(57)【要約】【課題】変位測定範囲を増加させた可動ゲート型加速度センサを提供することにある。【解決手段】複数のソース電極１７ａ，１７ｂとドレイン電極１８ａ，１８ｂの組みを設け、ソース電極１７ａ，１７ｂそれぞれにソース配線部１９ａ，１９ｂを接続し、ドレイン電極１８ａ，１８ｂそれぞれにドレイン配線部２０ａ，２０ｂを接続し、それぞれの組のチャネル形成領域２１の上方に矩形状の可動ゲート１５が共通に配置される可動ゲート型加速度センサとした。【選択図】図１
2011196764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板内に設けられる複数のソース電極とドレイン電極組と、
前記複数のソース電極とドレイン電極組のソース電極とドレイン電極間の前記半導体基板の表面上に設けられるゲート酸化膜と、
前記複数のソース電極に電気的に接続されるソース配線部と、
前記複数のドレイン電極に電気的に接続されるドレイン配線部と、
前記半導体基板上に形成された支持部に支持された可動ゲート電極と、
を備える可動ゲート型電界効果トランジスタを用いた加速度センサであって、
前記可動ゲートは、前記複数のソース電極とドレイン電極組の全てのソース電極とドレイン電極間の上方に配置されることを特徴とする可動ゲート型加速度センサ。
【請求項２】
前記可動ゲートは矩形状であり、該矩形の長辺方向の端部で前記支持部に支持され、前記複数のソース電極とドレイン電極組のそれぞれのチャネル長の方向が前記可動ゲートの長辺方向に垂直に、配置されることを特徴とする請求項１に記載の可動ゲート型加速度センサ。
【請求項３】
前記可動ゲートは前記矩形の長辺から左右に突出する錘部を備えていることを特徴とする請求項２に記載の可動ゲート型加速度センサ。
【請求項４】
印加される電圧により静電力による前記可動ゲートと前記ゲート酸化膜との間隔を調整する電極を前記半導体基板の表面層に備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の可動ゲート型加速度センサ。
【請求項５】
前記複数のソース電極が連結されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の可動ゲート型加速度センサ。
【請求項６】
前記複数のソース電極とドレイン電極組の中から、変位検出に使用するソース電極とドレイン電極組を選択する切り替え回路を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の可動ゲート型加速度センサ。
【請求項７】
前記切り替え回路は、選択されているソース電極とドレイン電極組の出力電流をモニターすることで、変位検出に使用するソース電極とドレイン電極組を選択することを特徴とする請求項６に記載の可動ゲート型加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems：微小電気機械素子）技術を用いて形成される可動ゲート型加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図を参照しながら、従来の可動ゲート型加速度センサについて説明する。
図９は、従来の可動ゲート型加速度センサの構造図であり、図９（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図９（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図、図９（ｃ）はＹ−Ｙ線断面図である。
【０００３】
半導体基板１１は、平面度が高い表面を有するｐ型のシリコン基板である。
ゲート酸化膜１２は、半導体基板１１の表面を覆うシリコン酸化膜である。
可動ゲート１５は、ポリシリコンにより形成されており、空間部１６を隔ててチャネル形成領域２１の上側に配置される矩形状の部材である。可動ゲート１５は、支持部１５aにより矩形状部材の短辺側の一方で支持され、残る長辺側と錘側では自由端であって開放部１５ｂが形成される。このような支持部１５ａに支持される可動ゲート１５は、梁構造体となっており、ゲート酸化膜１２の表面に対して垂直方向に可動ゲート１５が移動する。なお、支持部１５ａはシリコン酸化膜を加工して形成される。他端は図示しないが、各種回路に接続される。
【０００４】
空間部１６は、ゲート酸化膜１２と可動ゲート１５との間に挟まれる空間である。
錘部２２は、ポリシリコンにより形成されており、可動ゲート１５と結合され、かつ空間部１６を隔てて半導体基板１１の上側に配置される矩形状の部材である。
【０００５】
ソース電極１７は、ｐ型シリコン基板である半導体基板１１上に形成された不純物拡散層（ｎ+注入層）である直線状の電極である。このソース電極１７が可動ゲート１５と平行に配置されてソースが構成される。
