專利名稱：加速度傳感器的構(gòu)造及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加速度傳感器，特別涉及能提高受到過度的加速度時(shí)的 加速度傳感器的動(dòng)作可靠性的技術(shù)。
背景技術(shù)：
檢測(cè)三維加速度的加速度傳感器在移動(dòng)電話、游戲機(jī)、PDA等便攜設(shè) 備、以及汽車、電車、飛機(jī)等移動(dòng)裝置中得到廣泛應(yīng)用，用于檢測(cè)搭載了 加速度傳感器的設(shè)備等的狀態(tài)。近年來，在便攜設(shè)備等方面，向小型化急 iUU艮，與此相伴，對(duì)于加速度傳感器，也要求小型化。
根據(jù)這些要求，以往的加速度傳感器4吏用MEMS ( Micro-Electro-Mechanical-Systems) 才支術(shù)來制造。 作為這樣的加速度傳感器，例如可 列舉出專利文獻(xiàn)l中給出的加速度傳感器。這樣的加速度傳感器如圖11 所示，由固定在外部的襯底等上的底座部10、錘部20、以及設(shè)置有檢 測(cè)加速度的檢測(cè)部并且使錘部和底座部撓性連接的梁部30構(gòu)成，為了 防止錘部由于過度的加速度而大幅地發(fā)生變位，梁部破損，設(shè)置有限制 錘部的變位的限位部40。
[專利文獻(xiàn)l日本特開2004-198243
可是，在這樣的構(gòu)造的加速度傳感器中，在錘部由于過度的加速度 而發(fā)生變位，與限位部碰撞時(shí)，將發(fā)生錘部和限位部附著在一起的所謂 粘附。通過施加輕的沖擊，可解除錘部和限位部的粘附，但是在施加沖 擊之前的期間，無法檢測(cè)加速度，加速度傳感器動(dòng)作時(shí)的可靠性下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于所述課題而做出的。在解決所述課題時(shí)，本發(fā)明的 加速度傳感器具有以下的特征。
本發(fā)明的加速度傳感器包括錘部；與所述錘部具有間隔地包圍所 述錘部的周圍的框部；連接所述錘部和所述框部的梁部；以及限位部，其具有限制所述錘部垂直向上的變位的變位限制部、和連接在該變位限 制部上并且與該錘部、所述框部、所述梁部具有間隔的撓性部。
根據(jù)本發(fā)明的加速度傳感器，具有連接在限位部上的撓性部，由此， 即使錘部和限位部由于粘附而附著時(shí)，撓性部也能迅速對(duì)錘部施加沖 擊，消除粘附。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的立體圖。
圖2 ( a)是圖1中的A-A，剖視圖。 圖2 ( b )是圖1中的B-B，剖視圖。
圖3(a)是本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的第一襯底101的俯視圖。
圖3 (b)是本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的第二襯底102的俯 視圖。
圖3 ( c)是本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的第三襯底103的俯視圖。
圖3 (d)是圖3 (c)中的區(qū)域D的局部放大圖。
圖4是說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的動(dòng)作的圖。
圖5是說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的制造方法的圖。
圖6是說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的變形例1的俯視圖。
圖7是說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的變形例2的俯視圖。
圖8是說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的變形例3的俯視圖。
圖9是說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的變形例4的俯視圖。
圖IO是說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的變形例5的俯視圖。
圖11是表示以往的加速度傳感器的圖。符號(hào)說明
