WO1998037425A1

WO1998037425A1 - Element detecteur d'acceleration et son procede de production

Info

Publication number: WO1998037425A1
Application number: PCT/JP1997/003811
Authority: WO
Inventors: Hitoshi Yoshida; Shigeaki Tomonari; Naomasa Oka; Takuro Nakamura; Takuro Ishida; Masanao Kamakura; Fumihiro Kasano
Original assignee: Matsushita Electric Works, Ltd.
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1998-08-27
Also published as: DE69729941T2; EP0899574A1; US6293149B1; CA2251957A1; KR100301097B1; EP0899574B1; AU4722097A; DE69729941D1; KR20000064964A; CA2251957C; EP0899574A4

Description

明細書加速度センサ用素子およびその製造方法【技術分野】

本発明は、自動車、航空機又は家電製品等に用いられる両持ち梁構造の半導体加速度センサに使用する撓み変換素子（またはエレメント）およびその製造方法、ならびにそのような素子を有する加速度センサに関する。例えば、そのような加速度センサは、相互に直交する 3つの座標軸により構成される X— Y—Z座標系に関して、作用する加速度の X軸、 Y軸および Z軸成分を独立して求めることにより加速度を検知するために使用できる。

【関連する技術】

米国特許第 5， 4 8 5 , 7 4 9号に上述のような半導体加速度センサが開示されている。このセンサは、加速度により生じる部材の機械的橈み

(または歪み）を電気信号の変化に変換するピエゾ抵抗型の加速度センサであり、この加速度センサの一例を、図 1 8 (模式的斜視図）および図 1 9 (図 1 8の線 A— A ' に沿った模式的断面図）に示す。

加速度センサ 5 0 0は、撓み変換素子 5 0 2および底部カバー 5 0 4を有して成る。橈み変換素子 5 0 2は、フレーム（または枠体） 5 0 6およびシート状部材 5 0 8を有して成る。フレーム 5 0 6は、上側面 5 1 0および下側面 5 1 2を有し、下側面 5 1 2は支持部材 5 1 4により支持されている。シート状部材 5 0 8は、橈み可能部 5 1 5および中央部 5 1 6 (図 1 8において一点鎖線で囲まれる部分）を有して成り、橈み可能部 5 1 5は中央部 5 1 6から外向きに延びて、フレーム 5 0 2の内側縁 5 1 8 (図 1 8において破線にて示す）と一体につながっている。このシート状部材 5 0 8の中央部 5 1 6にはその下に重り 5 2 0力接続され、これは、そのネック部 5 2 2を介して中央部 5 1 6に一体につながっている。支持部材 5 1 4の内向き側面 5 2 4は、重り 5 2 0の外向き側面 5 2 6 と第 1空隙 5 2 8を隔てて向かい合つている。また、第 2空隙 5 3 0カ^ 撓み可能部 5 1 5と重り 5 2 0との間に存在し、これは、第 1空隙 5 2 8 とつながっている。更に、フレーム 5 0 6および撓み可能部 5 1 5により囲まれた第 3空隙 5 3 2力 ^s存在する。また、橈み可能部 5 1 5は、複数のピエゾ抵抗 5 3 4およびそれに接続された配線（図示せず）を表面に有する。

尚、底部カバー 5 0 4は、重り 5 2 0に対応してそれを包囲する凹部 5 4 0を規定する周囲部 5 4 1を有し、支持部材 5 1 4力 s底部カバー 5 0 4 の周辺部に、適当な手段（例えば陽極接合）により結合されている。この底部カバー 5 0 4は、過度の加速度がセンサに作用した場合に、重りが変位し過ぎてシート状部材 5 0 8が破壊するのを防止するためのストツバとしての機能を果たす。

このような加速度センサ 5 0 0は、複数のピエゾ抵抗 5 3 4を有する場合には、相互に直交する 3つの座標軸により構成される X— Y— Z座標系 ( X軸および Y軸はシート状部材 5 0 8およびフレーム 5 0 6により規定される上側面上で延びる）に関して、作用する加速度の X軸、 Y軸および Z軸成分を独立して求めることにより加速度を検知するための加速度センサ用に使用できる。

フレーム 5 0 6とシート状部材 5 0 8、また、シート状部材 5 0 8と重り 5 2 0との間の相互接続は、センサ 5 0 0、具体的には素子 5 0 2に加速度が作用すると、フレーム 5 0 6に対して重り 5 2 0が相対的に変位しようとすることよって、ピエゾ抵抗 5 3 4を有する橈み可能部 5 1 5の少なくとも一部分が弾性的に変形する（尚、ネック部 5 2 2とつながるシート状部材 5 0 8の中央部 5 1 6は実質的に変形しない）ようになされており、従って、ピエゾ抵抗 5 3 4の抵抗値の変化を電気信号に変換し、その信号を検知することにより、センサに作用した加速度を測定することができる。

このような加速度センサ用素子の製造は、例えば米国特許第 5， 4 8 5， 7 4 9号に記載されている方法に基づいて実施でき、具体的には、図 1 9 と同様の模式的断面図で示す図 2 0に示す製造工程で次のように実施できる。

図 2 0 ( a ) 先ず、支持部材 5 1 4および重り 5 2 0を形成すベき第 1 シリコン基板 6 0 0の両主表面にシリコン窒化膜 6 0 2および 6 0 4を形成する。

図 2 0 ( b ) 次に、第 2空隙 5 3 0に対応する部分のシリコン窒化膜 6 0 2を除去して開口部 6 0 6を、また、第 1空隙 5 2 8に対応する部分のシリコン窒化膜 6 0 4を除去して開口部 6 0 8を形成する。

図 2 0 ( c ) 開口部 6 0 6および 6 0 8から彫り込んで凹部 6 1 0および 6 1 2をそれぞれ形成した後、残っているシリコン窒化膜 6 0 2を除去して第 1シリコン基板 6 0 0の片側主表面を露出させ、その上に、第 2シリコン基板 6 1 6を貼り合わせることにより凹部 6 1 0の一部分を第 2空隙 5 3 0とし、残りの部分を重りのネック部 5 2 2および支持部材 5 1 4 の上側面とする。

図 2 0 ( d ) 最終的にセンサになった場合に、所定の加速度が作用した時に撓み可能部 5 1 5が撓むように、研削又はエッチングでもって第 2シリコン基板 6 1 6を薄膜化して厚さ（ t ) とし、第 2シリコン基板をシート状部材 5 0 8およびフレーム 5 0 6とする。

図 2 0 ( e ) 次いで、薄膜化された第 2シリコン基板 6 1 6のシート状部材 5 0 8に、第 2シリコン基板 6 1 6と反対の導電型を有するピエゾ抵抗 6 1 8.を不純物拡散でもって形成する。

図 2 0 ( f ) 次に、ピエゾ抵抗 6 1 8と接続した配線（図示せず）を形成した後、凹部 6 1 2から異方性ェッチングによって、第 2空隙 5 3 0に達する第 1空隙 5 2 8を形成して、重り 5 2 0がネック部 5 2 2を介して第 2シリコン基板 6 1 6の中央部 5 1 6に一体につながって支持されるようにする。

最後に、第 2シリコン基板 6 1 6の所望の箇所をエツチングして第 3空隙 5 3 2 (図示せず）を形成することにより撓み変換素子 5 0 2が得られる。尚、第 1シリコン基板の底部のシリコン窒化膜 6 0 4は必要に応じて除去してよい。

このようにして得られた素子 5 0 2を底部カバー 5 0 4 (図示せず）に結合することによりピエゾ型加速度センサが得られる。

別法では、第 2空隙 5 3 0を基板から直接形成するのではなく、第 2空隙に相当する部分をポリシリコンの犠牲層として一旦形成し、第 1空隙 5 2 8を形成した後に、そこから別のエッチヤントを導入して犠牲層をエツチングする方法も知られている（特開平 7— 2 3 4 2 4 2号及びこれに対応する外国特許出願（存在する場合）ならびに米国特許第 5， 3 9 5 , 8 0 2号参照）。

このような半導体加速度センサでは、検知すべき加速度がシート状部材のその少なくとも一部分である橈み可能部の撓みに変換され、橈み可能部に形成されたピエゾ抵抗の抵抗値が撓みによつて変化することにより、最終的に加速度が電気信号に変換される。従って、半導体加速度センサの感度は、シート状部材の弾性的に撓む (または変形する）.橈み可能部の特に厚さにより支配される。即ち、感度は、橈み可能部が厚くなると悪くなり、橈み可能部の厚みのばらつきによって影響されることになる。従って、半導体加速度センサの製造プロセスにおいて、シート状部材の厚さを均一に精度よく制御することが重要となる。

別のタイプの加速度センサとして、静電容量型の加速度センサも知られており、例えば特開平 5— 2 6 7 5 4号公報及びこれに対応する外国特許出願（存在する場合）ならびにョ一口ツバ特許公開第 0 4 6 1 2 6 5 号に開示されている。このセンサの作動原理は、加速度が作用することによって生じる機械的橈みに基づく点ではピエゾ抵抗型のセンサと同様である。ただ、この撓みを対向する 2つの部材間の相対的な変位に変換し、この変位が部材に設けた電極間の静電容量を変化させることを利用している点でピェゾ抵抗型のセンサと異なる。従って、静電容量型の加速度センサでは、センサに加速度が作用することにより変位する部材ぉよび変位しなぃ部材とに電極が対向するように配置されている。

そのような静電容量型の加速度センサ 7 0 0を図 2 1 (模式的部分切除斜視図）および図 2 2 (図 2 1の対角線 C一 C ' に沿った模式的断面図）に示す。上述の撓み変換素子 5 0 2がピエゾ抵抗 5 3 4を有するのに対して、力!]速度センサ 7 0 0の撓み変換素子 7 0 2が、ピエゾ抵抗の代わりに、重り 5 2 0の上面に電極 7 3 4およびそれに接続された酉 S泉 7 3 6を有し、その配線が第 3空隙の窪んだ角部分 7 3 8を経由してシート状部材上に配置されている点で異なる力 ^?、他の点においては、図 1 8および図 1 9に示している上述のピエゾ型の撓み変換素子 5 0 2の場合と実質的に同じである。尚、静電容量型の撓み変換素子 7 0 2は、その上に配置する頂部カバー 7 4 0 (図 2 1では図示せず）と共に使用する。頂部カバー 7 4 0は、重りの過度の変位を防止して、それによつて、橈み可能部の破損を防止する力 ^?、少なくともシート状部材、好ましくは素子の上側面のフレームを除く部分に対応して内側に凹部を有する。このような頂部カバーはピエゾ抵抗型加速度センサ用または静電容量型カロ速度センサ用素子と組み合わされる。但し、静電容量型加速度センサ用の素子の頂部カバーは後述するように電極を有する。この頂部カバー 7 4 0は、素子 7 0 2上に配置した場合に、電極 7 3 4と対向するように配置された電極 7 4 2を有する。このような半導体加速度センサでは、検知したい加速度がセンサに作用すると、橈み可能部 5 1 5を有するシート状部材 5 0 8に重り 5 2 0力 ^?接続されているので、重り 5 2 0が支持部材 5 1 4およびその上に配置されたカバー 7 4 0に対して相対的に変位し、その結果、重り上の電極 7 3 4とそれに対向するカバーに配置した電極 7 4 2 との距離が変化し、それに伴って変化するこれらの電極間の静電容量の変化により加速度を検出できる。

この静電容量型の加速度センサにおいても、撓み可能部 5 1 5の厚さが薄い程、また、撓み可能部の形態が長尺である場合には、その長さが長い程、小さい加速度でも変形し易く、その結果、センサ感度が向上する。また、撓み可能部の厚さにばらつきがあれば、感度にばらつきが生じる。従って、いずれのタイプの加速度センサにおいても、撓み可能部の厚さ力適切にコントロールされてばらつきの小さい橈み可能部を有する半導体加速度センサまたは撓み変換素子が提供されることは、センサの感度の向上およびセンサ間のばらつきの観点から望ましい。そこで、変換素子の製造プロセスにおいて、撓み可能部の厚さを均一に精度よく制御することが重要となる。また、撓み可能部の形態が長尺である場合には、その長さを長くできるのが望ましい。

上述のような従来の半導体加速度センサの製造方法では、重りがシート状部材の中央部につながり、シート状部材の橈み可能部がフレームにつな力 ^り、これが支持部材により支持された両持ち梁構造となっている半導体加速度センサを製造できる。

この製造方法では、第 1シリコン基板 6 0 0に第 2シリコン基板 6 1 6 を貼り合わせた後で、第 2シリコン基板を薄膜状に所定のシート状部材に相当する厚さ（t ) まで薄膜化する工程において、第 2シリコン基板の面内における厚さのばらつきが大きくなるため、橈み可能部 5 1 5の厚さの均一化が困難である。また、シリコン基板の貼り合わせが複雑で、かつ、シリコン基板が 2枚必要となり、製造コストが高くなる。

【発明の開示】

本発明は、上述のような問題点の検討に基づくものであり、その目的とするところは、上述の問題点を解決してシート状部材、特にその橈み可能部の厚さを精度よく形成することができる両持ち梁構造の半導体加速度センサ用の橈み変換素子およびその製造方法、更にはそのような素子を用いた加速度センサを提供することにある。更に、本発明は、そのような素子、製造方法およびセンサにおいて、好ましい特徴を有する態様をも提供するものであり、それによりもたらされる利点は、以下の説明および添付図面を参照することにより明らかになるであろう。

上述の問題点を考慮して半導体加速度センサの構造および製造方法について鋭意検討した結果、発明者らは、シート状部材およびフレームをェピタキシャル層により形成する場合に、上述の問題点を解決できることを見いだした。

従って、第 1の要旨において、本発明は、作用する加速度を検知するための加速度センサ用に使用する橈み変換素子であって、

( 1 ) 上側面および下側面を有するフレーム、

( 2 ) .複数の撓み可能部および中央部を有して成るシート状部材であつて、各撓み可能部は、フレームの内縁部の少なくとも一部分と中央部との間で延在し、これらと一体につながっているシート状部材、

( 3 ) シート状部材の中央部と一体につながっているネック部を有し、それを介してシート状部材からぶら下がつている重り、ならびに

( 4 ) フレームの下側面を支持し、内側側面が重りの側面と第 1空隙を隔てて向かい合う支持部材

を有して成り、

第 1空隙とつながつている第 2空隙が、シート状部材の各橈み可能部と重りとの間で規定され、

フレームとシート状部材との間および/またはシート状部材内に第 3空隙が規定され、

素子に加速度が作用すると、少なくとも 2つの橈み可能部が弾性的に変形して、その結果、フレームに対して相対的に重りが変位するように、フレームとシート状部材、また、シート状部材と重りとが相互に接合され、重りおよび支持部材は、半導体基板を用いて構成され、

第 2空隙は、半導体基板に設けた犠牲層を除去することによって形成され、

フレームおよびシート状部材は半導体基板上に設けたェピタキシャル層により形成されている素子を提供する。

この素子は、例えば相互に直交する 3つの座標軸により構成される X— Y—Z座標系に関して、作用する加速度の X軸、 Y軸および Z軸成分を独立して求めることにより加速度を検出する加速度センサ、例えばピエゾ型または静電容量型加速度センサに使用することができ、その場合、 X軸および Y軸はシート状部材の上側面上で延びるように規定される。

本発明.において、橈み変換素子とは、先に説明したようなピエゾ抵抗型または静電容量型の加速度センサにおいて、センサに作用する橈みを電気的な出力に変換するための素子を意味する。

尚、以下の本発明の説明において、先に説明した従来のデバイスにおける各部材または部分と同じ機能を有する本発明のデバイスの各部材または部分については同じ用語を原則的には使用している。

