It is sectional drawing in position -B '. In FIG. 6, the same parts as those in FIG.

この実施例が図1を参照して説明した実施例と異なる点は、錘側突起部21は上方から見て錘部4の重心の真上近傍に1つだけ配置されており、カバー側突起部24bは錘側突起部21に対向して1つだけ配置されている点である。
この実施例によれば、上方から見て錘部4の重心の真上の部分は陽極接合時に最もカバー板24側に吸い寄せられやすい部分なので、錘部4とカバー板24が貼り付くのを確実に防止することができる。
This embodiment is different from the embodiment described with reference to FIG. 1 in that only one weight side projection 21 is arranged near the center of gravity of the weight 4 as viewed from above, and the cover side projection Only one portion 24b is disposed to face the weight side protrusion 21.
According to this embodiment, since the portion directly above the center of gravity of the weight portion 4 when viewed from above is the portion that is most likely to be sucked toward the cover plate 24 during anodic bonding, the weight portion 4 and the cover plate 24 are reliably attached. Can be prevented.

さらに、錘側突起部21及びカバー側突起部24bを1組だけ備えているので、錘側突起部21及びカバー側突起部24bが複数組設けられている場合に比べて、陽極接合時に錘側突起部21とカバー側突起部24bが接触する面積を小さくすることができ、錘部4とカバー板21が貼り付くのを防止し、貼り付いても容易に剥がすことができる。   Furthermore, since only one set of the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b is provided, the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b are provided on the weight side during anodic bonding, as compared with the case where a plurality of sets of the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b are provided. The area where the protrusion 21 and the cover-side protrusion 24b come into contact can be reduced, and the weight 4 and the cover plate 21 can be prevented from sticking and can be easily peeled off even if they stick.

ただし、錘側突起部21及びカバー側突起部24bの配置は、図1に示した実施例及び図6に示した実施例に限定されるものではなく、例えば上方から見て錘部4の重心の真上の部分に複数の錘側突起部及びカバー側突起部の組を配置するなど、錘側突起部及びカバー側突起部の組の数及び配置は任意である。   However, the arrangement of the weight side protrusion 21 and the cover side protrusion 24b is not limited to the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment shown in FIG. The number and arrangement of the weight-side protrusions and cover-side protrusions are arbitrary, such as arranging a plurality of sets of weight-side protrusions and cover-side protrusions directly above the portion.

上記実施例では、錘側突起部21は金属配線パターン20と同時に形成されたものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、突起部は金属配線パターンとは別工程で形成された金属材料、例えば一般に配線パターンに用いられる金属材料や、抵抗素子に用いられる金属材料からなるものであってもよいし、シリコン膜で形成されたものであってもよい。   In the above embodiment, the weight side protrusion 21 is formed at the same time as the metal wiring pattern 20, but the present invention is not limited to this, and the protrusion is formed in a separate process from the metal wiring pattern. It may be made of a metal material, for example, a metal material generally used for a wiring pattern or a metal material used for a resistance element, or may be formed of a silicon film.

図7は半導体センサのさらに他の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は(A)のB−B’位置での断面図である。図6において図1と同じ部分には同じ符号を付す。   7A and 7B are diagrams showing still another embodiment of the semiconductor sensor, where FIG. 7A is a plan view, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. It is sectional drawing in a BB 'position. In FIG. 6, the same parts as those in FIG.

