CN106062524A - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明为检测压力波动的压力传感器(1)，具备与传感器本体的腔的内部和外部的压力差对应地挠曲变形的悬臂(4)、以及在悬臂的基端部(4a)形成的第一间隙(21)、第二间隙(22)以及第三间隙(23)。第一～第三间隙将悬臂的基端部在平面视图中沿与连结基端部和悬臂的顶端部(4b)的第一方向(X1)正交的第二方向(X2)电气地划分为第一支撑部(24)以及第二支撑部(25)、和第一位移检测部(26)以及第二位移检测部(27)。第一及第二位移检测部在第一及第二支撑部之间检测与悬臂的挠曲变形对应的位移。

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及压力传感器。

本申请基于在日本于2014年3月13日申请的日本特愿2014-050552号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

一直以来，作为检测压力波动的压力传感器(差压传感器)，例如，已知具备以下部件的压力传感器(例如，参照专利文献1)：具有通气孔的收纳容器、配置在收纳容器内，且具有透孔或凹部的基板、以及在透孔或凹部内可振动地由基板单侧支撑的压电元件。

根据该压力传感器，压电元件与经由通气孔传递至收纳容器内的压力的波动和比该压力波动迟地跟随的透孔或凹部内部的压力的差压的大小对应地振动。其结果，上述压力传感器能够基于在压电元件产生的电压变化来检测传递至收纳容器的压力波动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-208827号公报。

发明内容

另外，上述现有技术所涉及的压力传感器的检测灵敏度与压电元件的形状、透孔或凹部的容积、以及在透孔或凹部与外部气体之间进出的流量等对应地变化。然而，由于压电元件具有在压电体的两面具备电极膜等的两面电极构造，故产生难以通过使厚度减小来确保大的变形量的问题。由此，难以使共振频率降低且增大灵敏度，产生难以确保例如1Hz以下等低频频带中的期望的灵敏度。而且，在使用压电元件的传感器的情况下，存在因寄生于传感器的静电电容以及布线电容而产生灵敏度波动以及灵敏度劣化的风险。

而且，在上述现有技术所涉及的压力传感器中，由于被单侧支撑的检测部自身构成压电元件，故难以将检测部的物理特性与电气特性的相关性分离。因此，压力传感器的设计自由度受到限定。另外，例如若欲使悬臂小型化以改变物理特性，则传感器的静电电容变小且灵敏度变小，并且相对地，寄生电容、布线电容的影响变大，还存在容易发生灵敏度波动、灵敏度劣化的问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够精度较好地进行压力波动的监测，并且能够灵敏度较好地检测压力波动的压力传感器。

用于解决问题的方案

(1)本发明的一个实施方式所涉及的压力传感器是检测压力波动的压力传感器，具备：中空的传感器本体，其在内部形成腔，且具有将所述腔与外部连通的连通开口；以及悬臂，其在顶端部为自由端，且基端部由所述传感器本体支撑的单侧支撑状态下以堵塞所述连通开口的方式配置，且与所述腔和所述传感器本体外部的压力差对应地挠曲变形，在所述基端部，形成构成所述连通开口的一部分的间隙，所述基端部在平面视图中在与连结所述基端部和所述顶端部的第一方向正交的第二方向上由所述间隙划分为多个分支部，在所述多个分支部之中，一部分分支部具备位移检测部，所述位移检测部基于电阻值变化来检测与所述悬臂的挠曲变形对应的位移，该电阻值变化对应于该位移。

(2)所述位移检测部还可以具备通过划分部而被沿第二方向电气地划分的多个分支检测部，所述划分部具有比该位移检测部大的电阻值，所述分支检测部相互以环绕所述划分部的外侧的方式电连接。

(3)还可以在所述第一方向上，所述间隙的所述顶端部侧的端部位置与所述划分部的所述顶端部侧的端部位置相比位于所述顶端部侧。

(4)所述划分部还可以是构成所述连通开口的一部分的检测部间隙。

(5)所述位移检测部还可以具备沿着所述第二方向的长度比该位移检测部的其他部分短的窄宽度检测部。

(6)所述多个分支部之中不具备所述位移检测部的分支部还可以具备沿着所述第二方向的长度比该分支部的其他部分短的窄宽度部，所述窄宽度部在所述第一方向上配置在与所述窄宽度检测部的形成范围相同的位置范围。