本発明の素子では、単一の半導体 ¾反から重りおよび支持部材を形成し、フレームおよびシ一ト状部材は、半導体基板上に成長させたェピタキシャル層から形成する。重り、フレーム、シート状部材および支持部材は、素子に加速度が作用すると、シート状部材の撓み可能部の少なくとも一部分力単性的に変形する（または撓む）ような構造を形成するように接続されている。

このように、本発明においてシート状部材をェピタキシャル層によって形成することにより、シリコン基板を張り合わせた後に例えば機械的に厚さを減らす従来の方法により得られる素子と比較して、より均一な厚さの撓み可能部を有するシート) I犬部材を有する素子が得られる。 '

好ましい 1つの態様において、本発明の撓み変換素子では、第 1空隙および第 2空隙によって重りの側面が規定され、その重りは、ネック部においてくびれた重りがシ一ト状部材の中央部につながつた構造となっている。即ち、半導体基板に対して平行な重りの断面を考えた場合、ネック部の断面積は他の部分の断面積より小さく、また、ネック部の断面は、他の部分の断面の中央に位置する。重りの形状は、特に限定されないが、例えば素子の全体としての形状が実質的に正四角柱である場合、ネック部を除いて実質的には正四角柱であってよく、ネック部は、それと同心でそれに含まれる小さい正四角柱 (または円柱）形状（高さが小さい）であってよい。素子の全体の体積に対して、可能な限り大きい重りを形成するために、ネック部は、小さい程好ましく、また、重りの断面積は、大きい程好ましい。当然な力 Sら、小さい重りで十分な場合は、重りを大きくする必要はない。尚、重りは半導体基板だけにより構成されても、あるいは半導体基板およびその上に形成されたェピタキシャル層の一部分から構成されてもよい。

好ましい 1つの態様において、本発明の撓み変換素子では、シート状部材の撓み可能部は、加速度が作用すると、弾性的に変形する少なくとも 2 つの部分にそれぞれ少なくとも 1つのピエゾ抵抗を有し、これらのピエゾ抵抗は、それに接続された配線を有する。この配線は、ピエゾ抵抗の抵抗値の変化を変換した電気信号に関する出力または情報を伝送できるいずれの配線であつてもよく、例えばメタル配線および/または拡散配線力用いられる。また、この配線は、メタル配線である場合には、電極パッドに直接接続されていてよく、あるいは拡散配線である場合には、メタル配線を介して電極パッドに接続されていてよい。この電極パッドを介して、素子がピェゾ抵抗を測定する装置に接続される。

ピエゾ抵抗を配置する箇所は、橈み可能部の橈みを電気的に検知できる限り、特に限定されるものはない。実際、種々の配置が可能であるが、撓み可能部における弾性的な撓み（または変形）が集中する部分に配置するのが好ましい。ピエゾ抵抗の具体的な配置に関しては、米国特許第 5， 4 8 5， 7 4 9号明細書、特開平 6— 3 3 1 6 4 6号公報、特開平 6— 1 0 9 7 5 5号公報および特開平 7— 2 3 4 2 4 2号公報ならびにこれらに対応する外国特許出願（存在する場合）に開示されており、本発明のピエゾ抵抗の配置に関しては、これらを参照できる。尚、これらの特許文献の内容は、この引用により本明細書の一部分を構成する。

尚、このような素子を先に説明した底部カバーおよび頂部カバーと結合することにより、加速度センサを得ることができ、従って、本発明は、上述の素子並びに底部カバーおよび頂部カバーを有して成る、ピエゾ抵抗型加速度センサを共する。底部カバーおよび頂部カバーは、上述のように、内側に凹部を有し、過度の加速度がセンサに作用した場合に、素子、特に撓み可能部が破損するのを防止する。

好ましい 1つの態様において、本発明の撓み変換素子では、加速度が作用すると、橈み可能部が弾性的に変形することにより変位する少なくとも

1つの部分（例えば重りの上側面またはシート状部材の一部分）に少なくとも 1つの静電容量測定用の電極を有し、この電極はそれに接続された配線を有する。この配線は、静電容量の測定に関する出力を伝送できるいずれの配線であつてもよく、例えばメタル配線を使用できる。また、この配線は、メタル配線である場合には、電極パッドに直接接続されていてよく、あるいは拡散配線である場合には、メタル配線を介して電極ノ、°ッドに接続されていてよい。この電極パッドを介して、素子が静電容量を測定する装置に接続される。

静電容量測定用の電極を配置する箇所は、素子の上に配置する頂部カバーが有する電極に対向しながらも、相対的に変位できる電極を構成できる限り、特に限定されるものはなく、種々の配置が可能であるが、橈み可能部の変形によりもたらされる変位が大きい部分に配置するのが好ましい。例えば、図 2 1に示すように、重りの外周部に近い上側面の一部に配置してよい（例えば電極 7 3 4 ) 。静電容量測定用の電極のより具体的な配置に関しては、特開平 5— 2 6 7 5 4号公報およびこれに対応する外国特許出願（存在する場合） .ならびにヨーロッパ特許公開（A 1 ) 第 0 4 6 1 2 6 5号に開示されており、本発明の静電容量測定用の電極の配置に関しては、こ.れを参照できる。尚、これらの特許文献の内容は、この引用により本明細書の一部分を構成する。

このような素子を先に説明した頂部カバーおよび必要に応じて底部カバーと結合することにより、加速度センサを得ることができ、従って、本発明は、上述の素子並びに頂部カバーおよび底部カバーを有して成る、静電容量型加速度センサを提供する。底部カバーおよび頂部カバーは、上述のように、内側に凹部を有し、過度の加速度がセンサに作用した場合に、素子、特に撓み可能部が破損するのを防止する。尚、頂部カバーは、素子に設けた電極に対向する電極を有する。

また、上述のような本発明の素子は、次のような方法により製造できる。従って、第 2の要旨において、本発明は、上述または以下に詳細に説明する本発明の加速度センサ用に使用する撓み変換素子の製造方法であって、

( 1 ) ネック部を有する重りおよび支持部材を形成するための半導体基板の第 1主表面の部分において、ネック部となるべき、第 1主表面の中央部の少なくとも一部分の外縁から外方向に向かって延びる犠牲層を形成する工程、

( 2 ) 工程（1 ) の後で、第 1主表面上にェピタキシャル層を形成する工程、ならびに

( 3 ) 工程（2 ) の後で、

( 3 - a ) エッチングによつて基板の一部分を基板の第 2主表面側から除去して重りの側面およびそれと第 1空隙を隔てて向かい合う側面を有する支持部材を形成するサブステップ、 ( 3— b ) エッチングによってェピタキシャル層の一部分を除去してェピタキシャル層を貫通する第 3空隙を形成することによって、残存するェピタキシャル層の少なくとも一部分（ある場合では実質的に全部）を、フレームならびに最終的に弾性的に変形できる複数の撓み可能部および中央部を有して成るシート状部材とするサブステップ、ならびに

( 3 - c ) 犠牲層をゥエツトエッチング除去することによって第 2空隙および重りのネック部を形成することにより重りを形成するサブステツプ

を実施する工程であって、これらのサブステップの実施の順序は、以下の ( i ) 〜 ( i V ) ：

( i ) サブステップ（3— a ) —サブステップ（3— b ) —サブステツプ（ 3— c ) 、

( i i ) サブステップ（ 3— a ) —サブステップ（ 3— c ) —サブステツプ（ 3— b ) 、

( i i i ) サブステップ（3— b ) —サブステップ（3— a ) —サブステツプ（ 3— c ) 、および

( i V ) サブステップ（ 3— b ) —サブステツプ（ 3 _ c ) —サブステツプ（ 3— a )

のいずれかである工程

を含んで成る製造方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

図 1は、本発明のピエゾ型加速度センサ用素子の模式的部分切除斜視図である。

図 2は、図 1の素子の上面図である。

図 3 ( a ) 〜（ i ) は、本発明の素子の一連の製造過程を示す模式的断面図である。

図 4 (a) 〜（c.) は、図 3の素子の製造過程を示す模式的部分切除斜視図である。

図 5 (.a) 〜 ( 1 ) は、エツチャント導入口の形状および配置を模式的に示す上面図である。

図 6 (a) および（b) は、本発明の素子の別の態様の模式的部分切除斜視図である。

図 7 (a) 〜（ i ) は、本発明の素子の別の一連の製造過程を示す模式的断面図である。

図 8 (a) 〜（e ) は、図 7の素子の製造過程を示す模式的部分切除斜視図である。

図 9は、第 1空隙の別の態様を示す模式的断面図である。

図 1 0 (a) 〜（h) は、図 9に示す第 1空隙を有する素子を形成する一連の過程を示す模式的断面図である。

図 1 1 (a) 〜（h) は、配線保護層を形成する過程を含む本発明の素子の製造方法を示す模式的断面図である。

図 1 2 (a) 〜（e) は、配線保護層を形成する別の過程を含む本発明の素子の製造方法を示す模式的断面図である。

図 1 3 (a) 〜（d) は、配線保護層を形成する更に別の過程を含む本発明の素子の製造方法を示す模式的断面図である。

図 1 4 (a) 〜（c) は、表面付近の不純物濃度が小さい犠牲層の形成過程の一例を示す基板の模式的断面図である。

図 1 5 (a) 〜（d) は、表面付近の不純物濃度が小さい犠牲層の形成過程の別の例を示す基板の模式的断面図である。

図 1 6 (a) 〜（e) は、表面付近の不純物濃度が小さい犠牲層の形成過程の更に別の例を示す基板の模式的断面図である。

図 1 7は、犠牲層としての多孔質シリコン層の製造装置を模式的に示す断面図である。

図 1 8.は、従来から知られているピエゾ抵抗型の加速度センサの模式的斜視図である。

図 1 9は、図 1 8に示す加速度センサの模式的断面図である。

図 2 0 ( a ) 〜（f ) は、図 1 8に示す加速度センサの一連の製造過程を模式的に示す断面図である。

図 2 1は、従来から知られている静電容量型の加速度センサの模式的部分切除斜視図である。

図 2 2は、図 2 1に示す加速度センサの模式的断面図である。

【発明の詳細な説明】

本発明の方法において、使用する半導体基板は、シリコン基板であってよく、その導電型は N型または P型のいずれであってもよく、この基板から、重りおよび支持部材を形成する。半導体基板として、例えば N型の面方位が（1 0 0 ) のものを使用できる。基板の不純物濃度は 1 . 0 X 1 0 1 7 c m— 3以下のもの（例えば 1 X 1 0 1 4 c _m— 3〜 1 X 1 0 1 6 c _m - 3 のもの）が望ましい。このような濃度を有する基板であれば、それより濃度が高い高濃度不純物層の場合と比較して、エッチング速度が約 1 / 1 5 0以下に減少し、高濃度不純物層がエッチング除去されても低濃度不純物層として残ることになる。また、基板の厚みは、特に限定されず、センサの用途に応じて適当に選択できる。通常、従来から加速度センサに使用されている基板と同等、またはそれよりやや厚めのものがよい。例えば 4 0 0 / m〜 6 0 0 mの厚さを有する基板を使用できる。この基板の一方の主表面に犠牲層を形成する。犠牲層なる用語は、本発明の素子の製造方法の過程において存在する力最終的には除去されて空隙をもたらす層を意味するものとして用いる。

この犠牲層は、半導体基板の中央部に相当する部分から、外向きに延びる。半導体基板の中央部は重りのネック部となる部分であり、最終的にはシート状部材の中央部に接続する部分であり、その部分には犠牲層を形成しない。基板の中央部の形状は、特に限定されず、例えば円形、矩形（長方形、正方形）であってよい。特に、重りの重心が基板の中央部の下部、特に中央部の中心の下部に位置するようになっているのが好ましい。犠牲層は、この基板の中央部の外縁から遠ざかる方向で外縁から延びる。犠牲層は、この外縁の全体（即ち、中央部の全周）から延びてその部分を完全に包囲するようになっていても、あるいは中央部外縁の一部分から延びてもよい。

全体から延びる場合は、犠牲層は環状形態であってよい。例えば、基板の中央部が円形であり、犠牲層が、それと同心の円により形成される、同心円と中心部との間の環状部分であってよい。別の態様では、中央部が内側正方形であり、犠牲層がそれと同心かつ向きが同じ外側正方形により形成され、内側正方形と外側正方形との間の環状部分であってよい。犠牲層は、円形の中央部と外側正方形との間の部分またはその逆の組み合わせにより形成される部分であってもよい。正方形の代わりに長方形を、円形の代わりに楕円形を用いてもよい。

犠牲層が、中央部の外縁の一部分から延びる場合、犠牲層は、中央部の周囲で等しい角度（例えば 9 0 ° ) の間隔で離れた実質的に長尺の層であってよい。 9 0 ° の場合、犠牲層は、中央部において相互に対向する 4 本のビーム形態（即ち、中央部で十字に交差する形態）となる。換言すれば、犠牲層は、中央部から放射状に延びてよく、その数は、限定されないせ、通常 4本で十分である。また、別の態様では、長尺の犠牲層は、基板の中心部から対称（基板の中心に関する点対称、または基板の対角線に関する線対称）的に延びるのが好ましい。

尚、犠牲層の厚さは、実質的には、撓み可能部と重りの上側面との距離 (従って、第 2空隙の厚さ）に対応し、従って、センサの用途に応じて適当に選択する。例えば 5〜 1 5 μ mであってよい。

本発明の方法において、犠牲層は、基板本体の不純物と反対のまたは同じ導電型を有し、不純物濃度が基板より大きい部分、即ち、高濃度不純物層を基板の表面に形成することにより、あるいは、多孔質シリコン層を基板表面に形成することにより得ることができる。

高濃度不純物層の不純物濃度は、基板本体の不純物濃度を考慮してェッチング条件、エッチング距離などに基づいて、当業者であれば容易に選択できる。例えば、基板本体の不純物濃度が約 1 . 0 X 1 0 1 4〜約 1 . 0 X 1 0 1 6 c m - ³である場合、高濃度不純物層の不純物濃度は約 1 . 0 X 1 0 1 8〜約 1 . 0 X 1 0 2 0 _{c m} - 3 (または固溶限）であってよい。

尚、犠牲層をエッチングにより除去する場合において、その選択比（即ち、ある材料に対するエツチング速度と別の材料に対するエツチング速度の比）を向上させるには、犠牲層における不純物濃度を高くすることが好ましいことが知られている（例えば B. Schwarts, "Chemical Etching of Silicon", SOLID-STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY, pp. 1903-1909, Dec. 1976参照）。

犠牲層としての多孔質シリコン層は、シリコン基板にシリコン酸化膜を形成した後、犠牲層を形成する部分に対応する開口部をシリコン酸ィヒ膜に形成し、開口部を介して例えば P型の不純物のデポジションおよび熱拡散、またはイオン注入おょぴァニール処理を行った後、電解質溶液（例えばフッ酸を含む溶液）中で陽極化成によって、形成することができる。

所定形状の犠牲層の形成はフォトレジストによるマスキングの後のデポジシヨンおよび熱拡散、またはイオン注入およびァニール処理によつて行うことができ、犠牲層の厚さおよび不純物濃度のコントロールは形成時の操作条件を適切に選択することによって実施できる。これらの技術的事項は当業者には周知である。