101 —第一襯底；102—第二襯底；103—第三襯底；104—層疊襯底； 110—框部；111—第一框部分；112—第二框部分；；113—第三框部分； 120—錘部；121—第一錘部分；122—第二錘部分；123—第三錘部分； 130—梁部；140—限位部；141 —變位限制部；142—撓性部；143—開 口部；144—連接部；150—溝部；151 —溝部分；160—臺(tái)階；170—第 二溝部
具體實(shí)施例方式
下面，使用圖1 圖4，說明本發(fā)明的加速度傳感器的構(gòu)造。 [實(shí)施例1
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器100的立體圖。圖2是圖1 的加速度傳感器100的剖視圖。圖2 (a)是圖1的加速度傳感器100 的A-A，剖視圖。圖2 ( b )是圖1的加速度傳感器100的B-B，剖視圖。 圖3是構(gòu)成圖1所示的本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器100的各層的俯 視圖，圖3 (a)是第一襯底101的俯視圖，圖3(b)是位于第一襯底 101的上方的第二襯底102的俯視圖，圖3 (c)是位于第二襯底102的 上方的第三襯底103的俯視圖。此外，圖3(d)是圖3(c)中的D處 的局部放大圖。圖4是圖2(a)中的C處的局部放大圖，是說明本發(fā) 明的加速度傳感器的動(dòng)作的圖。
本發(fā)明的實(shí)施例1的加速度傳感器100如圖1所示，由3層的層疊 襯底104構(gòu)成，該3層的層疊襯底104是按順序?qū)盈B第一襯底101、第 二襯底102、第三襯底103，并且使各自的上表面為同一方向地層疊而 形成的。此外，本發(fā)明實(shí)施方式的加速度傳感器IOO具有框部110、錘 部120、梁部130、限位部140。
框部110如圖2(a)和圖2(b)所示，由形成于第一襯底101的 第一框部分111、形成于第二襯底102的第二框部分112和形成于第三 襯底103的第三框部分113構(gòu)成。此外，如圖1和圖2所示，框部IIO 具有設(shè)置了以下通孔的形狀，該通孔是貫穿具有上表面和下表面的方形 的層疊襯底104的上表面和下表面而設(shè)置的。成為框部110的最頂層的第三框部分113與后面描述的梁部130、限位部140連接。
錘部120如圖2(a)和圖2(b)所示，由形成于第一襯底101的 第一錘部分121、形成于第二襯底102的第二錘部分122、形成于第三 襯底103的第三錘部分123構(gòu)成。錘部120與后面描述的梁部130連接。
梁部130如圖2 (b)所示，形成于第三襯底103，具有一端與框部 110的第三框部分113連接，另一端與錘部120的第三錘部分123連接 的形狀。此外，梁部130具有撓性，在梁部130上形成有梁部130由于 加速度而發(fā)生變形時(shí)檢測(cè)梁部130的變形的變形檢測(cè)元件(未圖示)。
限位部140如圖l和圖2 (a)所示，形成于第三襯底103，并且與 錘部120以及梁部130具有間隔地設(shè)置，連接在框部110的第三框部分 113上。此外，限位部140具有具有間隔地覆蓋錘部120的第一錘部 分121、并且限制錘部120的變位的變位限制部141;和連接在變位限 制部141上，具有撓性的撓性部142。撓性部142隨著加速度、以及錘 部120碰撞變位限制部141而產(chǎn)生的沖擊，而產(chǎn)生撓曲，通過其反作用 來對(duì)錘部120施加沖擊。另外，由圖2 (a)中記載的虛線所包圍的區(qū)域 C是后面描述的圖4的說明中使用的區(qū)域。
圖3是構(gòu)成本發(fā)明的加速度傳感器100的各層的俯視圖。圖3 (a) 是構(gòu)成本發(fā)明的加速度傳感器100的第一襯底101的俯視圖。圖3 (b) 是構(gòu)成本發(fā)明的加速度傳感器100的第二襯底102的俯視圖。另外，這 里，為了l更于說明，關(guān)于第一襯底IOI，用虛線補(bǔ)充。圖3(c)是構(gòu)成 本發(fā)明的加速度傳感器100的第三襯底103的俯視圖，也是表示整個(gè)加 速度傳感器100的上表面的俯視圖。圖3 (d)是放大圖3 (c)的D部 分的局部放大圖。另外，這里，為了便于說明，關(guān)于被第三襯底103遮 蓋的第一襯底101和第二襯底102的結(jié)構(gòu)，使用虛線進(jìn)行了補(bǔ)充。
