JP2007322271A

JP2007322271A - 慣性力センサ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2007322271A
Application number: JP2006153652A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hirata; 善明平田; Masahiro Tsugai; 政広番; Yasuo Yamaguchi; 靖雄山口; Hiroshi Otani; 浩大谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサを実現することを目的とする。
【解決手段】基板と、基板上に形成された配線と、配線上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠と、ポリシリコン枠上に密着されポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、密閉構造体の内側に設置され配線と電気的に接続されるセンサ素子と、密閉構造体の外側を覆う封止層と、密閉構造体と封止層との間に封止層よりも水分が透過しない防湿膜とを備えたセンサとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のエアバッグシステムや姿勢制御に用いる半導体加速度センサ、半導体角速度センサなど、半導体を構成材料とする慣性力、およびその製造方法に関するものである。

現在大半の自動車にはエアバッグシステムが採用され、エアバッグシステムの構成部品として衝撃を検出するための加速度センサが組み込まれている。また自動車の横滑りを制御する安全装備が実用化され、回転角を検出する角速度センサが組み込まれている。これら慣性力を検出するセンサは、種々の自動車に対して組み込みを可能とするため、小型化・低コスト化に対する努力が払われてきた。一般に、これらのセンサの製造には、シリコン半導体の加工技術が使用される。また、センサの検出素子や信号処理ＩＣを覆うパッケージ材料は、金属材料から樹脂製のものに切り替えられてきた。例えば特許文献１に、シリコン基板上に半導体の加工技術を使用して作製され、樹脂材料で封止された加速度センサが示されている。

また、特許文献２および特許文献３にはシリコン半導体の加工技術が使用した加速度センサとして、基板と、基板上に形成されている慣性力検出素子と、基板上に形成されており平面視において慣性力検出素子を囲繞しているポリシリコン接合枠と、端面において前記ポリシリコン接合枠の上面と接合することにより所定の空間を隔てて前記センサの上方を覆っているキャップと、を備えたセンサが示されている。ポリシリコン接合枠の内側の慣性力検出素子と、外側のパッドとは基板の表面内に配設された配線によって電気的に接続されている。特許文献３では配線は基板上の酸化膜上のポリシリコン配線で、その上に窒化膜、その上にポリシリコン枠がある構造となっている。このようなセンサ構造において、特許文献２ではポリシリコン接合枠の不純物濃度を少なくすることでキャップとの接合強度を向上することが示され、特許文献３では慣性力検出素子の下の基板表面のシールド層やキャップを慣性力検出素子と同じ電位とすることで外部ノイズの影響を軽減することが示されている。

特許第３３８２０３０号公報（図１）特開２００５−１７２５４３号公報（図２、図４）特開２００３−２４０７９７号公報（図６）

特許文献２および特許文献３に示された半導体技術を用いて作製されたセンサは上記のように慣性力検出素子が密閉された構造であるため外部からの環境変化に対して比較的安定と考えられていた。また、環境変化の影響を防止する目的で全体を樹脂によって封止することも一般に行われていた。しかしながら、特許文献２および特許文献３のような構造を有するセンサについて耐湿試験を行ったところ、ポリシリコン枠とポリシリコン配線との間でインピーダンスが低下し、センサ出力が不安定になるものがあることがわかった。

そこで、本発明は、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高い慣性力センサを実現することを目的とする。

本発明の慣性力センサは、基板と、基板上に形成された配線と、配線上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠と、ポリシリコン枠上に接合されポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、密閉構造体の内側に設置され配線と電気的に接続される慣性力検出素子と、密閉構造体の外側を覆う封止層と、密閉構造体と封止層との間に封止層よりも水分が透過しない防湿膜とを備えた慣性力センサとした。

本発明の基板と、基板上に形成された配線と、配線上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠と、ポリシリコン枠上に接合されポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、密閉構造体の内側に設置され配線と電気的に接続される慣性力検出素子と、密閉構造体の外側を覆う封止層と、密閉構造体の外側の前記ポリシリコン枠の側面と前記絶縁膜とが接する部分に封止層よりも水分が透過しない防湿膜とを備えたため、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサとすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明は繰り返さず省略する。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態１の慣性力センサの構成を示す断面図であり、図２は、図１の点線部８８の一部を拡大した断面図である。本実施の形態１の慣性力センサは、図１のように、基板１５と、基板１５の上に形成された絶縁膜１４と、絶縁膜１４の上に形成されたポリシリコン配線１２と、ポリシリコン配線１２の上に形成された絶縁膜１６と、絶縁膜１６の上に基板１５の上の所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠１７とを有する。なお、ポリシリコン配線１２は絶縁膜１４に形成された凹部のパターンを埋めるように存在し、ポリシリコン配線１２の表面とポリシリコン配線１２のない絶縁膜１４の表面とを絶縁膜１６が覆っている。ポリシリコン配線１２は絶縁膜１４と絶縁膜１６とによって挟まれ、基板１５およびポリシリコン枠１７と電気的に絶縁されている。

ポリシリコン枠１７の枠の上面には、キャップ４が接合され、ポリシリコン枠１７とともに密閉構造体３を形成している。キャップ４はポリシリコン枠１７の枠の上面とほぼ同形の接合面を有し、かつその内側がくぼんだ形状であるため、密閉構造体３の内部は、ポリシリコン枠１７の高さよりも高い空間を有している。密閉構造体３の内側には、ポリシリコン配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子が設置される。慣性力検出素子は基板１５の上に固定されたアンカー部３６や基板１５の上に浮いた可動電極３３を有している。密閉構造体３の外側は封止層１によって覆われるが、密閉構造体３と封止層１との間に封止層よりも水分が透過しない防湿膜２１を備えている。それらを構成する材料としては、例えば、基板１５はシリコン、キャップ４はガラス、絶縁膜１４はシリコン酸化膜、絶縁膜１６はシリコン窒化膜である。