次に、工程（2 ) において、犠牲層を形成した側の基板の表面全体にェピタキシャル層を形成する。このェピタキシャル層は、最終的に素子のシート状部材を構成するので、所定の感度で加速度を検出できるように弾性的に変形できるような厚さにする必要がある。厚さが小さい程、小さい加速度でも変形できるので感度が向上するが、逆に、破損し易く、これらの逆のこともいえる。従って、素子の所定の用途に基づいて、この厚さを選択する必要がある。ェピタキシャル層の形成方法は、当業者には周知である。尚、多孔質シリコン層上へのェピタキシャル層の形成に関しては特開平 5 - 2 1 7 9 9 0号公報およびこれに対応する外国特許出願（存在する場合）を参照でき、この開示事項は引用によつて本明細書の一部分を構成する。工程（3 ) においては、シート状部材、支持部材、重り、第 1空隙、第 2空隙およぴ第 3空隙を形成するために種々のエッチングを実施する。ェ程（3 ) におけるサブステップ（3— a ) 〜（3— c ) の順序は、サブステツプ（3— c ) を最初に実施しない限り、他のサブステップの順序は特に限定されない。

サブステップ（3— a ) においては、基板をエッチングして支持部材、重りの側面およびその間の第 1空隙を形成する。これは、基板の第 2主表面（即ち、ェピタキシャル層を有さない主表面）の側から基板をエツチングして基板の一部分を除去する。このエッチングは、第 1空隙が重りの側面の周囲に存在し、その第 1空隙を支持部材が包囲するように実施する。好ましい 1つの態様では、基板が正方形のシートであり、支持部材は、正方形の 4辺に位置して正方形を包囲する壁部材であり、その内側に正方形の断面（基板の主表面に平行な断面）有する重りが位置し、これらの間に第 1空隙が存在する。重りの断面は必ずしも矩形である必要はなく、例えば円形、長方形等であってもよいが、重りの体積を可能な限り大きくするという点から、基板の形状が正方形である場合には、重りの断面は、正方形であるのが好ましい。基板の形状が長方形である場合には、重りの断面はその長方形に相似な長方形であるのが好ましい。

サブステップ（3— b ) は、ェピタキシャル層に貫通開口部としての第

3空隙を形成することにより、ェピタキシャル層の一部分が最終的に弾性的に変形できるように撓み可能部を形成すると共に、フレームをも規定する。これは、ェピタキシャル層が平坦で幅広いシート形態であるより、貫通開口部を有するシート形態にすることによってシートは部分的に長尺形態部分を有し、その結果、弾性的に変形し易くなることに基づく。 1つの態様では、このサブステップにおいて、第 3空隙を形成することによって残るェピタキシャル層は、フレームおよびシート状部材を構成する（例えば、図 6 ( b ) 参照）。また、別の態様では、このサブステップにおいて第 3空隙を形成することによって残るェピタキシャル層は、フレームおよびシート状部材に加えて、重り上側部（図 1の 4 1または図 6 ( a ) の 9 1 ) を構成する。尚、重り上側部の下方に位置する基板には犠牲層は存在しない。従って、重り上側部と基板はずつと一体のままである。このサブステップ（3— b ) が終了しても、撓み可能部の下方に犠牲層が存在する場合には、撓み可能部は弾性変形できず、犠牲層が除去された後に初めて弾性変形可能となる。この意味で、あるいは素子として完成した段階でという意味で「最終的」になる用語を使用している。

サブステップ（3— c ) は、犠牲層をエッチング除去して第 2空隙および重りのネック部を形成する。第 1空隙およぴノまたは第 3空隙が形成されていないと、第 2空隙を形成することができないので、このサブステツプを最初に実施することはできない。

このようにして形成される 3種の空隙は、一体となって 1つの空間を形成する。

工程（3 ) におけるサブステップにおいては、エッチングを使用する力 ^?、そのいずれのサブステップにおいても形成する空隙の形状および寸法に応じて異方性ェッチング（反応性イオンエッチング（ R I E ： Reactive Ion Etching) も含む）または等方性エッチングを用いる。原則的には、第 1空隙および第 3空隙の形成には異方性ェツチングを、第 2空隙の形成には等方性エッチングを用いる。これらのエッチング方法は、当業者には周知であり、本発明の方法の実施に際しては、例えば特開平 2— 8 1 4 7 7号公報、特開平 5— 3 4 0 9 5 7号公報およびこれらに対応する外国特許出願 (存在する場合）ならびに米国特許第 4， 8 8 2 , 9 3 3号に開示されている方法を使用することができる。

本発明の方法において、工程（3 ) は、少なくとも 1つのピエゾ抵抗をェピタキシャル層の少なくとも 1つの橈み可能部に形成するサブステップ ( 3 - d ) を更に含んでよい。この抵抗を形成する前または後に、それに接続される配線を更に形成してもよい。このサブステップ（3— d ) の代わりに、工程（3 ) は、静電容量測定用電極をェピタキシャル層の一部分であって加速度の作用時にフレームに対して相対的に変位する部分上、特に重りを構成する部分（即ち、重り上側部）に形成するサブステップ（3 - e ) を更に含んでよい。この電極を形成する前または後に、あるいは、同時に、それに接続される配線を更に形成してよい。但し、重りがェピタキシャル層を有さない（即ち、基板のみから重りが構成される）場合、この電極を重り上に形成してよい。この場合は、第 3空隙の形成後に電極を形成する。サブステップ（ 3— d ) または（ 3— e ) は、最後の態様を除いて工程（3 ) のいずれの段階において実施してもよい。このピエゾ抵抗に接続される配線は、拡散配線であるのが好ましい。静電容量型の電極はメタル配線が好ましい。また、このようなピエゾ抵抗または電極および場合により存在する配線が形成された後に、エッチングを実施する場合、後で実施するエツチングの影響をさけるために、ピエゾ抵抗または電極および場合により存在する配線を含むェピタキシャル層を保護膜、例えばシリコン酸化膜および/またはシリコン窒化膜により保護するのが好ましい。従って、工程（3 ) は、サブステップ（3— d ) または（3— e ) の後に、ピエゾ抵抗または電極および存在する配線を覆う保護層を設けるサブステップ（3— f 一 1 ) を更に含んでよい。この保護層は、少なくとも一つの膜であってよいが、 2つの膜を重ねて形成する場合、これらの膜の反り方向を反対にすれば基板の平坦性を確保できるという利点がある。

ピエゾ抵抗または静電容量測定用電極から電気的出力を直接、あるいはそれに接して設けた配線を経由して他のエレメント、例えば信号処理回路等に伝達するために、別の配線、例えばメタル配線、およびそれに接続されたパッド電極を素子に設けてよい。そのような配線およびパッド電極を設ける場合、ピエゾ抵抗または静電容量測定用電極の所望の箇所、または、それに接続された配線の所望の箇所の上に位置する上述の保護層を除去して、ピエゾ抵抗または静電容量測定用電極に直接接続する別の配線、またはピエゾ抵抗もしくは静電容量測定用電極に接して設けた配線と接続するように、別の配線および電極ノ、'ッドを設ける。このような別の配線および電極パッドを形成した後に、エッチング処理を実施する場合、別の配線および電極パッドを保護する配線保護層を形成するのが好ましく、それにより別の配線および電極ノ、'ッドに対するエツチングの影響を避けることができる。従って、サブステップ（3— d ) または（3— e ) の後に、サブステツプ（ 3— f — 1 ) を実施した後に、更に別の配線および電極パッドを形成する場合であって、その後にエッチング処理をする場合には、これらを保護する配線保護層を形成するサブステップ（3— f — 2 ) を含んでよレ。

従って、本発明の方法の工程（3 ) は、ピエゾ抵抗もしくは静電容量測定用電極、配線または電極パッドを形成する場合において、それが、後で実施するエッチングにより影響を受ける（例えば損傷を受ける）場合には、そのエツチング前にそれを保護する配線保護層を形成するサブステップ ( 3 - f ) を含んでよい。

本発明の方法の工程（3 ) において、犠牲層の除去は、犠牲層に達する第 1空隙を形成した後、または犠牲層に達する第 3空隙を形成した後に実施してよく、あるいは、そのような第 1空隙および第 3空隙の形成を実施した後に実施してよい。このような第 1空隙または第 3空隙を形成すると、この空隙を介して犠牲層をエツチング除去するエツチャントを導入できる。この場合、エツチャントの導入は、第 1空隙および/または第 3空隙を介して実施できる。

犠牲層につながる第 3空隙をェピタキシャル層に形成して、それを介してエツチャントを導入する場合、第 3空隙は、除去すべき犠牲層の上に位置するェピタキシャル層の部分（例えば撓み可能部となるェピタキシャル層の部分）の中および Zまたはその部分に隣接して形成するのが好ましく、除去すべき犠牲層の上に位置するェピタキシャル層の部分の内、撓み可能部を除いた部分の全体上に形成するのがより好ましい。第 3空隙の形成は、その形状に応じていずれのエッチング方法を用いて行ってもよいが、一般的には異方性ェッチングにより実施する。

例えば、犠牲層が長尺形態であり、犠牲層除去によってその犠牲層の上のェピタキシャル層部分（同様の長尺形態）を橈み可能部に形成する場合、形成すべき撓み可能部に沿ってその外側でそれに接して少なくとも部分的に、好ましくはその全長に沿って第 3空隙をェピタキシャル層に形成する。このように形成すると、第 1空隙を形成した後に第 2空隙を形成する場合には、重りの外縁部から中央部方向に向かって犠牲層をエッチング除去する必要があるのに対して、撓み可能部の長手方向に沿った箇所から、長手方向に垂直な方向（即ち、長尺撓み可能部の幅方向）にエッチングできるので、エッチング距離が短くなる（従って、エッチング除去の時間を短縮することができる）という利点がある。

更に、別法では、形成すべき撓み可能部に相当するェピタキシャル層の部分を貫通するように第 3空隙を形成してよい。この場合でも、同じ理由で、第 3空隙は橈み可能部の長手方向に沿うように設けるのが好ましい。また、犠牲層が基板の中心部の外縁の全体からそれを囲んで外向きに延びる場合は、撓み可能部およびフレームとして残す部分に相当するェピタキシャル層部分以外をエツチング除去して第 3空隙を形成して、第 3空隙の底部に犠牲層を露出させて、その後、第 3空隙を介して犠牲層をエッチングにより除去することも好ましい。

第 3空隙は、ェピタキシャル層を、直接異方性ェツチングまたは R I E に付すこと、あるいはェピタキシャル層に第 2高濃度不純物層（尚、第 1 高濃度不純物層は基板に設ける犠牲層である。）を形成した後、これをエッチング除去することにより形成してよい。いずれの方法によって第 3 空隙を形成するのかは、形成すべき第 3空隙の形状及び寸法により決められる。第 3空隙、特にそれ力 ^?犠牲層に達する部分がエツチャント導入口となる。特に、エッチヤント導入口を、 R I Eにより形成すると、精度良く橈み部を形成することができる。

尚、第 3空隙を形成する場合、ェピタキシャル層の基板と反対側に位置する第 3空隙の開口部は、第 3空隙を形成する異方性ェッチングが犠牲層まで進行すると、エツチングが自動的に停止するようにエッチング条件を選択するのが好ましい。この選択は、異方性エッチング特性に基づいて、異方性ェッチングの際のマスクの開口寸法及び形状を制御することにより実施できる。

特に好ましい態様では、第 3空隙のェピタキシャル層に沿った断面、即ち、エツチャント導入口の形状が円形、楕円形、矩形（特に四隅が丸味をおびたもの）またはこれらを組み合わせた形状である。特に角部分力 s無いと、応力集中に対する機械的強度を向上させることができるという利点がある。

本発明の方法において、第 2高濃度不純物層を形成した後、これをエツチング除去する場合では、第 2高濃度不純物層のェッチングに引き続いて、犠牲層である第 1高濃度不純物層のェッチングを連続的に実施でき、それにより、製造工程の短縮を図ることができる。

本発明において、半導体シリコン基板（第 1導電型を有する）の第 1主表面に、第 2導電型の不純物を含む（第 1 ) 高濃度不純物層を犠牲層として形成する場合、高濃度不純物層の表面の濃度をそれより内側の濃度より低くするのが好ましい。即ち、不純物層の厚さ方向における不純物濃度分布が、表面より内側のある箇所において最大値を有する。このようにすると、高濃度不純物層を有する基板上におけるェピタキシャル層の成長開始当初に、高濃度不純物層から成長雰囲気中に逃げ出す不純物の量を少なく抑えることが可能となる。その結果、オートドーピングによる反転層の形成、形成されるェピタキシャル層への不純物の拡散を抑制できる。特に好ましい態様では、高濃度不純物層の表面における不純物濃度は、 5 X 1 0 1 9 _{c m}— 3以下、 1 X 1 0 1 7 c m 3以上である。

このような不純物層は、不純物の基板へのデポジシヨンおよび熱拡散により予め不純物層を形成し、その後、ウエット酸化またはパイロジヱニック酸化によつて形成できる。別法では、不純物ィォンの基板への直接的注入およびァニール処理によって、不純物層の表面部分の不純物濃度をそれより内側の部分の濃度より相対的に小さくできる。更に別の方法では、予め不純物層を形成した後に、使用した不純物と反対の導電型の別の不純物を不純物層の表面近傍にドープすることにより、不純物層の表面部分の不純物濃度をそれより内側の部分の濃度より相対的に小さくできる。

尚、基板に犠牲層を形成するに際して、基板およびェピタキシャル層の内の少なくともェピタキシャル層の第 1導電型の不純物濃度が、ェピタキシャル成長時のォートドーピングによってェピタキシャル層に取り込まれ得る、不純物層を構成する第 2不純物の濃度より高くなるようにしておくと、 N型と P型の不純物を相殺させることによって、基板の導電型が反転することが防止できる。

本発明の 1つの好ましい態様において、基板の中心を通る、基板に垂直な第 1空隙の断面は、支持部材と重りとの間の距離が重りの底からネック部に向かう方向（基板に対して上向き垂直な方向）に沿って、 2段階でテーパー状に小さくなり、第 1空隙は重りの底部に近い第 1部分およびその上に位置する第 2部分から構成され、第 1部分のテーパー角度は第 2部分のテーパー角度より小さい。即ち、支持部材の内側側面と重りの側面との間のギャップは、ェピタキシャル層に近づく程小さくなつている。このような素子は、第 1空隙を形成するに際して、エッチングの前に機械的な研削または化学的な処理により第 1部分を形成した後、第 2部分を異方性エツチングにより形成することにより製造できる。

上述のように、本発明の 1つの好ましい態様において、エッチング、例えば犠牲層除去のエッチングの前に、ェピタキシャル層に設けたピェゾ抵抗（または静電容量測定用電極）、それに接続された配線、存在する場合にはそれに接続された別の配線および電極ノ、。ッドを覆うように配線保護層を形成し、その後、犠牲層をエッチング除去し、その後、少なくとも電極パッド上の配線保護層をエッチングにより除去して露出させる。配線保護層を形成した後、犠牲層をエツチング除去するので、犠牲層のェッチング除去のためのエッチヤントによりピエゾ抵抗（または静電容量測定用電極）、配線および電極ノ、°ッドが腐食または断線するのを防止することができ、信頼性も含めたチップ歩留りが向上する。

形成する配線保護層は、例えば、クロム膜、シリコン窒化膜またはフッ素系樹脂（その組成物を含む）であってよい。シリコン窒化膜の配線保護層は、例えばプラズマ C V D法により形成することができる。シリコン窒化膜を保護層として使用する場合、一般的に配線に使用されるアルミニゥムが 5 0 0 °C以上になるとアロイスパイクの問題を発生する可能性があるので、プラズマ C V D法を用いてシリコン窒化膜を低温で、例えば 3 0 0 °C以下で形成するのが好ましい。

