CN103221777A - 惯性力传感器 - Google Patents
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Abstract
惯性力传感器具备：基体、设于基体的转换器、设于基体且与转换器连接的配线。配线具有：形成于基体上的下部电极层、形成于下部电极层上的压电层、形成于压电层上的电容减少层和形成于电容减少层上的上部电极层。电容减少层的介电常数比压电层的介电常数小。该惯性力传感器能够改善噪声等级。
Description
技术领域
本发明涉及用于携带终端或车辆等的检测加速度及角速度等的惯性力传感器。
背景技术
图11是现有的惯性力传感器1的剖视图。惯性力传感器1具备：基体2、形成于基体2上的下部电极层3、形成于下部电极层3上的压电层4和形成于压电层4上的上部电极层5。
在惯性力传感器1中，有时噪声等级变大，而使与惯性力传感器1连接的电路部的耗电量增大。
专利文献1中公开了与惯性力传感器1类似的惯性力传感器。
专利文献1：（日本）特开2008－224628号公报
发明内容
惯性力传感器具备：基体、设于基体的转换器、设于基体且与转换器连接的配线。配线具有：形成于基体上的下部电极层、形成于下部电极层上的压电层、形成于压电层上的电容减少层、形成于电容减少层上的上部电极层。电容减少层的介电常数比压电层的介电常数小。
该惯性力传感器能够改善噪声等级。
附图说明
图1A是本发明实施方式1的惯性力传感器的剖视图；
图1B是实施方式1的其它的惯性力传感器的剖视图；
图2A是表示实施方式1的惯性力传感器的制造工艺的流程图；
图2B是表示比较例的惯性力传感器的制造工艺的流程图；
图3是实施方式1的再其它的惯性力传感器的俯视图；
图4A是图3所示的惯性力传感器的线4A－4A的剖视图；
图4B是图3所示的惯性力传感器的线4B－4B的剖视图；
图5A是表示图3所示的惯性力传感器的线5A－5A的截面的SEM照片的图；
图5B是表示比较例的惯性力传感器的截面的SEM照片的图；
图6是实施方式1的再其它的惯性力传感器的剖视图；
图7是实施方式1的再其它的惯性力传感器的俯视图；
图8A是图7所示的惯性力传感器的线8A－8A的剖视图；
图8B是图7所示的惯性力传感器的线8B－8B的剖视图；
图9是本发明实施方式2的惯性力传感器的俯视图；
图10是本发明实施方式3的惯性力传感器的俯视图；
图11是现有的惯性力传感器的剖视图。
符号说明
6 惯性力传感器
7 基体
8 下部电极层（第一下部电极层、第二下部电极层）
9 压电层（第一压电层、第二压电层）
10 电容减少层
11 上部电极层（第一上部电极层、第二上部电极层）
16 驱动电极（转换器）
17 检测电极（转换器）
18 监视电极（转换器）
19 配线
110 电容减少层
具体实施方式
（实施方式1）
图1A是本发明实施方式1的惯性力传感器6的剖视图。检测加速度及角速度等的惯性力的惯性力传感器6具有形成配线的区域。该区域具备：基体7、形成于基体7的上面的下部电极层8、形成于下部电极层8的上面的压电层9、形成于压电层9上的面的电容减少层10、形成于电容减少层10的上面的上部电极层11。电容减少层10的介电常数比压电层9的介电常数小。
根据该构成，能够减少下部电极层8和上部电极层11之间的电容。其结果是，能够减小惯性力传感器6的噪声等级，改善灵敏度。还能够抑制与惯性力传感器6连接的电路部的耗电量。
下面，对各构成要素进行说明。
基体7使用硅（Si）等半导体材料、熔融石英、氧化铝等非压电材料而形成。优选可以通过使用硅，而采用微细加工技术制作小型的惯性力传感器6。另外，也可以在基体7的表面形成例如由氧化硅膜（SiO2）构成的阻挡层或由钛（Ti）构成的密合层等其它层。
下部电极层8例如为由铜、银、金、钛、钨、铂、铬、钼的至少一种构成的单体金属、或者以该单体金属为主要成分的合金或这些金属层叠而成的结构。优选通过设定为含有Ti或TiOx的铂（Pt），得到电动率高且高温氧化环境下的稳定性优异的下部电极层8。在实施方式1中，下部电极层8的厚度为100nm～500nm。