ポリシリコン配線１２は密閉構造体３の内側で慣性力検出素子と電気的に接続し、密閉構造体３の外側で金属製のパッド１０に電気的に接続している。金属ワイヤ７がパッド１０と外部リード６との間を電気的に接続するようにボンディングされている。密閉構造体３の外側は封止層１によって覆われている。この封止層１は密閉構造体３の外側だけでなく、基板１５と、その上の密閉構造体３、パッド１０から外部リード６の一部の領域の表面全体を一体に覆っている。なお図２では封止層１と金属ワイヤ７は表示していない。パッド１０から外部リード６に金属ワイヤ７を直接接続したが、外部リード６とパッド１０との間に信号処理用のＩＣチップが入っていてもよい。

密閉構造体３の外側と封止層１との間に形成される防湿膜２１は、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分に形成されている。例えば封止層１をエポキシ樹脂で形成される場合、防湿膜２１をシリコン酸化膜とすると、防湿膜２１は封止層１よりも水分が透過しない材料からなる構成になる。

図２に示すように、ポリシリコン枠１７の上面にはキャップ４の接合用に絶縁膜１８、接合用ポリシリコン１９が形成されている。キャップ４はそれらの絶縁膜１８、接合用ポリシリコン１９の上に接合されている。接合用ポリシリコン１９はガラスのキャップ４と強固な接合強度を得るため、不純物ドープをしていない。

図３は本実施の形態１の慣性力センサの構成を示す平面図である。図３の点線ＡＢの断面が図１の断面図の部分に相当する。なお、図３では封止層１、キャップ４、金属ワイヤ７、外部リード６などは表示していない。図３のように、ポリシリコン枠１７は基板に垂直な方向から見た場合、その外側が四角形で、内側がその四角形より小さな四角形でくりぬかれた形状となっている。本実施の形態１では防湿膜２１はその外側の四角形の外周全体に付着するようにした。

慣性力検出素子は主に基板に固定された２種類の固定電極３１、３２と可動電極３３とを有している。固定電極３１および固定電極３２は基板に垂直方向に立った平板の形状で、平行に立って並んだ固定電極３１と固定電極３２とからなる対が複数並んでいる。固定電極３１、３２と可動電極３３とは、いずれもポリシリコンからなっている。

基板１５に垂直な方向から見ると可動電極３３はその周辺部に櫛型状の櫛部３３ｂを有している。その櫛部３３ｂはいずれも基板に対して垂直方向に立った平板状で、固定電極３１と固定電極３２とからなる対と対との間、または対の外側に位置するように設置されている。図１でも示したように、可動電極３３は周辺部の櫛部３３ｂを含め、両端付近にある一対のアンカー部３６を除いてその大部分が基板から浮いた構造となっている。可動電極３３はアンカー部３６と細くなった断面を有する梁構造体３５とで接続されている。梁構造体３５は断面積の小さいポリシリコン部分を有し、容易にたわむようになっている。従って、可動電極３３は梁構造体３５がたわむ可動方向３９の方向にそのたわみが可能な範囲の幅で容易に動くことができる。可動電極３３の移動に伴い櫛部３３ｂも移動するが、その際、櫛部３３ｂは固定電極３１と、あるいは固定電極３２と衝突しないように、固定電極３１と固定電極３２との対の間隔が設定されている。また、外部の電界の影響を防ぐために、可動電極３３の下の基板１５の上にはポリシリコン配線１２と同じポリシリコンを用いてシールド電極３４が形成されている。

慣性力検出素子の固定電極３１は接点３７でポリシリコン配線１２と接続され、そのポリシリコン配線１２を経てパッド１０ａと接続されている。また固定電極３２は接点３８で別のポリシリコン配線１２と接続しパッド１０ｄと接続されている。また、可動電極３３はアンカー部３６の部分でまた別の配線１２と電気的に接続され、パッド１０ｂと接続されている。

次に本実施の形態１の慣性力センサの製造方法について述べる。図４は本実施の形態１のセンサの製造工程を模式的に示す断面図である。なお、模式的に示す都合上、図１の配列と電極の配列や形状は多少異なっている。

シリコンからなる基板１５にシリコン酸化膜からなる絶縁膜１４が形成され、その一部をシリコン酸化膜の厚みの途中までエッチングされ溝が形成される。次に、図４（ａ）のように基板１５上に配線１２を形成する。基板１５上に配線１２を形成する工程ではシリコン酸化膜の溝の部分にポリシリコン膜からなるポリシリコン配線１２が埋められる。ポリシリコン配線１２はボロンなどの不純物を混入し、低電気抵抗の薄膜としておく。次に、図４（ｂ）のように配線１２上に絶縁膜１６を形成する。配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程では、全面がシリコン酸化膜からなる絶縁膜１６で覆われた後、ポリシリコン配線１２の一部の絶縁膜１６を、後でその上に形成する電極とポリシリコン配線１２とが接続できるようにエッチング除去される。なお絶縁膜１６はポリシリコン配線１２の上だけでなく、ポリシリコン配線１２の形成されていない絶縁膜１４の上にも形成されている。