如圖3 (a)所示，在構(gòu)成本發(fā)明的加速度傳感器100的第一襯底 101上形成有第一框部分111和第一錘部分121。在本實(shí)施例中，作為 第一襯底IOI，使用了珪襯底，使用了厚度300 400nm的硅襯底。第一 框部分lll如上所述，是在方形襯底的中央形成了通孔的形狀，外形為 1.5~2.0mm的正方形。此外，第一框部分111的寬度為150 250jun。第 一錘部分121與第一框部分111具有間隔地配置在第一框部分111的內(nèi) 側(cè)。本發(fā)明的加速度傳感器100的第一錘部分121由中央錘部分121a和周邊錘部分121b構(gòu)成。中央錘部分121a位于第一框部分111的內(nèi)側(cè) 中央，具有一邊為220~270nm的方形形狀。此外，周邊錘部分121b配 置在中央錘部分121a的四角，分別是相同的形狀，具有一邊為 450~500nm的方形形狀。此外，周邊錘部分121b與第一框部分111的 內(nèi)壁以40~50nm的間隔分開。
如圖3 (b)所示，在構(gòu)成本發(fā)明的加速度傳感器100的第二襯底 102上形成有第二框部分112和第二錘部分122。在本實(shí)施例中，作為 第二襯底102的材料，使用了硅氧化膜，使用了厚度l~3nm的硅氧化 膜。第二框部分112與第一框部分111具有相同形狀，配置在第一框部 分111之上。第二錘部分122由中央錘部分122a和周邊錘部分122b構(gòu) 成。第二錘部分122的中央錘部分122a與第一錘部分121的中央錘部 分121a具有相同形狀，配置在第一錘部分121的中央錘部分121a上。 第二錘部分122的周邊錘部分122b與第一錘部分121的周邊錘部分 121b的形狀不同，具有三角形或五邊形的形狀，該三角形或五邊形的 形狀是與方形的形狀和中央錘部分122a的連接部分相對(duì)的角部向連接 部分后退而形成的。這時(shí)，后退得超過與連接部分相鄰的角部時(shí)，成為 三角形，在不超過的范圍內(nèi)后退時(shí)，成為五邊形。周邊錘部分122b為 三角形時(shí)，能增大所述限位部140的區(qū)域，為五邊形時(shí)，能增大錘部120 的質(zhì)量，能成為提高了檢測(cè)精度的加速度傳感器100。本發(fā)明實(shí)施例1 的加速度傳感器100具有后退到與連接部分相鄰的角部附近的五邊形的 形狀。
如圖3(c)所示，在構(gòu)成本發(fā)明的加速度傳感器100的第三襯底 103上形成有第三框部分113、第三錘部分123、梁部130和限位部140。 另外，通過設(shè)置溝部150，在第三襯底103上一體地形成了第三框部分 113、第三錘部分123、梁部130和限位部140，在以下的說明中基于各 功能，作為區(qū)域進(jìn)行"^兌明。因此，在圖3(c)中，為了l更于i兌明，用單 點(diǎn)劃線示出各構(gòu)成的區(qū)域的邊界。此外，在本實(shí)施方式中，作為第三襯 底103的材料，使用了硅襯底，使用了厚度5 10nm的珪襯底。第三框 部分113與第一框部分111以及第二框部分112具有相同形狀，配置在 第二框部分112上。第三錘部分123由中央錘部分123a和周邊錘部分 123b構(gòu)成。第三錘部分123的中央錘部分123a與第一錘部分121的中 央錘部分121a以及第二錘部分122的中央錘部分122a具有相同形狀， 配置在第二錘部分122妁中央錘部分122a上。第三錘部分123的周邊錘部分123b與第二錘部分122的周邊錘部分122b具有相同形狀，配置 在第二錘部分122的周邊錘部分122b上。梁部130連接在第三框部分 113和第三錘部分123上。梁部130的一端與劃分第三框部分113的內(nèi) 壁的四邊的各自的中央部分連接。此外，梁部130的另一端連接在第三 錘部分123的中央錘部分123a的一邊的中央部分上，該第三錘部分123 的中央錘部分123a的一邊與連接了梁部130的一端的第三框部分113 的一邊相對(duì)。限位部140連接在第三框部分113上，由變位限制部141 和撓性部142構(gòu)成。限位部140分別配置在加速度傳感器100的上部四 角，配置成覆蓋第一錘部分121的周邊錘部分121b，并從各角部向相 對(duì)的角部延伸。另外，使用圖3 (d)說明限位部140的詳細(xì)形狀。