压电层9例如由氧化锌、钽酸锂、铌酸锂或铌酸钾等压电材料形成。优选压电层9使用锆钛酸铅（Pb（Zr，Ti）O3），由此，能够实现压电特性良好的惯性力传感器6。在实施方式1中，压电层9的厚度为1000nm～4000nm。另外，也可以在压电层9的下面形成例如由钛酸盐（PbTiO3）构成的取向控制层等其它层。该层配置于下部电极层8的上面上。
电容减少层10具有绝缘性，可以进行低温工艺下的成膜，由可将构图时对压电层9的损伤抑制在最小限度的材料构成，由聚酰亚胺等低介电常数有机材料构成。另外，在低介电常数有机材料中，特别是通过使用感光性聚酰亚胺，也可以获得微细加工容易、耐化学药品性优异的电容减少层10。
另外，电容减少层10也可以使用在碱性溶液中可显影的碱性显影型感光性聚酰亚胺。碱性显影型感光性聚酰亚胺可以进行在碱显影下的构图，因此，在图案形成时（显影工序）的化学反应中不会产生对压电层9造成不良影响的酸，能够抑制对压电层9带来损伤。
另外，作为电容减少层10，也可以使用SiO2、SiN、SiON、SiC、Al2O3等与压电层9相比介电常数低的无机材料。优选利用SiO2或SiN形成电容减少层10，由此，能够得到耐化学药品性及耐湿性等耐久性优异的电容减少层10。在实施方式1中，电容减少层10的厚度为100nm～2000nm。
上部电极层11例如为由铜、银、金、钛、钨、铂、铬、钼的至少一种构成的单体金属、或者以该单体金属为主要成分的合金或这些金属层叠而成的结构。优选通过设为金（Au），能够形成对热、湿气、氧等大部分化学性腐蚀非常强的上部电极层11。另外，在实施方式1中，上部电极层11的厚度为100nm～2000nm。另外，也可以在上部电极层11的下面形成由钛（Ti）构成的密合层等其它层。该层配置于电容减少层10的上面上。
图1B是实施方式1的其它的惯性力传感器206的剖视图。在图1B中，对与图1A所示的惯性力传感器6相同的部分标注相同的参照号码。代替图1A所示的惯性力传感器6的电容减少层10，惯性力传感器206具备设于压电层9的上面的电容减少层210。上部电极层11设于电容减少层210的上面。电容减少层210包括由电容减少层10的上述低介电常数有机材料构成的有机材料层210C和设于有机材料层210C的上面的由上述低介电常数无机材料构成的无机材料层210D。优选有机材料层210C和无机材料层210D分别由感光性聚酰亚胺和SiN构成。由此，能够得到可将构图时对压电层9的损伤抑制在最小限度且耐化学药品性及耐湿性等耐久性优异的电容减少层210。
图2A是表示实施方式1的惯性力传感器6的制造工艺的流程图。下面，参照图2A对惯性力传感器6的制造方法进行说明。
在作为基体7的晶片上面形成下部电极层8（步骤S101）。接着，在下部电极层8的上面形成压电层9（步骤S102）。接着，在压电层9的上面形成电容减少层10（步骤S103）。
下面，对步骤S103中形成电容减少层10的方法进行说明。在压电层9的上面涂布聚酰亚胺等材料（S103A）。接着，对涂布的材料进行构图（步骤S103B）。接着，通过进行使构图的材料固化的固化工序（步骤S103C），获得电容减少层10。
接着，在电容减少层10的上面形成上部电极层11（步骤S104），接着，对上部电极层11进行构图（步骤S105）。然后，通过在上部电极层11和下部电极层8之间施加电压，使压电层9极化（步骤S106）。然后，对晶片（基体7）、下部电极层8、压电层9进行构图（步骤S107），加工惯性力传感器6的外形（步骤S108）。接着，对晶片（基体7）下面进行抛光，以使基体7具有规定厚度（步骤S109），利用切割片将晶片分割成各个基体7（步骤S110），获得各个惯性力传感器6。接着，检查在步骤S110中得到的惯性力传感器6的特性（步骤S111），从而获得惯性力传感器6。
图2B是表示不具有电容减少层的图11所示的比较例即现有的惯性力传感器1的制造工艺的流程图。在图2B中，对与图2A所示的实施方式1的惯性力传感器6的制造工序相同的部分标注相同的参照号码。在现有的惯性力传感器1中，在压电层4的上面设有上部电极层5。如图2A和图2B所示，在实施方式1的惯性力传感器6的制造工艺中，在压电层9的成膜工序（步骤S102）和上部电极层11的成膜工序（步骤S104）之间进行电容减少层10的形成工序（步骤S103）。
