CN107010588A - 物理量传感器以及物理量传感器的制造方法 - Google Patents

物理量传感器以及物理量传感器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够良好地防止或减少可动体与基板的粘附的物理量传感器及其制造方法，此外，提供一种具备所述物理量传感器的传感器装置、电子设备以及移动体。物理量传感器(1)具备：底基板(2)；可动部(42)，其以与底基板(2)对置并能够相对于底基板(2)而进行位移的方式被设置；第一固定电极(51)以及第二固定电极(52)，其以与可动部(42)对置的方式被配置在底基板(2)上；多个突起部(6)，其被配置在底基板(2)的可动部(42)侧且被配置于在俯视观察时与可动部(42)重叠的位置处，突起部(6)具有导体层和绝缘层，所述导体层与第一固定电极(51)以及第二固定电极位(52)为相同电位，所述绝缘层相对于导体层而被设置在与底基板(2)相反的一侧。

Description

物理量传感器以及物理量传感器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种物理量传感器、物理量传感器的制造方法、传感器装置、电子设备以及移动体。
背景技术
作为对加速度、角速度等物理量进行检测的物理量传感器，已知一种设置有与基板对置并能够相对于该基板进行位移的可动体的结构的传感器(例如，参照专利文献1)。例如，专利文献1所述的物理量传感器包括：基板；被设置在基板的上方的摆动体；以使摆动体能够摆动的方式而对其进行支承的支承部；被设置在基板上并与摆动体对置地配置的检测电极。在这种物理量传感器中，根据摆动体与检测电极之间的静电电容而对加速度进行检测。
此外，在专利文献1所述的物理量传感器中，在摆动体的与摆动中心轴交叉的方向上的两端的侧面上设置有突起部。由此，能够抑制摆动体的过度的位移。
在上述的专利文献1所述的物理量传感器中，由于突起部与基板的从检测电极露出的部分接触，因此存在容易产生摆动体与基板发生粘附的问题。此外，由于突起部与摆动体一体地被构成，因此存在突起部与基板相接触时容易发生损坏的问题。
专利文献1:日本特开2013-156121号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够良好地防止或减少可动体与基板的粘附的物理量传感器及其制造方法，此外，提供一种具备所述物理量传感器的传感器装置、电子设备以及移动体。
这种目的通过下述的本发明来达成。
本发明的物理量传感器的特征在于，具备：基板；可动体，其以与所述基板对置并能够相对于所述基板而位移的方式被设置；电极，其以与所述可动体对置的方式被配置在所述基板上；突起部，其被配置在所述基板的所述可动体侧且被配置于在俯视观察时与所述可动体重叠的位置处，所述突起部具有导体层和绝缘层，所述导体层与所述电极为相同电位，所述绝缘层相对于所述导体层而被设置在与所述基板相反的一侧。
根据这种物理量传感器，由于突起部被配置在基板的可动体侧且被配置于在俯视观察时与可动体重叠的位置处，因此能够通过突起部而防止或减少可动体与基板发生粘附的情况。在此，由于突起部并没有被设置在可动体侧而是被设置在基板侧，因此能够提高突起部的韧性，从而减少突起部的损坏。此外，由于突起部的导体层与电极为相同电位，因此在物理量传感器的制造时，例如在对基板与其他的基板进行阳极接合时，通过对可动体与电极进行电连接，从而能够防止或减少可动体与基板的粘附。
此外，由于突起部的绝缘层相对于导体层而被设置在突起部的顶端侧，因此即使可动体与突起部接触，也能够防止可动体与电极的短路。
并且，通过突起部来限制可动体的过度的位移，从而能够防止或减少可动体的损坏等。
在本发明的物理量传感器中，优选为，所述突起部被配置于在所述俯视观察时与所述电极重叠的位置处，所述导体层与所述电极一体地被构成。
由此，能够使突起部的导体层与电极一并形成。因此，能够减少随着突起部的形成而导致的物理量传感器的制造工序的复杂化。
在本发明的物理量传感器中，优选为，所述突起部具有凸部，所述凸部相对于所述导体层而在所述基板侧与所述基板一体地被构成。
由此，能够容易地将突起部的高度设为较高。
在本发明的物理量传感器中，优选为，所述绝缘层为硅氧化膜。
由此，能够通过成膜法而简单且高精度地形成具有优异的绝缘性的绝缘层。
在本发明的物理量传感器中，优选为，所述可动体以能够绕摆动中心轴而进行摆动的方式被设置，并且在从所述基板的厚度方向进行观察的俯视观察时以所述摆动中心轴为边界而被划分为第一可动部和第二可动部，所述电极具有第一电极和第二电极，所述第一电极以与所述第一可动部对置的方式被配置在所述基板上，所述第二电极以与所述第二可动部对置的方式被配置在所述基板上。
由此，能够实现所谓的杠杆型的静电电容方式的加速度传感器。
在本发明的物理量传感器中，优选为，在所述俯视观察时，所述第二可动部的面积与所述第一可动部的面积相比较大。
由此，能够容易地使第一可动部以及第二可动部的绕摆动中心轴的转矩不同。此外，在具有这种第一可动部以及第二可动部的可动体中，第二可动部容易与基板接触。因此，在这种情况下，通过应用本发明，其效果将较为显著。