圖3 (d)是放大表示圖3(c)中記載的區(qū)域D，即4個(gè)限位部140 的一個(gè)及其周邊的圖。限位部140配置在由第三框部分113、錘部120 的第三錘部分123和梁部130包圍的區(qū)域內(nèi)。此外，如上所述，限位部 140由變位限制部141和撓性部142構(gòu)成。對(duì)于限位部140的形狀而言， 其頂面的外形由以下線段描畫第一線段140a，從配置在兩個(gè)相鄰的梁 部130之間的第三框部分113的角部朝向兩個(gè)梁部130;第二線段140b， 與兩個(gè)第一線段140a的靠近梁部的一側(cè)的終端連接并且朝向遠(yuǎn)離第三 框部分113的方向；第三線段140c，與第二線段140b的遠(yuǎn)離第三框部 分113的一側(cè)的終端連接并且分別沿著第三框部分113朝向梁部方向； 以及第四線段140d，使第三線段140c的梁部側(cè)的端部彼此連接起來。 這時(shí)，從上面觀察，第三線段140c配置在與第一錘部分121的周邊錘 部分121b的外緣一致的位置。此外，由第一線段140a和第二線段140b 包圍的區(qū)域成為變位限制部141，由第三線段140c和第四線段140d包 圍的區(qū)域成為撓性部142。另外，限位部140的形狀也可以是追加了以 下線段的外形第五線段140e，是把第一線段140a進(jìn)一步向梁部方向 延長(zhǎng)而得到的；第六線段140f，連接于第五線段140e的梁部側(cè)的終端 并且分別朝向遠(yuǎn)離第三框部分113的方向；以及第七線段140g,使第六 線段140f的遠(yuǎn)離第三框部分113的一側(cè)的終端和第二線段140b連接起 來。這時(shí)，第二線段140b的一端不是與第一線段140a連接，而是與第 七線段140g連接。此外，由第二線段140b、第三線段140c、和第五線 段140e或第七線段140g劃分、且構(gòu)成溝部150的溝部分151，可以不 設(shè)置在第三線段140c與周邊錘部分121b的外緣一致的位置，也可以不 設(shè)置在第五線段140e或第七線段140g與第三框部分113的內(nèi)壁一致的 位置。這是因?yàn)橥ㄟ^將由第二線段140b、第三線段140c、和第五線段 140e或第七線段140g劃分的溝150的溝部分151配置為位于周邊錘部分121b和第三框部分113之間，來形成具有連接在變位限制部141上 的撓性部142的限位部140的緣故。
變位限制部141如上所述，是由第一線段140a和第二線段140b包 圍的區(qū)域，連接在第三框部分113上，配置在具有間隔地覆蓋第一錘部 分121的周邊錘部分121b的位置。變位限制部141是限位部140中限 制向垂直方向的變位的具有耐沖擊性的區(qū)域。
撓性部142如上所述，是由第三線段140c和第四線段140d包圍的 區(qū)域，連接在變位限制部141上，配置在與框部110、錘部120、梁部 130具有間隔并且覆蓋第一錘部分121的周邊錘部分121b的位置。撓 性部142是限位部140中隨著加速度或者錘部120對(duì)限位部140施加的 沖擊而向上表面方向和下表面方向變形的具有撓性的區(qū)域。此外，撓性 部142的面積理想的是比變位限制部141的面積大。據(jù)此，能提高后面 描述的防止粘附的效果。
此外，也可以換言之，在從上面觀察，形成在第三框部分113的角 部的三角形的限位部中，使分割最長(zhǎng)的邊并朝向角部的2個(gè)溝部分151 形成在與錘部120不重疊的位置，從而形成限位部140的形狀。即、也 可以換言之，通過形成該溝部分151，把三角形的限位部分離為具有以 下2個(gè)功能的區(qū)域限制錘部120的變位的變位限制部141、和端部因 溝部分151而與第三框部分113具有間隔并且具有撓性的撓性部142。 圖3 (d)的溝部分151從上面觀察，形成為沿著錘部120的邊緣，向 第三框部分113的角部方向延伸。這時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳 感器IOO中，以三角形的限位部與框部110連接的邊的長(zhǎng)度的40%~50% 的長(zhǎng)度向角部方向形成溝部分151，從而形成限位部140。對(duì)于實(shí)施例1 的限位部140，與框部110連接的限位部140的邊的長(zhǎng)度為 300jmi 350^un，溝部分151的長(zhǎng)度是120nm 180nm，溝部分151的寬 度是10pm 15nm。此外，溝部分151從上面觀4，沒必要與錘部120 的邊緣一致，只要形成在錘部120和框部110之間的區(qū)域中即可。