在实施方式1中，使用以重氮萘醌（DNQ）为感光性剂的感光性聚酰亚胺形成电容减少层10。作为感光剂的重氮萘醌广泛用于正性抗蚀剂的感光剂，可以实施在碱性显影液中可显影的碱显影。这样，电容减少层10优选由碱性显影型感光性聚酰亚胺形成。当使光穿过描绘有图案的掩模对碱性显影型感光性聚酰亚胺进行照射而曝光时，通过曝光的光化学反应（光聚合反应），作为感光体的重氮萘醌经由茚酮变成茚羧酸。茚羧酸相对于碱溶液具有较高的溶解性，因此，照射了光的部分进行溶解，聚合物中未照射光的未曝光部的部分剩余，碱性显影型感光性聚酰亚胺被构图。另外，重氮萘醌还作为聚合物的溶解抑制剂发挥作用。另外，通过对被构图的碱性显影型感光性聚酰亚胺实施作为固化处理的热处理，聚酰亚胺前驱体即聚酰胺酸（聚酰胺酸）的亚胺化反应（脱水环）进展、固化而获得聚酰亚胺。在此，聚酰胺酸相对于有机溶剂可进行溶解，若形成聚酰亚胺，相对于有机溶剂就不会溶解。因此，在构图之前，以含有感光剂的有机溶剂结合于聚酰胺酸的溶液状态进行涂布，通过对该溶液进行预焙、干燥、曝光、显影而形成期望的图案，之后实施作为固化处理的热处理，由此，获得被构图的聚酰亚胺层。
作为电容减少层10，通过使用固化处理中的温度即固化温度较低的感光性聚酰亚胺，能够抑制对压电层9的损伤。例如，在使用锆钛酸铅作为压电层9的情况下，锆钛酸铅的居里温度约为330℃，因此，当施加居里温度以上的热应力时，压电层9的压电特性消失，成为普通感应层。通过使用固化温度比压电层9的居里温度更低的感光性聚酰亚胺形成电容减少层10，能够抑制在固化处理时对压电层9造成的损伤。
在实施方式1中，利用感光剂使用重氮萘醌的感光性聚酰亚胺形成电容减少层10，但电容减少层10也可以利用具有相同作用的其它感光剂及其它感光性聚酰亚胺形成。
下面，对具有电容减少层10的实施方式1的实施例的惯性力传感器6和不具有电容减少层10的比较例的惯性力传感器的上部电极层和下部电极层之间的电容的不同进行研究。
压电层9的介电常数εr为980，膜厚d为2.85（μm），介电常数ε为868×10－9（F／m）。
实施例中的电容减少层10的材料即碱性显影型感光性聚酰亚胺的介电常数εr为3，膜厚d为0.5（μm），介电常数ε为2.66×10-11（F／m）。
在具有电容减少层10的实施例的惯性力传感器6中，上部电极层11和下部电极层8之间的电容CTotal是压电层9形成的部分和电容减少层10形成的部分的合成电容。根据压电层9形成的部分的电容CPE、电容减少层10形成的部分的电容CPI，电容CTotal用下面的式子表示。
CTotal＝CPE×CPI／（CPE＋CPI）
电容减少层10的介电常数只有压电层9的介电常数的大约0.3％，因此，在由这两个层形成合成电容的情况下，即使膜厚有一些不同，电容CTotal也接近于仅由电容减少层10形成的部分的电容CPE。例如，在电容减少层10的厚度为压电层9的厚度的1／5的情况下，电容CTotal成为只有压电层9形成的电容CPE的1％左右。这样，通过在上部电极层11和压电层9之间设置由介电常数低的材料构成的电容减少层10，能够大幅降低上部电极层11和下部电极层8之间的电容。
接着，为了确认电容减少层10的电容降低效果，制作样品进行评价。具体地讲，在厚度为2.85μm的压电层9上以厚度1.6μm形成碱性显影型感光性聚酰亚胺作为电容减少层10，再在其上形成上部电极层11而制作实施例的样品。上部电极层11由形成于电容减少层10上的厚度为10nm的Ti层和形成于Ti层上的厚度为300nm的Au层构成。另外，除了不具有电容减少层10以外，制作具有与实施例的样品相同结构的比较例的样品。
未形成有电容减少层10的比较例的样品的电容为1887.0pF，形成有电容减少层10的实施例的样品的电容为16.9pF。这样，形成有电容减少层10的实施例的样品的电容为未形成有电容减少层10的比较例的样品的电容的0.9％，能够确认如由上述式子估算的电容降低效果。