フッ素系樹脂を配泉保護層として使用する場合、犠牲層をエッチング除去する際に、フッ素系樹脂が実質的に消失しないので好都合である。具体的には、サイトップ（C Y T O P ) C T L— 8 0 9 M (旭硝子株式会社製、フッ素系樹脂（ C ₆ F 丄 ₀ 0 ) _nとトリス（パーフルォロプチル）ァミンとの組成物のようなフッ素系樹脂を配線保護層として使用することができる。配線保護層は、クロム膜はスパッタリングまたは蒸着により、フッ素系樹脂である場合は、樹脂を適当な溶媒に溶かしてスピンコートすることにより、適用できる。

配線保護層を形成した場合、エッチング除去する前に、電極パッド上の配線保護層のみを所望の厚さだけパターンエッチングして薄くしておき、犠牲層をエッチング除去した後に、配線保護層を全面エッチングして電極パッドのみを露出させることができる。この場合、電極パッド以外は配線保護層で覆われることになり、センサの耐湿性を向上させることができる。犠牲層のエッチングによる除去後は、配泉保護層の表面に凹凸ができ、また、基板の強度が低下しているため、パターン加工（例えばフォトリソグラフィ工程）が困難となる、電極ノ、°ッド上の配線保護層のみをパターンエッチングにより予め薄くしておくと、犠牲層のエッチング除去後に、ノ、ターン加工をしなくても全面エッチングにより電極パッドのみを露出させることができるという利点がある。

配線保護層を設ける態様において、第 1空隙を形成するエッチングを犠牲層に達する前に止めて犠牲層の下に僅かに半導体基板の部分を残しておき、配線保護層およびェピタキシャル層に犠牲層に達するエツチャント導入口を第 3空隙として形成し、このエッチヤント導入口からエッチヤントを導入して犠牲層をエッチング除去した後に、犠牲層の下に僅かに残った前記半導体基板をエッチングにより除ましてよい。この場合、犠牲層のエッチング除去の際に基板が壊れにくくなる。このように、犠牲層の下に残った半導体基板の除去は、アルカリ系のエッチヤントを用いた異方性エッチングまたは R I Eにより実施できる。

尚、本発明の方法において、重りの底面をエッチングにより除まして厚みを薄くすることが有利である場合力 ^?ある。それは、薄くすることにより、フラットな形状の（即ち、凹部を有さない）底部カバーを採用できるからである。このようなエッチングは、犠牲層の下に残った半導体基板の除去と同時に実施してよい。

【発明の実施の形態】

以下に、本発明の種々の態様を、図面を参照して、より具体的に説明する力?、本発明はそれらにより限定されるものではない。

最初に、本発明の方法の一実施形態を図 1〜図 4を参照してより具体的に説明する。

本発明の方法により製造される本発明の撓み変換素子（ピエゾ抵抗型の加速度センサ用）の一例を、図 1に部分切除斜視図にて、図 2に（図 1の上側から見た場合の）上面図にて示す。

本発明の撓み変換素子 1 0は、フレーム 1 2およびシート状部材 1 4を有して成る。フレーム 1 2は、上側面 1 6および下側面 1 8を有し、下側面 1 8は支持部材 2 0により支持されている。シート状部材 1 4は、撓み可能部 1 5、中央部 2 2および重り上側部 4 1から実質的に構成され、撓み可能部 1 5は中央部 2 2から外向きに延びて、フレーム 1 2の内側縁 2 4 (図 1において破線にて示す）と一体につながっている。このシート状部材 1 4の中央部 2 2は重り本体 2 6をその下に有し、これは、そのネック部 2 8 (図 3 ( i ) 参照）を介して中央部 2 2に一体につながっている。図示した態様では、重り本体 2 6はその上に重り上側部 4 1を有して成り、これらが一体となって素子の重り 2 6 ' を実質的に構成する。

支持部材 2 0の内向き側面 3 0は、重り 2 6の外向き側面 3 4と第 1空隙 3 6を隔てて向かい合つている。また、第 2空隙 3 8力、橈み可能部 1 5と重り本体 2 6との間に存在し、これは、第 1空隙 3 6とつながっている。更に、重り上側部 4 1と撓み可能部 1 5との間に空隙 3 9およびフレーム 1 2と重り上側部 4 1 との間に空隙 4 3が存在し、これらの空隙は第 3 空隙 4 0を構成する。また、シート状部材 1 4、特に橈み可能部 1 5は、複数のピエゾ抵抗 4 2 (図 2では省略）およびそれに接続された配線（図示せず）を表面に有する。尚、空隙 4 3と第 1空隙 3 6はつながってスリット形態を構成し、第 2空隙 3 8は第 1空隙 3 6および第 3空隙 4 0とつながり、従って、これらの空隙は 1つの空隙を構成する。

図 3は、図 1および図 2に示す素子 1 0を線 B— B ' に沿つた線で切断した場合の断面図にて素子の製造方法を順に示す。

図 3 ( a ) 最初に、半導体基板として導電型が N型の単結晶シリコン基板 5 0を準備する。素子（例えば 5 mm X 5 m mのもの）を製造する場合、実際には、例えば直径 4インチの円形基板を用い、相互に隣接して一体の複数（例えば 2 0 0〜 3 0 0個）の素子（例えば基板を上から見た場合に、上下左右に隣接する状態）を製造し、ダイシングソ一により切断して個々の単一の素子に分割する。このことは、半導体素子の分野において一般的に行われている周知事項である。本発明の素子およびその製造方法を、簡単のため、単一の素子を引用して説明しているが、これを複数の素子の製造に適用できることは当業者には明白である。従って、単一の素子の製造という意味では、基板の形状は略矩形または正方形であってよい。

図 3 ( b ) 次いで、シリコン基板 5 0の矩形または正方形の中央部 2 3 の 4辺 5 2から基板の外縁に向かって延びる力?、外縁の手前 5 4で終端する 4本の実質的に長尺で矩形の犠牲層 5 6を基板 5 0の第 1主表面 5 8に形成する。この犠牲層の形成には、この犠牲層の上側に橈み可能部 1 5が形成されることを考慮して、第 1主表面 5 8の犠牲層を形成すべき部分以外をマスキングし、その後、ボロン等の P型不純物をマスキングされていない部分に高濃度でィォン注入しァニール処理して、 P型不純物濃度の高い部分を形成することにより実施する。この場合、撓み可能部 1 5の幅より少し大きい幅を有する犠牲層 5 6を形成するのが好ましい。

図 3 (.c ) 次いで、基板 5 0の主表面 5 8全体上に、導電型が N型のェピタキシャル層 6 0を形成する。このェピタキシャル層 6 0は、最終的にはシート状部材 1 4 (およびフレーム 1 2 ) を構成するので、加速度が作用する時に橈み可能部 1 5力弾性的に橈んで変形するような厚さとする。この後、第 3空隙 4 0に対応する部分に P型不純物を導入して（例えばボロン等の不純物を拡散して）、不純物濃度の高い部分 6 2を形成する。図 3 ( d ) 次いで、加速度が作用した時に撓み得る橈み可能部になるェピタキシャル層 6 0の一部分に、橈みによる抵抗変化を電気信号に変換するピエゾ抵抗 6 4および 6 6を形成する。これは、ェピタキシャル層 6 0 のそのような部分に、導電型がェピタキシャル層 6 0と反対の P型であるボロン等の P型不純物を拡散することによって形成する。尚、ピエゾ抵抗 6 6は、オフセット用として、またはプリッジを形成するピエゾ抵抗の内の 1つとして用いることができる。

図 3 ( e ) 次いで、ピエゾ抵抗 6 4および 6 6と電気的に接続した配線部 6 8をデポジションおよび熱拡散、またはイオン注入おょぴァニール処理でもって形成する。

図 3 ( f ) 次いで、ェピタキシャル層 6 0の露出面側および基板の第 2 主表面をシリコン窒化膜 7 0により被覆する。その後、第 1空隙 3 6を形成するために、第 1空隙の開口 7 2に対応する部分のシリコン窒化膜を除去する。シリコン窒化膜 7 0の形成の前に予めシリコン酸化膜を形成しておくのが好ましい。

図 3 ( g ) 次いで、シリコン基板 5 0の第 2主表面の開口 7 2から水酸化カリウム等のアルカリ系溶液を使用してシリコン基板 5 0を異方性ェッチングして除去し、.犠牲層 5 6に到達する第 1空隙 3 6ならびに支持部材 2 0の側面 3 0および重り 2 6の側面 3 4を形成する。エツチング速度はシリコン基板 5 0の厚さ方向で速く、それに垂直な方向で遅い異方性エツチングである。従って、犠牲層 5 6は、シリコン基板 5 0の厚さ方向に対して垂直方向に広がっているので、ほとんどエッチングされずに異方性エツチングが停止することになる。

図 3 ( h ) 次いで、第 1主表面側のシリコン窒化膜 7 0の一部分を除去して配線部 6 8を介してピエゾ抵抗 6 4および 6 6に電気的に接続した電極 7 4を蒸着またはスパッタリングにより形成する。

図 3 ( i ) 次いで、全方向にてエッチングする等方性ェッチングでもつて第 1空隙 3 6からエツチャントを導入することにより犠牲層 5 6を除去して、両端がェピタキシャル層 6 0のフレーム 1 2により支持されて、重り 2 6がシート状部材の中央部 2 2からネック部 2 8を介してぶら下がつているシート状部材 1 4がェピタキシャル層 6 0から形成される。

この場合のエツチングにフッ酸を含んだ酸性溶液を使用してよい。このとき、等方性ェッチングのェッチング速度は、不純物濃度の低いェピタキシャル層 6 0に比較して不純物濃度の高い犠牲層 5 6における方が速く、従って、犠牲層 5 6のみが選択的に除去される。これによつて、第 2空隙 3 8が形成される。最後に、工程図 3 ( c ) にて形成した不純物濃度の高い部分 6 2を等方性エッチングにて、犠牲層 5 6につづいて除去し、シート状部材 1 4とフレーム 1 2とにより規定される第 3空隙 4 0を形成する。この第 3空隙 4 0は、図 1に示した態様のように、空隙 3 9および 4 3により構成されるスリットの形態であってよい。

尚、等方性エッチングを用いる場合、 R I Eと異なって、アール部を有するエツジ部分が形成されるので、橈みがェッジ付近に集中する場合に、エツジへの応力集中が防止され、寿命の長い半導体加速度センサを提供できるという利点がある。勿論、アール部がなくてもよいときは、一定方向に掘り込む異方性ェツチングまたは R I Eでもって第 3空隙 4 0を形成してもよレ、₀

上述の本発明の方法では、第 1空隙の形成に際して異方性エッチングを使用するため、支持部材の側面と重りとの側面との間の距離を可能な限り小さくすることができ、即ち、第 1空隙を薄くすることができ、また、第 1空隙を可能な限り基板の外側に配置することができ、その結果、所定の寸法を有する基板を用いるに際して、重りの体積を大きくできる（従って、重りを重くできる）。更に、犠牲層を形成して、これを除まするので、重りとシート状部材との結合をくびれたネック部で達成でき、それにより、所定の寸法を有する基板を使用するに際して、撓み可能部の中央部からフレームまでの距離を大きくできる。特に、橈み可能部が図 1に示すように実質的にビーム形状になっている場合は、撓みが橈み可能部に集中することに加えて、橈み可能部の長さを長くできるので、センサの感度が向上する。

尚、図示した態様では、シート状部材 1 4の十字形状部分の中央部 2 2 および重り上側部 4 1を除いた部分は、その下方には基板が存在せず、ェピタキシャル層 6 0のみから構成されるので、その部分が、加速度が作用した時に実質的に変形（または撓み）可能である。

図 1に示す半導体加速度センサの動作を説明する。フレーム 1 2に加速度力 ^作用すると、重り 2 6 ' が加速度の作用方向と反対方向に変位してシート状部材 1 4の橈み可能部 1 5が橈み、その部分に形成されたピエゾ抵抗 4 2 (または 6 4 ) が橈んで、その抵抗値が変化する。この場合、シート状部材 1 4の実際に弾性的に変形可能な部分は、重り

2 6が中心部につながって、両端がフレーム 1 2で支持された両持ち梁構造であって、重り 2 6は、 4本のビーム（橈み可能部 1 5 ) でもって支持されている。従って、互いに直交する X軸、 Y軸及び Z軸方向のいずれの方向の加速度に対しても、これらのビームが撓んで、 3軸成分を有する加速度を検知することができる。

ピェゾ抵抗 6 4と同じ構造の別のピエゾ抵抗 6 6が、前述したようにフレーム 1 2の上側面に形成されて、ピエゾ抵抗 6 4と別のピエゾ抵抗 6 6 とは互いに接続されてブリッジ回路（図示せず）を形成している。このピェゾ抵抗 6 4の抵抗値をブリッジ回路によつて計測することによって、 3 軸成分を有する加速度を検知する。

このような半導体加速度センサの製造方法にあっては、重り 2 6の側面

3 4がシリコン基板 5 0の第 2主表面からの異方性ェッチングでもつて形成されて、シート状部材 1 4力シリコン基板 5 0の中央部 2 2を部分的に外囲して設けられた犠牲層 5 6を等方性エッチングにて除去して形成され、シ一ト状部材 1 4を形成するェピタキシャル層 6 0の等方性ェッチングは、その不純物濃度が低いので進行せずに停止するから、シート状部材 1 4の厚さを精度良く形成して、感度ばらつきの少ない両持ち梁構造の半導体加速度センサを安定して製造することができる。

また、図示した本実施形態では、実際に弾性的に変形できる部分（即ち、橈み可能部）はビーム形態であった力、感度をさほど問題としないときは、ビームの幅をより大きくして、および/または長さを短くしてもよい。また、本実施形態では、基板およびェピタキシャル層 6 0の導電型を N 型としたが P型であってもよく、この場合、ピエゾ抵抗 6 4を N型としてもよい。次に、犠牲層のエツチング除去に際して第 3空隙を介して犠牲層をエツチング除去して第 2.空隙を形成する態様について説明する。この第 3空隙の形成は、いずれの適当な時期に形成してもよく、例えば、第 1空隙を形成する前または後であっても、あるいは同時であってもよい。

最初に、図 3 ( a ) 〜（c ) と同様に、基板 9 6上に所定の犠牲層 8 8 およびェピタキシャル層 8 2を形成する。次に、図 4 ( a ) に示すように、最終的にシート状部材（中央部 9 2および橈み可能部 1 0 6を含む） 8 0 およびフレーム 9 0になる部分を除くェピタキシャル層 8 2の部分 8 4のみが、エッチングにさらされるようにマスキングした後に、図 4 ( b ) に示すように、その部分 8 4を R I Eまたは異方性ェッチングにより除去することによりエツチャント導入口として第 3空隙 8 6を形成し、その底面において犠牲層 8 8を露出させる。その後、図 4 ( c ) に示すように、犠牲層 8 8をウエットの等方性ェッチングにより除去することにより、シート状部材 8 0およびフレーム 9 0を形成すると共に、ネック部 9 3を有する重り 9 4および支持部材 9 5を形成する。このように、エツチャント導入口を、シート状部材およびフレームになる部分を除くェピタキシャル層の部分に設けると、高濃度不純物層である犠牲層 8 8を直接エッチングでき、また、シート状部材 8 0の長尺部分（即ち、橈み可能部 1 0 6 ) の下方に位置する犠牲層 8 8の部分のエッチングに関しては、図 4 ( b ) に示す矢印の方向にエッチングできる（エツチャント導入口が無い場合には矢印に垂直な方向であって重り 9 4の外周からネック部 9 3に向かう方向でエッチングする必要があった）ので、エッチング距離が短くなり、その結果、エッチング除去の時間を短縮することができる。尚、図 4の態様では、第 1空隙 1 0 0は既に形成されている。