次に図４（ｃ）のように、絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７を形成する。まず図４（ｂ）の表面に犠牲シリコン酸化膜を形成し、ポリシリコン枠１７、アンカー部３６、接点３７、接点３８の形成される部分をエッチング除去して開口しておく。なお犠牲シリコン酸化膜は、以下で述べるように最終的に除去されるので図には示していない。次に、数μｍの厚さのポリシリコン膜、シリコン窒化膜からなる絶縁膜１８、低不純物濃度のポリシリコン膜からなる接合ポリシリコン１９を形成し、これらの膜を数μｍの厚さのポリシリコン膜の底部までエッチング加工してポリシリコン枠１７を形成する。犠牲シリコン酸化膜はエッチングの際のストッパーとしても機能する。エッチング加工の際に、ポリシリコン枠１７で囲まれる領域に、同じポリシリコン膜を用いて、接点３７に接続する位置に固定電極３１、接点３８接続する位置に固定電極３２、および可動電極３３が形成される。固定電極３１および可動電極３３の上面の絶縁膜１８、接合ポリシリコン１９はエッチングで除去しておく。次いで、犠牲シリコン酸化膜をフッ化水素酸などのウエット処理で除去する。このようにすると可動電極３３はアンカー部３６のみで基板に接続され、その大半の部分が基板から浮いた構造となり、所定の領域に配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子が形成される。従って所定の領域に配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程は絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７を形成する工程と一部共通となっている。

次に図４（ｄ）のようにポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する。この密閉構造体３を形成する工程では、キャップ４をポリシリコン枠１７の上部に密着するように被せ、陽極接合法で接合する。接合用ポリシリコン１９に対するガラスのキャップ４の電位を５００〜１５００Ｖの負バイアスとして、３００〜５００℃に昇温度して０．２〜５時間保持して接合する。密閉構造体３を形成する工程の際の雰囲気を、真空または特定のガス雰囲気とすることで、密閉構造体３内の慣性力検出素子周辺の雰囲気が決まる。

次に図４（ｅ）のようにポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成し、パッド１０を形成する。ポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成する工程では、上記の密閉構造体３の外側にシリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ法により０．５〜１μｍ程度形成し、これをフォトリソグラフィーとウェットエッチング法により、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍のみに残るようにパターン化する。なお、フォトリソグラフィーの際にはポリシリコン枠１７の側面にも露光が行なえる露光装置を使用した。これによりポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍に密着した防湿膜２１が得られる。なお、防湿膜２１の成膜前に剥離用のパターンをあらかじめ形成しておいて、防湿膜２１の成膜後に、剥離用のパターンの上部の防湿膜２１を剥離用のパターンごと除去するリフトオフ法によってもパターン形成することができる。

次にパッド部分に金属のパッド１０を形成する。パッド１０は、例えば、ＡｌやＡｕなどの金属を蒸着し、その膜をフォトリソグラフィーとウェットエチング法によるパターン化で形成できる。またフォトリソグラフィーでレジストのパターン形成の後、金属を蒸着して、レジストを剥離する際にレジスト上のパターンを除去するリフトオフ法などを用いることもできる。

上記のような構造を形成した基板１５を外部リード６を備えたフレームに設置して、パッド１０と外部リード６とを金属ワイヤ７でボンディングする。その後、封止層１を形成する工程で、そのフレームを金型にセットして熱硬化性のエポキシ樹脂を流し込み、密閉構造体の外側にエポキシ樹脂層を成形すれば、図１のような断面をもつ慣性力センサが得られる。なお図１ではフレームは表示していない。

以上のように、本実施の形態１の慣性力センサは、基板１５上に配線１２を形成する工程と、配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程と、絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７を形成する工程と、所定の領域に配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、ポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する工程と、ポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成する工程と、封止層１を形成する工程とを備えている。防湿膜２１を形成する工程は密閉構造体３を形成する工程の後で、封止層１を形成する工程の前に行われる。

防湿膜２１を形成する工程を密閉構造体３を形成する工程より前に行なう場合は、その後の工程で、例えば５００℃以上の高温加熱や腐食性の高いエッチング環境にさらされることにより膜質が低下する可能性があるが、密閉構造体３を形成する工程より後に防湿膜２１を形成すれば、５００℃以上の高温となるような工程や腐食性の高いエッチング環境を経ないので、製造工程における特性劣化の少ない防湿膜２１を形成できる。

次に以上の慣性力センサの動作・作用について図３を用いて説明する。まず、慣性力がかかっていない状態であらかじめ固定電極３１、固定電極３２、可動電極３３のそれぞれにつながったパッド１０ａ、１０ｄ、１０ｂについて、静電容量−電圧変換回路を用いて１０ａと１０ｂ間および１０ｄと１０ｂ間の静電容量を電圧に変換して測定する。次に、慣性力検出素子に慣性力が加わると、可動電極３３にかかった慣性力の影響で細い断面を有する梁構造体３５は変形して、可動電極３３の位置が可動方向３９に動く。可動電極３３が動くと、可動電極３３の櫛部３３ｂと固定電極３１との間隔および、櫛部３３ｂと固定電極３２との間隔の一方が大きくなり他方が小さくなるように変化する。すると、それぞれの電極につながったパッド間の静電容量が変化するので、その値の初期値からの変化を検出すれば、可動電極３３がどの方向にどれだけ移動したかがわかる。あらかじめ、慣性力とパッド間の静電容量変化との関係を知っておけば、慣性力の値を知ることが可能である。シールド電極３４は静電容量変化に影響を及ぼす外部のノイズの影響を軽減するもので、例えばシールド電極３４に接続するパッド１０ｃに可動電極と接続したパッド１０ｂと同電位を印加するようにする。

次に上記のような慣性力センサの信頼性について図２を参照して説明する。密閉構造体３のキャップ４は、密閉構造体３の内部の機密性を高めるため、有機材料は用いず、ガラスやシリコンの無機材料が用いられる。またポリシリコン枠１７との接合方法も、樹脂などの接着剤を用いず、ガラスとシリコン間の陽極接合や、金属接合が使用される。従って、密閉構造体３はその表面に腐食されやすい金属などを含まない無機材料からなっている。このため、密閉構造体３の内部は気密が保たれ、樹脂によって封止された密閉構造体の外側と比べて水分の浸入を非常に低く抑えることができる。