图3是实施方式1的再其它的惯性力传感器12的俯视图。在图3中，对与图1A所示的惯性力传感器6相同的部分标注相同的参照号码。惯性力传感器12具备：基体7、驱动电极16、检测电极17、监视电极18、配线19和电极焊盘20。驱动电极16、检测电极17、监视电极18、配线19、电极焊盘20设于基体7的上面上。基体7由硅衬底构成，并具有支承部13、从支承部13向沿着中心轴12C的方向12D并且相互平行地延伸的两个臂14、15的音叉形状。在和中心轴12C成直角的轴12E上，臂14、15对于中心轴12C配置于相互相反侧。臂14、15以固有的共振频率振动。检测电极17在两个臂14、15各自的轴12E的方向上设于大致中央部。驱动电极16在轴12E的方向上设于检测电极17的两侧。在与支承部13连接的臂14、15各自的根部设有监视电极18。另外，驱动电极16、检测电极17及监视电极18分别经由配线19与电极焊盘20电连接。惯性力传感器12以被施加以中心轴12C为中心的角速度的方式构成，惯性力传感器12作为检测该角速度的角速度传感器发挥作用。
下面，对惯性力传感器12的动作进行说明。如图3所示，定义分别与中心轴12C和轴12E平行延伸的Y轴和X轴，再定义与X轴和Y轴成直角延伸的Z轴。驱动电极16及监视电极18经由配线19与电极焊盘20连接。电极焊盘20中，以连接驱动电路的方式构成。检测电极17经由配线19与电极焊盘20连接。电极焊盘20中，以连接检测电路的方式构成。驱动电极16及监视电极18与驱动电路连接，驱动电极16及监视电极18和驱动电路构成驱动惯性力传感器12使臂14、15振动的驱动环路。臂14、15以按照固有的共振频率振动的方式构成。从驱动电路经由电极焊盘20及配线19向驱动电极16施加该共振频率的交流电压即驱动信号，由此，臂14、15沿X轴方向振动。监视电极18向驱动电路发送与这些振动相对应的监视信号。驱动电路基于监视信号而控制驱动信号，以使臂14、15以共振频率且以一定振幅沿X轴方向振动。若在该状态下施加绕Y轴的角速度，则臂14、15利用根据角速度而在臂14、15中产生的哥氏力向Z轴方向挠曲，在检测电极17中产生电荷。由检测电极17产生的电荷引起的电流即检测信号经由配线19及电极焊盘20发送至检测电路。检测电路可以基于检测信号检测角速度。
如上所述，检测电极17是将由哥氏力在臂14、15产生的机械应变或变形转换成电信号的转换器。驱动电极16是基于输入的交流电压的电信号进行机械变形而使臂14、15振动的转换器。监视电极18是根据臂14、15的机械振动而输出电信号的转换器。
惯性力传感器12具有被边界AC划分的、至少形成有检测电极17的区域AD和至少形成有配线19的区域AE。设有电容减少层10的部分的电容降低是，同时该部分的压电特性降低。因此，在具有检测电极17的区域AD不设置电容减少层10，在具有配线19的区域AE设置电容减少层10。通过该结构，能够降低在形成有配线19的区域AE产生的噪声，并且确保形成有检测电极17的区域AD的压电特性。
另外，在实施方式1的惯性力传感器12中，在区域AD形成有驱动电极16。由此，能够抑制电容减少层10引起的驱动效率的降低。另外，在区域AD形成有监视电极18。由此，能够确保从监视电极18向驱动电路输入的监视信号的振幅。
另外，在实施方式1的惯性力传感器12中，在区域AE形成电极焊盘20。由此，能够降低在电极焊盘20产生的噪声。
另外，也可以在臂14、15的前端部分等、未形成有驱动电极16、检测电极17、监视电极18的部分设置电容减少层10。由此，能够增大臂14、15的质量，能够提高惯性力传感器12的灵敏度。
图4A是图3所示的惯性力传感器12的区域AD中的线4A－4A的剖视图。在区域AD中，惯性力传感器12具备：两个臂14、15各自的基体7、形成于基体7的上面的下部电极层8、形成于下部电极层8的上面的压电层9、形成于压电层9的上面的上部电极层11。检测电极17设于基体7（臂14、15）的X轴方向的大致中央部。驱动电极16在X轴方向上设于检测电极17的两侧。这样，在臂14、15的设有驱动电极16及检测电极17的区域AD未形成电容减少层10。
图4B是图3所示的惯性力传感器12的区域AE中的线4B－4B的剖视图，表示支承部13的截面。在区域AE中，惯性力传感器12具备：作为支承部13的基体7、形成于基体7的上面的下部电极层8、形成于下部电极层8的上面的压电层9、形成于压电层9的上面的电容减少层10、形成于电容减少层10的上面的上部电极层11。图4B所示的电极焊盘20与检测电极17电连接，配线19分别与驱动电极16或监视电极18连接。与检测电极17连接的配线19具有与连接于驱动电极16及监视电极18的配线19相同的结构。这样，在设有配线19及电极焊盘20的区域AE形成有电容减少层10。