この実施例が図1を参照して説明した実施例と異なる点は、金属材料からなる錘側突起部21に代えて、ポリシリコン膜からなる錘側突起部30が形成されている点である。錘側突起部30の厚みは例えば1.0μmである。また、錘側突起部30の平面形状は例えば1辺が6〜8μmの正方形である。錘側突起部30は、シリコン層2a上に絶縁膜(図示は省略)を介して形成され、絶縁膜12で覆われている。
この実施例でも、図1に示した実施例と同様に、錘部4とカバー板24が貼り付くのを確実に防止し、貼り付いても容易に剥がすことができる。
This embodiment differs from the embodiment described with reference to FIG. 1 in that a weight side protrusion 30 made of a polysilicon film is formed instead of the weight side protrusion 21 made of a metal material. . The thickness of the weight side protrusion 30 is, for example, 1.0 μm. Moreover, the planar shape of the weight side projection part 30 is a square whose one side is 6 to 8 μm, for example. The weight side protrusion 30 is formed on the silicon layer 2 a via an insulating film (not shown) and is covered with the insulating film 12.
In this embodiment as well, as in the embodiment shown in FIG. 1, it is possible to reliably prevent the weight portion 4 and the cover plate 24 from sticking, and even if they stick, they can be easily peeled off.

図7に示した実施例では錘側突起部30の材料としてポリシリコンを用いているが、錘側突起部の材料アモルファスシリコンであってもよい。
また、図3に示した実施例と同様に、錘側突起部30及びカバー側突起部24bを1組だけ備えていてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 7, polysilicon is used as the material of the weight side protrusion 30, but the material of the weight side protrusion may be amorphous silicon.
Similarly to the embodiment shown in FIG. 3, only one set of the weight side protrusion 30 and the cover side protrusion 24b may be provided.

また、図4を参照して説明した製造方法の実施例と同様にレーザ光照射により、ポリシリコン膜からなる錘側突起部30を破壊する場合は、照射に用いるレーザ光として例えば1042kHz付近、スポット系が4〜5μmのものを用いることができる。   Further, when the weight side protrusion 30 made of the polysilicon film is destroyed by laser light irradiation as in the embodiment of the manufacturing method described with reference to FIG. 4, the laser light used for irradiation is, for example, around 1042 kHz, a spot A system of 4 to 5 μm can be used.

図8は半導体センサのさらに他の実施例を示す断面図である。図8において図1と同じ部分には同じ符号を付す。半導体センサの部分は図1と同じなので説明は省略する。   FIG. 8 is a sectional view showing still another embodiment of the semiconductor sensor. In FIG. 8, the same parts as those in FIG. Since the semiconductor sensor is the same as that shown in FIG.

この実施例では、半導体センサ1とは異なる位置の支持部6のシリコン層2a上に、MOSトランジスタと抵抗素子34とヒューズ素子36を備えている。   In this embodiment, a MOS transistor, a resistance element 34, and a fuse element 36 are provided on the silicon layer 2a of the support portion 6 at a position different from that of the semiconductor sensor 1.

MOSトランジスタは、N型シリコン層2aに形成されたN型ウエル(図示は省略)に互いに間隔をもって形成されたP型ソース拡散層32s及びP型ドレイン拡散層32dと、拡散層32s、拡散層32d間のシリコン層2a上にゲート絶縁膜(図示は省略)を介して形成されたポリシリコン膜からなるゲート電極32gを備えたPチャネル型のものである。図示は省略するが、ゲート電極32g上及び拡散層32s,32d上の絶縁膜12にスルーホールが形成されて、ゲート電極32g及び拡散層32s,32dは信号配線パターン14と電気的に接続されている。また、他の領域ではN型シリコン層2aにP型ウエルが形成され、P型ウエルにNチャネル型MOSトランジスタが形成されている。   The MOS transistor includes a P-type source diffusion layer 32s and a P-type drain diffusion layer 32d formed at intervals in an N-type well (not shown) formed in the N-type silicon layer 2a, a diffusion layer 32s, and a diffusion layer 32d. It is of the P channel type provided with a gate electrode 32g made of a polysilicon film formed on a silicon layer 2a between them via a gate insulating film (not shown). Although not shown, a through hole is formed in the insulating film 12 on the gate electrode 32g and the diffusion layers 32s and 32d, and the gate electrode 32g and the diffusion layers 32s and 32d are electrically connected to the signal wiring pattern 14. Yes. In other regions, a P-type well is formed in the N-type silicon layer 2a, and an N-channel MOS transistor is formed in the P-type well.