図 4に示した態様では、ェピタキシャル層 8 2に沿つた第 3空隙 8 6の断面形状は、中央部 92に近い角部分 9 7のみが内側に凸である以外は、実質的に正方形であるが、この断面形状は、いずれの適当な形状であってもよい。その例を図 5 ( a) 〜（ 1 ) にて模式的上面図に示している。更に別の態様を、図 6 (a) および（b) にて模式的部分切除斜視図に示している。

例えば図 5 (a) に示すように、ェピタキシャル層 82のシート状部材 80およびフレーム 90となるべき部分を除いた箇所（斜線にて示す）をエッチングにより除去してエッチヤント導入口 86を形成し、そこからエツチャントを導入して犠牲層 88をエツチングにより除去するようにすると、エツチャントの滞留現象がなくなつて対流が速やかに行え、その結果、局所的閉空間でのエツチャントに含まれる硝酸の自己触媒的分解反応による液組成変動の影響を受けることがなくなるという利点がある。それにより、犠牲層 8 8とェピタキシャル層 82の選択性を劣化させずに精度良くシート状部材 8 0を形成できる。また、撓み可能部 1 06の下方に位置する犠牲層部分のエッチングに関して、橈み可能部 1 06の長手方向 1 04に沿ってエッチングする場合に比べて、図示した態様では長手方向 1 04に垂直な方向（図 4 (b) または図 6 (b) の矢印の方向）でエッチングできるので、エツチング距離を短縮できる。尚、エツチャント導入口 86を、第 1空隙 1 00を異方性ェッチングで形成する時と同時に形成するようにすれば、工程数を増やすことなくエツチャント導入口 86を形成することができる。

図 5 (b) 〜（ 1 ) は、本発明の他の実施形態に係る半導体加速度センサ用素子の上面から見た状態を示す模式的平面図であり、エツチャント導入口 86の形状および配置を示す。

図 5 (b) では、図 5 (a) に示すエツチャント導入口 86の上から見た形状のコーナー部分に丸みを持たせたものであり、これによりシ一ト状部材のビーム形態の撓み可能部 1 06のフレーム 90に達する端部における応力集中に対する機械的強度を向上させることができる。

図 5 (c) は、図 5 (a) に示すエツチャント導入口 86を、橈み可能部 1 06に隣接した箇所のみに形成した態様であり、これにより橈み可能部 1 06の下部及びその近傍の犠牲層 1 3のみがエッチング除去されることになり、ェピタキシャル層の部分（エッチヤント導入口 86とフレーム 90により囲まれる部分） 1 08は除去されず、その下には犠牲層が存在しない場合にはその部分の基板は残るので、重りの体積増大による高感度化を図ることができる。尚、この態様では、撓み可能部 1 06の内部に、また、部分 1 08とフレーム 90との間に少なくとも部分的に R I E等によりスリットを形成して撓み可能部 1 06に可撓性を更に持たせる必要がある。

図 5 (d) は、図 5 (c) に示すエツチャント導入口 86を複数の矩形部分に分割したものであり、図 5 (c) の場合と同様の効果を達成できる。また、橈み可能部 1 06がフレーム 90とつながっているェピタキシャル層の部分 1 08に部分的に連結されているため、ゥヱハを高速回転させてレジストを塗布する場合等にレジストの粘性等によりシート状部材 80が橈んだり、破壊したりするのを防止することができ、ハンドリング面（作業性）での機械的強度に優れる。なお、図 5 (c) に示す場合と同様に、スリットを形成して撓み可能部 1 06に可撓性を更に持たせる必要がある。また、この態様では、矩形のエツチャント導入口 86を複数形成するようにした力 ^?、これに限定される必要はなく、例えば、楕円形のエツチャント導入口であってもよい。

図 5 (e) 〜図 5 (h) は、図 5 (a) 〜図 5 (d) において、橈み可能部 1 06内にエッチヤント導入口 1 1 0を更に形成したものであり、これにより犠牲層 8 8.は撓み可能部 1 06の側方及び中央部からエッチングされ、エッチング時間を短縮することが出来る。尚、エツチャント導入口 1 1 0の.上から見た形状としては、円形、楕円形、矩形、矩形の四隅が丸みを带びた形状等どのような形状であってもよいが、エツチャント導入口

1 1 0での応力集中を考慮して円形、楕円形、矩形の四隅が丸みを帯びた形状のものが望ましい。また、エツチャント導入口 1 1 0は、撓み可能部 1 06の長手方向に平行な中心線上に複数個形成してもよい。尚、適切である場合には、上述の図 5 (a) 〜図 5 (d) の説明がそれぞれ図 5 (e) 〜図 5 (h) の場合にもあてはまる。

図 5 ( i ) 〜図 5 ( 1 ) は図 5 (a) 〜図 5 (d) において、橈み可能咅 ΙΠ 06の長手方向の実質的に全長にわたってエッチヤント導入口 1 1 2 を更に形成したものであり、これにより犠牲層 88は揍み可能部 1 06の側方及び中央部から長手方向に垂直な方向で全長にわたってエッチングされ、エツチング時間を短縮することが出来る。なお、エツチャント導入口 1 1 2の上から見た形状としては、楕円形、矩形、矩形の四隅が丸みを帯びた形状等どのような形状であつてもよいが、エツチャント導入口 1 1 2 での応力集中を考慮して楕円形、矩形の四隅が丸みを带びた形状のものが望ましい。尚、適切である場合は、上述の図 5 (a) 〜図 5 (d) の説明、それぞれ図 5 ( i ) 〜図 5 ( 1 ) の場合にもあてはまる。

ここで、図 5 (a) 、図 5 (b) 、図 5 (e) 、図 5 (f ) 、図 5 ( i ) および図 5 ( j ) に示すものは、図 6 (b) の場合と同様に、ェピタキシャル層 82の内、シート^!犬部材 80およびフレーム 90を除いた箇所をエッチングにより除去するようにしているが、例えば、図 5 (c) 、図 5 (d) 、図 5 (g) 、図 5 (h) 、図 5 (k) および図 5 ( 1 ) に示す場合においては、図 6 (a) の場合と同様に、ェピタキシャル層 82の内、フレーム 90に隣接する箇所のみをエッチングして第 3空隙および第 1空隙につながるスリット 8 7を形成するようにしてもよく、この場合、重り

94の重さを増して感度を向上させることができる。尚、図 5 (e) 〜図 5 ( 1 ) の橈み可能部 1 06に関しては、図 6 (a) の撓み可能部 1 06 内にさらにエツチャント導入口 1 1 0または 1 1 2が形成された構成と同等である。

また、図 5 (c) 、図 5 (d) 、図 5 (g) 、図 5 (h) 、図 5 (k) および図 5 ( 1 ) の場合において、エツチャント導入口 86の寸法（特に 84の寸法）を、異方性エッチング特性を考慮して犠牲層 88に達する点で自動的にエツチングストップするように設計すれば、エツチングが進行しすぎることによって重り部 94がエッチングされ、これにより感度が低下してしまうのを防止することができる。この設計は異方性ェッチングの際のマスクの開口寸法を制御することにより実施できる。

また、図 5および図 6に示した本実施形態においては、重りを 4本のビーム形態の橈み可能部 1 06 (図 6 (a) ) または 8本のビーム形態の撓み可能部 1 06 (図 6 (b) ) により支持するようにしたが、これに限定される必要はなく、例えば、 1 2本ビーム部、 1 6本ビーム部等、重りを支持するには何本のビーム部を使用してもよい。

尚、図 6 (a) に示す態様では、ェピタキシャル層 82は、撓み可能部

1 06、中央部 1 07および重り上側部 9 1を有するシート状部材 80を構成する力、図 6 (b) に示す態様では重り上側部が存在しない。

ェピタキシャル層に第 2高濃度不純物層を形成して第 3空隙を形成する態様について、図 7を参照して説明する。

図 7は、本実施形態に係る半導体加速度センサ用撓み変換素子の製造ェ程を示す模式的断面図であり、図 8は、図 7 ( b ) 〜（ i ) の製造工程のある段階の状態を示す一部切除した状態で示す模式的斜視図である。図 7 ( a ) 本実施形態に係る素子は、面方位が（1 0 0 ) で厚みが例えば 4 0 0，6 0 0 mの N型半導体基板としての単結晶シリコン基板 1 5 0上に熱酸化等によりシリコン酸化膜 1 5 2を形成し、所定形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとしてシリコン酸化膜 1 5 2のエツチングを行うことにより開口部 1 5 4を形成し、プラズマアツシング等によりフォトレジストを除去する。このとき、開口部 1 5 4 は単結晶シリコン基板 1 5 0の略四角状の中央部 1 5 6を外囲する 4辺から外向きに延びる部分（従って、中央部を部分的に囲む長尺部分）であつて、撓み可能部（具体的にはビーム部） 1 5 8を上に形成すべき部分およびその長手方向に沿った近傍に形成されている。従って、橈み可能部 1 5 8の幅は開口部 1 5 4の幅より小さい。

なお、開口部 1 5 4は図示した形態に限定される必要はなく、上述のように、単結晶シリコン基板 1 5 0の中央部 1 5 6を完全に外囲する部分 (即ち、環状部分）に形成してもよい。

続いて、開口部 1 5 4が形成されたシリコン酸化膜 1 5 2をマスクとしてボロン（B ) 等の P型不純物のデポジションおよび熱拡散、またはィォン注入およびァニ—ル処理により高濃度不純物犠牲層としての P型埋込犠牲層 1 6 0を形成する。ここで、 P型埋込犠牲層 1 6 0の不純物濃度としては、例えば 1 . 0 X 1 0 1 ⁷ c m - ³以上、固溶限以下であることが望ましい。

図 7 ( b ) 次に、シリコン酸化膜 1 5 2をエッチングにより除去する。その後、単結晶シリコン基板 1 5 0の P型埋込犠牲層 1 6 0を形成した面側に、加速度印加時に弾性的に撓むことができる橈み可能部 1 5 8に相当する厚さで N型ェピタキシャル層 1 6 2を形成し、所定形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして、ェピタキシャル層 1 6 2の撓み可能部 1 5 8に対応する所定の箇所に、ボロン（B ) 等の？型不純物のデポジションぉよび熱拡散、またはィォン注入およびァニール処理によりピエゾ抵抗 1 6 4を形成する（図 8 ( a ) 参照）。

図 7 ( c ) 同様にして、 P型不純物のデポジションおよび熱拡散、またはィォン注入およぴァニール処理によりピエゾ抵抗 1 6 4に電気的に接続されるように拡散配線 1 6 6を形成し、フォトレジストを除去する。

図 7 ( d ) 次に、所定形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとしてェピタキシャル層 1 6 2のシート状部材、特に撓み可能部 1 5 8に隣接する部分に、ボロン（B ) 等の P型不純物のデポジシヨンおよび熱拡散、またはィォン注入およびァニール処理を行うことにより P型埋込犠牲層 1 6 2に達する P型不純物層 1 6 8を形成し、フォトレジストを除去する（図 8 ( b ) 参照）。

なお、本実施形態においては、不純物層 1 6 8を橈み可能部 1 5 8に隣接する部分に形成するようにしたが、これに限定される必要はなく、ェピタキシャル層 1 6 2の橈み可能部 1 5 8、中央部 1 8 8およびフレーム 1 8 6を除いた箇所において犠牲層 1 6 0につながるように形成してもよい。また、本実施形態においては、ピエゾ抵抗 1 6 4及び拡散配線 1 6 6を形成した後に不純物層 1 6 8を形成するようにしたが、不純物層 1 6 8を形成した後にピエゾ抵抗 1 6 4及び拡散配線 1 6 6を形成するようにしてもよい。

図 7 ( e ) 次に、単結晶シリコン基板 1 5 0及びェピタキシャル層 1 6 2上にシリコン酸化膜 1 7 0を形成し、シリコン酸化膜 1 7 0上にシリコン窒化膜等の保護膜 1 7 2を形成する。これらの 2種の膜は、反りの方向が反対であるので、基板を平坦に保持できる点で有利である。そして、所定形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして単結晶シリコン基板 1 5 0上に形成されたシリコン酸化膜 1 7 0及びその上に形成.された保護膜 1 7 2のエッチングを行うことにより、後述する重り 1 7 4の外周縁に対応する箇所に開口部 1 7 6を形成し、フォトレジストを除去する。

図 7 ( f ) 次に、開口部 1 7 6が形成された保護膜 1 7 2をマスクとして K 0 H溶液等のアルカリ系のエツチャントを用いて単結晶シリコン基板 1 5 0の異方性ェツチングを行うことにより、 P型埋込犠牲層 1 6 0に達する第 1空隙 1 7 8を形成する。

図 7 ( g ) 次に、 P型不純物層 1 6 8上のシリコン酸化膜 1 7 0及び保護膜 1 7 2の不純物層 1 6 8に対応する部分をエッチングにより除去して第 3空隙を形成するための開口部（図示せず）を形成し、この開口部からフッ酸 ·硝酸系のエッチヤントを導入して P型不純物層 1 6 8をエツチング除去して第 3空隙としてのエツチャント導入口 1 8 0を形成する。図 7 ( h ) 次に、エツチャント導入口 1 8 0からフッ酸 ·硝酸系のエツチャントを導入して P型埋込犠牲層 1 6 0をエツチング除去して第 2空隙 1 8 2を形成する（図 8 ( c ) 参照）。ここで、フッ酸 .硝酸系のエツチャントとしては、例えばフッ酸：硝酸：酢酸 = 1 ： 1〜 3 ： 8 ( 5 0 % フッ酸水溶液： 6 9 %硝酸水溶液：酢酸の体積基準）の組成のものを使用できる。

尚、犠牲層 1 6 0のエッチングは、第 1空隙 1 7 8および第 3空隙 1 8 0を介して実施してもよい。

図 7 ( i ) 次に、拡散配線 1 6 6上の所望の箇所のシリコン酸化膜 1 7 0及びその上に形成された保護膜 1 7 2をエッチングにより除去してコンタクトホール（図示せず）を形成し、コンタクトホールを埋め込み、そして、拡散配線 1 6 6を介してピエゾ抵抗 1 6 4と電気的に接続されるようにアルミニウム（A 1 ) 等のメタル配線 1 8 4を形成し、単結晶シリコン基板 1 5 0上のシリコン酸化膜 1 7 0及びその上に形成された保護膜 1 7 2をエッチングにより除去する（図 8 ( d ) 参照）。

最後に、ェピタキシャル層 1 6 2の内、橈み可能部 1 5 8、中央部 1 8 8およびフレーム 1 8 6となる部分を除いた部分及び必要な場合にはその下部の単結晶シリコン基板 1 5 0の一部を反応性ィオンエツチング

( R I E ： Reactive Ion Etching) により除去して、両端がフレームに接続されてなるシート状部材（ 1 5 8 + 1 8 8 ) と、その中央部 1 8 8に懸架支持された重り 1 7 4が成され、本発明の素子が得られる（図 8 ( e ) 参照）。ここで、撓み可能部 1 5 8およびフレーム 1 8 6との境界、および撓み可能部 1 5 8と中央部 1 8 8との境界は、応力の集中を避けるためにエッジが曲線（アール）形状に加工されていることが望ましい。

本実施形態においては、ェピタキシャル層 1 6 2のビーム形態の橈み可能部 1 5 8に隣接する部分にエツチャント導入口 1 8 0を形成し、そこからエッチヤントを導入して F型埋込犠牲層 1 6 0をエッチングにより除去するようにしたので、エツチャントの滞留現象がなくなつて速やかに対流し、その結果、局所的閉空間での硝酸の自己触媒的分解反応による液組成変動の影響を受けることがなく、 P型埋込犠牲層 1 6 0とェピタキシャル層 1 6 2の選択性を劣化させずに精度良く撓み可能部 1 5 8を形成することができる。