しかしながら、封止層１を有しても防湿層２１のない従来の構造のセンサについて耐湿試験を行ったところ、ポリシリコン枠とポリシリコン配線との間でインピーダンスが低下し、センサ出力が不安定になるものがあることがわかった。なお、耐湿試験は、温度８０℃、相対湿度ＲＨ９５％、１０００時間保持の処理の前後で、インピーダンス測定値の変化で良否を判断する方法で行った。本実施の形態１のように、密閉構造体３と封止層１との間に封止層１よりも水分が透過しない防湿膜２１を形成したことにより、耐湿試験でインピーダンスが低下するものの割合が大幅に低下することがわかった。従って、封止層１は湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサを実現するのに効果がある。

湿度によりインピーダンスが低下するメカニズムは、ポリシリコン配線１２とポリシリコン枠１７との間にある絶縁膜１６の水分による劣化であると推察される。絶縁膜１６の水分による劣化によるインピーダンスの変化の影響を軽減するために、絶縁膜１６の膜厚を厚くすることも考えられるが、本実施の形態１のように絶縁膜１６の上に厚膜のポリシリコン膜から形成されるポリシリコン枠１７を備える構造において、絶縁膜１６を厚くすると、厚膜のポリシリコン膜形成時の高温処理の影響で、絶縁膜１６にクラックが入ってしまう新たな問題が発生する。この問題を防ぐために、通常は、絶縁膜１６の膜厚は１μｍ以下としている。本実施の形態１のように防湿膜２１を備えることは、絶縁膜１６の膜厚が小さい場合でも、絶縁膜１６の劣化を防ぐことに効果があるので、信頼性の高いセンサを実現するのに効果がある。

防湿膜２１は密閉構造体３と封止層１との間で、密閉構造体３の外側全体を覆っていても効果があると考えられる。ただ、防湿膜２１形成する際には通常、密閉構造体３との熱膨張の違いにより、界面に比較的大きい応力が発生し、密閉構造体３の外側全体を覆った場合は、防湿膜２１にも大きな応力がかかり、防湿膜２１自体に劣化が生じる。本実施の形態１では、キャップ４の上部に付着した防湿膜２１を除去して、防湿膜２１がポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍にのみ形成されるようにしたので、防湿膜２１にかかる応力は小さくなり、防湿膜２１自体の信頼性を高めることができる。また、本実施の形態１の防湿膜２１は、密閉構造体３を形成する工程の後で、封止層１を形成する前に形成されるので、慣性力検出素子の製造工程での加熱、エッチングなどを経ないため、それらの工程で膜質が低下する可能性が少ない。

本実施の形態１では防湿膜２１としてプラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜を使用したが、防湿膜２１が封止層１よりも水分を通しない膜であれば効果がある。封止層１よりも水分を通しない膜とは、封止層１よりも水蒸気透過率の低い材料からなる膜である。水蒸気透過率は単位面積あたり単位時間における水蒸気の透過量であり、ｇ／ｍ２・ｄａｙの単位で表わされることが多い。また、膜の厚さや蒸気の圧力を考慮して透過係数（ｇ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓ・ｃｍＨｇ）として表されることもある。防湿膜２１はこれらの値が封止層１よりも小さい値を有する。水蒸気透過率は水蒸気透過率測定装置によって測定することができる。

封止用の樹脂の吸水率は０．５％前後であり、また水蒸気透過率は１〜１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ程度である。従って樹脂によって封止されていても、封止された内側に水分が到達する。防湿膜２１に使用した０．５〜１μｍの膜厚のシリコン酸化膜の水蒸気透過率は封止層１の１〜１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ程度の水蒸気透過率と比べて大幅に小さく、配線１２とポリシリコン枠１７との間の絶縁膜１６が水分により劣化することを防止できる。

また、シリコン酸化膜と同様に有機材料よりも大幅に低い水蒸気透過率を有する膜として、シリコン窒化膜、金属薄膜、アルミナなどのセラミック、もしくはこれらの多層膜などがある。有機材料からなる封止層１を用いた場合に、これらの材料を防湿膜２１を用いても本実施の形態１の効果は得られる。また、有機材料や有機材料と無機材料の複合材料であっても封止層１よりも水分を通しない膜であれば効果があることは明らかである。また、防湿膜２１は酸、やアルカリ、温度変化に対しても安定な材料よりなることが好ましい。

図５は、本実施の形態１の慣性力センサの他の形態を示す平面図である。図３に示す実施の形態との違いは、防湿膜２１がポリシリコン枠１７の外周の全周になく、ポリシリコン配線１２の上部近傍のポリシリコン枠１７と絶縁膜１６とが接する部分に形成されている。防湿膜２１がさらに細分化されているため、図３のようにポリシリコン枠１７の外周の全周にわたる場合よりもさらに応力がかからないので、防湿膜２１の信頼性が向上する。このようにしてもポリシリコン枠１７とポリシリコン配線１２との間の絶縁膜１６を水分の影響から保護できるので、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサとすることができる。

なお、本実施の形態１には、絶縁膜１４の溝に埋め込まれたポリシリコン配線１２上に防湿膜２１を配置しているため、製造上絶縁膜１４の溝とポリシリコン配線１２の位置ズレが生じて絶縁膜１４とポリシリコン配線１２の間に空隙が存在しても、防湿膜２１が埋めるため密閉空間内への湿気侵入を防ぐことができるという効果もある。

（実施の形態２）
本実施の形態２の慣性力センサは実施の形態１の慣性力センサのポリシリコン枠１７の外側側面の形状を傾斜した構成としたものである。図６は本実施の形態２の慣性力センサの構成を示す平面図である。図７は本実施の形態２のセンサの構成を示す断面図であり、図６において点線Ｃの部分の断面図である。密閉構造体３の外側において、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６の表面とがそれらの接する部分で鈍角をなすようにポリシリコン枠１７の側面は絶縁膜１６の表面に垂直な方向から傾斜している。防湿膜２１は、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍に形成されている。