利用在驱动惯性力传感器12时产生的微振动，在无助于特性的区域AE中，由于因在压电层9施加微振动而产生的电荷，有时产生噪声。通过电容减少层10能够大幅度地抑制该噪声，改善噪声等级，并且能够抑制与惯性力传感器12连接的驱动电路及检测电路的耗电量。
图5A是用扫描电子显微镜（SEM）拍摄图3所示的惯性力传感器12的线5A－5A的截面的SEM照片。电容减少层10的厚度W1为上部电极层11的厚度W2以下，更优选比上部电极层11的厚度W2小。在该情况下，在区域AD的形成有电容减少层10的部分和区域AE的未形成电容减少层10的部分的边界AC形成的上部电极层11的台阶部分11F平滑地连续。图5B是厚度W1比厚度W2大的情况下的图3所示的惯性力传感器12的线5A－5A的剖视图。在该情况下，在上部电极层11的边界AC的台阶部分11F产生裂纹。这样，通过将电容减少层10的厚度W1设定为上部电极层11的厚度W2以下，能够抑制边界部分的上部电极层11的裂纹的产生。但是，若电容减少层10的厚度W1过薄，则不能减小电容减少层10的电容（CPI＝ε·S／d:S为对向的电极的面积），电容CTotal的降低效果减少。通过以将电容减少层10的介电常数ε1除以厚度W1的值ε1／W1设为压电层9的介电常数ε2除以厚度W2的值ε2／W2的5％以下的方式，规定电容减少层10的厚度W1的下限，能够确保电容的降低效果。
图6是实施方式1的再其它的惯性力传感器106的剖视图。在图6中，对与图1所示的惯性力传感器6相同的部分标注相同的参照号码。代替图1A所示的惯性力传感器6的电容减少层10，图6所示的惯性力传感器106具备由与电容减少层10相同的材料构成的电容减少层110。
图6所示的惯性力传感器106的电容减少层110具有位于压电层9的上面9A的下面110B、位于上部电极层11的下面11B的上面110A、与上面110A和下面110B连接且相互位于相反侧的侧面110C、110D。上部电极层11不仅被电容减少层110的上面110A覆盖，还被侧面110C、110D覆盖。这样，压电层9和上部电极层11以使电容减少层110不从压电层9和上部电极层11露出的方式，覆盖电容减少层110的整体。
在图1A所示的惯性力传感器6中，电容减少层10的侧面从压电层9和上部电极层11露出。通过该构成，能够在图2A所示的惯性力传感器6的制造工序的步骤S104以后的工序中保护电容减少层10。例如，在步骤S107中，在对压电层9、下部电极层8、基体7进行构图时，这些层通过蚀刻液或蚀刻气体等蚀刻剂进行蚀刻。若电容减少层10的侧面露出，则在该蚀刻时，由于蚀刻剂而受到损伤，有时损坏自身特性或与压电层9及上部电极层11的密合性。
在图6所示的惯性力传感器106中，电容减少层110的侧面110C、110D被上部电极层11覆盖，电容减少层110不会从上部电极层11和压电层9露出而被整体性地覆盖，因此，即使图2A所示的步骤S107中使用蚀刻剂，电容减少层110也不会受到损伤。由此，能够防止电容减少层110的特性劣化及与压电层9及上部电极层11的密合性的劣化。
图7是实施方式1的再其它惯性力传感器112的俯视图。图8A是图7所示的惯性力传感器112的线8A－8A的剖视图。图8B是图7所示的惯性力传感器112的线8B－8B的剖视图。在图7、图8A和图8B中，对与图3、图4A、图4B所示的惯性力传感器12相同的部分标注相同的参照号码。
图7～图8B所示的惯性力传感器112具备图6所示的电容减少层110，代替图3～图4B所示的惯性力传感器12的电容减少层10。即，区域AE的配线19和电极焊盘20具有设于压电层9的上面的电容减少层110。电容减少层110的上面110A和侧面110C、110D被上部电极层11覆盖。上部电极层11和压电层9以电容减少层110不露出的方式整体性地覆盖电容减少层110。由此，能够防止图2A所示的步骤S107中的用于构图的蚀刻时的电容减少层110的特性劣化及与压电层9及上部电极层11的密合性的劣化。