抵抗素子34はシリコン層2a上に素子分離絶縁膜(図示は省略)を介して形成されたポリシリコン膜によって形成されている。図示は省略するが、抵抗素子34の両端部上の絶縁膜12にスルーホールが形成されて、抵抗素子34の両端部は信号配線パターン14と電気的に接続されている。また、他の領域に複数の抵抗素子34が形成されている。   The resistance element 34 is formed of a polysilicon film formed on the silicon layer 2a via an element isolation insulating film (not shown). Although illustration is omitted, through holes are formed in the insulating film 12 on both ends of the resistance element 34, and both ends of the resistance element 34 are electrically connected to the signal wiring pattern 14. A plurality of resistance elements 34 are formed in other regions.

ヒューズ素子36もシリコン層2a上に素子分離絶縁膜(図示は省略)を介して形成されたポリシリコン膜によって形成されている。ヒューズ素子36上の絶縁膜12,22に開口部か形成されてトリミング開口部38が形成されている。図示は省略するが、ヒューズ素子36の両端部上の絶縁膜12にスルーホールが形成されて、抵抗素子34の両端部は信号配線パターン14と電気的に接続されている。また、他の領域に複数のヒューズ素子36及びトリミング開口部38が形成されている。   The fuse element 36 is also formed of a polysilicon film formed on the silicon layer 2a via an element isolation insulating film (not shown). An opening is formed in the insulating films 12 and 22 on the fuse element 36 to form a trimming opening 38. Although not shown, through holes are formed in the insulating film 12 on both ends of the fuse element 36, and both ends of the resistance element 34 are electrically connected to the signal wiring pattern 14. A plurality of fuse elements 36 and trimming openings 38 are formed in other regions.

MOSトランジスタ、抵抗素子34及びヒューズ素子36はIC部を構成する。例えば、MOSトランジスタにより信号処理回路が形成されている。抵抗素子34及びヒューズ素子36により抵抗値の調整が可能な抵抗回路(例えば特許文献5を参照。)が形成されている。   The MOS transistor, the resistance element 34, and the fuse element 36 constitute an IC unit. For example, a signal processing circuit is formed by MOS transistors. A resistance circuit (see, for example, Patent Document 5) capable of adjusting the resistance value is formed by the resistance element 34 and the fuse element 36.

図8を参照して製造方法の他の実施例を説明する。
(1)半導体センサ1の形成領域について半導体センサ1の良否テストをウェハ状態で行なう。半導体センサ1の良否テストはピエゾ抵抗素子10につながるパッド電極16にプローブ針を接触させ、ピエゾ抵抗素子10に電圧を印加することにより行なう。テスト項目としては、例えばピエゾ抵抗素子10の拡散抵抗値測定とピエゾ抵抗素子10のホイートストンブリッジのオフセット電圧測定を挙げることができる。測定時に振動を与えることにより錘部4及び可撓部8を振動させ、オフセット電圧の変動で良否判定を行なう。
Another embodiment of the manufacturing method will be described with reference to FIG.
(1) A quality test of the semiconductor sensor 1 is performed in a wafer state on the formation region of the semiconductor sensor 1. The quality test of the semiconductor sensor 1 is performed by bringing a probe needle into contact with the pad electrode 16 connected to the piezoresistive element 10 and applying a voltage to the piezoresistive element 10. Examples of the test item include measurement of a diffusion resistance value of the piezoresistive element 10 and measurement of an offset voltage of a Wheatstone bridge of the piezoresistive element 10. By giving vibration at the time of measurement, the weight part 4 and the flexible part 8 are vibrated, and pass / fail judgment is performed based on the fluctuation of the offset voltage.