また、 P型不純物層 1 6 8が P型埋込犠牲層 1 6 0と同様に高濃度な不純物層であるので、不純物層 1 6 8及び埋込犠牲層 1 6 0のエッチング除去を連続して行うことができ、工程を短縮することができる。更に、本実施形態においては、撓み可能部 1 5 8の長手方向にエツチングするのではなく、撓み可能部 1 5 8の長手方向に垂直な方向からエッチングできるので、エッチング距離を短縮することができる。

次に、 .第 1空隙を 2つの部分から構成する場合について説明する。

図 9は、本発明の一実施形態に係る半導体加速度センサに用いる素子 2 0 0の模式的側面断面図であり、第 1空隙 2 0 2の形状が異なる以外は、例えば図 3 ( i ) に示す断面図と実質的に同様のものである。

図 9から容易に理解できるように、素子 2 0 0は、第 1空隙 2 0 2を有し、これは、機械的または化学的方法により形成された第 1部分 2 0 4および異方性ェッチングにより形成された第 2部分 2 0 6から成る。図から明らかなように、重り 2 0 8の側面 2 1 0と支持部材 2 1 2の側面 2 1 4 とはテーパー状に狭くなり、これらの成す角度が、第 1部分（e ^ は第

2部分 ₂ ) よりも小さくなつている。

第 1空隙 2 0 2を形成するに際して、最初から異方性エッチングを用いる場合、重りの側面と支持部材との成す角度が θ ₂であり、エッチングの深度は犠牲層に到達する必要があるので、開口部 2 1 6は（破線で示すように）相当大きくなることが避けられず、重りの体積が減少するという問題が生じる。この態様では、そのような問題点が解消する。

即ち、図示するような素子では、重りと支持部材との間で規定される第 1空隙の開口部 2 1 6の面積を大きくすることなく、重りの体積を大きくすることが可能となる。これは、加速度センサのチップ面積を大きくすることなくセンサの感度を高めることが可能となることを意味する。尚、図示した態様では第 1空隙を 2つの部分から構成しているカ第 2部分のテ一パー角度（ ₂ ) よりも小さいテーパー角度を形成するのであれば、第 1 部分を更に複数のサブ部分に分割するように機械的にまたは化学的に研削してもよい。

具体的には、このような第 1空隙の形成に際して、機械的な研削により半導体基板 2 1 8の例えばほぼ中央まで研削し、第 1部分 2 0 4を形成する。第 1部分 2 0 4の間口形状、特に側面間の距離は、次の工程で第 2部分 2 0 6を形成するのに必要な第 2部分の開口が確保できるようにする。第 1部分を形成する機械的な研削としては、例えばダイシングソ一を用いる方法、高速に粒子を衝突させること（例えばサンドブラスト方法）等を例示できる。サンドプラスト方法は細かな粒子の砂を高圧で試料に吹き付けることにより試料を削り取るというものである。また、化学的な反応を用いることにより第 1部分を形成してもよく、例えば反応性イオンエツチング（R I E ) を用いることができる。

次に、水酸化力リゥム水溶液等のアル力リ系溶液による異方性ェッチングにより第 2部分 2 0 6を形成する。エツチングは、犠牲層が第 2空隙 2 2 0に存在する場合にはエッチングストップ層として機能する犠牲層まで行う。存在しない場合には、第 2空隙 2 2 0に到達すると、エッチングを停止する。第 1部分 2 0 4は第 2部分 2 0 6を形成するためのエッチングマスクとエッチヤントの導入口の役割を果たす。エツチャントとしては水酸化カリウム水溶液の他、エチレンジァミンピロカテコール、ヒドラジン等を用いてもよい。

機械的な研削はエッチングに比べて、除去速度が大きいので、より厚い基板を加工でき、その結果、重りの体積（従って、重量）を大きくできるという利点がある。また、反応性イオンエッチングは、半導体加工技術の 1つであり、素子の製造に用いる他の加工と同じ環境で使用できるという利点があり、また、 1を機械的な研削より小さくでき、（即ち、基板 2 1 8に対して垂直により近い角度で研削でき）、その結果、開口部 2 1 6 力 J、さくなって Θ iを実質的に 0 ° にできるという利点もある。

第 1空隙を 2つの部分から構成する場合について、図 1 0を参照してより詳細に説明する。

図 1 0 . ( a ) 半導体基板 2 1 8は N型の面方位が（1 0 0 ) のものを使用する。半導体基板 2 1 8の不純物濃度は 1 . 0 X 1 0 1 7 c m - 3以下のものが望ましい。また、厚みは基板として一般的に使用されているものよりも厚めのもの（例えば厚さ約 1 0 0 0 m) を使用する。

先ず、犠牲層 2 3 0形成のための拡散工程において、デポジションおよび熱拡散、またはイオン注入およびァニール処理を行う。ここではボロン等の不純物を高濃度でドープすることにより実施する。拡散深さは、用途に応じて設定する。この犠牲層 2 3 0はアンチモン、リン等により N型の高濃度不純物としてもよい。犠牲層 2 3 0は本発明ではエッチングストツプ層と犠牲層両方の機能を有する。

図 1 0 ( b ) 次に、ェピタキシャル成長によってェピタキシャル層 2 3 2を基板 2 1 8上に形成する。ェピタキシャル層 2 3 2は、撓み変換素子のフレームおよびシート状部材を構成する。ェピタキシャル成長によって層 2 3 2を形成するので、厚みの制御が簡単で精度良く形成できる。図 1 0 ( c ) 次に、ボロン等の P型不純物をデポジションおよび熱拡散、またはイオン注入およびァニール処理によりェピタキシャル層 2 3 2の橈み可能部となる部分にピエゾ抵抗 2 3 4を形成する。

図 1 0 ( d ) 次に、ピエゾ抵抗 2 3 4の抵抗値の変化を出力するための拡散配線 2 3 6をボロン等の P型不純物をデポジションおよび熱拡散、またはイオン注入およびァニール処理によりェピタキシャル層 2 3 2の橈み可能部となる部分に形成する。この場合の不純物濃度はピエゾ抵抗形成ェ程（図 1 0 ( c ) ) より高い。図 1 0 ( e ) 次に、ェピタキシャル層 2 3 2、ピエゾ抵抗 2 3 4及び拡散配線 2 3 6を保護するための保護マスク 2 3 8と重り 2 5 0を形成するための形成用マスク 2 4 0とを形成する。どちらもシリコン窒化膜および/ またはシリコン酸化膜が望ましい。続いて、機械的な研削により半導体基板 2 1 8の例えばほぼ中央まで研削し、第 1部分 2 4 2を形成する。機械的な研削としてここではダイシングソーを用いている。第 1部分 2 4 2の開口部 2 4 4の寸法は次工程の第 2部分 2 4 6を形成するのに必要な開口咅^ 2 4 5を確保するようにする。

図 1 0 ( f ) 次に、水酸化力リゥム水溶液等のアル力リ系溶液を用いて異方性ェツチングにより第 2部分 2 4 6を形成する。エツチングはエツチングストップ層として機能する犠牲層 2 3 0まで行われる。第 1部分 2 4 2は第 2部分 2 4 6を形成するためのエツチングマスクとエツチング液の導入口の役割を果たす。

図 1 0 ( g ) 次に、拡散配線上の所望の箇所のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を除去してコンタクトホールを形成し、スパッタリングまたは蒸着等によりメタル配線 2 4 8を拡散配線 2 3 6と接するように形成する。アルミニウムを用いた場合はシンタリング等の熱処理を行うのが望ましい。メタル配線 2 4 8に金、クロム等を用いるようにしてもよい。

図 1 0 ( h ) 最後に、エツチングストップ層とした犠牲層 2 3 0をエツチング除去して第 2空隙 2 5 4を形成する。ここでのエッチングは、例えばフッ酸：硝酸：酢酸 = 1 ： 1〜3 ： 8溶液を使用する。この場合、例えば、 1 . 0 X 1 0 1 7 c m - ³以下の低濃度不純物拡散層はそれより不純物濃度の高い拡散層に対してエッチング速度が約 1 / 1 5 0に減少するため、選択的に低濃度不純物拡散層のみを残すことができる。即ち、高濃度に拡散された犠牲層 2 3 0を選択的にエッチング除去でき、重り 2 5 0と支持部材 2 5 2は分離される。

このように、第 1.空隙を複数、例えば 2つの部分に分割して、最後の部分に異方性エッチングを用い、他の部分に機械的研削または R I Eを用いてこれら.の部分を形成することにより、開口部 2 4 4の面積を大きくすることなく重り 2 5 0の体積を大きくすることが可能となり、加速度センサのチップ面積を大きくすることなくセンサの感度を高めることが可能となる。

次に、加速度センサの $¾tにおいて配線保護膜を形成する態様について、加速度センサの製造工程を示す模式的断面図である図 1 1を参照して説明する。

図 1 1 ( a ) 先ず、面方位が（1 0 0 ) で、厚みが例えば 4 0 0〜 6 0 0 μ mの Ν型の半導体基板としての単結晶シリコン基板 3 0 0上に熱酸化等によりシリコン酸化膜 3 0 2を形成し、所定形状にパターニングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとしてシリコン酸ィ匕膜 3 0 2のエツチングを行うことによって開口部 3 0 4を形成し、プラズマアツシング等によってフォトレジストを除去する。このとき、開口部 3 0 4は単結晶シリコン基板 3 0 0の略四角状の中央部 3 0 6を外囲する部分に形成されている。

続いて、開口部 3 0 4が形成されたシリコン酸化膜 3 0 2をマスクとしてポロン（B ) 等の P型不純物のデポジションぉよび熱拡散、またはィォン注入およびァニール処理を行い、 P型埋込犠 ½ 3 0 8を形成する。尚、シリコン酸化膜の代わりに、例えばシリコン窒化膜を形成して、これをマスクとしてデポジションぉよび熱拡散、またはィォン注入およぴァニール処理を行ってもよい。

図 1 1 ( b ) 次に、シリコン酸化膜 3 0 2をエツチングにより除去する。その後、単結晶シリコン基板 3 0 0の P型埋込犠牲層 3 0 8を形成した側に N型のェピタキシヤル層 3 1 0を形成し、ェピタキシャル層 3 1 0から形成されるべき撓み可能部 3 3 8に対応する部分にボロン（B ) 等の P型不純物のデポジシヨンおよび熱拡散、またはイオン注入およびァニール処理を行ってピエゾ抵抗 3 1 2を形成する。尚、ェピタキシャル層 3 1 0は、最終的に撓み可能部 3 3 8を含むシート状部材となるため、加速度の作用時に弾性的に撓む厚さに形成されている。

図 1 1 ( c ) 次に、ピエゾ抵抗 3 1 2と電気的に接続するように更に高濃度の P型不純物のデポジションおよび熱拡散、またはィォン注入およびァニール処理を行って拡散配線 3 1 4を形成し、単結晶シリコン基板 3 0 0およびェピタキシャル層 3 1 0の露出表面上にシリコン酸化膜 3 1 6を形成する。

図 1 1 ( d ) 次に、シリコン酸化膜 3 1 6上に C V D法等によりシリコン窒化膜等の保護膜 3 1 8を形成し、保護膜 3 1 8およびシリコン酸化膜 3 1 6の一部を R I E (Reactive Ion Etching) 等によりエッチング除去して、後述する重り 3 3 6を包囲する第 1空隙 3 2 2用の開口部 3 2 0を形成する。

図 1 1 ( e ) 次に、開口部 3 2 0が形成された保護膜 3 1 8をマスクとして単結晶シリコン基板 3 0 0を、水酸化カリウム（K O H ) 溶液等のァルカリ系のエツチャントを用いて異方性エッチングを行うことにより、 P 型埋込犠牲層 3 0 8に到達する第 1空隙 3 2 2を形成する。

図 1 1 ( f ) 次に、拡散配線 3 1 4上の所定の箇所のシリコン酸化膜 3 1 6および保護膜 3 1 8をエッチングにより除去し、スパッタまたは蒸着等によりアルミニウム（A 1 ) 等から成るメタル配,锒 3 2 4および電極パッド（図示せず）を、拡散配線 3 1 4と電気的に接続するように形成し、単結晶シリコン¾¾ 3 0 0のメタル酉己線 3 2 4を形成した面側にクロム膜、シリコン窒化膜、フッ素樹脂膜等の配線保護膜 3 2 6を形成する。

尚、メタル配線 3 2 4 として一般的なアルミニウムを使用する場合、 5 0 0 °C以上になるとアロイスパイク等の問題を発生させる恐れがあるので、シリコン窒化膜の配線保護膜 3 2 6を適用するに際しては、プラズマ

C V D法等により低温成長させるのが望ましい。

図 1 1 ( g ) 次に、配線保護膜 3 2 6、保護膜 3 1 8、シリコン酸化膜 3 1 6及びェピタキシャル層 3 1 0の一部を、 R I E、異方性エッチングまたは等方性ェッチングによりエッチング除去して、 P型埋込犠牲層 3 0 8に到達するエツチャント導入口を含む第 3空隙 3 2 8を形成し、エツチャント導入口よりフッ酸等を含んだ酸性溶液から成るエッチヤント

(フッ酸：硝酸：酢酸 = 1 ：〜 3 ： 8 ) を導入し、 P型埋込犠牲層 3 0 8 を等方 1"生エッチングにより除ますることによって第 2空隙 3 3 0を形成し、それにより、基板 3 0 0から形成された支持部材 3 3 2に支持された、ェピタキシャル層 3 1 0からなるフレーム 3 3 4に端部がつながり、重り 3 3 6が中心部に接続されたシート状部材 3 3 8を形成する。

図 1 1 ( h ) 次に、配線保護膜 3 2 6および重り 3 3 8の底面側のシリコン酸化膜 3 1 6及び保護膜 3 1 8をエッチングにより除去する。最後に、重り 3 3 6に対応する箇所に凹部 3 4 0を有して成るストツバ（または底部カバー） 3 4 2を陽極接合等により支持部材 3 3 2に接合して、本発明の加速度センサが得られる。

図 1 2に配線保護層を形成する別の態様を示す。シリコン酸化膜 3 1 6 を形成する迄は、図 1 1と同様であるので、省略する。

図 1 2 ( a ) その後、拡散配線 3 1 4上の所望の箇所のシリコン酸化膜 3 1 6をエッチングにより除去し、スパッタ又は蒸着等により拡散配線 3 1 4と電気的に接続するようにアルミニウム等から成るメタル配線 3 2 4 及び電極パッド（図示せず）を形成する。

図 1 2 ( b ) その後、両面のシリコン酸化膜 3 1 6上に C V D法等によりシリコ.ン窒化膜から成る配線保護膜 3 2 6を形成し、配線保護膜 3 2 6 及びシリコン酸化膜 3 1 6の一部を R I E等によりエッチングを行うことにより、第 1空隙 3 2 2用の開口部 3 2 0を形成する。尚、配線保護膜 3 2 6は、メタル配線 3 2 4及び電極パッド（図示せず）を覆うように形成されている。

図 1 2 ( c ) 次に、開口部 3 2 0が形成された配線保護膜 3 2 6をマスクとして単結晶シリコン基板 3 0 0を異方性エッチングにより、犠牲層 3 0 8に到達する第 1空隙 3 2 2を形成する。

図 1 2 ( d ) 次に、配線保護膜 3 2 6、シリコン酸化膜 3 1 6及びェピタキシャル層 3 1 0の一部を、 R I E、異方性ェッチングまたは等方性エツチングによりエツチング除去して、犠牲層 3 0 8に到達する第 3空隙 3 2 8を形成し、それを介してフッ酸等を含んだ酸性溶液から成るエツチャント（フッ酸：硝酸：酢酸 = 1 ： 1〜 3 ： 8 ) を導入して犠牲層 3 0 8 を除去する。