(7)还可以在所述位移检测部具备压电电阻。

发明效果

(1)根据本发明，由于在悬臂挠曲时应力集中的部位具备位移检测部，故能够提高检测灵敏度。

而且，能够通过不具备位移检测部的分支部来设定悬臂的动特性，并且能够位移检测部来设定用于检测与悬臂的挠曲变形对应的位移的电气检测特性。即，根据本发明，能够将悬臂的物理特性与电气特性的相关性分离。由此，即使悬臂的物理特性相同，也能够使电气检测特性为可变的，能够防止因寄生于压力传感器的静电电容及布线电容等导致产生灵敏度波动及灵敏度劣化。而且，能够提高设计自由度。

(2)根据本发明，由于位移检测部具备以在第二方向上相邻的方式配置的多个分支检测部，故能够使与用于连接相邻的分支检测部彼此的区域相比应力集中更大的各分支检测部的领域相对大。由此，能够提高检测灵敏度，能够精度较好地进行压力波动的检测，并且能够灵敏度较好地检测压力波动。而且，与位移检测部未被电气地划分为多个分支检测部的情况相比，能够使位移检测部的通电路径的通电电阻增大，能够降低对该通电路径施加既定电压的情况下的电流即消耗电力。

(3)根据本发明，由于以集中于与悬臂的顶端部侧相比应力集中相对大的基端部侧的区域的方式设置多个分支检测部，故能够提高检测灵敏度。

(4)根据本发明，能够提高划分部的电气绝缘性。

(5)根据本发明，能够通过设置窄宽度检测部来使位移检测部的通电路径的通电电阻增大，能够降低对该通电路径施加既定电压的情况下的电流即消耗电力。

(6)根据本发明，能够通过设置窄宽度部使位移检测部的窄宽度检测部的应力集中较大，能够提高检测灵敏度。

(7)根据本发明，由于仅在被设定电气检测特性的位移检测部具备压电电阻，故能够抑制因污垢等引起的与外部图案的漏电及短路的发生，以提高检测精度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的压力传感器的构成的平面图；

图2是沿着图1所示的A-A线的压力传感器的截面图；

图3是将图1所示的压力传感器的悬臂的基端部周边的构成放大示出的平面图；

图4是图1所示的压力传感器的检测电路的构成图；

图5是示出图1所示的压力传感器的输出信号的一例的图，是示出与外部气压和内部气压的对应关系的一例对应的传感器输出的图；

图6是使用沿着图1所示的A-A线的截面图示出图1所示的压力传感器的动作的一例的图，是示出从外部气压和内部气压相同的状态开始，经由外部气压与内部气压相比上升的状态，且过渡至外部气压和内部气压变得平衡的状态的情况下的前述三个状态的图；

图7是示出本发明的实施方式的第一变形例所涉及的压力传感器的构成的平面图；

图8是示出本发明的实施方式的第二变形例所涉及的压力传感器的构成的平面图；

图9是示出本发明的实施方式的第三变形例所涉及的压力传感器的构成的平面图；

图10是示出本发明的实施方式的第四变形例所涉及的压力传感器的构成的平面图；

图11是示出本发明的实施方式的第五变形例所涉及的压力传感器的构成的平面图；

图12是示出本发明的实施方式的第六变形例所涉及的压力传感器的构成的平面图；

图13是示出本发明的实施方式的第七变形例所涉及的压力传感器的构成的平面图；

图14是沿着图13所示的B-B线的压力传感器的截面图；

图15是示出本发明的实施方式的第九变形例所涉及的压力传感器的构成的平面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式所涉及的压力传感器。

本实施方式的压力传感器1是检测既定的频率频带的压力波动的传感器，且配置于存在适当的压力传递介质(例如，空气等气体、液体等)的空间等。

如图1以及图2所示，压力传感器1例如为将SOI基板2和传感器本体3一体地固定的形状，具备在SOI基板2形成的悬臂4、以及与悬臂4连接以检测悬臂4的位移的检测部6。