(2)半導体センサ1の良否テストにおいて、ピエゾ抵抗素子10のホイートストンブリッジのオフセット電圧測定で管理規格外となった半導体センサ1ではカバー板24と錘部4の貼り付きが起こっている可能性が高い。そこで、レーザトリミング装置を用い、図4を参照して説明したようにカバー側突起部24b及び錘側突起部21にレーザ光を照射して錘側突起部21を破壊し、カバー板24と錘部4の貼り付きを剥離する。これにより、半導体センサ1の歩留まりを向上させることができる。 (2) In the pass / fail test of the semiconductor sensor 1, there is a possibility that the cover plate 24 and the weight portion 4 are stuck in the semiconductor sensor 1 that is out of the management standard by measuring the offset voltage of the Wheatstone bridge of the piezoresistive element 10. high. Therefore, using the laser trimming apparatus, as described with reference to FIG. 4, the cover side protrusion 24b and the weight side protrusion 21 are irradiated with laser light to destroy the weight side protrusion 21, so that the cover plate 24 and the weight The sticking of the part 4 is peeled off. Thereby, the yield of the semiconductor sensor 1 can be improved.

(3)半導体センサ1とIC部の組からなる半導体センサ装置の特性試験を行なう。半導体センサ装置の特性試験はパッド電極16にプローブ針を接触させて電気特性を測定し、半導体センサ装置ごとに特性を記憶させる。これにより、半導体センサ装置ごとに、IC部においてトリミング開口部38を介して切断するヒューズ素子36を決定し、半導体センサ装置ごとにデータを保存する。 (3) A characteristic test of a semiconductor sensor device comprising a set of the semiconductor sensor 1 and the IC unit is performed. In the characteristic test of the semiconductor sensor device, the probe needle is brought into contact with the pad electrode 16 to measure the electric characteristic, and the characteristic is stored for each semiconductor sensor device. As a result, the fuse element 36 to be cut through the trimming opening 38 in the IC portion is determined for each semiconductor sensor device, and data is stored for each semiconductor sensor device.

(4)上記工程(3)での半導体センサ装置の特性試験結果に基づいて、半導体センサ装置ごとに
トリミング開口部38を介して所定のヒューズ素子36にレーザ光の照射を行なってトリミング処理を行なう。半導体センサ装置の出力特性の調整を行なうことにより、半導体センサ装置の出力の信頼性を向上させることができる。
(4) Based on the result of the characteristic test of the semiconductor sensor device in the step (3), the predetermined fuse element 36 is irradiated with laser light through the trimming opening 38 for each semiconductor sensor device to perform the trimming process. . By adjusting the output characteristics of the semiconductor sensor device, the reliability of the output of the semiconductor sensor device can be improved.

以上、本発明の実施例を説明したが、材料、寸法、形状、配置などは一例であり、本発明は特許請求の範囲に記載されている範囲内において種々の変更が可能である。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, material, a dimension, a shape, arrangement | positioning, etc. are examples, and this invention can be variously changed within the range described in the claim.

例えば、上記実施例はSOI基板からなる半導体センサであるが、半導体センサはバルクシリコン基板等、他の基板材料からなるものであってもよい。また、可撓部8に絶縁層2bが残存していてもよい。
また、錘部4、支持部6及び可撓部8の上に絶縁膜22が形成されているが、絶縁膜22は形成されていなくてもよい。
また、多層メタル配線構造の半導体センサにも本発明を適用することができる。
For example, the above embodiment is a semiconductor sensor made of an SOI substrate, but the semiconductor sensor may be made of another substrate material such as a bulk silicon substrate. Further, the insulating layer 2 b may remain in the flexible portion 8.
Moreover, although the insulating film 22 is formed on the weight part 4, the support part 6, and the flexible part 8, the insulating film 22 does not need to be formed.
The present invention can also be applied to a semiconductor sensor having a multilayer metal wiring structure.