上記のようなポリシリコン枠１７の側面の形状は、ポリシリコン枠１７をエッチングで形成する際に、密閉構造体の外側のポリシリコン枠１７の側面を等方性エッチングにより形成する。具体的には、まず、密閉構造体３の外側を加工するレジストパターンをフォトリソグラフィーで形成し、このレジストパターンをマスクとしてＸｅＦ_２ガス、ＳＦ_６プラズマなどポリシリコンを選択的に等方性エッチングするガスを用いて、ポリシリコン枠１７をエッチングする。これによって、ポリシリコン枠１７の外側の側面は、絶縁膜１６の表面と接する部分で鈍角をなすように絶縁膜１６の表面に垂直な方向から傾斜する。次に、密閉構造体３の内側の側面を形成する、内側の領域をくりぬくために、フォトリソグラフィーによりポリシリコン枠１７の内側に開口部をもつレジストパターンを形成し、これをマスクとしてＣＨＦ_３プラズマなどのシリコンを異方的にエッチングするガスを用いてポリシリコン枠１７をエッチングする。以上の工程により図７のような断面形状をもつポリシリコン枠１７が形成できる。なお、内側と外側のエッチングの順序は入れ替えてもよい。密閉構造体３や防湿膜２１、封止層１を形成する工程は実施の形態１と同様である。

本実施の形態２のように、ポリシリコン枠１７に接する絶縁膜１６の表面と前記ポリシリコン枠１７の側面とは交点において鋭角をなすように、密閉構造体３の外側のポリシリコン枠１７の側面は基板に垂直な方向から傾斜しているので、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分を覆う封止層１の形状は鈍角のエッジ形状を有する。このため、実施の形態１のように、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分を、直角のエッジ形状で埋める場合と比べて、封止層１とエッジ部分の密着がよくなり、環境変化の影響等でその部分に隙間が生じる現象が生じにくい。このため、そのエッジ部分に水分が滞留しにくくなり、結果として防湿膜２１の防湿効果を高めることになり、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高いセンサとすることができる。

また、実施の形態２のように等方的なエッチングガスを用いた場合、ポリシリコン枠１７の側面の表面には、凹凸ができやすく、このため、封止層１とポリシリコン枠１７の側面との密着性が向上するので、封止層１の剥離による水分付着をなくす効果がある。

（実施の形態３）
図８は本実施の形態３の慣性力センサの構成を示す平面図である。また図９は本実施の形態３の慣性力センサの構成を示す断面図であり、図８の点線Ｅの部分の構成を示す断面図である。本実施の形態３の慣性力センサは実施の形態１の慣性力センサを基本として、以下の点に相違がある構成となっている。本実施の形態３の図９と実施の形態１の図２とを比較すると、防湿膜２１はポリシリコン枠１７の外側側面に付着し、防湿膜２１の側面と絶縁膜１６とが接する点にも付着する点は同じだが、その外側にある絶縁膜１６の表面には付着しないという点で異なっている。また、平面図の図８のように、ポリシリコン枠１７の外側の2箇所にパッド１０ｅとパッド１０ｆとがあり、それぞれがポリシリコン配線１２によって接点２２、２３でポリシリコン枠１７の異なる位置に電気的に接続されている点で異なっている。

このセンサは、基本的に実施の形態１と同様の手順で作製することができる。すなわち、基板１５上に配線１２を形成する工程と、配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程と、絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７を形成する工程と、所定の領域に配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、ポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する工程と、ポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成する工程と、封止層１を形成する工程とを備えている。防湿膜２１を形成する工程は密閉構造体３を形成する工程の後で、封止層１を形成する工程の前に行われる。防湿膜２１を形成する工程は、密閉構造体３を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で密閉構造体３のポリシリコン枠１７を通電加熱することによりポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を付着させる方法によって行われる。

ポリシリコン枠１７の表面に防湿膜２１を形成する方法は、例えば以下の手順で行われる。ポリシリコン枠１７の上面にキャップ４を接合して密閉構造体３を形成する工程の後、パッド１０を形成して、これをＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈＯｘｙＳｉｌａｎｅ、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）、Ｏ_３を含有する酸素ガス、を混合したガス雰囲気下に置く。その状態でパッド１０ｅとパッド１０ｆとの間に電圧を印加して、ポリシリコン枠１７に電流を流し、ポリシリコン枠１７自体を発熱させる。ポリシリコン枠１７の表面温度が４００℃前後まで高まると、混合ガスは熱分解して、ポリシリコン枠１７の側面部にシリコン酸化膜が堆積する。あらかじめ通電時間と付着する膜の厚さの関係を知っておけば、適当な厚みが付着した時点でパッド１０ｅとパッド１０ｆへの通電を止めることで所望の膜厚の防湿膜２１が得られる。このシリコン酸化膜は樹脂で形成される封止層１よりも水分は透過しにくく、また、防湿膜２１の側面と絶縁膜１６とが接する点に付着し、その部分の絶縁膜１６を水分から保護できることができるので、湿度の高い環境においても劣化が少なく、信頼性の高い慣性力センサとすることができる。

また上記のＴＥＯＳ、Ｏ_３を含有する酸素ガスの他に、ＴＭＯＰ（ＴｒｉＭｅｔｈＯｘｙＰｈｏｓｐｈｉｎｅ、ＰＯ（ＯＣＨ_３）_３）やＴＯＢ（ＴｒｉＥｔｈｏｘｙＢｏｒｉｎｅ、Ｂ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３）を混合したガスを使用した場合にポリシリコン枠１７の側面に付着するＢＰＳＧ膜、ＰＳＧ膜を耐湿膜２１としてもよい。これらのシリコン酸化膜も封止層１よりも水分を透過しにくいので防湿効果がある。ＳｉＨ_４、ＰＨ_３、Ｏ_２の混合ガス雰囲気としてできるＰＳＧ膜を耐湿膜２１としてもよい。これらのガスは熱分解により膜が形成されるガスであり、また分解によって形成される膜は、封止層１よりも水分を透過しにくい膜となればよい。また、通電加熱時のポリシリコン枠１７の温度はキャップの接合温度、ここでは５００℃以下とすることがのぞましく、従ってその温度以下で成膜が起こるようなガスであることが好ましい。