本发明的物理量传感器的制造方法的特征在于，包括：在第一基板上形成与所述第一基板对置并能够相对于所述第一基板而进行位移的可动体和与所述可动体对置的电极，并且在所述第一基板的所述可动体侧形成在俯视观察时与所述可动体重叠的突起部的工序；对所述可动体与所述电极进行电连接的工序；在对所述可动体与所述电极进行了电连接的状态下，将与所述第一基板一起形成对所述可动体进行收纳的空间的第二基板接合在所述第一基板上的工序；对所述可动体与所述电极的电连接进行解除的工序，所述突起部具有导体层和绝缘层，所述导体层与所述电极为相同电位，所述绝缘层相对于所述导体层而被设置在与所述第一基板相反的一侧。
根据这种物理量传感器的制造方法，即使在对第一基板与第二基板进行阳极接合的情况下，也能够防止或减少可动体与第一基板发生粘附的情况。
本发明的传感器装置的特征在于，具有：本发明的物理量传感器；与所述物理量传感器电连接的电子部件。
根据这种传感器装置，通过防止或减少可动体与基板发生粘附的情况，从而能够提高可靠性。
本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的物理量传感器。
根据这种电子设备，通过防止或减少可动体与基板发生粘附的情况，从而能够提高可靠性。
本发明的移动体的特征在于，具备本发明的物理量传感器。
根据这种电子设备，通过防止或减少可动体与基板发生粘附的情况，从而能够提高可靠性。
附图说明
图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图(顶视图)。
图2为图1中的A-A线剖视图。
图3为用于对图1所示的物理量传感器所具备的突起部进行说明的放大剖视图。
图4为用于对图1所示的物理量传感器的制造方法进行说明的流程图。
图5为用于对图4所示的可动体与电极的连接工序进行说明的俯视图(顶视图)。
图6为用于对图4所示的阳极接合工序进行说明的剖视图。
图7为表示本发明的第二实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图(顶视图)。
图8为图7中的B-B线剖视图。
图9为表示本发明的传感器装置的一个示例的剖视图。
图10为表示应用了本发明的电子设备的便携式(或笔记本式)的个人计算机的结构的立体图。
图11为表示应用了本发明的电子设备的移动电话(也包括PHS：Personal Handy-phone System，个人手持式电话系统)的结构的立体图。
图12为表示应用了本发明的电子设备的数码照相机的结构的立体图。
图13为表示应用了本发明的移动体的汽车的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式而对本发明的物理量传感器、物理量传感器的制造方法、传感器装置、电子设备以及移动体进行详细说明。
1.物理量传感器
第一实施方式
图1为表示本发明的第一实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图(顶视图)。图2为图1中的A-A线剖视图。另外，为了便于说明，在各图中，作为互相正交的三个轴而图示有X轴、Y轴以及Z轴，将表示各轴的箭头标记的前端侧设为“+”，将基端侧设为“-”。此外，在以下，将与X轴平行的方向称为“X轴方向”，将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”，将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。此外，将+Z轴方向侧称为“上”，将-Z轴方向侧称为“下”。
图1以及图2所示的物理量传感器1例如被用作惯性传感器，具体而言，被用作用于对Z轴方向上的加速度进行测量的加速度传感器。该物理量传感器1具有：底基板2(第一基板)；盖体3(第二基板)；摆动结构体4(可动电极)，其被配置在通过底基板2和盖体3而形成的内部空间S内；导体图案5，其被配置在底基板2上；多个突起部6，其具有防止底基板2与摆动结构体4的粘附的功能。以下，依次对物理量传感器1的各部进行说明。
底基板
底基板2呈板状，在该底基板2的上表面上形成有凹部21。该凹部21作为防止后述的摆动结构体4的可动部42以及连结部43、44与底基板2的接触的退让部而发挥作用。此外，凹部21的底面具有深度不同的两个部分211、212，将在后文进行详细叙述。此外，在凹部21的底面(部分211)的中央部处设置有突出的凸部213。在该凸部213上固定有后述的摆动结构体4的支承部41。此外，凹部21的侧面以及凸部213的侧面由倾斜面构成。由此，使从凹部21的底面向底基板2的上表面的配线的引绕较为容易，并且减少了配线的形成不良或断线等。此外，在底基板2上形成有被配置在凹部21的周围的凹部22、23、24。在这些凹部22、23、24内配置有后述的导体图案5的配线53、54、55的一部分以及端子56、57、58。
优选为，这种底基板2具有绝缘性，例如由玻璃材料构成。尤其是，当底基板2由硼硅酸玻璃那样的含有碱金属离子的玻璃材料构成时，在盖体3或摆动结构体4使用硅而构成的情况下，能够通过阳极接合而实施盖体3或摆动结构体4与底基板2的接合。另外，作为底基板2的构成材料，并不限定于玻璃材料，例如也可以使用高电阻的硅材料。此外，也可以在底基板2的表面上根据需要而形成硅氧化膜或硅氮化膜等绝缘膜。
导体图案