また、上記の実施例では、半導体センサ1として、可撓部8が半導体センサ1の表面に露出しているピエゾ抵抗型半導体センサを備えたものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の半導体センサは、ダイアフラムやカンチレバーなどの可撓部が半導体センサの表面に露出していないものであってもよいし、圧電素子を利用したものや2枚の電極板間の静電容量を利用したものであってもよい。
また、半導体センサは3軸半導体加速度センサに限らず、半導体圧力センサや半導体各速度センサであってもよい。
In the above embodiment, the semiconductor sensor 1 is provided with a piezoresistive semiconductor sensor in which the flexible portion 8 is exposed on the surface of the semiconductor sensor 1, but the present invention is not limited to this. However, the semiconductor sensor of the present invention may be one in which a flexible portion such as a diaphragm or a cantilever is not exposed on the surface of the semiconductor sensor, or one using a piezoelectric element or two electrode plates. It may be one that utilizes the capacitance between them.
The semiconductor sensor is not limited to a triaxial semiconductor acceleration sensor, and may be a semiconductor pressure sensor or a semiconductor speed sensor.

半導体センサの一実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は(A)のB−B’位置での断面図である。It is a figure which shows one Example of a semiconductor sensor, (A) is a top view, (B) is sectional drawing in the AA 'position of (A), (C) is a BB' position of (A). FIG. 同実施例で配線として用いる不純物拡散層28の近傍を拡大して示す断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of an impurity diffusion layer 28 used as a wiring in the same embodiment. FIG. 同実施例の陽極接合時の状態を示す図であり、(A)は図1(A)のA−A’位置での断面図、(B)は(A)の錘部の中央部上の錘側突起部及びカバー側突起部の近傍を拡大して示す断面図である。It is a figure which shows the state at the time of anodic bonding of the Example, (A) is sectional drawing in the AA 'position of FIG. 1 (A), (B) is on the center part of the weight part of (A). It is sectional drawing which expands and shows the vicinity of the weight side projection part and the cover side projection part. 製造方法の一実施例を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating one Example of a manufacturing method. カバー板の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of a cover board. 半導体センサの他の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は(A)のB−B’位置での断面図である。It is a figure which shows the other Example of a semiconductor sensor, (A) is a top view, (B) is sectional drawing in the AA 'position of (A), (C) is BB' of (A). It is sectional drawing in a position. 半導体センサのさらに他の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は(A)のB−B’位置での断面図である。It is a figure which shows other Example of a semiconductor sensor, (A) is a top view, (B) is sectional drawing in the AA 'position of (A), (C) is BB of (A). It is sectional drawing in a 'position. 半導体センサのさらに他の実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other Example of a semiconductor sensor. 従来の半導体センサの一例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は陽極接合時の状態を示す断面図である。It is a figure which shows an example of the conventional semiconductor sensor, (A) is a top view, (B) is sectional drawing in the AA 'position of (A), (C) is sectional drawing which shows the state at the time of anodic bonding It is.

符号の説明Explanation of symbols

2 SOI基板
2a,2c シリコン層
2b 絶縁層
4 錘部
6 支持部
7 台座
8 可撓部
10 ピエゾ抵抗体
14 金属配線パターン
16 電極パッド
18 カバー板固定領域
21 錘側突起部
24 カバー板
24a カバー板の凹部(内側面)
24b カバー側突起部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 SOI substrate 2a, 2c Silicon layer 2b Insulating layer 4 Weight part 6 Support part 7 Base 8 Flexible part 10 Piezoresistor 14 Metal wiring pattern 16 Electrode pad 18 Cover board fixing area 21 Weight side protrusion part 24 Cover board 24a Cover board Recess (inside surface)
24b Projection on the cover side

Claims (4)