【０００６】
ドレイン電極１８は、ｐ型シリコン基板である半導体基板１１上に形成された不純物拡散層（ｎ+注入層）である直線状の電極である。このドレイン電極１８が可動ゲート１５と平行に配置されてドレインが構成される。
【０００７】
ソース配線部１９は、ゲート酸化膜開口部２３を通してソース電極１７と接続されており、他端は図示しないが、各種回路に接続される。ソース配線部１９は、アルミニウムにより形成される層である。
【０００８】
ドレイン配線部２０、ゲート酸化膜開口部２３を通してドレイン電極１８と接続されており、他端は図示しないが、各種回路に接続される。ドレイン配線部２０は、アルミニウムにより形成される層である。
【０００９】
可動ゲート型加速度センサの構成はこのようなものである。
続いて可動ゲート型加速度センサの機能について説明する。
このような可動ゲート型加速度センサは、チャネル形成領域２１上のゲート酸化膜１２と、可動ゲート１５と、の間に空間部（gap）１６を有している。このため外界からのウエハ面に対して鉛直方向の加速度により可動ゲート１５が変位すると、可動ゲート１５とゲート酸化膜１２との間の空間部１６の距離も変化する。そして、この空間部１６の距離の変化に応じて空間部１６の電界が変化し、チャネル形成領域２１に誘起されるキャリアの密度が変化してドレイン電流も変化する。
【００１０】
このように可動ゲート型加速度センサは、外界からの加速度をドレイン電流変化として検出するものである
また、このような可動ゲート型加速度センサは、例えば、機械スイッチ、共振器、メモリなどの用途でも使用されている。
【００１１】
さらに、このような加速度センサ（つまり可動ゲート型電界効果トランジスタ）が、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４および非特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０６−２０４５０２号公報
【特許文献２】特開２０００−１０８０９９号公報
【特許文献３】特開平９−１８０１５号公報
【特許文献４】特開平８−３３５７０５号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】M. Fernandez-Bolanos, N. Abele, D. Bouvet, V. Pott, G-A. Racine, J.M. Quero, A.M. Ionescu, "Polyimide sacrificial layer process for SOI SG-MOSFET pressure sensor ", 2006, Journal of MicroElectronic Engineering, Vol.83, pp. 1185-1188
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来技術の可動ゲート型加速度センサは、検出可能範囲が小さいという欠点があった。
外部より加速度が印加されたとき、可動ゲートは加速度に応じて変位する。この変位量は、可動ゲート１５に連結された錘部２２と可動ゲート１５の質量、可動ゲート１５のバネ定数、印加された加速度に応じた量となる。
【００１５】
そして、可動ゲート１５の変位に応じてドレイン電流（ドレインソース間電流）が変化する。このとき可動ゲート１５とチャネル形成領域との間の距離は、短い方が可動ゲート１５の変位量当たりのドレイン電流が大きくなる。
【００１６】
微小な加速度を検出したい場合、可動ゲート１５のバネ定数を小さくし加速度印加による可動ゲート１５の変位量を大きくするか、あるいは可動ゲート１５とソース１７とドレイン１８との距離（チャネル長）を短くし可動ゲート１５の変位量あたりのドレイン電流変化量を大きくすることで可能となる。しかし、この場合ある大きさ以上の加速度が印加された時に、可動ゲート１５がチャネル形成領域２１に極度に接近し、ドレイン電流が飽和し、大きな加速度が検出できなくなる問題がある。
【００１７】
一方、大きな加速度を検出したい場合、可動ゲート１５のバネ定数を大きくし加速度印加による可動ゲート１５の変位量を小さくするか、あるいは可動ゲート１５とチャネル長を長くし、可動ゲート１５のゲート酸化膜１２への衝突を防止することで可能であるが、可動ゲート１５の変位による外部回路が処理可能なだけ大きなドレイン電流を取り出すことができず小さな加速度は検出できなくなってしまう問題がある。
【００１８】
すなわち、従来技術の可動ゲート型加速度センサは、加速度検出範囲が制限されるという問題があった。
そこでこの発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、複数のチャネル形成領域を適所に配置することにより、変位測定範囲を増加させた可動ゲート型加速度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の特徴をなす可動ゲート型加速度センサは、以下のようになる。