导体图案5被设置在底基板2的上表面上。该导体图案5具有作为电极的被配置在凹部21的底面上的第一固定电极51(第一电极)以及第二固定电极52(第二电极)。此外，导体图案5具有作为配线的配线53、配线54和配线55，其中，配线53在凹部21内与第一固定电极51连接并且被引绕至凹部22内，配线54在凹部21内与第二固定电极52连接并且被引绕至凹部23内，配线55在凸部213处与摆动结构体4连接并且被引绕至凹部24内。在此，配线55在被形成于凸部213的上表面(顶面)上的槽内，经由导电性的凸块59而与摆动结构体4连接。此外，导体图案5具有作为端子的端子56、端子57和端子58，其中，端子56被配置在凹部22内并且与配线53连接，端子57被配置在凹部23内并且与配线54连接，端子58被配置在凹部24内并且与配线55连接。在此，端子56、57、58被配置在内部空间S的外侧。由此，能够实现导体图案5与外部(例如后述的IC芯片102)的接触。
作为这种导体图案5的构成材料，只要具有导电性，则并不被特别地限定，例如能够列举出ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)、IZO(Indium ZincOxide：氧化铟锌)、In3O3、SnO2、含Sb的SnO2、含Al的ZnO等氧化物(透明电极材料)，Au、Pt、Ag、Cu、Al或者含有这些金属的合金等，并且能够使用这些物质中的一种或组合两种以上而使用。
摆动结构体
如图1以及图2所示，摆动结构体4被设置在底基板2的上方。该摆动结构体4具有：支承部41；可动部42(可动体)，其呈板状，并且以与底基板2对置的方式被配置；一对连结部43、44，其以使可动部42能够相对于支承部41进行摆动的方式对可动部42与支承部41进行连结。而且，可动部42被构成，能够以沿着连结部43、44的轴aY为摆动中心轴，而相对于支承部41进行杠杆摆动。
可动部42呈在X轴方向上延伸的长条形状(大致长方形状)。在从底基板2或可动部42的厚度方向进行观察的俯视观察时(以下，简称为“俯视观察”)，该可动部42以摆动中心轴即轴aY为边界而被划分为位于-X轴方向(一方)侧的第一可动部421和位于+X轴方向(另一方)侧的第二可动部422。
在此，在俯视观察时，第一可动部421与第一固定电极51重叠，另一方面，第二可动部422与第二固定电极52重叠。即，第一固定电极51以与第一可动部421对置的方式而被配置在底基板2上，并与第一可动部421之间形成了静电电容Ca。此外，第二固定电极52以与第二可动部422对置的方式而被配置在底基板2上，并与第二可动部422之间形成了静电电容Cb。
此外，在第一可动部421上，在X轴方向上并排形成有多个在Y轴方向上延伸的狭缝423，同样地，在第二可动部422上形成有多个狭缝424。由此，能够减少可动部42与底基板2以及盖体3之间的气体阻尼。此外，在可动部42的第一可动部421与第二可动部422之间形成有开口部413。在该开口部413的内侧配置有支承部41以及连结部43、44。
此外，第一可动部421以及第二可动部422中，施加了Z轴方向上的加速度时的绕轴aY的旋转力矩(惯性矩)互不相同。由此，当受到Z轴方向上的加速度时，可动部42绕轴aY而进行杠杆摆动，并根据所施加的加速度而在可动部42上产生预定的倾斜。在本实施方式中，虽然第一可动部421以及第二可动部422的Z轴方向上的厚度以及Y轴方向上的宽度相互相等，但是第二可动部422的X轴方向上的长度与第一可动部421的X轴方向上的长度相比较长。由此，第二可动部422的旋转力矩与第一可动部421的旋转力矩相比较大。通过采用这种设计，能够比较简单地使第一可动部421以及第二可动部422的旋转力矩互不相同。
此外，如上文所述，虽然第一可动部421以及第二可动部422的Y轴方向上的宽度相互相等，但是由于第二可动部422的X轴方向上的长度与第一可动部421的X轴方向上的长度相比较长，因此，在俯视观察时，第二可动部422的面积与第一可动部421的面积相比较大。
另外，作为第一可动部421以及第二可动部422的形状，如上文所述，只要绕轴aY的旋转力矩互不相同，则并不限定于上述的形状，例如，如果第一可动部421以及第二可动部422的厚度互不相同，则也可以使俯视观察时的形状相同(关于轴aY对称的形状)。此外，即使第一可动部421以及第二可动部422的形状相同，也能够通过在第一可动部421或第二可动部422的任意一方上配置锤部，从而使第一可动部421以及第二可动部422的绕轴aY的旋转力矩互不相同。所涉及的锤部例如可以将钨、钼等锤材料以分体的形式而进行配置，也可以与可动部42一体地被形成。
此外，如上文所述那样被配置在开口部413内的支承部41的Y轴方向上的中央部被接合在底基板2的凸部213上。此外，通过与支承部41一起被配置在开口部413内的连结部43、44，而使支承部41与可动部42被连结在一起。此外，连结部43、44以同轴的方式被设置在支承部41的两侧。而且，连结部43、44在可动部42绕轴aY进行杠杆摆动时作为扭曲弹簧而发挥作用。
此外，支承部41的Y轴方向上的两端侧的部分相对于底基板2而分离，并且在该部分上形成有贯穿孔411、412。该贯穿孔411、412被配置在轴aY上。由此，例如，能够减少因底基板2与摆动结构体4的线膨胀系数差而产生的应力对连结部43、44造成的影响。另外，支承部41的形状并不限定于上文所述的形状，例如也可以省略贯穿孔411、412。
这种的摆动结构体4例如由掺杂了磷、硼等杂质的硅构成。由此，通过利用蚀刻而对硅基板进行加工，从而能够实现优异的尺寸精度的摆动结构体4。此外，在底基板2由玻璃材料构成的情况下，能够通过阳极接合而实施摆动结构体4与底基板2的接合。另外，作为摆动结构体4的构成材料，并不限定于硅。此外，摆动结构体4的母材自身也可以不具有导电性，在该情况下，例如，只需在可动部42的表面上形成金属等的导体层即可。
盖体
盖体3相对于上述的摆动结构体4的可动部42而被配置在与底基板2相反的一侧。而且，盖体3与底基板2相接合。盖体3呈板状，在该盖体3的下表面(底基板2侧的面)上形成有凹部31。该凹部31与上述的底基板2的凹部21一起形成了内部空间S。此外，凹部31的底面具有深度不同的两个部分311、312。
这种盖体3例如由硅构成。由此，在底基板2由玻璃材料构成的情况下，能够通过阳极接合而实施盖体3与底基板2的接合。如上文所述，由于在底基板2的上表面上形成有横跨内部空间S的内外的凹部22、23、24，因此在将盖体3接合在底基板2上的状态下，内部空间S的内外经由凹部22、23、24而连通。因此，在本实施方式中，如图2所示，通过利用TEOS-CVD法等而形成的SiO2膜之类的密封部11而对凹部22、23、24进行封堵，从而对内部空间S进行气密密封。
以上，对物理量传感器1的结构进行了简单说明。在以此方式构成的物理量传感器1中，以如下的方式对Z轴方向的加速度进行检测。
当向物理量传感器1施加Z轴方向上的加速度时，由于第一可动部421以及第二可动部422的绕轴aY的旋转力矩互不相同，因此可动部42以轴aY为摆动中心轴而进行杠杆摆动。此时，由于与第一可动部421的旋转力矩相比第二可动部422的旋转力矩较大，因此在向物理量传感器1所施加的加速度的方向为-Z轴方向的情况下，可动部42以第一可动部421远离第一固定电极51并且第二可动部422靠近第二固定电极52的方式，而绕轴aY进行杠杆摆动。另一方面，在向物理量传感器1所施加的加速度的方向为+Z轴方向的情况下，可动部42以第一可动部421靠近第一固定电极51并且第二可动部422远离第二固定电极52的方式，而绕轴aY进行杠杆摆动。
以此方式，根据向物理量传感器1所施加的加速度的方向以及大小，第一可动部421与第一固定电极51之间的分离距离以及第二可动部422与第二固定电极52的分离距离分别产生变化，伴随于此，静电电容Ca、Cb发生变化。因此，能够根据该静电电容Ca、Cb的变化量(例如静电电容Ca、Cb的差分信号)而检测出加速度的值。
以此方式，能够物理量传感器1实现所谓的杠杆型的静电电容方式的加速度传感器。
突起部
物理量传感器1具有防止或减少可动部42与底基板2发生粘附的情况的多个突起部6。在此，由于在俯视观察时第二可动部422的面积与第一可动部421的面积相比较大，因此第二可动部422容易与底基板2接触。
如图1所示，多个(在本实施方式中为四个)突起部6被配置在底基板2的可动部42侧且被配置于在俯视观察时与可动部42重叠的位置处。由此，能够通过突起部6而防止或减少可动部42与底基板2发生粘附的情况。在此，由于突起部6并没有被设置在可动部42侧而是被设置在底基板2侧，因此能够提高突起部6的韧性，从而减少突起部6的损坏。此外，通过突起部6来限制可动部42的过度的位移，从而能够防止或减少包括可动部42在内的结构体即摆动结构体4的损坏等。
此外，多个突起部6以在俯视观察时与可动部42的Y轴方向上的端部重叠的方式被配置。此外，多个突起部6以在俯视观察时关于轴aY对称的方式被配置。在此，在俯视观察时，四个突起部中的两个突起部6以与第一可动部421以及第一固定电极51重叠的方式被配置，剩余的两个突起部6以与第二可动部422以及第二固定电极52重叠的方式被配置。以下，对以在俯视观察时与第一可动部421以及第一固定电极51重叠的方式被配置的突起部6进行详细说明。另外，由于以在俯视观察时与第二可动部422以及第二固定电极52重叠的方式被配置的突起部6同以在俯视观察时与第一可动部421以及第一固定电极51重叠的方式被配置的突起部6相同，因此省略其说明。
图3为用于对图1所示的物理量传感器所具备的突起部进行说明的放大剖视图。
如图3所示，各突起部6具有：被形成在底基板2上的凸部61；对凸部61进行覆盖的导体层62；被设置在导体层62的与凸部61相反的一侧的绝缘层63。
在此，导体层62与第一固定电极51为相同电位。由此，在后文详述的物理量传感器1的制造时，例如在对底基板2与盖体(其他基板)进行阳极接合时，通过对可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52进行电连接，从而能够防止或减少可动部42与底基板2的粘附。
此外，绝缘层63相对于导体层62而被设置在与底基板2相反的一侧(更具体而言为突起部6的顶端侧)。由此，即使可动部42与突起部6接触，也能够防止可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52的短路。
此外，导体层62与第一固定电极51一体地被构成。由此，能够使突起部6的导体层62与第一固定电极51一并形成。因此，能够减少伴随着突起部6的形成而导致的物理量传感器1的制造工序的复杂化。
此外，凸部61相对于导体层62而在底基板2侧与底基板2一体地被构成。由此，能够在使用蚀刻而形成底基板2时容易地形成具有一定高度的凸部61，其结果为，能够容易地将突起部6的高度设为较高。
此外，绝缘层63具有绝缘性即可，虽然能够由树脂材料、金属氧化物、硅氮化物、硅氧化物等各种绝缘性材料构成，但优选为硅氧化膜。由此，能够通过成膜法而简单且高精度地形成具有优异的绝缘性的绝缘层63。
根据以如上所说明的方式构成的物理量传感器1，由于在底基板2的可动部42侧且在俯视观察时与可动部42重叠的位置处配置有多个突起部6，因此能够通过突起部6而防止或减少可动部42与底基板2发生粘附的情况。在此，由于突起部6并没有被设置在可动部42侧而是被配置在底基板2侧，因此能够提高突起部6的韧性，从而减少突起部6的损坏。此外，由于突起部6的导体层62与第一固定电极51以及第二固定电极52为相同电位，因此在物理量传感器1的制造时，例如，在对底基板2与盖体3进行阳极接合时，通过对可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52进行电连接，从而能够防止或减少可动部42与底基板2的粘附。
此外，由于突起部6的绝缘层63相对于导体层62而被设置在突起部6的顶端侧，因此即使可动部42与突起部6接触，也能够防止可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52的短路。
并且，通过突起部6来限制可动部42的过度的位移，从而能够防止或减少摆动结构体4的损坏等。
物理量传感器的制造方法
以下，关于本发明的物理量传感器的制造方法，以对上述的物理量传感器1进行制造的情况为例而进行说明。
图4为用于对图1所示的物理量传感器的制造方法进行说明的流程图。图5为用于对图4所示的可动体与电极的连接工序进行说明的俯视图(顶视图)。图6为用于对图4所示的阳极接合工序进行说明的剖视图。
物理量传感器1的制造方法包括：[1]在底基板2上形成摆动结构体4以及导体图案5的工序(步骤S1)；[2]对导体图案5的各部彼此进行电连接的工序(步骤S2)；[3]对底基板2与盖体3进行接合的工序(步骤S3)；[4]解除工序[2]中的电连接的工序(步骤S4)。以下，依次对各个工序进行说明。
[1]
首先，在底基板2上形成摆动结构体4以及导体图案5。由此，在底基板2上形成可动部42、第一固定电极51以及第二固定电极52(步骤S1)。
具体而言，在本工序中，例如，首先通过对玻璃基板进行蚀刻而形成底基板2。此时，随着底基板2的形成而形成突起部6的凸部61。然后，通过在底基板2上形成金属膜，并对该金属膜进行蚀刻，从而形成导体图案5。此时，随着导体图案5的形成而形成突起部6的导体层62。此后，在通过CVD法等形成绝缘层63而形成了突起部6之后，利用阳极接合而将硅基板接合在底基板2的导体图案5侧的面上，并通过对该硅基板进行蚀刻且对杂质进行离子注入，从而形成摆动结构体4。
如以上所述，在本工序[1]中，在底基板2(第一基板)上，形成与底基板2对置并能够相对于底基板2而进行位移的可动部42和与可动部42对置的第一固定电极51以及第二固定电极52(电极)，并且在底基板2的可动部42侧形成在俯视观察时与可动部42重叠的突起部6。
[2]
接下来，对导体图案5的各部彼此进行电连接。由此，对可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52进行电连接(步骤S2)。
具体而言，例如，如图5所示，通过配线W而对端子56、57与端子58进行电连接。该配线W既可以如接合引线那样具有与底基板2分离的部分，也可以与导体图案5一体地形成在底基板2上。
如上所述，在本工序[2]中，对可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52进行电连接。另外，本工序能够与上述的工序[1]同时实施。例如，在与导体图案5一体地形成配线W的情况下，与上述的工序[1]的导体图案5的形成一并(同时)实施。
[3]
接下来，在维持上述的工序[2]中的电连接状态下，对底基板2与盖体3进行接合(步骤S3)。更具体而言，例如，对由玻璃构成的底基板2与由硅构成的盖体3进行阳极接合。此时，如图6所示，在底基板2与盖体3之间施加有电场。如上文所述，由于可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52被电连接，因此，可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52成为相同电位。因此，在可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52之间，上述的电场被减少。其结果为，能够防止或减少可动部42与底基板2发生粘附的情况。
如上所述，在本工序[3]中，在对可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52进行了电连接的状态下，将盖体3接合在底基板2上。
[4]
接下来，解除工序[2]中的电连接。由此，可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52之间的电连接被解除(步骤S4)。
在本工序[4]中，例如，使用工具、激光等而切断或去除上述的配线W。
如上所述，在本工序[4]中，对可动部42与第一固定电极51以及第二固定电极52之间的电连接进行解除。此后，形成密封部11。另外，密封部11的形成也可以处在工序[3]与工序[4]之间。
通过经由以上所说明的工序[1]至[4]，从而能够获得物理量传感器1。
根据以上所说明的物理量传感器1的制造方法，即使在对底基板2与盖体3进行阳极接合的情况下，也能够防止或减少可动部42与底基板2发生粘附的情况。
第二实施方式
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。
图7为表示本发明的第二实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图(顶视图)。图8为图7中的B-B线剖视图。
本实施方式除了将本发明应用于陀螺传感器之外，与上述的第一实施方式相同。
另外，在以下的说明中，关于第二实施方式，以与上述的实施方式的不同点为中心而进行说明，关于相同的事项则省略其说明。
图7所示的物理量传感器1A为对绕Y轴的角速度进行检测的陀螺传感器。如图7以及图8所示，该物理量传感器1A具有：底基板2A(第一基板)；盖体3A(第二基板)；振动结构体4A(可动电极)；使振动结构体4A驱动振动的驱动电极51A；对振动结构体4A的检测振动进行检测的一对检测电极7；对振动结构体4A的驱动状态进行检测的监测电极52A；具有防止底基板2A与振动结构体4A的粘附的功能的多个突起部6A。
底基板2A以及盖体3A被相互接合，并且在底基板2A与盖体3A之间形成有对振动结构体4A以及一对检测电极7进行收纳的空间。
底基板2A以及盖体3A分别呈板状，并沿着包含X轴以及Y轴的平面即XY平面(基准面)而被配置。此外，在底基板2A的上表面上设置有凹部21A，该凹部21A具有防止振动结构体4A的可动部分与底基板2A接触的功能。此外，在盖体3A的下表面上设置有凹部31A，该凹部31A被形成为以非接触的方式对振动结构体4A以及一对检测电极7进行覆盖。
振动结构体4A具有：检测部42A(可动体)；被固定在底基板2A上的四个固定部41A；对检测部42A与四个固定部41A进行连接的四个梁部43A(第二梁部)；驱动部45(可动体)；对检测部42A与驱动部45进行连接的四个梁部46(第一梁部)，并且这些部件一体地被形成。
检测部42A具有：在俯视观察时呈框状的框架部；检测用可动电极部，其由沿着Y轴方向从该框架部向外侧延伸的多个电极指构成。
四个固定部41A在上述的底基板2A的凹部21A的外侧被接合并固定在底基板2A的上表面上。四个固定部41A在俯视观察时分别在检测部42A的外侧以相互分离的方式被配置。
四个梁部43A以与四个固定部41A对应的方式被设置，并且分别对所对应的固定部41A与检测部42A进行连结。各梁部43A在俯视观察时呈在Y轴方向上往返并且沿着X轴方向而延伸的曲折形状。由此，能够实现小型化，并且使各梁部43A的长度增长。此外，通过使各梁部43A的长度增长，从而能够使随着各梁部43A的弯曲变形而产生的检测部42A的X轴方向上的位移较为容易。另外，各梁部43A也可以不呈上述的曲折形状，例如也可以为在俯视观察时沿着Y轴方向而延伸的形状。
驱动部45在俯视观察时被配置在上述的检测部42A的内侧。驱动部45以上述的底基板2A的上表面为基准面，并呈沿着该基准面的板状。
四个梁部46分别对检测部42A与驱动部45进行连结。各梁部46呈在X轴方向上往返且在Y轴方向上延伸的曲折形状。由此，能够实现小型化，并且使各梁部46的长度增长。此外，通过使各梁部46的长度增长，从而能够使随着各梁部46的弯曲变形而产生的驱动部45的Z轴方向上的位移较为容易。
驱动电极51A被固定在上述的形成于底基板2A上的凹部21A的底面上。该驱动电极51A相对于驱动部45以隔开间隔而对置的方式被配置。在此，驱动电极51A被配置于在俯视观察时与驱动部45重叠的位置处。这种驱动电极51A经由配线53A而与被设置在底基板2A的上表面的凹部21A的外侧的端子56A电连接。
一对检测电极7分别在上述的底基板2A的凹部21A的外侧被接合并固定底基板2A的上表面上。该一对检测电极7以隔着振动结构体4A的方式，而在Y轴方向上并排配置。这样的一对检测电极7通过对一个基板(例如硅基板)进行加工(例如蚀刻加工)，而与振动结构体4A一并形成。
各检测电极7由多个电极指和连接部而构成，其中，多个电极指沿着X轴方向而交替地排列配置，连接部对多个电极指的与振动结构体4A相反的一侧的端部彼此以每隔一个的方式进行连接。各电极指沿着Y轴方向而延伸。并且，通过连接部而被连接的各电极指与上述的检测部42A的电极指的一个侧面对置，另一方面，未通过连接部而被连接的各电极指与检测部42A的电极指的另一个侧面对置。
这种检测电极7经由配线55A而与被设置在底基板2A的上表面的凹部21A的外侧的端子58A电连接。
监测电极52A被接合并固定在上述的形成于底基板2A上的凹部21A的底面上。该监测电极52A被配置于在俯视观察时与驱动部45重叠的位置处。这种监测电极52A经由配线54A而与被设置在底基板2A的上表面的凹部21A的外侧的端子57A电连接。
以如上所述的方式构成的物理量传感器1A以如下方式进行工作。
将周期性地变化的电压(例如交流电压)作为驱动电压而施加在相互对置的驱动电极51A与驱动部45之间。于是，在驱动电极51A与驱动部45之间产生强度周期性地变化的静电引力，由此，随着梁部46的弹性变形，驱动部45在Z轴方向上进行振动。此时，对监测电极52A与驱动部45之间的静电电容进行检测，并基于该检测结果，根据需要而对驱动电压进行控制。由此，能够以使驱动部45的振动成为所需的振动的方式进行控制。
当在以此方式使驱动部45进行振动的状态下，向物理量传感器1A施加绕Y轴的角速度时，将在驱动部45上产生X轴方向的科里奥利力，通过该科里奥利力的作用，检测部42A将在X轴方向上进行振动。由此，检测电极7与检测部42A之间的静电电容发生变化。因此，能够根据所涉及的静电电容而检测出施加在物理量传感器1A上的角速度。
如图7所示，多个(在本实施方式中为四个)突起部6A被配置在底基板2A的驱动部45侧且被配置于在俯视观察时与驱动部45重叠的位置处。由此，能够通过突起部6A而防止或减少驱动部45与底基板2A发生粘附的情况。在此，由于突起部6A并没有被设置在驱动部45侧而是被设置在底基板2A侧，因此能够提高突起部6A的韧性，从而减少突起部6A的损坏。此外，通过突起部6A来限制驱动部45的过度的位移，从而能够防止或减少包括驱动部45在内的结构体即振动结构体4A的损坏等。
此外，多个突起部6A以在俯视观察时与驱动部45的外周部重叠的方式被配置。
2.传感器装置
接下来，对本发明的传感器装置进行说明。
图9为表示本发明的传感器装置的一个示例的剖视图。
图9所示的传感器装置100具有：基板101；经由粘合层103而被固定在基板101的上表面上的物理量传感器1；经由粘合层104而被固定在物理量传感器1的上表面上的IC芯片(电子部件)102。而且，在物理量传感器1以及IC芯片102使基板101的下表面露出的状态下，通过模制材料109而被模制成形。另外，作为粘合层103、104，例如能够使用焊锡、银膏、树脂系粘合剂(芯片粘合剂)等。此外，作为模制材料109，例如能够使用热固化型的环氧树脂，并能够通过例如传递模制法而进行模制。
此外，在基板101的上表面上配置有多个端子107，在下表面上配置有经由未图示的内部配线或城堡型结构(castellation)而与端子107连接的多个安装端子108。作为这种基板101，并不被特别限定，例如能够使用硅基板、陶瓷基板、树脂基板、玻璃基板、玻璃环氧树脂基板等。
此外，在IC芯片102中例如包含有：对物理量传感器1进行驱动的驱动电路；对静电电容Ca、Cb的差分信号进行补正的补正电路；根据静电电容Ca、Cb的差分信号而对加速度进行检测的检测电路；将来自检测电路的信号转换为预定的信号并输出的输出电路等。这种IC芯片102经由接合引线105而与物理量传感器1的端子56、57、58电连接，并且经由接合引线106而与基板101的端子107电连接。
由于这种传感器装置100具备物理量传感器1，因此具有优异的可靠性。
3.电子设备
接下来，对本发明的电子设备进行说明。
图10为表示应用了本发明的电子设备的便携式(或笔记本式)的个人计算机的结构的立体图。
在该图中，个人计算机1100由具备键盘1102的主体部1104、具备显示部1108的显示单元1106而构成，并且显示单元1106以经由铰链结构部而能够相对于主体部1104进行转动的方式被支承。在这种个人计算机1100中搭载有对用于检测其掉落或倾斜的加速度或角速度等物理量进行测量的物理量传感器1。如此，通过搭载上述的物理量传感器1，从而能够获得可靠性较高的个人计算机1100。
图11为表示应用了本发明的电子设备的移动电话(也包括PHS)的结构的立体图。
在该图中，移动电话1200具备天线(未图示)、多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，并且在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。在这种移动电话1200中搭载有对用于检测其落下或倾斜的加速度或角速度等物理量进行测量物理量传感器1。如此，通过搭载上述的物理量传感器1，从而能够获得可靠性较高的移动电话1200。
图12为表示应用了本发明的电子设备的数码照相机的结构的立体图。另外，在该图中，也简单地图示了与外部设备的连接。
在此，通常的照相机通过被摄物体的光学图像而使银盐感光胶片感光，与此相对，数码照相机1300通过CCD(Charge Couple Device：电荷耦合器件)等摄像元件而对被摄物体的光学图像进行光电转换，从而生成摄像信号(图像信号)。
在数码照相机1300的壳体(主体)1302的背面设置有显示部1310，并且成为根据CCD的摄像信号而进行显示的结构，显示部1310作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。此外，在壳体1302的正面侧(图中的背面侧)设置有包括光学透镜(摄像光学系统)、CCD等在内的受光单元1304。
当拍摄者对被显示在显示部1310上的被摄物体图像进行确认，并按下快门按钮1306时，该时间点的CCD的摄像信号将被传送并被存储于存储器1308中。此外，在该数码照相机1300中，在壳体1302的侧面设置有影像信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且，如图所示，根据需要而在影像信号输出端子1312上连接有影像监视器1430，在数据通信用的输入输出端子1314上连接有个人计算机1440。并且，成为如下的结构，即，通过预定的操作，从而使被存储于存储器1308中的摄像信号被输出至影像监视器1430或个人计算机1440。在这种数码照相机1300中搭载有对用于检测其落下或倾斜的加速度或角速度等物理量进行测量的物理量传感器1。如此，通过搭载上述的物理量传感器1，从而能够获得可靠性较高的数码照相机1300。