錘部と、前記錘部の周囲に設けられ、少なくともシリコン層をもつ支持部と、前記錘部と前記支持部の間で前記支持部の一表面側に設けられ、前記錘部を支持するための可撓部と、前記可撓部に設けられたピエゾ抵抗体と、少なくとも前記支持部の前記一表面上に形成され、前記ピエゾ抵抗体と電気的に接続された金属配線パターン及び電極パッドと、前記錘部及び前記可撓部の上方に、前記錘部及び前記可撓部とは間隔をもって前記支持部の前記一表面側に配置され、前記支持部の前記一表面に設けられたカバー板固定領域に固定されたカバー板を備えた半導体センサにおいて、
前記一表面側の前記錘部の表面上に設けられた1つ又は複数の錘側突起部と、
前記カバー板の前記錘部に対向する内側面に前記錘側突起部に対向して設けられた1つ又は複数のカバー側突起部を備え
前記錘側突起部は金属材料を含んでおり、かつ前記金属材料は電気的に独立していることを特徴とする半導体センサ。
A weight part, a support part provided around the weight part, having at least a silicon layer, and provided on one surface side of the support part between the weight part and the support part to support the weight part A flexible part, a piezoresistor provided in the flexible part, a metal wiring pattern and an electrode pad formed on at least the one surface of the support part and electrically connected to the piezoresistor A cover plate disposed on the one surface side of the support portion above the weight portion and the flexible portion and spaced from the weight portion and the flexible portion on the one surface side of the support portion. In a semiconductor sensor having a cover plate fixed to a fixed region,
One or more weight side protrusions provided on the surface of the weight portion on the one surface side;
One or more cover side protrusions provided on the inner side surface of the cover plate facing the weight part so as to face the weight side protrusion ,
The weight-side projection includes a metal material , and the metal material is electrically independent .
前記カバー板及び前記カバー側突起部はレーザ光を透過する程度に透明である請求項1に記載の半導体センサ。The semiconductor sensor according to claim 1, wherein the cover plate and the cover side protrusion are transparent to the extent that laser light is transmitted. 前記錘側突起部上に絶縁膜が形成されている請求項1又は2に記載の半導体センサ。The semiconductor sensor according to claim 1, wherein an insulating film is formed on the weight side protrusion. 錘部と、前記錘部の周囲に設けられ、少なくともシリコン層をもつ支持部と、前記錘部と前記支持部の間で前記支持部の一表面側に設けられ、前記錘部を支持するための可撓部と、前記可撓部に設けられたピエゾ抵抗体と、少なくとも前記支持部の前記一表面上に形成され、前記ピエゾ抵抗体と電気的に接続された金属配線パターン及び電極パッドと、前記錘部及び前記可撓部の上方に、前記錘部及び前記可撓部とは間隔をもって前記支持部の前記一表面側に配置され、前記支持部の前記一表面に設けられたカバー板固定領域に固定されたカバー板を備え、
前記一表面側の前記錘部の表面上に設けられた1つ又は複数の錘側突起部と、
前記カバー板の前記錘部に対向する内側面に前記錘側突起部に対向して設けられた1つ又は複数のカバー側突起部を備え、
前記カバー板及び前記カバー側突起部はレーザ光を透過する程度に透明であり、
前記錘側突起部は金属材料又はシリコン膜を含んでいる半導体センサの製造方法であって、
前記カバー板を前記支持部に陽極接合により固定した後、前記カバー板を介して前記カバー側突起部及び前記錘側突起部にレーザ光を照射する工程を含む半導体センサの製造方法。
A weight part, a support part provided around the weight part, having at least a silicon layer, and provided on one surface side of the support part between the weight part and the support part to support the weight part A flexible part, a piezoresistor provided in the flexible part, a metal wiring pattern and an electrode pad formed on at least the one surface of the support part and electrically connected to the piezoresistor A cover plate disposed on the one surface side of the support portion above the weight portion and the flexible portion and spaced from the weight portion and the flexible portion on the one surface side of the support portion. A cover plate fixed to the fixing area;
One or more weight side protrusions provided on the surface of the weight portion on the one surface side;
One or more cover side protrusions provided on the inner side surface of the cover plate facing the weight part so as to face the weight side protrusion,
The cover plate and the cover side protrusion are transparent to the extent that laser light is transmitted,
The weight side protrusion is a method of manufacturing a semiconductor sensor including a metal material or a silicon film ,
A method of manufacturing a semiconductor sensor, comprising: irradiating the cover-side protrusion and the weight-side protrusion through the cover plate after the cover plate is fixed to the support portion by anodic bonding.
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