半導体基板と、
前記半導体基板内に設けられる複数のソース電極とドレイン電極組と、
前記複数のソース電極とドレイン電極組のソース電極とドレイン電極間の前記半導体基板の表面上に設けられるゲート酸化膜と、
前記複数のソース電極に電気的に接続されるソース配線部と、
前記複数のドレイン電極に電気的に接続されるドレイン配線部と、
前記半導体基板上に形成された支持部に支持された可動ゲート電極と、
を備える可動ゲート型電界効果トランジスタを用いた加速度センサであって、
前記可動ゲートは、前記複数のソース電極とドレイン電極組の全てのソース電極とドレイン電極間の上方に配置されることで構成される。
【００２０】
このような可動ゲート型加速度センサは、加速度が印加されたときのチャネル形成領域と可動ゲートとの空間部１６距離が、可動ゲートの支持部１５ａからの距離、すなわちソース電極１７とドレイン電極１８の組の設置される位置によって異なり、しいてはソース電極１７とドレイン電極１８の組の設置される位置によって可動ゲートの変位によるドレイン電流（ドレインソース間電流）の変化量がことなる。
【００２１】
このことを利用し、大きな加速度を検出する場合は、可動ゲート１５の支持部１５ａに近い、チャネル形成領域２１と可動ゲート１５との間隔の変位が小さいソース電極１７とドレイン電極１８の組を使用する（図１ではソース電極１７bとドレイン電極１８ｂの組）。一方、小さな加速度を検出する場合は、可動ゲート１５が最もゲート酸化膜１２に近くなる部分（図１では可動ゲート１５の先端に近い部分）で、チャネル形成領域２１と可動ゲート１５との間隔の変位が大きなソース電極１７とドレイン電極１８の組を使用する（図１ではソース電極１７aとドレイン電極１８aの組）。
【００２２】
以上のように、一つの可動ゲート型電界効果トランジスを用いた可動ゲート型加速度センサで広い変位範囲を検出することが可能となる。
ここで、使用するソース・ドレイン組（位置）は外部回路により、出力電流をモニターし加速度に応じて自動的に選択される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、所望の検出範囲に合わせて複数のソース電極とドレイン電極の組を設置する構造を採用し、広い変位範囲を検出することが可能となる加速度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の形態の可動ゲート型加速度センサの構造図であり、図１（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図１（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図である。
【図２】本発明における、ＦＥＴ切り替え回路構成の概略図である。
【図３】本発明における、ＦＥＴ切り替え制御フローチャートである。
【図４】第１の形態の可動ゲート型加速度センサの断面工程図
【図５】第１の形態の可動ゲート型加速度センサの断面工程図
【図６】第２の形態の可動ゲート型加速度センサの構造図であり、図６（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図６（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図６（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図である。
【図７】第３の形態の可動ゲート型加速度センサの構造図であり、図６（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図６（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図６（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図ある。
【図８】第４の形態の可動ゲート型加速度センサの構造図であり、図７（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図７（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図７（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図である。