防湿膜２１が密閉構造体３を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で密閉構造体３のポリシリコン枠１７を通電加熱することによりポリシリコン枠１７の表面に形成されるため、ポリシリコン枠１７の側面と絶縁膜１６とが接する部分およびその近傍に防湿膜２１を形成するのに、実施の形態１のように防湿膜２１をパターン加工を必要とせず工程が簡単になる。側面部にパターン形成するための露光装置が不要となり工程も簡単になる。また、密閉構造体３を形成する工程の後であって、封止層１を形成する前に形成されるので、慣性力検出素子の製造工程での加熱、エッチングなどを経ないため、これらの工程で膜質が低下する可能性が少ない。

なお、ポリシリコン枠１７に通電するため、ポリシリコン枠１７となるポリシリコン膜には成膜時にホウ素やリンなどの不純物を適量添加して、ポリシリコン枠１７に電導性を付与し、通電時に適当な温度に加熱できるようにその電気抵抗を調整しておくとよい。

（実施の形態４）
図１０は本実施の形態４の慣性力センサの構成を示す平面図である。また図１１は本実施の形態４の慣性力センサの構成を示す断面図であり、図８の点線Ｇの部分の断面図である。本実施の形態４の慣性力センサは基板１５と、基板１５上に形成されたポリシリコン配線１２と、ポリシリコン配線１２上に形成された絶縁膜１６と、絶縁膜１６上に形成されたポリシリコンヒーター２０と、絶縁膜１６上に所定の領域を囲むポリシリコン枠１７であってそのポリシリコン枠１７の外周はポリシリコンヒーター２０に接しかつポリシリコンヒーター２０はその外周より外に出るように形成されたポリシリコン枠１７と、ポリシリコン枠１７上に接合されポリシリコン枠１７とともに密閉構造体３を形成するキャップ４と、密閉構造体３の内側に設置されポリシリコン配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子と、密閉構造体３の外側を覆う封止層１と、ポリシリコンヒーター２０の表面に形成され封止層１よりも水分が透過しない防湿膜２１とを備えている。ポリシリコン配線１２と基板１５との間には絶縁膜１４があり、ポリシリコン配線１２は基板１５と電気的に絶縁されている。なお、図１０、図１１では封止層１を示していない。実施の形態１の慣性力センサを基本として、さらに、ポリシリコン枠１７の外周の下の部分にポリシリコンヒーター２０を備え、防湿膜２１はそのポリシリコンヒーター２０の封止層１に接する部分の表面に形成した構成である。また、図１０のように、ポリシリコンヒーター２０はポリシリコン配線１２の上方であってポリシリコン枠１７の外周がまたぐ部分に形成されている。ポリシリコンヒーター２０の両端にはポリシリコン配線１２が電気的に接続され、それぞれのポリシリコン配線１２はパッド１０ｇ、パッド１０ｈに接続している。

図１２は本実施の形態４の慣性力センサの製造工程を示した断面図である。このセンサの製造方法は実施の形態１のセンサの製造工程の絶縁膜１６の形成する工程の後に、ポリシリコンヒーター２０を形成する工程、および、防湿膜２１を形成する工程が異なっている。

図１２の（ａ）は基板１５上に配線１２を形成する工程および配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程を示す断面図である。基板１５上に配線１２を形成する工程では基板１５上にシリコン酸化膜などの絶縁膜１４を堆積し、絶縁膜１４に形成した溝にポリシリコン配線１２を埋め込む。配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程では、さらにその上にシリコン窒化膜などの絶縁膜１６を形成し、絶縁膜１６の一部に開口部を形成する。なお絶縁膜１６はポリシリコン配線１２の上だけでなく、ポリシリコン配線１２が形成されていない絶縁膜１４の上にも形成されている。ポリシリコン配線１２はボロンなどの不純物を混入し、低電気抵抗の薄膜としておくことが望ましい。絶縁膜１６はシリコン窒化膜以外に、シリコン酸化膜、もしくはシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の多層膜としてもよい。

次に図１２の（ｂ）は絶縁膜１６上にポリシリコンヒーター２０を形成する工程を示す断面図である。ポリシリコンヒーターを形成する工程では、ポリシリコン膜の成膜とドライエッチングなどのパターン加工によりポリシリコンヒーター２０を形成する。そのポリシリコン膜にはボロンなどの不純物を混入し、ポリシリコンヒーター２０としたときに通電加熱により発熱するように電気抵抗を調整する。またポリシリコンヒーター２０は、その後にその上に形成するポリシリコン枠１７となるポリシリコン膜と比べて膜厚を薄くしてある。

次に図１２の（ｃ）は絶縁膜１６上に所定の領域を囲みポリシリコンヒーター２０を外周で跨ぐポリシリコン枠１７を形成する工程を示す断面図である。このポリシリコン枠１７を形成する工程では、厚膜のポリシリコン膜、絶縁膜１８、接合用ポリシリコン１９を順次成膜後に、これらの膜をドライエッチングなどでパターン加工することにより、所定の領域を囲み前記ポリシリコンヒーターを外周で跨ぐポリシリコン枠１７が形成される。ここでポリシリコン枠１７となるポリシリコン膜はボロンなどの不純物を混入した導電性を有する膜でも、不純物混入しない膜でもよい。ただし、ポリシリコン枠１７の電気抵抗はポリシリコンヒーター２０の電気抵抗よりも高くなるようにする。絶縁膜１８はシリコン酸化膜もしくはシリコン窒化膜、もしくはそれらの多層膜である。ポリシリコン枠１７が不純物混入していない膜であれば絶縁膜１８は無くても構わない。接合用ポリシリコン１９表面は加熱処理、メカニカル研磨、化学研磨などにより、表面粗さを５００Å以下とすることが、ガラスキャップ４との接着性を上げる上で望ましい。またボロンなどの不純物を含まないことが望ましい。これは接合用ポリシリコン１９に不純物を含まないことで、比較的低温での陽極接合法であってもガラスのキャップ４との十分な接着性を確保できることに基づくものである。なお、実施の形態１と同様に、ポリシリコン枠を形成する工程と慣性力検出素子を設置する工程とは一部共通の処理で行われ、所定の領域にポリシリコン配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子が形成される。