此外，如圖3 (d)所示，在限位部140的變位限制部141和撓性 部142上形成有多個(gè)開口部143。多個(gè)開口部143是在制造加速度傳感 器100時(shí)，為了使限位部140和第一錘部分121具有間隔而除去第二襯 底102時(shí)，為了更高效地除去第二襯底102而形成的。該開口部143可 以在限位部140的整個(gè)面上，形成多個(gè)而成網(wǎng)孔狀，也可以空開以下間隔來排列，該間隔是要使限位部140的外緣與開口部143的距離以及開 口部143彼此間的距離為一定距離以下、例如5 10nm以下的間隔。通 過提高形成在變位限制部141與撓性部142的邊界附近的開口部143的 密度，撓性部142變得更容易產(chǎn)生變位，在可高效地除去第二襯底102 的效果之外，還能提高后面描述的防止粘附的效果。
圖4是說明本發(fā)明的加速度傳感器的動(dòng)作的圖，使用圖2(a)中記 載的C的局部放大圖進(jìn)行說明。圖中的箭頭表示錘部120和撓性部142 移動(dòng)的方向。
圖4(a)表示作用了使本發(fā)明的加速度傳感器的錘部120向上方變 位的加速度的狀態(tài)。據(jù)此，錘部120向上方變位，錘部120的第一錘部 分121靠近限位部140。
圖4 (b)表示接著圖4(a)的狀態(tài)，表示錘部120接觸限位部140 的狀態(tài)。在圖4 (a)的時(shí)刻施加的加速度，使得錘部120向上方變位， 錘部的第一錘部分121和限位部140接觸。這時(shí)，限制錘部120的變位 的變位限制部141，抑制錘部120向上方進(jìn)一步變位。
圖4 (c)表示接著圖4 (b)的狀態(tài)，表示錘部120的第一錘部分 121和限位部140的變位限制部141由于粘附而發(fā)生了附著的狀態(tài)。在 圖4(c)中，受到錘部120向上方變位而與限位部140碰撞的影響，撓 性部142成為向上方發(fā)生了變位的狀態(tài)。這時(shí)，在碰撞前的狀態(tài)下，撓 性部142由于自重，而處于比變位限制部141更向第一襯底101側(cè)撓曲 的狀態(tài)時(shí)，撓性部142能更大地向上方變位。
圖4 (d)表示接著圖4 (c)的狀態(tài)，表示碰撞后，向上方發(fā)生了 變位的撓性部142向下方變位，與錘部120的第一錘部分121碰撞，從 而使錘部120向下方發(fā)生了變位的狀態(tài)。據(jù)此，即使是第一錘部分121 和變位限制部141附著時(shí)，也能通過撓性部142對(duì)第一錘部分121施加 沖擊，能消除第一錘部分121和變位限制部141的附著。
以下，使用圖5說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器100的制造方法。
在本實(shí)施例中，如圖5(a)所示，使用層疊了第一襯底IOI、第二(SOI襯底)。第一襯底101、 第三襯底103由硅形成，第二襯底102由硅氧化膜形成，由此，對(duì)于第 一襯底101、第三襯底103而言，第二襯底102作為蝕刻停止層起作用， 所以與單一襯底或由相同材料構(gòu)成的層疊襯底相比，制造更容易。第一
襯底101、第二襯底102、第三襯底103分別具有上表面和下表面，并 以各自的上表面朝向同一方向的方式層疊。圖5 (a) ~圖5 (e)表示圖 1的A-A，截面的形成步驟。
如圖5(b)所示，在第三襯底103上，使用半導(dǎo)體電路形成工藝， 形成配置在梁部上的壓電電阻元件(未圖示)，并如作為第三襯底103 的俯視圖的圖3(c)所示那樣形成溝部150。溝部150通過各向異性蝕 刻來形成，劃分第三框部分113、第三錘部分123、梁部130和限位部 140。這時(shí)，在形成溝部150的同時(shí)，在限位部140上形成多個(gè)開口部 143 (未圖示)。
接著，如圖5(c)所示，在第一襯底IOI的下表面形成臺(tái)階160。 臺(tái)階160的深度被設(shè)定為8~15nm，形成為第一錘部分121的厚度比第 一框部分lll的厚度薄。因此，形成在第一襯底101上的臺(tái)階160的一 部分成為第一錘部分121的底面，第一襯底101的未形成臺(tái)階160的部 分成為第一框部分111的底面。在使用在錘部120的正下方形成有凹陷 的搭載構(gòu)件時(shí)可以省略該步驟。這是因?yàn)槿绻窃摯钶d構(gòu)件，則即使不 設(shè)置臺(tái)階160，在搭載加速度傳感器100時(shí)，錘部120也能向下方變位。
接著，如圖5(d)所示，形成第二溝部170,第一襯底101的俯視 圖為圖3(a)。第二溝部170通過各向異性蝕刻形成，劃分第一框部分 111和第一錘部分121。