SOI基板2是通过将硅支撑层2a、硅氧化膜等电气绝缘性的氧化层2b、以及硅活性层2c热粘合在一起而形成的。

另外，在SOI基板2的硅活性层2c，遍及表面整个范围，通过离子注入法、扩散法等各种方法掺杂例如磷等掺杂剂(杂质)，从而形成作为压电电阻起作用的掺杂层7。

传感器本体3为例如由树脂材料构成的中空的箱型形状。在传感器本体3的环状壁部3a的顶端(上端)，一体地固定有SOI基板2。

硅支撑层2a以及氧化层2b形成为与壁部3a同样的环状。传感器本体3、硅支撑层2a、以及氧化层2b整体具有中空的箱型形状，且形成有作为腔10起作用的内部空间。传感器本体3、硅支撑层2a、以及氧化层2b将与开口相当的部位作为将腔10的内部与外部连通的连通开口11。

悬臂4由SOI基板2的硅活性层2c形成。具体而言，悬臂4是以从平板状的硅活性层2c形成悬臂4和框部12的方式切出间隙13而形成的。

悬臂4是将顶端部4b作为自由端，且将基端部4a作为固定端的单侧支撑梁构造。基端部4a通过硅支撑层2a以及氧化层2b而固定于传感器本体3的壁部3a。悬臂4以比由传感器本体3、硅支撑层2a、以及氧化层2b形成的连通开口11的大小小的方式形成。

在本实施方式中，在压力传感器1的平面视图中，将连结悬臂4的基端部4a和顶端部5b的方向作为第一方向(以下称为第一方向X1)，且将与第一方向X正交的方向作为第二方向(以下称为第二方向X2)。

此外，第一方向X1相当于压力传感器1的长度方向(进深方向)，第二方向X2相当于压力传感器1的宽度方向。

间隙13从悬臂4的顶端部4b朝基端部4a，从连通于腔10内部的区域设置到存在层叠于基端部4a的氧化层2b的区域。即，在连通于腔10内部的区域中，间隙13以构成由传感器本体3、硅支撑层2a、以及氧化层2b形成的连通开口11的一部分的方式(或者，以被连通开口11包含的方式)配置。

此外，如图2所示，上述腔10为除了该间隙13之外的部分被密闭的有底状的箱型空间，因而能够使压力传递介质仅经由间隙13向内外流动。

在此，在作为SOI基板2整体看的情况下，SOI基板2以堵塞传感器本体3的连通开口11的方式层叠且一体地固定于传感器本体3。在该SOI基板2之中，形成为与传感器本体3的壁部3a同样的环状的硅支撑层2a以及氧化层2b与传感器本体3的壁部3a连续，且以将该壁部3a向上方延长的方式设置。

而且，形成悬臂4的硅活性层2c以堵塞由传感器本体3、硅支撑层2a、以及氧化层2b形成的连通开口11的方式配置。由此，以形成悬臂4的方式设于硅活性层2c的间隙13以构成传感器本体3的连通开口11的一部分的方式(或者，以被连通开口11包含的方式)配置。

悬臂4通过单侧支撑梁构造而将基端部4a作为中心与腔10的内部和外部的压力差(即由能够经由间隙13在腔10的内部和外部之间流通的压力传递介质导致的压力之差)对应地挠曲变形。

此外，在框部12处在与连通开口11相比外侧的周缘部，在掺杂层7的表面上设有由Au等导电性材料形成的电极14。

电极14通过贯穿SOI基板2的硅活性层2c的两个间隙而由被电气地分离为第一电极14a以及第二电极14b。两个间隙例如为以从间隙13分支的方式形成的分支间隙13a、以及后述第三间隙23以及与该第三间隙23连接的辅助间隙23a。

如图1以及图3所示，在悬臂4的基端部4a，形成有沿第一方向X1以大致相同的长度延伸的第一间隙21、第二间隙22以及第三间隙23。

第一～第三间隙21～23为沿厚度方向贯穿悬臂4的贯穿孔，从基端部4a沿着第一方向朝向顶端部4b，设置直到与腔10的内部连通的区域。即，第一～第三间隙21～23的顶端部4b侧的各自的至少一部分以构成传感器本体3的连通开口11的一部分的方式(或者，以被连通开口11包含的方式)形成。

第一及第二间隙21、22具有沿着第一方向X1朝顶端部4b侧延伸的平面视图U字状的形状。第三间隙23在与第一方向X1正交的第二方向X2(即宽度方向)上配置在第一及第二间隙21、22之间(例如，悬臂4的宽度方向中央部)，且具有沿第一方向X1朝顶端部4b侧延伸的平面视图直线状的形状。

此外，第一及第二间隙21、22在与腔10内部连通的区域处贯穿硅活性层2c。第一及第二间隙21、22连接于在存在层叠于硅活性层2c的氧化层2b的区域处贯穿硅活性层2c的辅助间隙211、221。第一及第二间隙21、22经由辅助间隙211、221而连接于间隙13。即，第一间隙21经由辅助间隙211而连接于间隙13，第二间隙22经由辅助间隙221而连接于间隙13。

第一及第二间隙21、22例如在第一方向X1上具有长度L1。

第三间隙23与两个第一及第二电极14a、14b的基端部4a侧的内周端相比在顶端部4b侧处贯穿硅活性层2c。第三间隙23例如在第一方向X1上具有长度L2。

第三间隙23的第一方向X1上的顶端部4b侧的端部位置与第一及第二间隙21、22的第一方向X1上的顶端部4b侧的端部位置设定为相同的位置。

第三间隙23连接于在存在层叠于硅活性层2c的氧化层2b的区域处以划分两个第一及第二电极14a、14b的方式贯穿硅活性层2c的辅助间隙23a。

第一～第三间隙21～23沿第二方向X2将悬臂4的基端部4a电气地划分为多个分支部，即，第一及第二支撑部24、25、和第一及第二位移检测部26、27。

第一及第二支撑部24、25设于悬臂4的第二方向X2的两端部侧，被通过间隙13与第一及第二电极14a、14b电气地截断。

第一支撑部24在第二方向X2上被通过第一间隙21而与第一位移检测部26划分。第二支撑部25在第二方向X2上被通过第二间隙22而与第二位移检测部27划分。第一及第二支撑部24、25的第二方向X2的长度(宽度)沿第一方向X1一定地形成。

第一及第二位移检测部26、27被通过第三间隙23而以在第二方向X2上相邻的方式划分。第一及第二位移检测部26、27例如与第一及第二支撑部24、25相比，第二方向X2的长度(宽度)较小(较短)地形成。第一及第二位移检测部26、27的第二方向X2的长度(宽度)沿第一方向X1一定地形成。

第一及第二位移检测部26、27具备在基端部4a侧处与互不相同的第一及第二电极14a、14b电连接的第一及第二电极端部26a、27a。即，第一位移检测部26具备与第一电极14a电连接的第一电极端部26a，第二位移检测部27具备与第二电极14b电连接的第二电极端部27a。

第一及第二位移检测部26、27相互以环绕第三间隙23的外周(外侧)的方式经由设于悬臂4的掺杂层7而电连接。

检测部6具备设于悬臂4的第一及第二位移检测部26、27。

第一及第二位移检测部26、27通过由设于悬臂4的掺杂层7带来的作为压电电阻的功能，检测与悬臂4的挠曲变形对应的位移。

压电电阻是电阻值与悬臂4的挠曲量(位移量)对应地变化的电阻元件。第一及第二位移检测部26、27以成为在第二方向X2上从两侧隔着第三间隙23的对的方式配置，且相互以环绕第三间隙23的外周(外侧)的方式经由掺杂层7电连接。由此，若通过后述的检测电路30在第一及第二电极14a、14b之间施加既定电压，则由该电压施加引起的电流以从第一及第二位移检测部26、27中的一者环绕第三间隙23的外周(外侧)的方式流到另一者。

该电流的路径(电流路径)P的电阻值R能够记述为基于第一位移检测部26的掺杂层7的电阻值Ra、基于第二位移检测部27的掺杂层7的电阻值Rb、以及基于以环绕第三间隙23的外周(外侧)的方式连接第一及第二位移检测部26、27之间的区域的掺杂层7的电阻值Rc之和。

该电阻值R通过基于掺杂层7的作为压电电阻的功能而与悬臂4的位移(挠曲变形)对应地变化，因而该电阻值R的变化与在腔10的内部和外部之间产生的压力差对应。

图4所示的检测电路30经由第一及第二电极14a、14b连接于第一及第二位移检测部26、27。检测电路30将与悬臂4的位移(挠曲变形)对应地变化的电流路径P的电阻值R的变化作为电输出信号取出。

如图4所示，检测电路30具备电桥电路31、基准电压发生电路32、以及差动放大电路33。

电桥电路31例如为惠斯通电桥电路，第一及第二电阻部41、42串联连接构成的支路边、以及第三及第四电阻部43、44串联连接构成的支路边相对于基准电压发生电路32并联地连接。

第一电阻部41由在第一及第二电极端部26a、27a之间串联地连接的第一及第二位移检测部26、27构成。从而，第一电阻部41的电阻值R1为电流路径P的电阻值R。第二～第四电阻部42～44为固定电阻，具有各电阻值R2～R4。

在电桥电路31中，第一及第二电阻部41、42的连接点E1连接于差动放大电路33的反相输入端子。另外，第三及第四电阻部43、44的连接点E2连接于差动放大电路33的非反相输入端子。

基准电压发生电路32在电桥电路31的第一及第三电阻部41、43的连接点和第二及第四电阻部42、44的连接点之间施加既定的基准电压Vcc。

差动放大电路33检测电桥电路31的两个连接点E1、E2之间的电位差，并将该电位差以既定放大率放大并输出。该电位差为与电流路径P的电阻值R的变化对应的值。

以下，参照图5以及图6说明在微小的压力波动作用于上述压力传感器1的情况下的压力传感器1的动作。

首先，如图5所示的时刻t1以前的期间A那样，在腔10外部的压力Pout(第一既定压力Pa)与腔10内部的压力Pin的压力差为零的情况下，如图6的上层图所示，悬臂4不挠曲变形。随之，从检测电路30输出的输出信号(传感器输出)为既定值(例如，零)。

而且，如图5所示的时刻t1以后的期间B那样，若外部的压力Pout增大，则在腔10的外部和内部之间产生压力差，因而如图6的中层图所示，悬臂4朝腔10内部挠曲变形。随之，与悬臂4的挠曲变形对应地，在作为压电电阻起作用的第一及第二位移检测部26、27产生歪曲，电流路径P的电阻值R变化，因而传感器输出增大。

而且，在外部的压力Pout的上升结束之后，压力传递介质经由间隙13从腔10的外部向内部流动。随之，内部的压力Pin随着时间的经过而比外部的压力Pout迟地，但以比外部的压力Pout的波动缓和的响应上升。其结果，内部的压力Pin慢慢地接近外部的压力Pout，因而压力在腔10的外部以及内部开始变为均衡状态，悬臂4的挠曲慢慢地变小，传感器输出慢慢地降低。

而且，如图5所示的时刻t2以后的期间C那样，若内部的压力Pin变得与外部的压力Pout(第二既定压力Pb)相等，则如图6的下层图所示，与压力差对应的悬臂4的挠曲变形得到消除，恢复至原来的状态，传感器输出再次变为既定值(例如，零。)

如上所述，根据本实施方式的压力传感器1，由于在第一及第二支撑部24、25之间具备第一及第二位移检测部26、27，故与第一及第二支撑部24、25之间的间隔相比，第一及第二位移检测部26、27之间的间隔小。

从而，能够使将第一及第二位移检测部26、27之间连接的区域的电阻值Rc较小。随之，相对于电流路径P的电阻值R，能够使与将第一及第二位移检测部26、27之间连接的区域相比应力集中更大的第一及第二位移检测部26、27的电阻值Ra、Rb相对大。

由此，能够提高针对第一及第二位移检测部26、27的电阻值Ra、Rb的变化的检测灵敏度，能够精度较好地进行压力波动的检测。而且，能够灵敏度较好地检测压力波动。

而且，能够通过第一及第二支撑部24、25来设定悬臂4的动特性，并且能够通过第一及第二位移检测部26、27来设定用于检测与悬臂4的挠曲变形对应的位移的电气检测特性。即，悬臂4能够将其物理特性与电气特性的相关性分离。

由此，即使悬臂4的物理特性相同，也能够使电气检测特性为可变的，能够防止因寄生于压力传感器1的静电电容以及布线电容等导致产生灵敏度波动以及灵敏度劣化。而且，能够提高压力传感器1的设计自由度。

(第一变形例)

在上述实施方式中，第一及第二间隙21、22的第一方向X1上的顶端部4b侧的端部位置设定为与第三间隙23的第一方向X1上的顶端部4b侧的端部位置相同的位置，但不限定于此。

第一及第二间隙21、22的第一方向X1上的顶端部4b侧的端部位置还可以与第三间隙23的第一方向X1上的顶端部4b侧的端部位置相比朝顶端部4b侧突出。

在该第一变形例所涉及的压力传感器1中，如图7所示，第一及第二间隙21、22的第一方向X1上的顶端部4b侧的端部位置与第三间隙23的第一方向X1上的顶端部4b侧的端部位置相比朝顶端部4b距离间隔L。

根据该第一变形例，能够以集中在与悬臂4的顶端部4b侧的区域相比应力集中更大的基端部4a侧的区域的方式设置第一及第二位移检测部26、27，能够提高检测灵敏度。

(第二变形例)

在上述实施方式中，虽然使第一及第二位移检测部26、27的第二方向X2的长度(宽度)沿第一方向X1一定地形成，但不限定于此，还可以确保期望的机械强度，并在适当的位置处使第二方向X2的长度(宽度)细(短)。

在该第二变形例所涉及的压力传感器1中，如图8所示，在第一及第二间隙21、22，设置以沿第二方向X2朝第三间隙23突出的方式弯曲的第一及第二弯曲部21a、22a。

第一及第二弯曲部21a、22a在第一及第二间隙21、22之中设于相对于第三间隙23在第二方向X2上相向的部位，且第一方向X1上的大致中央部以最为朝第三间隙23侧突出的方式形成。

由此，在第一及第二位移检测部26、27，通过第一及第二弯曲部21a、22a形成第二方向X2的宽度变细的第一及第二窄宽度检测部261、271。

即，在第一及第二位移检测部26、27，形成沿着第二方向X2的长度比第一及第二位移检测部26、27的其他部分短的第一及第二窄宽度检测部261、271。

根据该第二变形例，通过设置第一及第二窄宽度检测部261、271，能够使第一及第二位移检测部26、27的电阻值Ra、Rb变大，能够降低通过检测电路30对电流路径P施加既定电压P的情况下的电流即消耗电力。

而且，通过在第一及第二位移检测部26、27的第一方向X1上的中央部设置第一及第二窄宽度检测部261、271，能够确保悬臂4的基端部4a侧即固定端侧的机械强度，并且降低消耗电力。

(第三变形例)

在上述实施方式中，虽然使第一及第二支撑部24、25的第二方向X2的长度(宽度)沿第一方向X1一定地形成，但不限定于此，还可以确保期望的机械强度，并在适当的位置处使第二方向X2的长度(宽度)细(短)。

如图9所示，该第三变形例所涉及的压力传感器1与上述第二变形例所涉及的压力传感器1同样，具备第一及第二弯曲部21a、22a、以及第一及第二窄宽度检测部261、271。

而且，在该第三变形例所涉及的压力传感器1中，在悬臂4的基端部4a处，在间隙13的位于第二方向X2两端的部位，通过框部12而设有第一及第二间隙弯曲部13b、13c。

第一及第二间隙弯曲部13b、13c沿着第二方向X2以朝第一及第二间隙21、22中的各个突出的方式弯曲。第一及第二间隙弯曲部13b、13c例如在第一方向X1上设于与第一及第二弯曲部21a、22a的形成范围相同的位置范围。第一及第二间隙弯曲部13b、13c的最为突出的部位的第一方向X1的位置以与第一及第二弯曲部21a、22a大致相同的方式形成。

由此，在第一及第二支撑部24、25，在第一方向X1上在与第一及第二窄宽度检测部261、271的形成范围相同的位置范围，通过第一及第二间隙弯曲部13b、13c形成第二方向X2的宽度变细的第一及第二窄宽度支撑部241、251。

即，在第一及第二支撑部24、25，形成沿着第二方向X2的长度比第一及第二支撑部24、25的其他部分短的第一及第二窄宽度支撑部241、251。

根据该第三变形例，通过设置第一及第二窄宽度支撑部241、251，能够调整在第一及第二位移检测部26、27中应力集中的部位。

特别地，通过将第一及第二窄宽度支撑部241、251在第一方向X1上设于与第一及第二窄宽度检测部261、271的形成范围相同的位置范围，能够使应力容易集中于第一及第二窄宽度检测部261、271。由此，能够使在第一及第二位移检测部26、27之中电阻值比其他部位大的第一及第二窄宽度检测部261、271的电阻值变化大，以提高检测灵敏度。

(第四变形例)

在上述第三变形例中，在第一及第二支撑部24、25，通过第一及第二窄宽度支撑部241、251形成第一及第二间隙弯曲部13b、13c，但不限定于此。

在第四变形例所涉及的压力传感器1中，如图10所示，作为上述第三变形例的第一及第二间隙弯曲部13b、13c的代替，在第一及第二间隙21、22设有第三及第四弯曲部21b、22b。

第三及第四弯曲部21b、22b在第一及第二间隙21、22之中位于第二方向X2的两端，且设于相对于间隙13在第二方向X2上相向的部位。

第三及第四弯曲部21b、22b沿着第二方向X2以朝间隙13的位于第二方向X2两端的部位中的各个突出的方式弯曲。

第三及第四弯曲部21b、22b例如在第一方向X1上设于与第一及第二弯曲部21a、22a的形成范围相同的位置范围。第三及第四弯曲部21b、22b以最为突出的部位的第一方向X1的位置与第一及第二弯曲部21a、22a大致相同的方式形成。

由此，在第一及第二支撑部24、25，在第一方向X1上在与第一及第二窄宽度检测部261、271的形成范围相同的位置范围，通过第三及第四弯曲部21b、22b形成第二方向X2的宽度变细的第一及第二窄宽度支撑部241、251。

即，在第一及第二支撑部24、25，形成有沿着第二方向X2的长度比第一及第二支撑部24、25的其他部分短的第一及第二窄宽度支撑部241、251。

从而，即使是第四变形例所涉及的压力传感器1，也能够实现与第三变形例同样的作用效果。

(第五变形例)

在上述第二及第三变形例中，如图11所示的第五变形例所涉及的压力传感器1那样，还可以具备第一及第二间隙弯曲部13b、13c、以及第三及第四弯曲部21b、22b。

由此，在第一及第二支撑部24、25，通过第一及第二间隙弯曲部13b、13c、以及第三及第四弯曲部21b、22b形成有第一及第二窄宽度支撑部241、251。

(第六变形例)

在上述实施方式中，第一及第二间隙21、22具有沿第一方向X1延伸的平面视图U字状的形状，但不限定于此，还可以具有沿第一方向X1延伸的其他形状。

在第六变形例所涉及的压力传感器1中，如图12所示，第一及第二间隙21、22具有沿第一方向X1延伸的平面视图直线状的形状。

(第七变形例)

在上述实施方式中，在SOI基板2的硅活性层2c，遍及表面整个范围形成有掺杂层7，但不限定于此。

在第七变形例所涉及的压力传感器1中，如图13以及图14所示，在SOI基板2的硅活性层2c之中，仅在第一及第二位移检测部26、27、以及以环绕第三间隙23的外周(外侧)的方式将第一及第二位移检测部26、27之间连接的区域连续地形成有掺杂层7。

根据该第七变形例，由于在硅活性层2c部分地设置掺杂层7，故能够抑制因污垢等引起的与外部图案的漏电及短路的发生，以提高检测精度。

(第八变形例)

在上述实施方式中，还可以在悬臂4中以环绕第三间隙23的外周(外侧)的方式，仅在将第一及第二位移检测部26、27之间连接的区域的表面上设置由Au等导电性材料形成的布线部。

根据该第八变形例，能够通过设置布线部而使将第一及第二位移检测部26、27之间连接的区域的电阻值Rc较小。随之，相对于电流路径P的电阻值R，能够使与将第一及第二位移检测部26、27之间连接的区域相比应力更集中的第一及第二位移检测部26、27的电阻值Ra、Rb相对大。

由此，能够提高针对第一及第二位移检测部26、27的电阻值Ra、Rb的变化的检测灵敏度，能够精度较好地进行压力波动的检测。

(第九变形例)

在上述实施方式中，第一及第二位移检测部26、27被通过第三间隙23而以在第二方向X2上相邻的方式划分，但不限定于此。

另外，第一及第二位移检测部26、27作为设置第三间隙23的代替，还可以在与该第三间隙23相当的范围设置不具有掺杂层7的硅活性层2c。即，还可以在第一及第二位移检测部26、27之间，作为第三间隙23的代替，设置未形成掺杂层7而露出的硅活性层2c。

例如，在图15所示的第九变形例所涉及的压力传感器1中，作为图13所示的第七变形例的第三间隙23的代替，设置不具有掺杂层7的硅活性层2c。即，在省略了第三间隙23的硅活性层2c之中，仅在第一及第二位移检测部26、27、以及将第一及第二位移检测部26、27之间连接的区域连续地形成掺杂层7。

上述实施方式是作为例子示出的内容，而不意图限定发明的范围。这些实施方式还能够以其他各种方式实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形与包含于发明的范围、主旨一样，也包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

产业上的利用可能性

根据本发明，能够精度较好地进行压力波动的检测，并且能够灵敏度较好地检测压力波动。从而，具有产业上的利用可能性。

符号说明

X1 第一方向

X2 第二方向

1 压力传感器

3 传感器本体

4 悬臂

4a 悬臂的基端部

4b 悬臂的顶端部

6 检测部

7 掺杂层(压电电阻)

10 腔

11 连通开口

12 框部

14a、14b 第一及第二电极

21、22 第一、第二间隙(间隙)

23 第三间隙(检测部间隙、划分部)

24、25 第一及第二支撑部(分支部)

26、27 第一及第二位移检测部(分支检测部、位移检测部)

26a、27a 第一及第二电极端部

261、271 第一及第二窄宽度检测部(窄宽度检测部)

241、251 第一及第二窄宽度支撑部(窄宽度部)

Claims (7)

1. 一种检测压力波动的压力传感器，具备：

中空的传感器本体，其在内部形成腔，且具有将所述腔与外部连通的连通开口；以及

悬臂，其在顶端部为自由端且基端部由所述传感器本体支撑的单侧支撑状态下以堵塞所述连通开口的方式配置，且与所述腔和所述传感器本体外部的压力差对应地挠曲变形，

在所述基端部，形成构成所述连通开口的一部分的间隙，

所述基端部在平面视图中在与连结所述基端部和所述顶端部的第一方向正交的第二方向上由所述间隙划分为多个分支部，

在所述多个分支部之中，一部分分支部具备位移检测部，所述位移检测部基于电阻值变化来检测与所述悬臂的挠曲变形对应的位移，该电阻值变化对应于该位移。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，

所述位移检测部具备通过划分部而被沿第二方向电气地划分的多个分支检测部，所述划分部具有比该位移检测部大的电阻值，

所述分支检测部相互以环绕所述划分部的外侧的方式电连接。

3.根据权利要求2所述的压力传感器，在所述第一方向上，所述间隙的所述顶端部侧的端部位置与所述划分部的所述顶端部侧的端部位置相比位于所述顶端部侧。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的压力传感器，所述划分部为构成所述连通开口的一部分的检测部间隙。

5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的压力传感器，所述位移检测部具备沿着所述第二方向的长度比该位移检测部的其他部分短的窄宽度检测部。

6.根据权利要求5所述的压力传感器，

所述多个分支部之中不具备所述位移检测部的分支部具备沿着所述第二方向的长度比该分支部的其他部分短的窄宽度部，

所述窄宽度部在所述第一方向上配置在与所述窄宽度检测部的形成范围相同的位置范围。

7.根据权利要求1至权利要求6中的任一项所述的压力传感器，在所述位移检测部具备压电电阻。