次に図１２の（ｄ）はポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する工程と、パッド１０を形成する工程を示す断面図である。密閉構造体３を形成する工程ではポリシリコン枠１７の上部にキャップ４を接合し、接合用ポリシリコン１９に対するガラスキャップ４の電位を５００〜１５００Ｖの負バイアスとし、３００〜５００℃に昇温度して０．２〜５時間保持することで、キャップ４とポリシリコン枠１７とを接合する。なおパッド１０を形成する工程は、パッド１０に用いる金属がパッド１０形成後の工程で劣化しなければ、絶縁膜１６を形成する工程以降のどの工程の後に行ってもよい。

次に図１２の（ｅ）はポリシリコンヒーター２０の表面に防湿膜２１を形成する工程を示す断面図である。この防湿膜２１を形成する工程では、実施の形態３と同様な熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で、パッド１０ｇとパッド１０ｈとの間に電圧を印加して、ポリシリコンヒーター２０に電流を流し、通電加熱させてその露出した表面に選択的に防湿膜２１を形成する。ポリシリコン枠１７と比べてポリシリコンヒーター２０の電気抵抗が低いので、電流は主にポリシリコンヒーター２０を流れ、ポリシリコンヒーター２０のみが発熱するようになっている。この後に、封止層１で覆う工程を行い、密閉構造体３の外側を封止層１で覆う。

以上のように本実施の形態４は、基板１５上にポリシリコン配線１２を形成する工程と、ポリシリコン配線１２上に絶縁膜１６を形成する工程と、絶縁膜１６上にポリシリコンヒーター２０を形成する工程と、絶縁膜１６上に所定の領域を囲みポリシリコンヒーター２０を外周で跨ぐポリシリコン枠１７を形成する工程と、所定の領域にポリシリコン配線１２と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、ポリシリコン枠１７上にキャップ４を接合しポリシリコン枠１７とともに慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体３を形成する工程と、密閉構造体３を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中でポリシリコンヒーター２０を通電加熱することによりポリシリコンヒーターの表面に防湿膜２１を形成する工程とを有している。

以上の製造方法によればフォトリソグラフィーを用いず、ポリシリコンヒーター上に選択的に防湿膜２１が形成されるので、防湿膜２１が形成する工程が簡単になる。フォトグラフィーによるパターニングする場合は、厚さ数百μｍのキャップ４が存在するため、特殊な製造装置が必要となる。しかし本発明の製造法では、そのような特殊な製造装置が不要となる。

また、封止層１より水分が透過しない防湿膜２１がポリシリコンヒーター２０の側面と絶縁膜１６の接する部分に形成されるので、その部分にある絶縁膜１６の水分による劣化を防止できるので、信頼性の高い慣性力センサを提供できる。

また、本実施の形態４では防湿膜２１をセンサ製造工程の最終段階で、ポリシリコンヒーター２０の通電加熱による形成することが特徴である。防湿膜２１をセンサ製造工程途中で形成すると、その後の製造工程での加熱、エッチングなどにより膜質が低下する可能性がある。製造最終段階で形成すれば製造工程における特性劣化のない防湿膜２１を形成できる。

また、絶縁膜１４の溝に埋め込まれたポリシリコン配線１２上にポリシリコンヒーター２０および防湿膜２１を配置しているため、製造上絶縁膜１４の溝とポリシリコン配線１２の位置ズレが生じて絶縁膜１４とポリシリコン配線１２の間に空隙が存在しても、ポリシリコンヒーター２０と防湿膜２１が埋めるため密閉空間内への湿気侵入を防ぐことができる。

防湿膜２１の種類は、ポリシリコン熱酸化膜、もしくはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、金属薄膜、金属酸化膜、もしくはその多層膜であり、水分透過性が小さく、化学的に安定な膜であればよい。例えば、酸素雰囲気もしくは水蒸気雰囲気など熱酸化可能な条件でポリシリコンヒーター２０を通電加熱することでできるポリシリコン熱酸化膜を防湿膜２１としてもよい。ＴＥＯＳガスとＯ_３を含有する酸素ガスの混合ガスの雰囲気下でポリシリコンヒーター２０を通電加熱により形成されるシリコン酸化膜、またシラン＋アンモニアなどのガス雰囲気下でポリシリコンヒーター２０を通電加熱により形成されるシリコン窒化膜を防湿膜２１としてもよい。

また金属酸化膜の場合、密閉構造体３の外側全面にＡｌなどの金属膜を成膜した後、ポリシリコンヒーター２０を酸化雰囲気で通電加熱して金属酸化膜を形成後、金属薄膜をエッチング除去することによりポリシリコンヒーター２０上のみに形成されるアルミナなどの金属酸化膜を防湿膜２１としてもよい。またＷＦ_６などのガス雰囲気中でポリシリコンヒーター２０を通電加熱して原料ガスを分解、反応させてポリシリコンヒーター上に形成されたＷなどの金属薄膜を防湿膜２１としてもよい。