接著，如圖5 (e)所示，除去第二襯底102，使得形成第二框部分 112和第二錘部分122。形成第二框部分112和第二錘部分122的步驟 是通過濕蝕刻來形成的步驟，蝕刻液通過第三襯底103的溝部150、在 限位部140上形成的開口部143 (未圖示)、第一襯底101的第二溝部 170到達(dá)第二襯底102，由此，各向同性地進(jìn)行蝕刻而除去第二襯底102， 形成第二框部分112和第二錘部分122。這時(shí)，利用在限位部140上形 成的開口部143，能高效除去位于限位部140和第一錘部分121的周邊 錘部分121b之間的第二襯底102，能縮短蝕刻時(shí)間。這些步驟結(jié)束之 后，通過把各加速度傳感器單片化來得到加速度傳感器IOO。通過以上的步驟，本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器完成。
以下，參照?qǐng)D6 圖11，說明本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器的變 形例。
圖6 圖11中記載的圖是本發(fā)明的加速度傳感器的變形例，是變更 了第三襯底103的形狀的圖。即、圖6~圖11中記栽的變形例中，第一 襯底101和第二襯底102與實(shí)施例1的加速度傳感器100具有同樣的形 狀，關(guān)于第三襯底，其材料和厚度也一樣，但使溝部150的形狀不同。 另外，與實(shí)施例1的加速度傳感器IOO—樣，通過設(shè)置溝部，在第三襯 底103上一體地形成了各變形例的第三框部分、第三錘部分、梁部等結(jié) 構(gòu)，為了便于說明，用單點(diǎn)劃線示出了各結(jié)構(gòu)的區(qū)域的邊界。此外，關(guān) 于被第三襯底103遮蓋的第一襯底101和第二襯底102的結(jié)構(gòu)，用虛線 補(bǔ)充。
圖6所示的變形例1與本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器相比，形成 在第三錘部分123和撓性部142之間的溝部150的位置不同。在實(shí)施例 1的加速度傳感器中，撓性部142的端部位于不超過連接以下連接部分 的虛擬線段的范圍內(nèi)，該連接部分是相鄰的2個(gè)梁部130和第三框部分 113的連接部分。而在變形例l中，撓性部142延伸得超過虛擬線段。 該形狀通過增大撓性部142的體積，來增大粘附時(shí)撓性部142對(duì)錘部120 施加的沖擊，能提高防止粘附的效果。
圖7 (a)所示的變形例2與本發(fā)明實(shí)施例1的加速度傳感器相比， 不同點(diǎn)在于，在變位限制部141和撓性部142之間設(shè)置了連接部144。 連接部144為比梁部130的寬度窄的形狀。通過利用該連接部144來連 接變位限制部141和撓性部142，能使撓性部142更容易發(fā)生變位，錘 部120和撓性部142附著時(shí)，能施加更強(qiáng)的沖擊。
此外，圖7 (b)所示的變形例2與圖7 (a)中記載的變形例的加 速度傳感器相比，形成在第三錘部分123和撓性部142之間的溝部150 的位置不同。在圖7(b)所示的加速度傳感器中，撓性部142的端部 位于不超過連結(jié)以下連接部分的虛擬線段的范圍內(nèi)，該連接部分是相鄰 的2個(gè)梁部130和第三框部分113的連接部分。而在圖7(a)所示的加 速度傳感器中，撓性部142延伸得超過虛擬線段。通過利用該形狀，來 設(shè)置寬度比梁部130窄的連接部并增大撓性部142的體積，能進(jìn)一步增 大粘附時(shí)撓性部142對(duì)錘部120施加的沖擊。圖8所示的變形例3與圖7所示的變形例2中記載的連接部144相 比，不同點(diǎn)在于，在第三襯底103上，形成為連接部144延伸到虛擬線 段附近，撓性部142具有間隔地包圍在連接部的周圍。通過像這樣增大 變位限制部141和撓性部142的距離，使撓性部142成為更容易發(fā)生變 位的形狀，錘部120和限位部140附著時(shí)，能提供更強(qiáng)的沖擊。