図 1 2 ( e ) 最後に、配線保護膜 3 2 6を除去して、重り 3 3 6に対応する箇所に凹部 3 4 0を有して成るストッノ、（または底部カバー） 3 4 2 を陽極接合等により支持部材 3 3 2に接合することにより本発明のセンサが得られる。

なお、図 1 2の態様では、配線保護膜 3 2 6を全面除去するようにした、これに限定される必要はなく、電極パッド上の部分の配線保護膜 3 2 6のみを予めパターンエッチングして薄くしておき、犠牲層 3 0 8のエツチング除去後に、配線保護膜 3 2 6を全面エッチングして厚さを減らして電極パッドのみを露出させるようにしてもよい。これにより、電極パッド以外の箇所がシリコン窒化膜で覆われることになり、センサ素子の耐湿性を向上させることができる。ここで、電極パッド上の配線保護膜 3 2 6のみをパターンエッチングにより予め薄くしておいたのは、犠牲層 3 0 8のエッチング除去後は、基板表面に凹凸ができ、また、基板の強度が低下するため、パターン加工（例えばフォトリソグラフイエ程）が困難となるためであり、予め電極パッド上の配線保護膜 3 2 6のみをパターンエツチングにより薄くしておくことにより、犠牲層 3 0 8のエツチング除ま後に、パターン加工をしなくても全面エッチングにより電極パッドのみを露出させることができるからである。

更に別の態様では、第 1空隙 3 2 2を部分的に形成して犠牲層 3 0 8と第 1空隙 3 2 2との間に基板部分 3 5 0を残し、その後、犠牲層 3 0 8を除去し、その後、残っている基板部分 3 5 0を除去してもよい。このようにすると、犠牲層 3 0 8のエッチング除去後においても重り 3 3 6と支持部材 3 3 2とが分離されないため、この工程での基板の破壊がなくなり、基板の歩留まりを大きく向上させることができる。

より具体的には、図 1 3を参照して説明する。

図 1 3 ( a ) 単結晶シリコン基板 3 0 0を、水酸化カリウム（K O H ) 溶液等のアル力リ系のエッチヤントを用いて異方性エッチングを行うことにより第 1空隙 3 2 2を形成する。この際、第 1空隙 3 2 2力犠牲層 3 0 8に達する前にエッチングを止め、犠牲層 3 0 8の下に厚さが例えば数十 Z^ mの単結晶シリコン基板部分 3 5 0が残るようにする。

図 1 3 ( b ) 次に、拡散配線 3 1 4上の所望の箇所のシリコン酸化膜 3 1 6および保護膜 3 1 8をエッチングにより除去し、拡散配線 3 1 4と電気的に接続するように、スパッタリングまたは蒸着等によりアルミニウム (A 1 ) 等から成るメタル配線 3 2 4及び電極パッド（図示せず）を形成し、単結晶シリコン基板 3 0 0のメタル配線 3 2 4を形成した面側にクロム膜、シリコン窒化膜、フッ素樹脂膜等の配線保護膜 3 2 6を形成する。図 1 3 . ( c ) 次に、図 1 2の場合と同様に、第 3空隙 3 2 8を形成し、エツチャント導入口よりフッ酸等を含んだ酸性溶液から成るェッチャントを導入して犠牲層 3 0 8を等方性エッチングにより除去して第 2空隙 3 3 0を形成する。次に、犠牲層 3 0 8の下に残された単結晶シリコン基板部分 3 5 0を異方性ェツチング、 R I E等によりエッチング除去して第 1空隙 3 2 2および第 2空隙 3 3 0を接続する。

尚、埋込犠牲層 3 0 8の下に残った単結晶シリコン基板部分 3 5 0のエツチング後の形状は、エツチングの方法により異なり、アルカリ系のエツチャントを用いた異方性エッチングは、 R I Eと比較すると、図 9におけるテーパー角度（が大きくなる。従って、素子の占有面積が決められている場合には、 R I Eによる方が重りサイズを大きくとること力 s できる。このことは、重りサイズを固定した時に、ウエットの異方性エツチングを用いた場合よりも R I Eを用いた方がチップサィズを小さくすることができることを意味する。

更に別の態様では、重り 3 3 6となる部分の底面のシリコン酸化膜 3 1 6及び保護膜 3 1 8をエッチング除去した後、支持部材 3 3 2上の保護膜 3 1 8をマスクとしてアル力リ系のエッチヤントを用いた異方性エツチングまたは R I Eにより、埋込犠牲層 3 0 8の下に残った単結晶シリコン基板部分 3 5 0及び重り 3 3 6となる部分の底面をエッチング除去する。この場合、重り 3 3 6の厚さが減り、フラットな形状のストッパ 3 4 2を陽極接合等により支持部材 3 3 2に接合する（図 1 3 ( d ) 参照）。このようにすると、ストッパ 3 4 2に凹部を形成する必要がなくなって、ストツパの加工費が不要となり、チップの製造コストを削減することができる。次に、犠牲層の表面における不純物濃度をその内側より小さくする態様について説明する。

図 1 4は、最終的な埋込犠牲層の深さの目標を 1 とする場合の犠牲層の形成方法を示す。

図 14 (a) 先ず、 N型シリコン基板 36 0の表面に熱酸化等によってフィールド酸化膜 3 62を約 1 2000Aの厚さで形成する。この酸化膜をフォトリソグラフィおよびェッチングにより所定形状にパターニングし、開口部 364を形成する。

図 1 4 (b) 続いて、フィールド酸化膜 36 2をマスクとして、シリコン基板 36 0の表面に P型不純物であるボロンをデポジションし、窒素雰囲気中での熱拡散によって深さ約 5 m程度の高濃度 F型不純物層 36 6 を形成する。引き続いて、ウエット酸化或いはパイロジヱニック酸化によって開口部 364の基板表面にシリコン酸化膜 368を約 3500 A程度形成する。例えば、窒素雰囲気中での熱拡散のみの場合の高濃度 P型不純物層 3 66の表面の不純物濃度が約 1 X 1 0 ²⁰ cm— ³であるのに対し、ゥヱット酸化或いはパイロジェニック酸化を追加することによって、約 4 X 1 0^{1 9} c m— ³に減る。

図 1 4 ( c ) 次に、ゥヱットエッチングによってフィールド酸化膜 36 2およびシリコン酸化膜 368を全面にわたって完全に除去し、 N型ェピタキシャル層 370を堆積させる。このとき、ェピタキシャル層 370側にも、シリコン基板 360との界面を通してボロンが拡散し、最終的な埋込拡散層 3 72が形成される。

本実施例によれば、例えば不純物濃度 1 X 1 0^{1 5} c m— ³のシリコン基板を使用した場合、ェピタキシャル層 3 70側へのボロンの拡散が、ウエット酸化或いはパイロジヱニック酸化を実施しない場合には約 4〜 5 /^mであったのに対し、ウエット酸化或いはパイロジェニック酸化を実施する場合には約 3. 5 / mへ、また、オートドーピングにより形成される反転層の厚さが、ゥヱット酸ィヒ或いはパイロジヱニック酸化を実施しない場合には約 5 m程度であつたのに対し、ゥヱット酸化或いはパイロジヱニック酸化を実施する場合には約 2. 5 / mへ、更に、前記反転層中のピーク濃度も、ゥヱット酸ィヒ或いはパイロジヱニック酸化を実施しない場合には 1 0^{1 6} c m— ³台であったのに対し、ゥエツト酸化或いはパイロジェニック酸化を実施する場合には 1 0^{1 5} cm一³台へとそれぞれ減少する。図 1 5は、犠牲層の表面における不純物濃度をその内側より小さくする態様の別の例である。

図 1 5 (a) 先ず、 N型シリコン基板 360の表面に熱酸化等によってフィールド酸化膜 3 62を約 5000 A形成する。この酸化膜をフォトリソグラフィおよびェッチングにより所定形状にパターニングし、開口部 3 64を形成する。

図 1 5 (b) 続いて、フィールド酸化膜 362をマスクとして、シリコン基板 3 6 0の表面に P型不純物であるボロンをィォン注入する。

図 1 5 (c) 酸素雰囲気中におけるァニール処理によってシリコン酸ィ匕膜 36 5およびその下の高濃度 P型不純物層 366を形成する。

イオン注入直後の不純物の厚さ方向の分布のピークは、所謂チヤネリング効果によって、注入面の表面よりも少し深いところに現れることが知られているが、この距離は、不純物の種類と注入時の加速エネルギーによつて決まる。例えば、ボロンを加速エネルギー 1 00 k eVでイオン注入した場合は、注入面表面よりも約 0. 2 5 深い位置にピークが現れる。ピーク濃度が同じ場合で考えると、ピーク位置が深いほど、基板表面の濃度は低くなる。図 1 5の態様においては、基板表面開口部 3 6 4の表面には保護酸化膜等を一切形成せず、シリコン基板 3 6 0の表面が露出した状態でィォン注入を行うので、不純物の分布のピークはシリコン基板表面に保護膜等ある場合と比較して、表面からより深い位置に形成され、同時に基板最表面の濃度も低く抑えられている。この後のァニール処理により基板の深さ方向への拡散が進んでも、濃度分布の傾向は変化しないので、ィォン注入条件およびィォン注入後のァニール処理条件を適切に設定すれば、高濃度 P型不純物層 3 6 6の濃度を全体として約 1 . 0 X 1 0 ^{2 0} c m 一 ³前後に維持しつつ、表面付近のみ低く抑えることができる。

尚、窒素雰囲気中でァニール処理を行えば、開口部では犠牲層がそのままで露出したままであるが、酸素雰囲気中でァニール処理を行えば、開口部はシリコン酸化膜により覆われる。この酸化膜の内部には注入した不純物が逃げ込み易く、基板表面の不純物濃度が酸化膜が存在しない場合より低くなるので好ましい。

図 1 5 ( d ) 次に、ウエットエッチングによってフィールド酸化膜 3 6

2およびシリコン酸化膜 3 6 5を全面にわたって完全に除去し、 N型ェピタキシャル層 3 7 0を堆積させる。このとき、ェピタキシャル層 3 7 0側にも、シリコン基板 3 6 0との界面を通してボロンが拡散して、最終的な埋込犠牲層 3 7 2が形成される。

第 1 6図は、最終的な埋込犠牲層の深さの目標を 1 0 mとする場合の犠牲層の別の形成方法を示す。

図 1 6 ( a ) 先ず、 N型シリコン基板 3 6 0の表面に熱酸化等によってフィールド酸化膜 3 6 2を約 1 2 0 0 O A形成する。この酸化膜をフォトリソグラフィおよびェッチングにより所定形状にパターニングし、開口部 3 6 4を形成する。図 1 6 ( b ) 続いて、フィールド酸化膜 3 6 2をマスクとして、シリコン基板 3 6 0の表面に P型不純物であるポロンをデポジシヨンし、酸素雰囲気中で熱拡散し、開口部 3 6 4にシリコン酸化膜 3 6 5およびその下に高濃度不純物層 3 6 3を形成する。

図 1 6 ( c ) 同様に、フィールド酸化膜 3 6 2をマスクとして、 N型不純物であるリンをィォン注入する。

図 1 6 ( d ) 次に、窒素雰囲気中でのァニール処理によって深さ約 5 m程度の高濃度 P型不純物層 3 6 6を形成する。この場合、リンのイオン注入条件が、高濃度 P型不純物層 3 6 6内で導電型の反転を生じないように最適設定する必要がある。

図 1 6 ( e ) 次に、ウエットエッチングによってフィールド酸化膜 3 6 2およびシリコン酸化膜 3 6 5を全面にわたって完全に除去し、 N型ェピタキシャル層 3 7 0を堆積させる。このとき、ェピタキシャル層 3 7 0側にも、シリコン基板 3 6 0との界面を通して不純物が拡散し、最終的な埋込犠牲層 3 7 2が形成される。犠牲層 3 7 2の表面付近には、 P型不純物であるボロンと N型不純物であるリンが両方存在しているので、ェピタキシャル層を形成する際に各々の不純物が同時に雰囲気中に逃げ出し、ェピタキシャル層に取り込まれて、両者が相殺されることになり、反転層の形成を抑えることができ、また、同時に、シリコン基板 3 6 0表面を介しても各々の不純物が同時にェピタキシャル層 3 7 0側へ拡散するので、両者が相殺されることになり、ェピタキシャル層に形成される P型不純物層の深さも抑制することができる。

更に別の態様では、基板に犠牲層を形成するに際して、基板およびェピタキシャル層の内の少なくともェピタキシャル層の不純物濃度が、ェピタキシャル成長時のオートドーピングによってェピタキシャル層に取り込まれ得る、犠牲層を構成する不純物の濃度より高くする。

具体的には、形成すべき犠牲層としての反転層の不純物のピーク濃度を約 7 X 1 0 ^{1 5} c m-3程度に抑えようとする場合、例えば、ある条件下で不純物濃度 1 X 1 0 ^{1 5} c m— ³のシリコン基板を使用してェピタキシャル層を成長させると、ォートドーピングによって実際にェピタキシャル層中に取り込まれる不純物の濃度が約 8 X 1 0^{1 5} c m— ³となることが確認されたときには、使用した基板の不純物濃度を上回る、例えば 1 X 1 0 ^{1 6} cm— ³の不純物濃度を有するシリコン基板を用レェピタキシャル層の不純物濃度が 1 X 1 0 ^{1 6} c m^{- 3}となるようなェピタキシャル成長を行う。尚、ェピタキシャル層の最表面（ピエゾ抵抗形成面）にて 1 X 1 0 ^{1 5} cm 3の不純物濃度が要求される場合は、 1 X 1 0^{1 6} c m— ³の不純物濃度を有するシリコン基板を用いて、ェピタキシャル層形成工程において、不純物濃度が 1 X 1 0 ^{1 6} c m— ³から 1 X 1 0 ^{1 5} c m— ³まで連続的に変化するようにェピタキシャル成長を行ってもよい。

次に、犠牲層としての多孔質シリコン層の形成について図 1 7を参照して具体的に説明する。

半導体基板（例えば単結晶シリコン基板） 400の一方の主表面にシリコン酸化膜 402を形成した後、犠牲層を形成すべき部分に開口部 404 を形成し、その開口部を介して P型（例えばボロン）でも N型（例えばリン）でもよい不純物を拡散することにより埋込層 406を形成する。この基板を図示するように、フッ酸溶液等から成る電解溶液 408を含む電解槽 4 1 0に隔膜（または仕切り膜）として配置し、陽極化成により犠牲層とての多孔質シリコン層 406' を形成する。

この場合、埋込層 406以外の部分は、シリコン酸化膜のような保護膜で覆われているのが好ましい。外部直流電源を印加できる 2つの白金電極 4 1 2および 4 1 4.の間にシリコン基板 4 0 0を配置する。外部電源を印加することにより、電解溶液においてフッ素イオンが発生し、これは、不純物層と.しての埋込層 4 0 6のシリコン原子と反応して 4フッ化シリコン ( S i F ₄ ) と水素を発生し、それにより、不純物層の一部分が溶解し、その結果、不純物層に細孔が形成されて多孔質シリコン層となる。その後、基板を水洗して乾燥して次の処理に付すことができる。

尚、シリコン酸化膜 4 0 2の代わりに、シリコン窒化膜またはフッ素樹脂系材料を電解溶液処理におけるマスクとして使用できる。このようにして得られた多孔質シリコンを本発明の素子の製造に使用できる。

