半导体传感器和用于半导体传感器的传感器主体的制造方法技术

提供一种可以减小厚度的半导体传感器和一种制造用于半导体传感器的传感器主体的方法。规定当在中心线ｃ中的延伸方向上测量时的重物部分５和附加重物部分３的总长度Ｌ１要短于当在中心线ｃ的延伸方向上测量时的支撑物部分７的长度Ｌ２。重物部分５和附加重物部分３容纳在被支撑物部分７包围时所确定的空间１５内。然后，确定允许重物部分５和附加重物部分３在空间１５内移动的重物部分５和附加重物部分３的尺寸和形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体传感器和用于半导体传感器的传感器主体的 制造方法。更准确地说，本专利技术涉及能够测量由外部施加的力在预定 方向上引起的加速度和通过使半导体传感器、即用作陀螺仪的半导体 传感器件、倾斜而施加的在预定方向上呈不变状态的重力加速度的一 种半导体传感器，而且涉及用作半导体传感器的传感器主体的一种制 造方法。
技术介绍
曰本专利申请乂^布No. 2004-125704 (专利文件1) ^^开一种包含 传感器主体、附加重物部分和基座的半导体传感器的实施例。传感器 主体包含配置在其中心部分上的重物部分、配置在其外周边部分上圆 柱形支撑物部分和配置在重物部分和支撑物部分之间的膜片部分。然 后用圆柱形基座支承支撑物部分。把附加重物部分固定到重物部分的 一个末端上并且把附加重物部分安置在基座和支撑部分所包围的空间 内。在这种类型的半导体加速度传感器中，重物部分和附加重物部分 基于由外部施加的力引起的加速度或者在倾斜传感器的状态中所施加 的重力加速度而移动，并且由此使膜片部分变形。然后，在膜片部分 上形成的各个传感器元件相应地输出表示与变形量相当的探测信号。 专利文献1:日本专利申请公开No. 2004-125704。 然而，在常规半导体传感器中，由圆柱形基座支承支撑物部分。 因此，对减小包含基座尺寸的半导体传感器厚度有限制。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供可以减小厚度的一种半导体传感器和制造用于该种半导体传感器的传感器主体的一种方法。本专利技术的另一个目的在于提供不需要支承支撑物部分的基座的 一种半导体传感器和制造该种半导体传感器的一种方法。目的在于用本专利技术来改进的一种半导体传感器包括包含配置在 其中心部分内的重物部分、配置在其外周边部分上的圃柱形支撑物部 分和配置在重物部分和支撑物部分之间的膜片部分的传感器主体；以 及固定在重物部分上的附加重物部分，以使通过重物部分中心并且在 垂直于膜片部分延伸方向的方向上延伸的中心线通过附加重物部分的 重心。在本专利技术中，当在中心线延伸方向上测量时的重物部分和附加 重物部分的总长度短于当在中心线延伸方向上测量时的支撑物长度。 因此，重物部分和附加重物部分具有允许其在被支撑物部分包围时限 定的形状内移动的一些尺寸和形状。在像本专利技术中那样确定当在中心 线延伸方向上测量时的重物部分和附加重物部分的总长度短于当在中 心线延伸方向上测量时的支撑物部分长度时，可以在被支撑物部分包 围的空间内容纳重物部分和附加重物部分。由于这个缘故，就没有必 要像常规技术中那样设置支承支撑物部分的基座，因为重物部分和附 加重物部分具有允许其在被支撑物部分包围的空间内移动的一些尺寸 和形状。由此可以减少半导体传感器的元件数目，以致可以减小半导体传感器的厚度。可以构成具有面向膜片部分背表面的上表面、与在中心线延伸方 向上的上表面相对的下表面和置于上下表面之间的外周边表面的附加 重物部分。外周边表面面对支撑物部分。在这点上优选的是，面向附 加重物部分的支撑物部分内周边表面的形状和附加重物部分的形状是 这样确定的，以致当附加重物部分朝着膜片部分位移预定量时在附加 重物部分的外周边表面和上表面之间形成的外侧拐角部分逐渐紧靠在 支撑物部分的内周边表面上，由此限制附加重物部分朝向膜片部分的 位移量。