如以上的实施方式1中所述，惯性力传感器6（12、106、112、206）具备：基体7、设于基体7的转换器（驱动电极16、检测电极17、监视电极18）、设于基体7且与转换器连接的配线19。配线19具有：形成于基体7的上面的下部电极层8、形成于下部电极层8的上面的压电层9、形成于压电层9上面的绝缘性的电容减少层10（110、210）、形成于电容减少层10（110、219）的上面的上部电极层11。电容减少层10（110、210）的介电常数比压电层9的介电常数小。压电层9和上部电极层11以不使电容减少层110露出的方式整体性地覆盖电容减少层110。
电容减少层110具有位于压电层9的上面9A的下面110B。电容减少层110具有与上面110A和下面110B连接的侧面110C（110D）。上部电极层11覆盖电容减少层110的上面110A和侧面110C（110D）。
转换器（驱动电极16、检测电极17、监视电极18）具有：形成于基体7的上面的下部电极层8、形成于下部电极层8的上面的压电层9、形成于压电层9的上面的上部电极层11。转换器的下部电极层8连续延伸至配线19的下部电极层8。转换器的压电层9连续延伸至配线19的压电层9。转换器的上部电极层11连续延伸至配线19的上部电极层11。
转换器（检测电极17）检测施加于基体7的应力。另外，其它的转换器（驱动电极16）驱动基体7使之振动。
（实施方式2）
图9是本发明实施方式2的惯性力传感器21的俯视图。惯性力传感器21具有与图3所示的实施方式1的惯性力传感器12不同的形状。如图9所示，惯性力传感器21具备：两个支承部22、两端与两个支承部22连接的两个纵梁23、两端与两个纵梁23连接的横梁24、一端与横梁24连接的大致J字状的臂25、与臂25的另一端连接的铊50。两个支承部22与X轴方向平行地延伸。另外，在臂25上设有驱动电极26、检测电极27和监视电极28。在横梁24上设有检测电极29。在纵梁23上设有检测电极30。另外，在支承部22上设有电极焊盘31，各驱动电极26、检测电极27、29、30及监视电极28通过配线121电连接。
对惯性力传感器21的动作进行说明。驱动电极26及监视电极28经由配线121和电极焊盘31与驱动电路连接。驱动电极26及监视电极28、驱动电路构成驱动环路。从驱动电路经由电极焊盘31及配线121向驱动电极26施加驱动信号，由此，臂25在XY面内振动。若在该状态施加绕Z轴的角速度，则臂25利用由角速度而产生的哥氏力向Y轴方向挠曲，在检测电极27上产生电荷。另外，若在臂25在XY面内振动的状态下向臂25施加绕X轴的角速度，则臂25利用由该角速度而产生的哥氏力，向Z轴方向挠曲，在检测电极29上产生电荷。另外，在臂25在XY面内振动的状态下，当施加绕Y轴的角速度时，则臂25利用由该角速度而产生的哥氏力，向Z轴方向挠曲，在检测电极30产生电荷。在检测电极27、29、30上产生的电荷引起的电流经由配线121及电极焊盘31发送至检测电路。检测电路可以基于发送的电流，检测绕X轴的角速度、绕Y轴的角速度及绕Z轴的角速度。
在惯性力传感器21中，驱动电极26、检测电极27、29、30及监视电极28不设置图1A所示的电容减少层10及图6所示的电容减少层110。配线121及电极焊盘31设有电容减少层10或电容减少层110。通过该结构，能够降低配线121及电极焊盘31的电容。即，作为惯性力传感器21，通过在无助于特性的部分形成电容减少层10或电容减少层110，能够改善噪声等级，并且能够抑制与惯性力传感器21连接的驱动电路或检测电路的耗电量。
（实施方式3）
图10是本发明实施方式3的惯性力传感器32的俯视图。惯性力传感器32作为检测加速度的加速度传感器发挥作用。惯性力传感器32具备：支承部33、铊部34、与支承部33和铊部34连结的中央支承梁35、振动梁36。在振动梁36上形成有驱动电极37及检测电极38。驱动电极37及检测电极38通过配线39与电极焊盘40电连接。