なお、以上の本実施の形態１から４は慣性力検出素子を用いた慣性力センサとしたが、他の検出素子でも良い。例えば慣性力検出素子のかわりに赤外線、電磁波、磁界等を検出する素子や、それら異なる素子を組み合わせた素子であっても良い。赤外線を検出する素子を用いる場合はキャップ４は赤外線を透過する材料を用いると良い。また、磁界等を検出する素子を用いる場合は、キャップ４は非磁性の材料を用いると良い。

慣性力検出素子の場合、微小な容量変化を配線を経て検出するので、配線間のインピーダンス変化の影響を受けやすい。従って、本発明の配線１２とポリシリコン枠１７との間のインピーダンスの変化を抑制することは、慣性力センサのように微小な信号を検出する場合に特に有効である。

また、密閉構造体３を形成するポリシリコン枠１７とキャップ４との間に、絶縁膜１８及びポリシリコン膜１９が無く、ポリシリコン枠１７とキャップ４とが直接に陽極接合などの方法で接着されていてもよい。また、キャップ４をシリコンで作製してポリシリコン枠１７との接合の際にキャップ４とポリシリコン枠１７との間に金属層を入れて、金属接合によって密閉構造体を形成しても良い。

ポリシリコン配線１２のかわりにＷなどの金属や合金からなる配線や、またＣｏＳｉ_２などのシリコン化合物を含む配線を用いても良い。

また、封止層１を構成する材料は必ずしも樹脂でなくても良い。例えば、封止層１が、ガラス質の無機材料や、無機材料と有機材料の混合材料からなっていても、防湿膜２１がそれらの封止層１よりも水分が透過しにくい材料からなっていればよい。

本実施の形態１のセンサの構成を示す断面図である。本実施の形態１のセンサの構成を示す断面図である。本実施の形態１のセンサの構成を示す平面図である。本実施の形態１の製造工程を示す断面図である。本実施の形態１の他の形態の構成を示す平面図である。本実施の形態２のセンサの構成を示す平面図である。本実施の形態２のセンサの構成を示す断面図である。本実施の形態３のセンサの構成を示す平面図である。本実施の形態３のセンサの構成を示す断面図である。本実施の形態４のセンサの構成を示す平面図である。本実施の形態４のセンサの構成を示す断面図である。本実施の形態４の製造工程を示す断面図である。

符号の説明

１封止層、３密閉構造体、４キャップ、６外部リード、７金属ワイヤ、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈパッド、１２ポリシリコン配線、１４絶縁膜、１５基板、１６絶縁膜、１７ポリシリコン枠、１８絶縁膜、１９接合用ポリシリコン、２０ポリシリコンヒーター、２１防湿膜、２２接点、３１、３２固定電極、３３可動電極、３３ｂ櫛部、３４シールド電極、３５梁構造体、３６アンカー部、３７接点、３８接点、３９可動方向、８８点線部

Claims

基板上に配線を形成する工程と、前記配線上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に所定の領域を囲むポリシリコン枠を形成する工程と、前記所定の領域に前記配線と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、前記ポリシリコン枠上にキャップを接着し前記ポリシリコン枠とともに前記慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体を形成する工程と、前記密閉構造体を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で前記密閉構造体のポリシリコン枠を通電加熱することによりポリシリコン枠の表面に防湿膜を形成する工程とを有する慣性力センサの製造方法。
基板上に配線を形成する工程と、前記配線上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上にポリシリコンヒーターを形成する工程と、前記絶縁膜上に所定の領域を囲むポリシリコン枠を形成する工程であって該ポリシリコン枠の外周が前記ポリシリコンヒーターと接しかつ前記ポリシリコンヒーターが前記外周より外側に出るようにポリシリコン枠を形成する工程と、前記所定の領域に前記配線と電気的に接続される慣性力検出素子を設置する工程と、前記ポリシリコン枠上にキャップを接着し前記ポリシリコン枠とともに前記慣性力検出素子が内側に設置された密閉構造体を形成する工程と、前記密閉構造体を形成する工程の後に熱分解により膜が形成されるガス雰囲気中で前記ポリシリコンヒーターを通電加熱することによりポリシリコンヒーターの表面に防湿膜を形成する工程とを有する慣性力センサの製造方法。
防湿膜を形成する工程の後に、前記密閉構造体の外側を封止層で覆う工程を有し、前記防湿膜を形成する工程では前記封止層より水分が透過しない防湿膜が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の慣性力センサの製造方法。
基板と、前記基板上に形成された配線と、前記配線上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に所定の領域を囲むように形成されたポリシリコン枠と、前記ポリシリコン枠上に接着され前記ポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、前記密閉構造体の内側に設置され前記配線と電気的に接続される慣性力検出素子と、前記密閉構造体の外側を覆う封止層と、前記密閉構造体の外側の前記ポリシリコン枠の側面と前記絶縁膜とが接する部分に前記封止層よりも水分が透過しない防湿膜と、を備えた慣性力センサ。
密閉構造体の外側において、ポリシリコン枠の側面と絶縁膜の表面とがそれらの接する部分で鈍角をなすように前記ポリシリコン枠の側面は前記絶縁膜の表面に垂直な方向から傾斜することを特徴とする請求項４に記載の慣性力センサ。
基板と、前記基板上に形成された配線と、前記配線上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたポリシリコンヒーターと、前記絶縁膜上に所定の領域を囲むポリシリコン枠であって該ポリシリコン枠の外周は前記ポリシリコンヒーターと接しかつ前記ポリシリコンヒーターが前記外周より外側に出るように形成されたポリシリコン枠と、前記ポリシリコン枠上に接着され前記ポリシリコン枠とともに密閉構造体を形成するキャップと、前記密閉構造体の内側に設置され前記配線と電気的に接続される慣性力検出素子と、前記密閉構造体の外側を覆う封止層と、前記ポリシリコンヒーターの表面に形成され前記封止層よりも水分が透過しない防湿膜とを備えた慣性力センサ。