角速度检测装置和角速度检测装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供角速度检测装置和角速度检测装置的制造方法，上述角速度检测装置具备半导体基板(2)、形成于半导体基板(2)上的振子(3)、形成于半导体基板(2)上的控制振子(3)的控制电路(4)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具备包括压电体膜的振子的。
技术介绍
具有MEMS (Micro Electro Mechanical Systems 微机电系统)结构，并具备包括 压电体膜的梁型振子的角速度检测装置及其制造方法是公知的。在专利文献1中，公开了 具备由硅形成的基板、具有振子的陀螺传感器元件、和IC基板的角速度检测装置。振子的 一部分由基板的一部分被蚀刻的硅形成。振子具备依次叠层的下部电极、压电体膜和上部 电极。IC基板具备与上部电极和下部电极连接的、控制振子的IC电路。在该角速度检测装置中，当对通过来自IC基板的驱动信号而在规定的方向上振 动的振子施加角速度时，柯氏力作用于振子。基于由该柯氏力引起的振动和由驱动信号引 起的振动，振动信号从振子的压电体膜通过上部电极输出。在该振动信号被输入到控制电 路后，变换为基于角速度的输出信号，由此检测出角速度。专利文献1 日本特开2005-227110号公报
技术实现思路
但是，在上述角速度检测装置中，振子与具有控制振子的IC电路的IC基板由不同 部件构成。因此，存在如下问题难以使角速度检测装置的厚度为1mm以下，角速度检测装 置的小型化较为困难。鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供能够小型化的角速度检测装置和角速度检 测装置的制造方法。根据本专利技术的一个实施方式，提供角速度检测装置，该角速度检测装置具备半导 体基板、形成于半导体基板上的振子、和形成于半导体基板上的控制振子的控制电路。根据本专利技术的另一个实施方式，提供具备振子的角速度检测装置的制造方法，上 述振子具有多个梁型电极，所提供的角速度检测装置的制造方法包括在半导体基板上层 叠下部保护膜、下部电极、压电体膜、上部电极膜和掩模件的步骤；将掩模件图案化的步骤； 和同时蚀刻振子的下部保护膜、下部电极、压电体膜和上部电极膜的步骤。专利技术效果根据本专利技术，可提供能够小型化的角速度检测装置及角速度检测装置的制造方 法。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的角速度检测装置的全体结构图。图2是沿图1的II-II方向的截面图。图3是图1所示的振子的立体图。4图4是用于说明本专利技术的第一实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图。(之一)图5是用于说明本专利技术的第一实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图。(之二)图6是用于说明本专利技术的第一实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图。(之三)图7是用于说明本专利技术的第一实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图。(之四)图8是本专利技术的第二实施方式的角速度检测装置的全体结构图。图9是示意性表示本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的振子结构的俯视 图。图10是沿图9所示的振子的X-X方向截面图。图11是沿图9所示的振子的XI-XI方向的截面图。图12是表示本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的结构的示意图。图13是用于说明本专利技术的第三实施方式的压电体膜的蚀刻量的振子截面图。图14是用于说明本专利技术的第三实施方式的压电体膜的蚀刻量的图表。图15是记载材料的蚀刻速率的表。图16是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图(之一)。图17是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图(之二)。图18是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图(之三)。图19是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图(之四)。图20是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图(之五)。图21是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图(之六)。图22是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的工序截 面图(之七)。