圖9 (a)所示的變形例4為把圖7(a)所示的變形例2的連接部 144分割為多個(gè)連接部144而得到的形狀。即、與圖7(a)所示的變形 例2相比，不同點(diǎn)在于，為在變位限制部141和撓性部142的邊界的整 個(gè)寬度上進(jìn)行連接的形狀。據(jù)此，在撓性部142相對(duì)于變位限制部141， 向扭轉(zhuǎn)的方向變位時(shí)，能降低撓性部142自身破損的可能性。這時(shí)，分 割為多個(gè)的連接部144各自的寬度的合計(jì)，理想的是比梁部130的寬度 小。據(jù)此，能保證撓性部容易變位的形狀。通過采用該形狀，在為了使 限位部140與第一錘部分121具有間隔而除去第二襯底102時(shí)，能效率 良好地除去第二襯底102。此外，在圖7(a)中，記載為各限位部140 的各連接部144的數(shù)量不同，但是，這些是對(duì)使限位部140的連接部144 的數(shù)量不同時(shí)的形狀的例示，在實(shí)際的加速度傳感器中，各限位部140 為相同形狀。圖9 (b)所示的變形例4為把圖7(b)所示的變形例2 的連接部144分割為多個(gè)時(shí)的形狀，是同時(shí)具有圖7(a)中描述的優(yōu)點(diǎn) 和增大撓性部142的體積帶來的優(yōu)點(diǎn)的形狀。
圖10 U)所示的變形例5與實(shí)施例1的加速度傳感器相比，不同 點(diǎn)在于，撓性部142為與變位限制部141不連接的形狀。即、變形例5 的加速度傳感器中，變位限制部141和撓性部142分體設(shè)置，撓性部142 通過連接部144連接在第三框部分113上。此外，圖10(b)所示的變 形例5與圖10 (a)所示的加速度傳感器的變形例一樣，與實(shí)施例1的 加速度傳感器相比，不同點(diǎn)在于，撓性部142通過連接部144不是與變 位限制部141連接，而是與第三框部分113連接。此外，在圖10(b) 所示的變形例5中，撓性部142分離為2個(gè)，分別通過連接部144與第 三框部分113的不同邊連接。在這些變形例5中，為了提高沖擊性，最 好撓性部142的面積的合計(jì)比變位限制部的面積大。此外，在變形例5 中，即使一個(gè)限位部140破損時(shí)，因?yàn)樽兾幌拗撇?41和撓性部142分 體構(gòu)成，所以不受限位部140破損的影響，在其他限位部140和錘部120 產(chǎn)生粘附時(shí)對(duì)錘部120施加沖擊，能消除粘附。
權(quán)利要求
1. 一種加速度傳感器，其特征在于，包括錘部；框部，與所述錘部具有間隔地包圍所述錘部的周圍；梁部，連接所述錘部和所述框部；以及限位部，具有限制所述錘部垂直向上的變位的變位限制部，和連接在該變位限制部上并且與該錘部、所述框部、所述梁部具有間隔的撓性部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加速度傳感器，其特征在于所述變位限制部和所述撓性部的連接部分的寬度比所述梁部的寬 度窄。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加速度傳感器，其特征在于 在所述變位限制部和所述撓性部的接合部分形成有多個(gè)開口部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的加速度傳感器，其特征在于 所述撓性部的面積比所述變位限制部的面積大。
5. —種加速度傳感器，其特征在于，包括 錘部；框部，與所述錘部具有間隔地包圍所述錘部的周圍；梁部，連接所述錘部和所述框部；變位限制部，限制所述錘部垂直向上的變位；以及撓性部，通過連接部連接在所述框部上，與該錘部、所述梁部和所 述變位限制部具有間隔地覆蓋該錘部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加速度傳感器，其特征在于 所述框部和所述撓性部的連接部分的寬度比所述梁部的寬度窄。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的加速度傳感器，其特征在于: 所述撓性部的面積比所述變位限制部的面積大。
8. —種加速度傳感器，形成在具有第一襯底、設(shè)置在該第一襯底 上的第二襯底、和設(shè)置在該第二襯底上的第三襯底的層疊襯底上，其特 征在于所述第 一襯底具有第 一 溝部，該第 一 溝部使構(gòu)成錘部的第 一錘部分 與和該第 一錘部分具有間隔地包圍該第 一錘部分并且構(gòu)成框部的第一框部分分離；所述第二襯底具有第二溝部，該第二溝部使第二錘部分與第二框部 分分離，該第二錘部分構(gòu)成所述錘部并且與所述第一錘部分的一部分連 接，所述第二框部分與該第二錘部分具有間隔地包圍該第二錘部分且與 所述第一框部分連接，并且構(gòu)成所述框部；所述第三襯底具有劃分第三錘部分、第三框部分、梁部、變位限制 部和撓性部的第三溝部；所述第三錘部分構(gòu)成所述錘部并且與所述第二 錘部分連接，所述第三框部分與該第三錘部分具有間隔地包圍該第三錘 部分且與所述第二框部分連接，并且構(gòu)成所述框部，所述梁部連接該第 