惯性力传感器32经由驱动电极37与驱动电路连接，驱动电极37和驱动电路构成驱动环路。通过从驱动电路经由电极焊盘40及配线39向驱动电极37施加驱动信号，振动梁36沿Z轴方向振动。若在该状态下沿X轴方向施加加速度时，则会对相对于中央支承梁35相互配置于相反侧的振动梁36分别施加拉伸应力和压缩应力。振动梁36的共振频率根据施加的应力而变化，通过利用配置于振动梁36的检测电极38检测该变化，可以检测加速度。在惯性力传感器32中，驱动电极37及检测电极38不具有电容减少层10、110。在驱动电极37及检测电极38之外的部分，例如在配线39和电极焊盘40上设有电容减少层10或电容减少层110。通过该结构，能够降低配线39及电极焊盘40的电容。即，作为惯性力传感器32，通过在无助于特性的部分形成电容减少层10、110，能够改善噪声等级，并且能够抑制与惯性力传感器32连接的驱动电路或检测电路的耗电量。
另外，实施方式1～3中的惯性力传感器作为角速度传感器及加速度传感器发挥作用。即使在压力传感器等其它惯性力传感器中，通过设置电容减少层10、110，也能够降低电极电容，因此，能够改善噪声等级，并且能够抑制与惯性力传感器连接的电路部的耗电量。
在实施方式1～3中，表示“上面”“下面”等方向的用语，表示仅依赖于基体7、电容减少层10等惯性力传感器的构成部分的相对的位置关系的相对的方向，不表示上下方向等绝对性的方向。
产业上的可利用性
本发明的惯性力传感器能够改善噪声等级，因此，用于携带终端或车辆等中。
Claims (13)
1.一种惯性力传感器，具备：
基体；
设于所述基体的转换器；
设于所述基体且与所述转换器连接的配线，
所述配线具有：
形成于所述基体的上面的第一下部电极层；
形成于所述第一下部电极层的上面的第一压电层；
形成于所述第一压电层的上面的电容减少层；
形成于所述电容减少层的上面的第一上部电极层，
所述电容减少层的介电常数比所述第一压电层的介电常数小。
2.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述第一压电层和所述第一上部电极层整体性地覆盖所述电容减少层，以使所述电容减少层不露出。
3.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述电容减少层具有位于所述第一压电层的所述上面的下面，
所述电容减少层具有与所述电容减少层的所述上面和所述下面连接的侧面，
所述第一上部电极层覆盖所述电容减少层的所述上面和所述侧面。
4.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述电容减少层的厚度为所述第一上部电极层的厚度以下。
5.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述电容减少层的介电常数为所述第一压电层的介电常数的5％以下。
6.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述电容减少层由感光性有机材料构成。
7.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述电容减少层由感光性聚酰亚胺构成。
8.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述电容减少层由碱性显影型的感光性聚酰亚胺构成。
9.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述电容减少层的固化温度比所述第一压电层的居里温度低。
10.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述转换器具有：
形成于所述基体的所述上面的第二下部电极层；
形成于所述第二下部电极层的上面的第二压电层；
形成于所述第二压电层的上面的第二上部电极层。
11.如权利要求10所述的惯性力传感器，其中，
所述第二下部电极层连续延伸至所述第一下部电极层，
所述第二压电层连续延伸至所述第一压电层，
所述第二上部电极层连续延伸至所述第一上部电极层。
12.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述转换器检测施加于所述基体的应力。
13.如权利要求1所述的惯性力传感器，其中，
所述转换器驱动所述基体使之振动。
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