图23是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的其他例 子的工序截面图(之一)。图24是用于说明本专利技术的第三实施方式的角速度检测装置的制造方法的其他例 子的工序截面图(之二)。具体实施例方式接着，参照附图，对本专利技术的第一至第三实施方式进行说明。在以下的附图的记载 中，对于相同或类似的部分标注相同或类似的符号。但是，附图为示意图，应该注意厚度和平面尺寸的关系、各层的厚度比例等与现实的情况不同。所以，具体的厚度、尺寸应该参照 以下的说明而判断。另外，当然在附图相互之间也存在相互的尺寸关系、比例不同的部分。另外，以下所示的第一至第三实施方式是举例表示用于将本专利技术的技术思想具体 化的装置、方法，本专利技术的技术思想、构成部件的材质、形状、构造、配置等并不限定于下述 内容。该专利技术的技术思想在权利要求的范围内，能够增加各种变更。(第一实施方式)如图1所示，本专利技术的第一实施方式的角速度检测装置(陀螺传感器)1具备半 导体基板2、形成于半导体基板2上的振子3、和形成于半导体基板2上的控制振子3的控 制电路4。振子3和控制电路4通过由铝(Al)等形成的多条配线6连接。如图2所示，控制电路4由保护膜5保护。图2是沿图1的II-II方向的截面图。 保护膜5为氧化硅(SiO2)膜，以覆盖半导体基板2和控制电路4的上表面的方式形成。此 夕卜，振子3的下部保护膜11和保护膜5连续地形成。图3为振子3的立体图。在下文中，以图3的箭头所示的XYZ表示XYZ方向。半导体基板2为具有约300 μ m厚度的硅(Si)基板。半导体基板2的厚度只要具 有在安装时等能够保持的程度的厚度即可，能够进行适当的改变。在俯视时，半导体基板2 在X方向上具有约4. Omm的长度，在Y方向上具有约4. 5mm的长度。与振子3的下方对应 的半导体基板2的一部分，以约50 μ m的深度被蚀刻。由此，在半导体基板2与振子3的下 表面之间，形成有约50 μ m的间隔tg的空洞7。此外，空洞7的间隔tg的厚度只要是当振 动时振子3不受到其与半导体基板2之间所产生的气压变化等的影响的程度即可，并没有 特别的限定。振子3被构成为在XZ方向上能够振动的梁型。振子3被形成于半导体基板2上。 振子3具有约2 μ m 约6 μ m的Z方向的厚度t和约5 μ m 约6 μ m的X方向的宽度。振 子3的厚度t根据Z方向的所期望的共振频率f进行适当改变。为了提高输出灵敏度，优 选厚度t与振子3的宽度为相同长度，使得截面形状成为正方形。如图2所示，振子3具备下部保护膜11、下部电极12、压电体膜13、上部电极14、 和上部保护膜15。下部保护膜11用于保护下部电极12的下表面，并且用于调整共振频率f。下部保 护膜11形成于下部电极12的下表面。在下部保护膜11的下表面与半导体基板2之间，形 成有具有规定的间隔tg(例如50 μ m)的空洞7。此外，对间隔tg的大小没有特别的限定， 与振子3的Z方向的振幅相配合能够进行适当的改变。下部保护膜11为具有约1 μ m 约 4ym的厚度tl的SiO2膜。基于以下所示的表1，设定下部保护膜11的厚度tl，由此对振 子3的共振频率f进行粗略的调整。下部保护膜11与共振频率f的具体关系如表1所示。[表 1]<table>table see original document page 6</column></row>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角速度检测装置，其特征在于，包括：半导体基板；形成在所述半导体基板上的振子；和形成在所述半导体基板上的、控制所述振子的控制电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.09.25 JP 2007-246787;2007.09.25 JP 2007-24788一种角速度检测装置，其特征在于，包括半导体基板；形成在所述半导体基板上的振子；和形成在所述半导体基板上的、控制所述振子的控制电路。2.如权利要求1所述的角速度检测装置，其特征在于 所述振子在其内部包括压电体膜。3.如权利要求1所述的角速度检测装置，其特征在于 所述振子为梁型。4.如权利要求1所述的角速度检测装置，其特征在于 在所述振子上形成有驱动电极和检测电极。5.如权利要求4所述的角速度检测装置，其特征在于 所述检测电极与所述驱动电极隔开规定的间隔而形成。6.如权利要求5所述的角速度检测装置，其特征在于 所述规定的间隔为0. 3至0. 5 y m。7.如权利要求1所述的角速度检测装置，其特征在于 所述控制电路包括驱动电路，向所述驱动电极输出使所述振子在规定的方向上振动的信号；检测电路，从由所述检测电极输出的基于所述振子的角速度的信号检测出检测信号；和检波电路，对所述检测信号进行检波并输出输出信号。8.如权利要求2所述的角速度检测装置，其特征在于 所述振子的压电体膜的侧面被由绝缘体形成的保护膜覆盖。9.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：纸西大祐，高冈将树，藤森敬和，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP