CN104848971A - 静电电容型压力传感器、压力检测器及输入装置 - Google Patents

静电电容型压力传感器、压力检测器及输入装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种隔膜不易产生初期变形的静电电容型压力传感器、压力检测器及输入装置。固定电极基板(32)的上面由电介质膜(33)覆盖。在压缩应力膜(38)的上面或下面的一方形成有凹槽(34)(凹部)。在电介质膜(33)之上层叠上基板(35)。上基板(35)中与凹槽(34)相对的区域成为可弹性变形的隔膜(36)，在隔膜(36)的上面的至少一部分形成有压缩应力膜(38)。

Description

静电电容型压力传感器、压力检测器及输入装置
技术领域
本发明涉及静电电容型压力传感器、压力检测器及输入装置。特别是，本发明涉及因压力而挠曲的隔膜与相对面接触而检测压力的触摸模式的静电电容型压力传感器。另外，本发明涉及利用该压力传感器的压力检测器及输入装置。
背景技术
一般的静电电容型压力传感器中，导电性的隔膜(可动电极)和固定电极隔着间隙相对，根据因压力而挠曲的隔膜和固定电极之间的静电电容的变化来检测压力。但是，在该压力传感器为使用玻璃基板或硅基板并通过MEMS技术制造的微器件的情况下，如果对隔膜施加大的压力，则隔膜可能会大幅挠曲而破损。
因此，提案有在固定电极的表面设置电介质膜，使因压力而挠曲的隔膜与电介质膜接触，根据该接触面积的变化而使隔膜和固定电极之间的静电电容发生变化的压力传感器。这样的压力传感器有时被称作触摸模式静电电容型压力传感器。
在静电电容型压力传感器中，使作为受压部的隔膜的形状稳定是非常重要的课题。压力传感器测量通过来自外部的压力带来的隔膜的变形而产生的静电电容的变化，与之相对，如果隔膜因外部压力以外的原因例如压曲(纵弯曲)或疲劳而进行预期之外的变形，则因隔膜的变形而压力传感器的输出特性发生变化。其结果，压力传感器的灵敏度变差，或压力传感器产生动作不良，所以使隔膜的形状稳定成为压力传感器中的重要的课题。
图1(A)、图1(B)及图1(C)是表示隔膜的压曲或疲劳带来的初期变形的概略图。在此所示的压力传感器11中，由电介质膜13覆盖固定电极基板12的上面，在电介质膜13的上面形成有凹槽14。在电介质膜13的上面层叠有上基板15，且由上基板15覆盖凹槽14的上面开口。上基板15中位于凹槽14之上的区域成为感知压力而变形的隔膜16。
在静电电容型的压力传感器11中，优选隔膜16平坦地形成，或以稍微向上方凸地伸出的方式形成。但是，在因加压耐久试验或长期的使用而使隔膜16机械性地恶化时，如图1(A)、图1(B)或图1(C)所示，有时隔膜16因压曲或疲劳而变形。图1(A)表示隔膜16的中央部以向下方伸出的方式变形的1次变形模式。图1(B)表示隔膜16的一部分以向上方伸出的方式变形，并且其它一部分以向下方伸出的方式变形的2次变形模式。图1(C)表示3次变形模式。如果隔膜16产生图1(A)、图1(B)或图1(C)所示那样的初期变形，则产生隔膜16(可动电极)和固定电极基板12之间的静电电容(初期容量)增加、或测量精度变差的问题。
为解决这样的课题，在专利文献1中公开的压力传感器中，由多层膜形成隔膜，使多层膜的各层所产生的内部应力彼此相互抵销，由此，使隔膜的初期形状稳定化。
但是，如专利文献1那样使用多层膜的方法中，存在制作隔膜的工序耗费时间，压力传感器的制造成本升高的问题。另外，为了使压力传感器的测量精度稳定化，仅使隔膜的初期形状稳定化是不充分的。即，为了对于低压到高压的宽范围的压力通过小面积的隔膜得到测量灵敏度，也要求对于加压耐久试验这样的机械的负荷具有耐久性。在静电电容型的压力传感器中，期望对于0Pa到数MPa的压力得到测量灵敏度，但现实上有时在加压耐久试验中隔膜如图1所示那样变形，压力传感器的输出特性发生变化。其结果，在现有的压力传感器中，难以兼得低压下的隔膜的变形容易度(高灵敏度特性)和对高压的耐久性这两者。
专利文献1：(日本)特开2000－133818号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种隔膜不易产生初期变形的静电电容型压力传感器、压力检测器及输入装置。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的特征在于，具有：固定电极基板；电介质膜，其在上面或下面的一方具有凹部，并覆盖所述固定电极基板的上面；上基板，其设于所述电介质膜之上；可弹性变形的隔膜，其由所述上基板中与所述凹部相对的区域形成；压缩应力层，其形成于所述隔膜的上面的至少一部分。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器中，由于在隔膜的上面的至少一部分形成有压缩应力膜，所以即使隔膜因压曲或疲劳而变形，也能够通过压缩应力膜来矫正隔膜的形状。因此，可以将隔膜的形状保持在所希望的形状，可以维持压力传感器的输出特性。另外，由于在隔膜的上面形成有压缩应力膜，所以隔膜的强度增加。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的某实施方式的特征在于，从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述压缩应力膜的中心与所述隔膜的中心重合。根据这样的实施方式，由于压缩应力膜形成于隔膜的正中，所以隔膜不易因方向而不均匀地变形。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的其它实施方式的特征在于，所述压缩应力膜的面积比所述隔膜的面积小。这样的实施方式中，由于在隔膜的外周部分未形成压缩应力膜，所以压力引起的隔膜的弹性变形难以成为阻碍，压力传感器的灵敏度提高。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的再其它实施方式的特征在于，所述压缩应力膜具有与所述隔膜相似的形状，且为所述隔膜的1/2以下的缩小尺寸。隔膜由于其半径的1/2的区域或其宽度的1/2的区域大幅变形，所以如果在该区域设置压缩应力膜，则可通过面积小的隔膜来高效地矫正隔膜的初期变形。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的再其它实施方式的特征在于，从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述凹部为圆形，且所述压缩应力膜也为圆形。根据这样的实施方式，可以使隔膜在各方向上均等地变形。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的再其它实施方式的特征在于，从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述压缩应力膜具有围绕其中心旋转对称的形状。根据这样的实施方式，可以使隔膜在各方向上大致均等地变形。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的再其它实施方式的特征在于，从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述压缩应力膜为多边形状。根据这样的实施方式，可以使隔膜在各方向上大致均等地变形。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的再其它实施方式的特征在于，从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述压缩应力膜为放射状。根据这样的实施方式，根据从隔膜的中心测得的半径方向的距离，压缩应力膜的面积比率逐渐减小，因此，隔膜的初期变形或受到压力时的变形变得圆滑。
本发明第一方面的静电电容型压力传感器的再其它实施方式的特征在于，所述压缩应力膜由弹性体形成。根据这样的实施方式，在由笔尖按压隔膜时，可以由压缩应力膜保护隔膜。
本发明第二方面的静电电容型压力传感器的特征在于，具有：固定电极基板；电介质膜，其在上面或下面的一方具有凹部，并覆盖所述固定电极基板的上面；上基板，其设于所述电介质膜之上；可弹性变形的隔膜，其由所述上基板中与所述凹部相对的区域形成；拉伸应力膜，其形成于所述隔膜的下面的至少一部分。
在本发明的第二静电电容型压力传感器中，由于在隔膜的下面的至少一部分形成有拉伸应力膜，所以即使隔膜因压曲或疲劳而变形，也能够通过压缩应力膜来矫正隔膜的形状。因此，可以将隔膜的形状保持在所希望的形状，可以维持压力传感器的输出特性。另外，由于在隔膜的下面形成有拉伸应力膜，所以隔膜的强度增加。
本发明第三方面的静电电容型压力传感器的特征在于，具有：固定电极基板；电介质膜，其在下面具有凹部，并覆盖所述固定电极基板的上面；上基板，其设于所述电介质膜之上；可弹性变形的隔膜，其由所述上基板中与所述凹部相对的区域形成，与所述隔膜的下面接合的所述电介质膜的至少一部分具有拉伸应力。
在本发明的第三静电电容型压力传感器中，由于与隔膜的下面接合的电介质膜的至少一部分具有拉伸应力，所以即使隔膜因压曲或疲劳而变形，也能够通过具有拉伸应力的电介质膜来矫正隔膜的形状。因此，可以将隔膜的形状保持在所希望的形状，可以维持压力传感器的输出特性。
本发明的第一～第三方面的各静电电容型压力传感器可用于压力检测器或输入装置。
此外，用于解决本发明的所述课题的技术手段具有将以上说明的构成要素适宜组合的特征，本发明可以根据这种构成要素的组合进行多种变化。特别是对于第二及第三静电电容型压力传感器也可以采用与第一静电电容型压力传感器相同的实施方式。
附图说明
图1(A)、图1(B)及图1(C)是表示静电电容型压力传感器上产生的各种模式的压曲变形的概略剖面图；
图2(A)是表示本发明实施方式1的静电电容型压力传感器的立体图，图2(B)是图2(A)所示的压力传感器的局部分解的立体图；
图3(A)是图2(A)所示的压力传感器的平面图，图3(B)是图2(A)所示的压力传感器的剖面图；
图4是表示对压力传感器施加的负荷的大小和压力传感器上产生的静电电容的关系的图；
图5是表示隔膜实际变形时的形状的图；
图6是表示本发明实施方式1的压力传感器的变形例的平面图；
图7是表示本发明实施方式1的压力传感器的其它变形例的平面图；
图8(A)是本发明实施方式2的静电电容型压力传感器的平面图，图8(B)是图8(A)所示的压力传感器的剖面图；
图9(A)是本发明实施方式3的静电电容型压力传感器的平面图，图9(B)是图9(A)所示的压力传感器的剖面图；
图10(A)是表示使RF功率变化并通过等离子TEOS法成膜电介质膜时在电介质膜上产生的应力的测量值的图，图10(B)是表示RF功率小时的电介质膜33和上基板35的状态的概略图，图10(C)是表示RF功率大时的电介质膜33和上基板35的状态的概略图；
图11(A)是表示本发明实施方式4的压力检测器的局部分解的立体图，图11(B)是图11(A)所示的压力检测器的剖面图；
图12是本发明实施方式5的输入装置的概略剖面图。
符号说明
31、51、61  压力传感器
32  固定电极基板
33  电介质膜
34  凹槽
35  上基板
36  隔膜
38  压缩应力膜
52  拉伸应力膜
62  薄膜部分
71  压力检测器
72  压力传感器
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的最佳实施方式。但是，本发明不限于以下的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种设计变更。
(实施方式1)
以下，参照图2～图4说明本发明实施方式1的静电电容型的压力传感器31的构造。图2(A)是压力传感器31的立体图，图2(B)是压力传感器31的局部分解的立体图。图3(A)是隔膜36的平面图。图3(B)是通过隔膜36的中央的截面的压力传感器31的概略剖面图。图4是表示压力传感器的负荷－静电电容特性的图。
该压力传感器31由电介质膜33覆盖固定电极基板32的上面。作为固定电极基板32，使用Si基板或玻璃基板。电介质膜33例如由SiO2或SiN构成。电介质膜33在其上面中央部具有圆板状的凹槽34(凹部)。凹槽34的底面由电介质膜33覆盖。
在电介质膜33的上面层叠有由导电性材料例如低电阻Si构成的厚度薄的上基板35。上基板35覆盖凹槽34的上面开口。在上基板35中位于凹槽34的外侧的部分(以下将其称作外周部分37。)固定于电介质膜33的上面。上基板35中在凹槽34的上方浮起的圆形的部分成为通过负荷或压力而弹性变形的感压用的隔膜36(可动电极)。在上基板35的上面设有与隔膜36电导通的电极焊盘39a。电极焊盘39a由金属薄膜形成。
虽然未图示，但在固定电极基板32上设有固定电极。例如，在固定电极基板32为Si基板的情况下，也可以将固定电极基板32的背面设为固定电极。另外，在固定电极基板32的上面设有由杂质扩散层构成的固定电极，也可以使设于上基板35的上面的电极焊盘39b通过设于电介质膜33上的通孔40与固定电极导通、
在隔膜36的上面中央部设有压缩应力膜38。压缩应力膜38为圆形的薄膜，其下面整体与隔膜36的上面接合。压缩应力膜38即使在未从压力传感器31的外部施加负荷的状态(初期状态)下，在内部也会产生压缩应力。压缩应力膜38在从垂直于固定电极基板32的上面的方向观察时，以压缩应力膜38的中心和隔膜36(或凹槽34)的中心为一致的方式设置。
该压力传感器31为触摸模式的静电电容型的压力传感器。图4是示意性表示对压力传感器31的隔膜36施加的负荷W[gF]和在固定电极基板32和隔膜36之间产生的静电电容C[pF]的关系(负荷－静电电容特性)的图。另外，图4显示表示负荷－静电电容特性的曲线上的多个点的隔膜36的变形状态。
如果对压力传感器31的隔膜36施加负荷W，则隔膜36根据该负荷W而挠曲，并以某负荷Wa与电介质膜33接触。在图4中的负荷从0到Wa的区间(未接触区域)为隔膜36不与电介质膜33接触的状态。负荷从Wa到Wb的区间(开始接触区域)表示隔膜36与电介质膜33接触之后至以某程度的面积可靠地接触的状态。负荷从Wb到Wc的区间(动作区域)为伴随负荷的增加，隔膜36与电介质膜33接触的部分的面积逐渐增加的区间。负荷为Wc以上的区间(饱和区域)为隔膜36的大致整个面与电介质膜33接触，且即使负荷增加接触面积也几乎不增大的区域。
根据图4的负荷－容量特性，在隔膜36未接触的未接触区域，静电电容C的变化非常小，但如果成为开始接触区域，则静电电容C的变化率(增加速度)逐渐增大。在动作区域，线形性好的静电电容C的变化率逐渐减小，如果成为饱和区域，则静电电容C几乎不增加。特别是如果负荷超过Wd，则静电电容C成为饱和值Cd，没有变化。
在这种触摸模式的压力传感器31中，如果将隔膜36和电介质膜33的接触面积设为S、将电介质膜33的厚度设为d、将电介质膜33的相对介电常数设为εr、将真空中的介电常数设为εo，则隔膜36和电介质膜33之间的静电电容C由下述数学式1表示。
C＝Co+εo·εr·(S/d)              (数学式1)
在此，Co为未接触区域的静电电容。
另外，在该压力传感器31中，在隔膜36的上面形成有压缩应力膜38，在压缩应力膜38上，在初期状态下于内部产生压缩应力。压缩应力膜38在压缩应力膜38和隔膜36的接合面从隔膜36被施加压缩力，在膜方向收缩，因此，在内部产生压缩应力。因此，压缩应力膜38会对抗该压缩应力而扩展。相反地，隔膜36在隔膜36和压缩应力膜38的接合面通过来自压缩应力膜38的反作用力而向膜方向扩展，因此，也会对抗该反作用力(拉伸力)而收缩。其结果，压缩应力膜38扩展，隔膜36要收缩，因此，隔膜36及压缩应力膜38在初期状态下以在上方稍变凸的方式弯曲。因此，即使在隔膜36上产生图1所示那样的压曲或疲劳带来的不良模式的变形，也会作用有强制恢复的力，以使隔膜36朝向上方变凸，可以使隔膜36的初期状态(除去了负荷的状态)的形状稳定，可以使压力传感器31的输出特性稳定。此外，在加压耐久试验等中，因变形而在隔膜36上蓄积疲劳(疲劳应力)，但由于并不重复压缩应力膜38自身的变形，所以压缩应力膜38的压缩应力被继续维持。
另外，该压力传感器31由于为触摸模式静电电容压力传感器，所以即使在对隔膜36施加了大的压力的情况下，通过隔膜36与电介质膜33接触，也能够防止隔膜36的破损。而且，由于在隔膜36上形成有压缩应力膜38，所以隔膜36的机械强度增加。另外，如果可以由弹性体(例如聚酰亚胺那样的高分子材料)构成设于隔膜36的上面的压缩应力膜38，则压缩应力膜38作为缓冲材料起作用，即使在由硬质的负荷施加部件(例如触摸笔的前端部)按压了隔膜36的情况下，也不易产生隔膜36的机械恶化(摩耗、破裂、切口)。
优选压缩应力膜38与隔膜36相比尽可能薄地形成。通过减薄压缩应力膜38，使压力传感器31的低压区域的灵敏度不易降低。
压缩应力膜38如上述以压缩应力膜38的中心和隔膜36的中心相一致的方式形成。即，如果在该实施方式的情况下来说，则在从垂直于固定电极基板32的上面的方向观察时，圆板状的压缩应力膜38与圆板状的隔膜36(或凹槽34)同心状地配置。这样，如果压缩应力膜38与隔膜36呈同心状并位于隔膜36的正中，则隔膜36不易因方向而不均匀地变形，隔膜36的恶化也同心圆状地进行。因此，即使隔膜36的恶化进行，由于隔膜36各向同性地变形，所以也可以减小压力传感器31的特性变动。
压缩应力膜38具有比隔膜36大的面积，且压缩应力膜38也可以伸出至外周部分37的上面。但是，隔膜36的边缘的环状的部分为变形最大的部分，该环状的部分的弹簧特性对压力传感器31的灵敏度有影响，因此，如果压缩应力膜38比隔膜36大，则压力传感器31的灵敏度降低。因此，在压力传感器31中，优选压缩应力膜38的面积比隔膜36的面积小，且压缩应力膜38比隔膜36小。如果使压缩应力膜38比隔膜36小，且在隔膜36的边缘的环状的部分没有设置压缩应力膜38，则可以减小压力传感器31的灵敏度降低。
特别是，压缩应力膜38具有与隔膜36相似的形状，优选为隔膜36的1/2以下的缩小尺寸。即，压缩应力膜38的半径或宽度优选为隔膜36的半径或宽度的1/2以下。图5表示隔膜36的实际的变形。图5中的样品1号表示隔膜36向上方凸地变形的样子。样品2号表示一部分向上方凸地变形，另一部分向下方凸地变形的样子(2次变形模式)。样品3号表示隔膜36向下方凸地变形的样子(1次变形模式)。自图5的各模式的变形可知，隔膜36的形状的变化主要在半径为R/2(其中R为隔膜36的半径。)的区域内显著，因此，通过在该范围形成压缩应力膜38，可以利用小的压缩应力膜38而有效地矫正隔膜36的变形。而且，由于未形成隔膜36的压缩应力膜38的区域(压缩应力膜38的外侧的区域)变宽，所以隔膜36容易弹性变形，可以将对压力传感器31的灵敏度的影响减小到最小限度，同时矫正隔膜36的变形。
压缩应力膜38可以利用压缩应力膜38的成膜条件而具有压缩应力。即，利用压缩应力膜38的成膜环境和压力传感器31的通常的动作环境的不同，在通常的动作环境下，只要在压缩应力膜38内残留压缩应力即可。例如，在高温环境下，在隔膜36的上面成膜压缩应力膜38时，无论在隔膜36上还是在压缩应力膜38上均不存在内部应力。在将压力传感器31从成膜装置取出而使压力传感器31返回常温的环境时，与压缩应力膜38的热收缩率相比，隔膜36的热收缩率会增大。该情况下，热收缩率小的压缩应力膜38从隔膜36受到压缩力，在内部残留压缩应力。热收缩率大的隔膜36从压缩应力膜38受到相对于收缩的阻力即、拉伸力，因此，在隔膜36上残留拉伸应力。因此，压缩应力膜38会对抗压缩应力而向外侧扩展，隔膜36对抗拉伸应力而向内侧收缩，因此，隔膜36及压缩应力膜38以在上方呈凸的方式弯曲。简单来说，由于隔膜36大幅度收缩，且压缩应力膜38的收缩小，所以隔膜36和压缩应力膜38以在上方呈凸的方式弯曲。
压缩应力膜38的材料只要可以在上基板35上成膜，且具有压缩应力即可。例如可以使用SiO2、SiN、多晶硅之类的半导体、或Ti之类的金属材料、或聚酰亚胺之类的高分子材料来制作压缩应力膜38。另外，在通过硬质的负荷施加部件(例如触摸笔)来按压压缩应力膜38的情况下，只要通过聚酰亚胺那样的弹性体形成压缩应力膜38，则就可以通过压缩应力膜38来保护隔膜36。
此外，如果在隔膜36的上面设置的是压缩应力膜38，就能够得到效果，因此，可以不管压缩应力膜38的压缩应力的强度。
(实施方式1的变形例)
图6是表示本发明实施方式1的变形例的平面图。设于隔膜36的压缩应力膜38如该变形例那样可以是多边形状、例如矩形状或六边形状。特别是，压缩应力膜38优选为围绕中心旋转对称的正多边形状。
另外，图7是表示本发明的实施方式1的其它变形例的平面图。该变形例中，在隔膜36的上面设有放射状的压缩应力膜38。特别是，压缩应力膜38优选为围绕中心旋转对称的放射状。如果为圆板状的压缩应力膜38，则在压缩应力膜38的弹性率大的情况下，如果按压压缩应力膜38，则隔膜36可能或通过压缩应力膜38的边缘在半径方向急剧弯曲。与之相对，如该变形例，如果形成放射状的压缩应力膜38，则在压缩应力膜38为放射状的部分，随着从隔膜36的中心朝向外周侧而压缩应力膜38的面积比率(围绕隔膜36的中心的轮带状的区域的压缩应力膜38的面积比率)逐渐减小。其结果，从中心朝向外侧顺畅地减小施加于隔膜36的压缩力，隔膜36顺畅(圆滑)地变形，压力传感器31的特性稳定。
(实施方式2)
图8(A)是表示本发明实施方式2的静电电容型的压力传感器51的平面图。图8(B)是压力传感器51的剖面图。该实施方式中，在隔膜36的下面的至少一部分形成有拉伸应力膜52。其它的部分与实施方式1相同，因此，对于与实施方式相同的部分标注与实施方式1相同的符号，由此省略说明(以下相同)。
实施方式2的压力传感器51中，在隔膜36的下面形成有拉伸应力膜52。由于在拉伸应力膜52的内部残留有拉伸应力，所以拉伸应力膜52对抗拉伸应力而自然向膜方向收缩，同时隔膜36也收缩。隔膜36的下面通过拉伸应力膜52而收缩，因此，在内部产生压缩应力。因此，拉伸应力膜52在膜方向上也收缩，隔膜36对抗来自拉伸应力膜52的收缩的力而扩展。其结果，隔膜36及拉伸应力膜52在初期状态下以向上方凸的方式变形。
另外，如果在隔膜36的下面设置拉伸应力膜52，则拉伸应力膜52被封入凹槽34内，因此，保护拉伸应力膜52不受湿度或气体(特别是腐蚀性的气体)影响。因此，可以使隔膜36和拉伸应力膜52的应力状态稳定，同时可以防止隔膜36的压曲变形等。
(实施方式3)
图9(A)是表示本发明实施方式3的静电电容型的压力传感器61的平面图。图9(B)是压力传感器61的剖面图。该实施方式中，与隔膜36的下面结合的电介质膜33的至少一部分具有拉伸应力。电介质膜33也可以仅接合于隔膜36的下面的薄膜部分62具有拉伸应力，但如果考虑到制造工序，则电介质膜33的整体也可以具有拉伸应力。在这样的实施方式中，通过与实施方式2相同的作用，在初期状态下隔膜36以向上方凸的方式变形。另外，在该实施方式中，由于不需要设置压缩应力膜38或拉伸应力膜52，所以可以简化压力传感器的制造工序，制造成本降低。
为了对电介质膜33赋予拉伸应力，在通过MEMS技术来成膜电介质膜33的情况下，通过管理成膜温度或RF功率，可以控制电介质膜33成膜后的应力状态。例如，在使上基板35的下面朝上的状态下通过等离子TEOS法在上基板35的下面形成电介质膜33的情况下，通过使RF功率变化，可以控制在电介质膜33内产生的应力。在等离子TEOS法中，利用CVD装置在上基板35的下面(向上的面)蒸镀TEOS(硅酸甲酯：Si(OC2H5)4)。此时，TEOS如下述化学式那样分解，成为SiO2膜。其结果，在上基板35的下面形成由SiO2构成的电介质膜33。
Si(OC2H5)4→SiO2+副生成物
图10(A)表示在某条件下使RF功率变化并通过等离子TEOS法成膜SiO2膜(电介质膜)，并实测RF功率和SiO2膜上产生的应力的结果。如图10(A)所示，在使用TEOS成膜SiO2膜时，在RF功率小的情况下，在SiO2膜上产生拉伸应力。其结果，形成有电介质膜33(SiO2膜)的上基板35如图10(B)所示以在上基板侧成为凸的方式初期变形。另外，如果逐渐增大RF功率，则随之SiO2膜的拉伸应力逐渐减小，超过内部应力零的状态而成为压缩应力，压缩应力逐渐增大。其结果，在RF功率大的情况下，形成电介质膜33的上基板35如图10(C)所示以在电介质膜侧成为凸的方式初期变形。因此，在通过功率TEOS法在上基板35上成膜电介质膜33时，如果以小的RF功率成膜电介质膜33，则可以进行具有拉伸应力的状态下的成膜。
此外，实施方式2、3中不用说也应用与实施方式1相同的变形例或技术说明。
(实施方式4)
图11(A)是表示本发明实施方式4的压力检测器71的局部分解的立体图。图11(B)是压力检测器71的剖面图。压力检测器71中，将本发明的压力传感器72收纳于陶瓷制的形成容器状的盒73内。压力传感器72通过Au等接合层74固定于盒73的底面。在盒73上设有上下贯通的通孔电极75a，通孔电极75a的上端与接合层74相连。接合层74与压力传感器72的固定电极导通，因此，压力传感器72的固定电极通过通孔电极75a引出至盒73的下面。在压力传感器72的固定位置的附近，在盒73的底面设有高处一阶的台阶部76。在台阶部76上设有上下贯通的通孔电极75b，压力传感器72的电极焊盘39a和通孔电极75b的上面之间通过接合线77连接。因此，隔膜通过通孔电极75b引出至盒73的下面。盒73的上面由盖78覆盖，压力传感器72的隔膜部分从盖78的开口79露出。
这样的压力检测器71可用于检测对压力传感器72的隔膜施加的负荷或压力的用途。例如，可以作为笔压检测用的压力检测器71而使用。
(实施方式5)
图12是表示本发明实施方式5的板型的输入装置81例如触摸面板的构造的剖面图。该输入装置81为将具有与本发明的压力传感器相同的构造的多个传感器部82阵列状(例如矩形状或蜂窝状)地排列而成的装置。此外，各传感器部82电气独立，可以各自独立地检测对各传感器部82施加的压力。根据这种输入装置81，可以如触摸面板那样检测通过手指等按压的点，并且也可以检测各点的按压强度。

Claims (13)

1.一种静电电容型压力传感器，其特征在于，具有：
固定电极基板；
电介质膜，其在上面或下面的一方具有凹部，并覆盖所述固定电极基板的上面；
上基板，其设于所述电介质膜之上；
可弹性变形的隔膜，其由所述上基板中与所述凹部相对的区域形成；
压缩应力层，其形成于所述隔膜的上面的至少一部分。
2.如权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述压缩应力膜的中心与所述隔膜的中心重合。
3.如权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
所述压缩应力膜的面积比所述隔膜的面积小。
4.如权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
所述压缩应力膜具有与所述隔膜相似的形状，且为所述隔膜的1/2以下的缩小尺寸。
5.如权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述凹部为圆形，且所述压缩应力膜也为圆形。
6.如权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述压缩应力膜具有围绕其中心旋转对称的形状。
7.如权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述压缩应力膜为多边形状。
8.如权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
从垂直于所述固定电极基板的上面的方向观察时，所述压缩应力膜为放射状。
9.如权利要求1所述的静电电容型压力传感器，其特征在于，
所述压缩应力膜由弹性体形成。
10.一种静电电容型压力传感器，其特征在于，具有：
固定电极基板；
电介质膜，其在上面或下面的一方具有凹部，并覆盖所述固定电极基板的上面；
上基板，其设于所述电介质膜之上；
可弹性变形的隔膜，其由所述上基板中与所述凹部相对的区域形成；
拉伸应力膜，其形成于所述隔膜的下面的至少一部分。
11.一种静电电容型压力传感器，其特征在于，具有：
固定电极基板；
电介质膜，其在下面具有凹部，并覆盖所述固定电极基板的上面；
上基板，其设于所述电介质膜之上；
可弹性变形的隔膜，其由所述上基板中与所述凹部相对的区域形成，
与所述隔膜的下面接合的所述电介质膜的至少一部分具有拉伸应力。
12.一种压力检测器，将权利要求1、10、11中任一项所述的静电电容型压力传感器收纳在盒内。
13.一种输入装置，搭载有权利要求1、10、11中任一项所述的静电电容型压力传感器。
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