【図９】従来の可動ゲート型加速度センサの説明図であり、図９（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図９（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図９（ｃ）はＹ−Ｙ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の可動ゲート型加速度センサの第１の形態について説明する。まず、可動ゲート型加速度センサの構成について図を参照しつつ説明する。図１は可動ゲート型加速度センサの構造図であり、図１（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図１（ｃ）はＢ−Ｂ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図である。
【００２６】
半導体基板１１は、平面度が高い表面を有するｐ型のシリコン基板である。
ゲート酸化膜１２は、半導体基板１１の表面を覆うシリコン酸化膜である。
ソース配線部１９ａ，１９ｂはそれぞれが、一端が外界に露出しており、また、他端がゲート酸化膜１２内でソース電極１７ａ，１７ｂと電気的に接続されている。このソース配線部１９ａ，１９ｂには各種の配線が接続されることとなる。
【００２７】
ドレイン配線部２０ａ，２０ｂはそれぞれが、一端が外界に露出しており、また、他端がゲート酸化膜１２内でドレイン電極１８ａ，１８ｂと電気的に接続されている。このドレイン配線部２０ａ，２０ｂには各種の配線が接続されることとなる。
【００２８】
可動ゲート１５は、ポリシリコンにより形成されており、空間部１６を隔ててチャネル形成領域２１ａ，２０ｂの上側に配置される矩形状の部材である。可動ゲート１５は、支持部１５aにより矩形状部材の短辺側の一方で支持され、残る長辺側と錘側では自由端であって開放部１５ｂが形成される。このような支持部１５ａに支持される可動ゲート１５は、梁構造体となっており、ゲート酸化膜１２の表面に対して垂直方向に可動ゲート１５が移動する。なお、支持部１５ａはシリコン酸化膜を加工して形成される。
【００２９】
空間部１６は、ゲート酸化膜１２と可動ゲート１５との間に挟まれる空間である。
錘部２２は、ポリシリコンにより形成されており、可動ゲート１５と結合され、かつ空間部１６を隔てて半導体基板１１の上側に配置される矩形状の部材である。
【００３０】
ソース電極１７ａ，１７ｂは、ｐ型シリコン基板である半導体基板１１上に形成された不純物拡散層（ｎ+注入層）である直線状の電極である。これら複数のソース電極１７ａ，１７ｂが平行に配置されてソースが構成される。
【００３１】
ドレイン電極１８ａ，１８ｂは、ｐ型シリコン基板である半導体基板１１上に形成された不純物拡散層（ｎ+注入層）である直線状の電極である。これら複数のドレイン電極１８ａ，１８ｂが平行に配置されてドレインが構成される。
【００３２】
ソース配線部１９ａ，１９ｂは、ゲート酸化膜に形成される開口部２３を通してソース電極１７ａ，１７ｂと接続されており、他端は図示しないが、各種回路に接続される。
ソース配線部１９ａ，１９ｂは、アルミニウムにより形成される層である。
ドレイン配線部２０ａ，２０ｂは、ゲート酸化膜１２に形成される開口部２３を通してドレイン電極１８ａ，１８ｂと接続されており、他端は図示しないが、各種回路に接続される。
ドレイン配線部２０ａ，２０ｂは、アルミニウムにより形成される層である。
【００３３】
このように、ソース電極１７ａとドレイン電極１８ａとからなるソースドレイン組とソース電極１７ｂとドレイン電極１８ｂとからなるソースドレイン組の２つの組を備えている。
【００３４】
２つのソースドレイン組は、チャネル形成領域２１ａ，２１ｂのソース電極とドレイン電極との距離（チャネル長）の方向が可動ゲート１５の長手方向に垂直に配置され、チャネル形成領域２１ａとチャネル形成領域２１ｂの上に可動ゲート１５が配置される。
【００３５】
可動ゲート型加速度センサ１の構成はこのようなものである。
続いて可動ゲート型加速度センサの機能について説明する。
このような可動ゲート型加速度センサは、チャネル形成領域２１ａ，２１ｂ上のゲート酸化膜１２と、可動ゲート１５と、の間に空間部（gap）１６を有している。このため外界からの加速度により可動ゲート１５が変位すると、可動ゲート１５とゲート酸化膜１２との間の空間部１６の距離も変化する。そして、この空間部１６の距離の変化に応じて空間部１６の電界が変化し、チャネル形成領域２１ａ，２１ｂに誘起されるキャリアの密度が変化してドレイン電流も変化する。
【００３６】
大きな加速度を検出する場合は、可動ゲート１５の支持部１５ａに近い、チャネル形成領域２１ｂと可動ゲート１５との間隔の変位が小さいソース電極１７ｂとドレイン電極１８ｂのソースドレイン組を使用する。一方、小さな加速度を検出する場合は、可動ゲート１５が最もゲート酸化膜１２に近くなる部分で、チャネル形成領域２１ａと可動ゲート１５との間隔の変位が大きなソース電極１７ａとドレイン電極１８ａのソースドレイン組を使用する。