在这样安排的情况下，当把加速度施加于半导体传感器而然 后附加重物部分完全不可避免将要移动时，外侧拐角逐渐紧靠在支撑物部分的内周边表面上。由此使附加重物部分的位移量限制在一个预 定的范围内。由于这个缘故，可以防止膜片部分由于附加重物部分的 移动而造成的破裂或损坏。本专利技术的另一种半导体传感器包括包含配置在其中心部分内的 重物部分、配置在其外周边部分上的圆柱形支撑物部分和配置在重物 部分和支撑物部分之间的膜片部分的传感器主体。因此，当在中心线 延伸方向上测量时的重物部分长度短于当在中心线延伸方向上测量时 的支撑物部分长度。重物部分具有允许其在被支撑物包围的空间内移 动的一些尺寸和形状。同样在这种类型的半导体传感器中，没有必要 设置像在常规技术中那样支承支撑物部分的基座。由此可以减少半导 体传感器的元件数目，以致可以减小半导体传感器的厚度。可以按以下所述制造用于本专利技术半导体传感器的传感器主体。首先，在半导体衬底的其中一个表面上形成绝缘层。用光敏抗蚀剂涂盖 绝缘层，由此形成第一非光敏化抗蚀剂层。其次，使紫外光通过光掩 模照射到第 一非光敏化抗蚀剂层上而然后使照射过的第 一非光敏化抗 蚀剂层显影，由此在半导体衬底的其中一个表面上形成具有预定形状 第一蚀刻孔的第一抗蚀剂层。第一抗蚀剂层覆盖要形成支撑物部分的 部分。然后，通过第一蚀刻孔蚀刻绝缘层，以去除位于对应于第一蚀 刻孔的部分的绝缘层，由此形成在绝缘层内的第二蚀刻孔。下一步，去除第一抗蚀剂层，而然后通过第二蚀刻孔对半导体衬 底施加各向异性蚀刻，由此形成在半导体村底中的凹面部分。下一步，在凹面部分内壁表面上形成壁表面绝缘薄膜。然后，用 光敏抗蚀剂涂盖壁表面绝缘薄膜和随壁表面绝缘薄膜延伸的绝缘层， 由此形成第二非光敏化抗蚀剂层。使紫外光通过光掩模照射到第二非 光敏化抗蚀剂层上，而然后使照射过的第二非光敏化抗蚀剂层显影， 由此形成预定形状的第二抗蚀剂层和第三抗蚀剂层。把笫二抗蚀剂层 设置在凹面部分的中心位置上。第二抗蚀剂层具有比凹面部分底部表 面面积小的面积而且覆盖要形成重物部分的部分。第三抗蚀剂层覆盖 包围要形成支撑物部分的凹面部分的部分。第二和第三抗蚀剂层确定在其间的第三蚀刻孔。其次，通过第三蚀刻孔来蚀刻壁表面绝缘薄膜，由此在壁表面绝 缘薄膜内形成第四环形蚀刻孔。然后，在去除第二和第三抗蚀剂层以 后，通过第四蚀刻孔对半导体衬底施加各向异性蚀刻，由此在凹面部 分底部上设置的半导体衬底部分内形成环形凹面部分。然后，由对应 于环形凹面部分底部表面的半导体衬底部分确定膜片部分，而由保留 在环形凹面部分中心位置上的半导体衬底部分确定重物部分。在这样构造的情况下，可以容易制作成像这样具有短于在中心线 延伸方向上的支撑物部分长度的在中心线延伸方向上的重物部分长度 的传感器主体。可以使用湿法刻蚀或干法刻蚀。绝缘层可以是二层结构的，例如，包括通过热氧化半导体村底表硅薄膜。在这样结构的情况下，改进氮化硅薄膜对半导体衬底的粘合。 可以用薄膜形成技术形成的氮化硅来制作成壁表面绝缘薄膜。 使紫外光通过光掩模照射到第二非光敏化抗蚀剂层上的过程可 以包括两个步骤、第一照射步骤和第二照射步骤。在第一照射步骤中， 使紫外光通过第一负光掩模照射到第二非光敏化抗蚀剂层上，由此使 要形成支撑物部分的一部分第二非光敏化抗蚀剂层交联。在笫二照射 步骤中，在第一照射步骤或前或后使紫外光通过第二负光掩模照射到 第二非光敏化抗蚀剂层上，由此使要形成重物部分的一部分非光敏化 抗蚀剂层交联。在这样安排的情况下，可以形成精确形状和尺寸的第 二和笫三抗蚀剂层。第一负光掩模可以包括紫外光通过的主要部分和在面向第二非 光敏化抗蚀剂层的主要部分相对表面的中心位置上形成的掩模部分。