三錘部分和該第三框部分，所述變位限制部從該第三框部分延伸并且覆 蓋所述第一錘部分，所述撓性部與該第三錘部分、該第三框部分和該梁 部具有間隔地從該變位限制部延伸并且覆蓋該第 一錘部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的加速度傳感器，其特征在于 所述第二襯底是硅氧化膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的加速度傳感器，其特征在于 所述第三溝部到達(dá)所述限位部和所述撓性部之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的加速度傳感器，其特征在于所述第三襯底在所述限位部與所述撓性部的連接部分上形成有開 o部。
12. —種加速度傳感器，形成在具有第一襯底、設(shè)置在該第一襯底 上的第二襯底、和設(shè)置在該第二襯底上的第三襯底的層疊襯底上，其特 征在于所述第一襯底具有第一溝部，該第一溝部使構(gòu)成錘部的第一錘部分 和與該第 一錘部分具有間隔地包圍該第 一錘部分并且構(gòu)成框部的第一 框部分分離；所述第二襯底具有分離第二錘部分和第二框部分的第二溝部，該第 二錘部分構(gòu)成所述錘部并且與所述第一錘部分連接，該第二框部分與該 第二錘部分具有間隔地包圍該第二錘部分且與所述第一框部分連接，并 且構(gòu)成所述框部；所述第三襯底具有劃分第三錘部分、第三框部分、梁部、變位限制部和撓性部的第三溝部；該第三錘部分構(gòu)成所述錘部并且與所述第二錘 部分連接，所述第三框部分與該第三錘部分具有間隔地包圍該第三錘部 分且與所述第二框部分連接，并且構(gòu)成所述框部，所述梁部連接該第三 錘部分和該第三框部分，所述變位限制部從所述第三框部分延伸并且覆 蓋所述第一錘部分，所述撓性部與該第三錘部分、該梁部和該變位限制 部具有間隔地從該第三框部分延伸，并且覆蓋第一錘部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的加速度傳感器，其特征在于 所述第二襯底是硅氧化膜。
14. 一種加速度傳感器的制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備由第一襯底、配置在該第一襯底上的第二襯底、和配置在該第 二襯底上的第三襯底構(gòu)成的層疊襯底的第一步驟；在所述第三襯底上形成第一溝部的第二步驟；該第一溝部用于劃分 構(gòu)成錘部的第三錘部分、與該第三錘部分具j間隔地包圍該第三錘部分 并且構(gòu)成框部的第三框部分、連接該第三錘部分和該第三框部分的梁 部、以及限位部，該P(yáng)艮位部與該錘部和該梁部具有間隔地連接在該第三 框部分上，具有限制該錘部的變位的變位限制部、以及連接在該變位限 制部上并且與該錘部、該梁部和該框部具有間隔地覆蓋該錘部的撓性 部；在所述第一襯底上形成第二溝部的第三步驟；該第二溝部用于劃分 構(gòu)成所述錘部并且與所述P艮位部具有間隔地重疊的第一錘部分、以及構(gòu) 成所述框部并且與該第 一錘部分具有間隔地包圍該第 一錘部分的第一 框部分；除去所述第二襯底，使得形成第二框部分和第二錘部分的第四步 驟，該第二框部分構(gòu)成所述框部并且連接所述第一框部分和所述第三框 部分，所述第二錘部分構(gòu)成所述錘部并且連接所述第一錘部分和第三錘 部分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的加速度傳感器的制造方法，其特征在于所述第二襯底是硅氧化膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種加速度傳感器的構(gòu)造及其制造方法，對(duì)于具有限位部構(gòu)造的加速度傳感器，特別是利用微細(xì)加工工藝制造的具有限位部構(gòu)造的加速度傳感器，能消除錘和限位部粘附的問題。本發(fā)明提供的加速度傳感器，其特征在于，包括錘部；具有間隔地包圍所述錘部的周圍的框部；連接所述錘部和所述框部的梁部；以及限位部，該限位部具有限制所述錘部垂直向上的變位的變位限制部，和連接在該變位限制部上并且與該錘部、所述框部、所述梁部具有間隔的撓性部。
文檔編號(hào)G01P15/12GK101545919SQ200910005608
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者野村昭彥 申請(qǐng)人:Oki半導(dǎo)體株式會(huì)社