本発明は、上述のピエゾ抵抗型の加速度センサに加えて、静電容量型の加速度センサに使用する橈み変換素子、その製造方法およびそれを用いた加速度センサをも提供する。静電容量型の加速度センサに使用する素子は、ピエゾ抵抗の代わりに静電容量測定用の電極を有する点が実質的に異なるだけである。従って、上述の本発明のピエゾ抵抗型の加速度センサ用素子の説明により、当業者には、静電容量型の加速度センサに使用する素子の構成およびその製造方法は明らかである。また、静電容量型の加速度センサについては、素子が有する静電容量測定用の電極に対向する電極を有する頂部カバーを素子の上に接合することにより得られることも当業者には明らかである。素子への具体的な電極の配置は、例えば、図 2 1に示す態様と同じであってよく、また、図 1にて破線で示すように電極 7 3 4 ( 1 つのみ図示）を配置してよい。

Claims

B冃

1 . 作用する加速度を検知するための加速度センサ用に使用する橈み変換素子であって、

( 1 ) 上側面および下側面を有するフレーム、

( 2 ) 複数の撓み可能部および中央部を有して成るシート状部材であつて、各撓み可能部は、フレームの内縁部の少なくとも一部分と中央部との間で延在し、これらと一体につな求がっているシ一ト状部材、

( 3 ) シート状部材の中央部と一体のにつながっているネック部を有し、それを介してシート状部材からぶら下がつている重り、ならびに

( 4 ) フレームの下側面を支持し、内側側面囲が重りの側面と第 1空隙を隔てて向かい合う支持部材

を有して成り、

第 1空隙とつながっている第 2空隙が、シ一ト状部材の各橈み可能部と重りとの間で規定され、

フレームとシート状部材との間および,またはシート状部材内に第 3空隙が規定され、

素子に加速度が作用すると、少なくとも 2つの撓み可能部が弾性的に変形して、その結果、フレームに対して相対的に重りが変位するように、フレームとシート状部材、また、シート状部材と重りとが相互に接合され、重りおよび支持部材は、半導体基板を用いて構成され、

フレームおよびシート状部材は半導体基板上に設けたェピタキシャル層により形成されている素子。

2 . シート状部材は、重りの上側面に位置する重り上側部を更に有し、重り上側部は重りと一体となっている請求項 1に記載の素子。

3 . 少なくとも 2つの橈み可能部の弾性的な変形を電気抵抗の変化として加速度を検知する加速度センサに用いる素子であって、少なくとも 2つの橈み可能部は、それぞれ少なくとも 1つのピエゾ抵抗を有して成り、また、シート状部材はそれに接続された配線を有して成る請求項 1または 2 に記載の素子。

4 . 少なくとも 2つの撓み可能部の弾性的な変形を静電容量の変化として加速度を検知する加速度センサに用いる素子であって、フレームに対して相対的に重りが変位することにより変位するシート状部材または重りの上側面の一部分に位置する少なくとも 1つの電極およびそれに接続された配線を有して成る請求項 1または 2に記載の素子。

5 . 作用する加速度を検知するための加速度センサ用に使用する橈み変換素子の製造方法であって、素子は、

(A ) 上側面および下側面を有するフレーム、

( B ) 複数の撓み可能部および中央部を有して成るシート状部材であつて、各撓み可能部は、フレームの内縁部の少なくとも一部分と中央部との間で延在し、これらと一体につながっているシート状部材、

( C ) シート状部材の中央部と一体につながっているネック部を有し、それを介してシート状部材からぶら下がつている重り、ならびに

( D ) フレームの下側面を支持し、内側側面が重りの側面と第 1空隙を隔てて向かい合う支持部材

を有して成り、

第 1空隙とつながつている第 2空隙が、シート状部材の各撓み可能部と重りとの間で規定され、フレームとシート状部材との間および/またはシート状部材内に第 3空隙が規定され、

素子に加速度が作用すると、少なくとも 2つの撓み可能部が弾性的に変形して、その結果、フレームに対して相対的に重りが変位するように、フレームとシート状部材、また、シート状部材と重りとが相互に接合され、重りおよび支持部材は、対向する第 1主表面および第 2主表面を有する半導体基板を用いて構成され、

フレームおよびシート状部材は半導体基板上に設けたェピタキシャル層により形成されており、以下の工程：

( 3 ) 工程（2 ) の後で、

( 3 - a ) エッチングによつて基板の一部分を基板の第 2主表面側から除去して重りの側面およびそれと第 1空隙を隔てて向かい合う側面を有する支持部材を形成するサブステップ、

( 3— b ) エッチングによってェピタキシャル層の一部分を除去してェピタキシャル層を貫通する第 3空隙を形成することによって、残存するェピタキシャル層の少なくとも一部分を、フレームならびに最終的に弾性的に変形できる複数の撓み可能部および中央部を有して成るシート状部材とするサブステップ、ならびに

(3— c) 犠牲層をゥエツトエッチング除ますることによって第 2空隙および重りのネック部を形成することにより重りを形成するサブステツプ .

を実施する工程であって、これらのサブステップの実施の順序は、以下の " ) 〜 ( i V ) ：

( i ) サブステップ（ 3— a ) —サブステップ（ 3— b ) —サブステップ（ 3 - c ) 、

( i i ) サブステップ（3— a) —サブステップ（3— c) —サブステツプ（ 3— b ) 、

( i i i ) サブステップ（3— b) —サブステップ（3— a) —サブステツプ（ 3— c ) 、および

( i V ) サブステップ（3— b ) —サブステップ（3— c) →サブステツプ（ 3— a )

のいずれかである工程

を含んで成る製造方法。

6. 工程（1) において、第 1主表面の中央部を囲むように犠牲層を設ける請求項 5に記載の方法。

7. 工程（1) において、第 1主表面の中央部から対称的に延びる複数の長尺層として犠牲層を設ける請求項 5に記載の方法。

8. 犠牲層は、基板の不純物濃度より高い濃度で基板と反対の導電型の不純物を含む不純物層、あるいは多孔質シリコン層である請求項 5〜7のいずれかに記載の方法。

9. 工程（2) の後、工程（3) は、（3 _ d) 少なくとも 1つのピエゾ抵抗を少なくとも 2つの撓み可能部にそれぞれ形成し、また、それに接続された配線をシート状部材に形成する、サブステップ（3— a) 〜（3 - c) の前、後、またはいずれの間に実施してもよいサブステップを含んで成る請求項 5〜 8のいずれかに記載の方法。

1 0. 工程（2) の後、工程（3) は、（3— e) フレームに対して相対的に重りが変位することにより変位するシート状部材または重りの上側面の一部分に位置する少なくとも 1つの電極およびそれに接続された配線を形成する、サブステップ（3— a) 〜 (3— c) の前、後、またはいずれの間に実施してもよぃサブステップを含んで成る請求項 5〜 8のいずれかに記載の方法。

1 1. 工程（3— a) の後に工程（3— c) を実施する場合、形成される第 1空隙が犠牲層に達するように工程（3— a) を実施し、第 1空隙を介してエツチャントを導入して工程（3— c) を実施する請求項 5〜 1 0 のいずれかに記載の方法。

1 2. 工程（3— b) の後に工程（3— c) を実施する場合、形成される第 3空隙が犠牲層に達するように工程（3— b) を実施し、第 3空隙を介、；してエツチャントを導入して工程（3— c) を実施する請求項 5〜 1 0 のいずれかに記載の方法。

1 3. 第 3空隙は、犠牲層の上に位置するェピタキシャル層の部分内および Zまたはその部分に隣接して位置して犠牲層につながるように形成される請求項 5〜 1 2のいずれかに記載の方法。

1 4. 第 1主表面に平行な第 3空隙の断面形状が、円形、楕円形または四隅が丸みを帯びた矩形である請求項 5〜 1 3のいずれかに記載の方法。

1 5. 工程（3— b) の後に工程（3— c) を実施するに際して、形成すべき橈み可能部に沿つて、犠牲層の上に位置するェピタキシャル層の部分内または/およびその部分に隣接して位置する、犠牲層につながる第 3 空隙を形成して工程（3— b) を実施し、第 3空隙を介してエツチャントを導入して工程（3.— c) を実施する請求項 5〜 1 4のいずれかに記載の方法。

1 6. .撓み可能部は、シート状部材の中央部からフレームに向かって延びるビームの形態であり、第 3空隙はフレームおよび撓み可能部により囲まれる空間を含んで成り、この第 3空隙を介してエッチヤントを導入して工程（ 3— c ) を実施する請求項 5〜 1 5のいずれかに記載の方法。

1 7. ェピタキシャル層の基板と接触していない側における第 3空隙の間口は、形成されている第 3空隙が犠牲層に達すると、工程（3— b) が自動的に実質的に停止するようになっている、異方性エッチング特性に基づく寸法である請求項 5〜 1 6のいずれかに記載の方法。

1 8. 工程（3— a) および工程（3— b) を同時に実施する請求項 5〜 1 7のいずれかに記載の方法。

1 9. 第 3空隙は、 R I Eにより形成される請求項 5〜 1 6のいずれかに記載の方法。

20. 第 3空隙を形成すべきェピタキシャル層の部分の一部分を高濃度不純物部分とし、この部分をエッチング除去することにより、工程（3— b) を実施する請求項 5〜 1 9のいずれかに記載の方法。

2 1. 工程（3— b) および工程（3— c) を連続的に実施する請求項 20に記載の方法。

22. 工程（3— a) および工程（3— b) を実施した後、工程（3— c) を実施するに際して、第 1空隙および第 3空隙を介してエツチャントを導入して工程（3— c) を実施する請求項 5〜 2 1のいずれかに記載の方法。

23. 工程（3— d) または工程（3— e) の後にエッチングを実施する場合、エツチングの前に少なくとも 1つの保護層を形成してピエゾ抵抗および配線または電極および配線を保護する請求項 8〜 2 2のいずれかに記載の方法。

2 4 .· 保護層は、シリコン窒化膜またはフッ素系樹脂膜である請求項 2 3に記載の方法。

2 5 . 配線は更にパッド電極を有して成り、保護層はパッド電極をも保護する場合に、エッチングの前に、パッド電極上に位置する保護層の部分の厚さを他の部分の保護層の厚さより予め薄くしておき、エッチング後に、全面ェツチングしてパッド電極のみを露出させることを含んで成る請求項 2 3または 2 4に記載の方法。

2 6 . 工程（3— a ) におけるエッチングを、第 1空隙が犠牲層に達する前に停止して第 1空隙と犠牲層との間に基板部分を残し、工程（3— c ) の後で、エッチングを実施して、残りの基板部分を除去することにより形成された第 2空隙に第 1空隙が達するようにする請求項 5に記載の方法。

2 7 . アルカリ系のエツチャントを使用する異方性エッチングまたは

R I Eにより残りの基板部分を除去する請求項 2 6に記載の方法。

2 8 . 重りの底面をエッチングして重りの厚さを減らす工程を更に含む請求項 5〜 2 7のいずれかに記載の方法。

2 9 . 残りの基板部分を除去するのと同時に、重りの底面をエッチングして重りの厚さを減らす請求項 2 8に記載の方法。

3 0 . 基板より不純物濃度の高い不純物層において、その表面部分の不純物濃度がそれより内側の部分の濃度より相対的に小さい請求項 8〜 2 9 のいずれかに記載の方法。

3 1 . 不純物層の不純物の表面濃度を 5 X 1 0 ^{1 9} c m ³以下にする請求項 3 0に記載の方法。

3 2 . 不純物の基板へのデポジションぉよび熱拡散により不純物層を形成し、その後、ウエット酸ィ匕またはパイロジェニック酸化によって、不純物層の表面部分の不純物濃度をそれより内側の部分の濃度より相対的に小さくする.請求項 3 0または 3 1に記載の方法。

3 3 . 不純物イオンの基板への直接的注入およびァニール処理によって、不純物層の表面部分の不純物濃度をそれより内側の部分の濃度より相対的に小さくする請求項 3 0または 3 1に記載の方法。

3 4 . 不純物層を形成した後に、使用した不純物と反対の導電型の別の不純物を不純物層の表面近傍にドープすることにより、不純物層の表面部分の不純物濃度をそれより内側の部分の濃度より相対的に小さくする請求項 3 0または 3 1に記載の方法。

3 5 . 基板に犠牲層を形成するに際して、基板およびェピタキシャル層の内の少なくともェピタキシャル層の不純物濃度が、ェピタキシャル成長時のオートドーピングによってェピタキシャル層に取り込まれ得る、不純物層を構成する不純物の濃度より高くする請求項 5 〜 3 4のいずれかに記載の方法。

3 6 . 支持部材の側面と重りの側面とにより規定される第 1空隙は、支持部材と重りとの間の距離が重りの底からネック部に向かう方向に沿って、 2段階でテーパー状に小さくなり、第 1空隙は重りの底部に近い第 1部分およびその上に位置する第 2部分から構成され、支持部材の側面および重りの側面によりなされる第 1部分のテーパー角度は、支持部材の側面および重りの側面によりなされる第 2部分のテーパー角度より小さい請求項 5 に記載の方法。

3 7 . 機械的な研削、サンドブラストまたは R I Eにより第 1部分を形成する請求項 3 6に記載の方法。 ' 補正書の請求の範囲

[1998年 6月 16日（1 6. 06. 98) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 2は取り下げられた；出願当初の請求の範囲 1は補正された；他の請求の範囲は変更なし。（2 頁） ]

1. (補正後）作用する加速度を検知するための加速度センサ用に使用する橈み変換素子であって、

(1 ) 上側面および下側面を有するフレーム、

(2) 複数の橈み可能部および中央部を有して成るシート状部材であつて、各橈み可能部は、フレームの内縁部の少なくとも一部分と中央部との間で延在し、これらと一体につながっているシート状部材、

(3) シ一ト状部材の中央部と一体につながっているネック部を有し、それを介してシート: I犬部材からぶら下がつている重り、ならびに

(4) フレームの下側面を支持し、内側側面力 ^s重りの側面と第 1空隙を隔てて向かい合う支持部材 '

を有して成り、

シート状部材は、重りの上側面に位置する重り上側部を更に有し、重り上側部は重りと一体となっており、

フレームとシート状部材との間および Zまたはシート状部材内に第 3空隙が規定され、

フレームおよびシート状部材は半導体基板上に設けたェピタキシャル層

67

補正された用紙（条約第 19条）により形成されている素子。

2 . (削除）

3 . 少なくとも 2つの撓み可能部の弾性的な変形を電気抵抗の変化として加速度を検知する加速度センサに用いる素子であって、少なくとも 2つの撓み可能部は、それぞれ少なくとも 1つのピエゾ抵抗を有して成り、また、シート状部材はそれに接続された配線を有して成る請求項 1に記載の素子。

4 . 少なくとも 2つの撓み可能部の弾性的な変形を静電容量の変化として加速度を検知する加速度センサに用いる素子であつて、フレームに対して相対的に重りが変位することにより変位するシート状部材または重りの上側面の一部分に位置する少なくとも 1つの電極およびそれに接続された配線を有して成る請求項 1に記載の素子。

( A ) 上側面および下側面を有するフレーム、

( B ) 複数の撓み可能部および中央部を有して成るシート状部材であつて、各橈み可能部は、フレームの内縁部の少なくとも一部分と中央部との間で延在し、これらと一体につながっているシート状部材、

を有して成り、

68 補正された用紙 (条約第 19条) 条約 1 9条に基づく説明書

請求の範囲第 1項は、シート状部材は、重りの上側面に位置する重り上側部を更に有し、重り上側部は重りと一体となっていることを明確にした。引用例の加速度センサは、シート状部材と一体になつた重り上側部に相当する部分を有さない。本発明は、重り上側部を設けて、これを重りと一体ィヒすることによって、重りを大きくする、従って重くすることにより感度をより向上させるという効果を得たものである。