【００３７】
ここで、使用するソースドレイン組（位置）は、図２に示すような外部回路により出力電流をモニターし、加速度に応じて図３に示すようなフローチャートに従って自動的に選択される。
【００３８】
図２は、切り替え回路構成の概略図であり、図３は制御部の切り替え制御フローチャートである。
可動ゲート型加速度センサ３２は、図１で示したような複数のソースドレイン組（複数のＦＥＴ）を有する可動ゲート型加速度センサである。切り替えスイッチ３１は、制御部３０からの信号により複数のソースドレイン組（複数のＦＥＴ）を切り替えるスイッチである。制御部３０は切り替えスイッチ３１のうち閉じているスイッチに接続されるＦＥＴの電流値を読み込み、図３に示す切り替え制御フローチャートに従ってＦＥＴの切り替えが必要であれば切り替えスイッチ３１に信号を出力し、切り替えが不要である場合は電流値を出力する。
【００３９】
このように、本形態を用いることにより、一つの可動ゲート型電界効果トランジスを用いた可動ゲート型加速度センサで広い変位範囲を検出することが可能となる。
続いて、このような可動ゲート型加速度センサの製造方法について図を参照しつつ説明する。図４、図５は図１（ａ）中Ａ−Ａ断面から見た可動ゲート型加速度センサの製造工程図である。
【００４０】
可動ゲート型加速度センサの製造方法では、犠牲層を用いて可動ゲートを形成する犠牲層プロセスを用いる。
まず、図４（ａ）に示すように、Ｓｉ（シリコン）製の半導体基板１１を用いる。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、半導体基板１１の表面に、ボロンをイオン注入し、拡散炉を用いて１１００℃で熱処理することでp−ｗｅｌｌ層１３を形成する。次に、熱酸化炉を用いて、酸素雰囲気中１１００℃処理することにより図示しない熱酸化膜を１μｍの厚さに形成する（熱酸化膜形成工程）。そして、熱酸化膜上に図示しないフォトレジストを形成してエッチング加工してからレジストを剥離除去し、支持部１５ａ（図１参照）となる熱酸化膜を形成する（支持部形成工程）。
【００４２】
次に、図４（ｃ）に示すように、熱酸化炉を用いて酸素雰囲気中１１００℃で処理することにより半導体基板１１にゲート酸化膜１２を４０ｎｍ厚に形成する（ゲート酸化膜形成工程）。
【００４３】
次に、図４（ｄ）に示すように、レジストマスク４１を支持部１５ａやゲート酸化膜１２の上面に形成する（マスク形成工程）。詳しくは、フォトレジストを、支持部１５ａやゲート酸化膜１２の上面の全面に塗布する。そしてフォトレジストを感光しパターニングを行う。パターニングは、通常の等倍紫外線露光や縮小紫外線露光などにより行うことができる。等倍紫外線露光か縮小紫外線露光かは、必要な線幅に応じて決定される。このようにして、ソース電極１７ａ、１７ｂ、ドレイン電極１８ａ，１８ｂを形成するためのレジストマスク４１を形成する。
【００４４】
そして、イオン注入および熱処理による拡散で不純物拡散層とした複数のソース電極１７（１７ａ、１７ｂ）および複数のドレイン電極１８（１８ａ，１８ｂ）を形成する（ソース電極・ドレイン電極形成工程）。
【００４５】
次に、図４（e）に示すように、レジストマスク４１を除去する。フォトレジストであるマスクは、プラズマアッシング装置によりアッシング除去する。
そして、ソース電極１７ａ、１７ｂとソース配線部１９ａ、１９ｂとを電気的に接続し、および、ドレイン電極１８１８ａ，１８ｂとドレイン配線部２０ａ，２０ｂとを電気的に接続するための準備として、ソース電極１７ａ、１７ｂおよびドレイン電極１８ａ，１８ｂの上のゲート酸化膜１２に配線用のコンタクトホール２３を形成する（コンタクトホール形成工程）。具体的には図示しないフォトレジストのパターニングによりコンタクトホール形成箇所を外界に露出するマスクの形成工程、エッチングによりゲート酸化膜１２を除去するコンタクトホール２３の形成工程、フォトレジストのアッシング除去工程、を行う。
【００４６】
そして、図５（ａ）に示すようにソース配線部１９およびドレイン配線部２０を形成する。ソース配線部１９およびドレイン配線部２０の形成は、まずアルミニウムをスパッタにより堆積する。次にフォトレジストのパターニングによりソース配線部１９およびドレイン配線部２０の形成箇所を外界に露出するレジストマスクの形成工程、エッチングによりアルミニウム除去工程およびレジストマスクのアッシング除去工程を行う。
【００４７】
そして、図５（ｂ）に示すように、犠牲層２７を形成する（犠牲層形成工程）。例えば、フォトレジストと同様の取り扱いができる感光性ポリイミドが塗布され、パターニングをする。パターニングは、通常の等倍紫外線露光や縮小紫外線露光などにより行われる。また、パターニング後に熱処理され、犠牲層２７が形成される。