可以这样形成掩模部分以致使紫外光不照射到除了要形成支撑物部分 的 一部分笫二非光敏化抗蚀剂层以外的 一部分第二非光敏化抗蚀剂层上。第二负光掩模可以包括主要部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体传感器，包括：　传感器主体，包括有配置在其中心部分内的重物部分、配置在其外周边部分内的圆柱形支撑物部分以及配置在重物部分和支撑物部分之间的膜片部分；以及　附加重物部分，固定在重物部分上，使得通过重物部分中心而且在垂直于膜片部分延伸方向的方向上延伸的中心线通过附加重物部分重心；其中　在中心线延伸方向上测量的重物部分和附加重物部分的总长度短于在中心线延伸方向上测量的支撑物部分长度；　重物部分和附加重物部分容纳在支撑物部分所包围的空间内；以及　确定允许重物部分和附加重物部分在该空间内移动的重物部分和附加重物部分的尺寸和形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-12-20 366607/20051.一种半导体传感器，包括传感器主体，包括有配置在其中心部分内的重物部分、配置在其外周边部分内的圆柱形支撑物部分以及配置在重物部分和支撑物部分之间的膜片部分；以及附加重物部分，固定在重物部分上，使得通过重物部分中心而且在垂直于膜片部分延伸方向的方向上延伸的中心线通过附加重物部分重心；其中在中心线延伸方向上测量的重物部分和附加重物部分的总长度短于在中心线延伸方向上测量的支撑物部分长度；重物部分和附加重物部分容纳在支撑物部分所包围的空间内；以及确定允许重物部分和附加重物部分在该空间内移动的重物部分和附加重物部分的尺寸和形状。2. 根据权利要求l所述的半导体传感器，其中 附加重物部分包括面向膜片部分背表面的上表面、在中心线延伸 方向上与上表面相对的下表面、以及位于上表面和下表面之间面向支 撑物部分的外周边表面；以及这样来确定面向附加重物部分的支撑物部分内周边表面的形状 和附加重物部分的形状，以致当附加重物部分朝向膜片部分位移一个 预定量时，在附加重物部分的外周边表面和上表面之间形成的外侧角 部分逐渐紧靠在支撑物部分内周边表面上，由此限制附加重物部分朝 向膜片部分的位移量。3. —种半导体传感器，包括传感器主体，包括有配置在其中心部分内的重物部分、配置在其 外周边部分内的圆柱形支撑物部分以及配置在重物部分和支撑物部分 之间的膜片部分，其中在中心线延伸方向上测量的重物部分长度短于在中心线延伸方 向上测量的支撑物部分长度；以及确定允许重物部分在支撑物部分所包围的空间内移动的重物部 分的尺寸和形状。4. 一种通过蚀刻半导体衬底来制造用于半导体传感器的传感器 主体的方法，传感器主体包括有配置在其中心部分内的重物部分、配 置在其外周边部分内的圆柱形支撑物部分、以及配置在重物部分和支 撑物部分之间的膜片部分，该方法包括在半导体衬底的一个表面上形成绝缘层；用光敏抗蚀剂涂盖绝缘层，由此形成第一非光敏化抗蚀剂层；使紫外光透过光掩模照射到第一非光敏化抗蚀剂层上而然后使 被照射的第一非光敏化抗蚀剂层显影，由此在半导体衬底的一个表面 上形成具有预定形状的第一蚀刻孔的第一抗蚀剂层，该笫一抗蚀剂层 覆盖要形成支撑物部分的部分；通过第一蚀刻孔来蚀刻绝缘层以去除与第一蚀刻孔相对应的一 部分绝缘层，由此在绝缘层中形成第二蚀刻孔；去除笫一抗蚀剂层而然后通过第二蚀刻孔对半导体衬底施加各 向异性蚀刻，由此在半导体衬底中形成凹面部分；在凹面部分的内壁表面上形成壁表面绝缘薄膜；用光敏抗蚀剂涂盖壁表面绝缘薄膜和随着壁表面绝缘薄膜延...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽井努，小森一哉，
申请(专利权)人：北陆电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]