【００４８】
そして、図５（ｃ）に示すように、可動ゲート１５を形成する（可動ゲート形成工程）。ポリシリコン層を、犠牲層２７、ゲート酸化膜１２および支持部１５ａを覆うようにスパッタにより積層する。そしてこのポリシリコン層の上面にマスクを形成する。詳しくは、フォトレジストを、ポリシリコン層の上面に塗布する。そしてフォトレジストをパターニングする。パターニングは、通常の等倍紫外線露光や縮小紫外線露光などにより行う。このようにして、可動ゲート１５用のマスクを形成する。そしてレジストマスクでマスクされている箇所を除いて、エッチングにより除去し、可動ゲート１５の形状に加工する。そして、このレジストマスクは、プラズマアッシング装置によりアッシング除去する。
【００４９】
そして、図５（ｄ）に示すように、犠牲層２７が除去される（犠牲層除去工程図）。有機材料の犠牲層２７は、プラズマエッチングにより短時間に除去される。本形態では、ガスとしてＯ２とＨ２Ｏガスとを適用したプラズマエッチングを適用した。なお、通常のＯ２ガスを用いたプラズマエッチング、ＣＦ４やＳＦ６等のフッ素系ガス単体を用いたプラズマエッチング、または、フッ素系ガスにＯ２を混合した混合ガスを用いたプラズマエッチングも適用できる。さらに、ケミカルドライエッチング（ＣＤＥ）などの手法も適用可能である。これらの手法は、エッチング速度、他材質とのエッチング選択比を考慮して選択すれば良い。
【００５０】
その後、水素アニール工程で歪みの影響除去およびＳｉと電極とのコンタクト抵抗低減等を行い、可動ゲート型加速度センサとする。
本発明の可動ゲート型加速度センサの第２の形態について説明する。まず、可動ゲート型加速度センサの構成について図を参照しつつ説明する。図６（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図６（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図６（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図ある。
【００５１】
半導体基板１１は、平面度が高い表面を有するｐ型のシリコン基板である。
ゲート酸化膜１２は、半導体基板１１の表面を覆うシリコン酸化膜である。
ソース配線部１９ａ，１９ｂは、一端が外界に露出しており、また、他端がゲート酸化膜１２内でソース電極１７ａ，１７ｂと電気的に接続されている。このソース配線部１９ａ，１９ｂには各種の配線が接続されることとなる。
【００５２】
ドレイン配線部２０ａ，２０ｂは、一端が外界に露出しており、また、他端がゲート酸化膜１２内でドレイン電極１８ａ，１８ｂと電気的に接続されている。このドレイン配線部２０ａ，２０ｂには各種の配線が接続されることとなる。
【００５３】
可動ゲート１５は、ポリシリコンにより形成されており、空間部１６を隔ててチャネル形成領域２１の上側に配置される矩形状の部材である。可動ゲート１５は、支持部１５aにより矩形状部材の短辺側の一方で支持され、残る長辺側では自由端であって開放部１５ｂが形成される。このような支持部１５ａに支持される可動ゲート１５は、梁構造体となっており、ゲート酸化膜１２の表面に対して垂直方向に可動ゲート１５が移動する。なお、支持部１５ａはシリコン酸化膜を加工して形成される。
【００５４】
空間部１６は、ゲート酸化膜１２と可動ゲート１５との間に挟まれる空間である。
錘部２２は、ポリシリコンにより形成されており、可動ゲート１５と結合され、かつ空間部１６を隔てて半導体基板１１の上側に配置される矩形状の部材である。
【００５５】
ソース電極１７ａ，１７ｂは、ｐ型シリコン基板である半導体基板１１上に形成された不純物拡散層（ｎ+注入層）である直線状の電極である。これら複数のソース電極１７ａ，１７ｂが平行に配置されてソースが構成される。
【００５６】
ドレイン電極１８ａ，１８ｂは、ｐ型シリコン基板である半導体基板１１上に形成された不純物拡散層（ｎ+注入層）である直線状の電極である。これら複数のドレイン電極１８ａ，１８ｂが平行に配置されてドレインが構成される。
【００５７】
ソース配線部１９ａ，１９ｂは、ゲート酸化膜１２に形成される開口部２３を通してソース電極１７ａ，１７ｂと接続されており、他端は図示しないが、各種回路に接続される。
ソース配線部１９ａ，１９ｂは、アルミニウムにより形成される層である。
ドレイン配線部２０ａ，２０ｂは、ゲート酸化膜１２に形成される開口部２３を通してドレイン電極１８ａ，１８ｂと接続されており、他端は図示しないが、各種回路に接続される。
ドレイン配線部２０ａ，２０ｂは、アルミニウムにより形成される層である。
【００５８】
ここで、使用するソース電極とドレイン電極の組は、図２に示すような外部の切り替え回路により出力電流をモニターし、加速度に応じて図３に示すようなフローチャートに従って自動的に選択される。
【００５９】
第１の形態と異なる点は、錘部２２より先に可動ゲート１５が延長され、その可動ゲート１５の先端部にドレイン１８ａとソース電極１７ａの組が設置されていることである。
第１の形態に比して、加速度よる可動ゲート１５の変位量が、特に先端部のドレイン電極１８ａとソース電極１７ａの組において大きくなることで、より小さな加速度も検知できるようになる。
【００６０】
本発明の可動ゲート型加速度センサの第３の形態について説明する。
まず、可動ゲート型加速度センサの構成について図を参照しつつ説明する。図７（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図７（ｂ）はＥ−Ｅ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図７（ｃ）はＦ−Ｆ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図ある。
【００６１】
第１の形態と異なっている点について説明する。本形態では錘部２２の下に空間調整電極２６を設置している。この空間調整電極２６は図示しない電圧源に配線部２９によって接続されている。空間調整電極２６へ印加する電圧を可変することで、空間調整電極２６と可動ゲート１５との間の静電力を利用して可動ゲート１５とゲート酸化膜１２の距離を調整し、しいていは加速度検出可能範囲を可変することができる。例えば、小さな加速度を測定する場合、空間調整電極２６に電圧を印加することで、可動ゲート１５とゲート酸化膜１２の距離が小さくなり、可動ゲート１５の単位変位量あたりのドレイン電流が大きくなり、加速度検出感度が向上する。
【００６２】
本形態では、空間調整電極２６を形成したが、第１の形態では、使用しない（電流を流さない）ソース電極とドレイン電極組に対して電圧を印加することで空間調整電極２６と同様の機能を果たすことができる。
【００６３】
本発明を実施するための最良の形態の可動ゲート型加速度センサの第４の形態について説明する。
まず、可動ゲート型加速度センサの構成について図を参照しつつ説明する。図８（ａ）はゲート酸化膜および可動ゲートを取り去った内部構造図、図８（ｂ）はＧ−Ｇ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図、図８（ｃ）はＨ−Ｈ線断面図で可動ゲートを取り去った断面図ある。
【００６４】
第１の形態と異なっている点について説明する。本形態では、第１の形態で複数形成したソース電極１７a、１７bを連結し１つのソース電極１７としている。そして各ドレイン電極１８ａ，１８ｂに対して共通にしている。このような構成においても、第１の形態と同様の効果を奏する。
【００６５】
このことにより、パターンレイアウトが単純になり、製造中の不具合発生確率が低減される効果ある。
本形態ではこれら効果が相乗的に相俟って広い加速度測定範囲を有した可動ゲート型電界効果トランジスタを利用した可動ゲート型加速度センサを実現させることができる。
以上、本発明の各形態について説明した。
【００６６】
なお、可動ゲート１５としてポリシリコンを用いたが、これはアルミニウム、タングステン、モリブデン、銅などの導電性材料でもよい。
また、可動ゲート１５の支持部１５ａを可動ゲート１５の長手方向の一端に設けた例を示したが、両端に支持部１５ａがあっても可動ゲート１５の長手方向においてゲート酸化膜１２と可動ゲート１５の距離は均一とはならないため、可動ゲート１５の一端に支持部１５ａを設ける場合と同様に広い検出範囲を備えた加速度センサを提供することができる。
【００６７】
また、ドレイン配線部とソース配線部とに、ポリシリコンやタングステンを用いたが、これはアルミニウム、モリブデン、銅などの導電性材料でもよい。
また、ドレイン電極とソース電極にｎ型半導体を、チャネル形成領域にｐ型半導体を用いたが、これはドレインとソースにｐ型半導体を、チャンネルにｎ型半導体を用いてもよい。
【００６８】
これら構成は適宜選択される。
【符号の説明】
【００６９】
１１：半導体基板
１２：ゲート酸化膜
１５：可動ゲート
１５ａ：支持部
１５ｂ：開放部
１６：空間部（gap)
１７，１７ａ，１７ｂ：ソース電極
１８，１８ａ，１８ｂ：ドレイン電極
１９，１９ａ，１９ｂ：ソース配線部
２０，２０ａ，２０ｂ：ドレイン配線部
２１：チャネル形成領域
２２：錘部
２３：コンタクトホール
２６：空間調整電極
２７：犠牲層
２９：配線部
３０：ＦＥＴ切り替え制御部
３１：切り替えスイッチ
３２：可動ゲート型加速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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