另外，本发明的电子设备除了应用于图10的个人计算机(便携式个人计算机)、图11的移动电话、图12的数码照相机中以外，还能够应用于如下电子设备中，例如，智能手机、平板终端、时钟、喷墨式喷出装置(例如喷墨式打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括附带通信功能的产品)、电子辞典、电子计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS(point of sale：销售点)终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼组探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如，车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等。
4.移动体
接下来，对本发明的移动体进行说明。
图13为表示应用了本发明的移动体的汽车的立体图。
在汽车1500中内置有物理量传感器1，例如，能够通过物理量传感器1而对车身1501的姿态进行检测。物理量传感器1的检测信号被供给至车身姿态控制装置1502，车身姿态控制装置1502能够根据该信号而对车身1501的姿态进行检测，并根据检测结果而对悬架的硬软进行控制，或对各个车轮1503的制动进行控制。
以上，虽然根据图示的实施方式而对本发明的物理量传感器、物理量传感器的制造方法、传感器装置、电子设备以及移动体进行了说明，但是本发明并不限定于此，能够将各部分的结构替换为具有相同的功能的任意的结构。此外，在本发明中也可以附加其他的任意的结构体。
虽然在上述的实施方式中，以将本发明应用于杠杆型的物理量传感器以及平行平板型的陀螺传感器中的情况为例而进行了说明，但是本发明的物理量传感器只需为可动体以能够相对于基板而进行位移的方式被设置的物理量传感器即可，并不限定于上述的实施方式的结构，例如也能够适用于折片型的物理量传感器中。
符号说明
1…物理量传感器；1A…物理量传感器；2…底基板；2A…底基板；3…盖体；3A…盖体；4…摆动结构体；4A…振动结构体；5…导体图案；6…突起部；6A…突起部；7…检测电极；11…密封部；21…凹部；21A…凹部；22…凹部；23…凹部；24…凹部；31…凹部；31A…凹部；41…支承部；41A…固定部；42…可动部；42A…检测部；43…连结部；44…连结部；43A…梁部；45…驱动部；46…梁部；51…第一固定电极；51A…驱动电极；52…第二固定电极；52A…监测电极；53…配线；53A…配线；54…配线；54A…配线；55…配线；55A…配线；56…端子；56A…端子；57…端子；57A…端子；58…端子；58A…端子；59…凸块；61…凸部；62…导体层；63…绝缘层；100…传感器装置；101…基板；102…IC芯片；103…粘合层；104…粘合层；105…接合引线；106…接合引线；107…端子；108…安装端子；109…模制材料；211…部分；212…部分；213…凸部；311…部分；312…部分；411…贯穿孔；412…贯穿孔；413…开口部；421…第一可动部；422…第二可动部；423…狭缝；424…狭缝；1100…个人计算机；1102…键盘；1104…主体部；1106…显示单元；1108…显示部；1200…移动电话；1202…操作按钮；1204…听筒；1206…话筒；1208…显示部；1300…数码照相机；1302…壳体；1304…受光单元；1306…快门按钮；1308…存储器；1310…显示部；1312…影像信号出力端子；1314…输入输出端子；1430…影像监视器；1440…个人计算机；1500…汽车；1501…车身；1502…车身姿态控制装置；1503…车轮；aY…轴(摆动中心轴)；S…内部空间；W…配线；S1…步骤；S2…步骤；S3…步骤；S4…步骤。

Claims (19)

1.一种物理量传感器，其特征在于，具备：
基板；
可动体，其以与所述基板对置并能够相对于所述基板而进行位移的方式被设置；
电极，其以与所述可动体对置的方式被配置在所述基板上；
突起部，其被配置在所述基板的所述可动体侧且被配置于在俯视观察时与所述可动体重叠的位置处，
所述突起部具有导体层和绝缘层，
所述导体层与所述电极为相同电位，所述绝缘层相对于所述导体层而被设置在与所述基板相反的一侧。
2.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，
所述突起部被配置于在所述俯视观察时与所述电极重叠的位置处，
所述导体层与所述电极一体地被构成。
3.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，
所述突起部具有凸部，所述凸部相对于所述导体层而在所述基板侧与所述基板一体地被构成。
4.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，
所述绝缘层为硅氧化膜。
5.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，
所述可动体以能够绕摆动中心轴而进行摆动的方式被设置，并且在从所述基板的厚度方向进行观察的俯视观察时以所述摆动中心轴为边界而被划分为第一可动部和第二可动部，
所述电极具有第一电极和第二电极，
所述第一电极以与所述第一可动部对置的方式被配置在所述基板上，
所述第二电极以与所述第二可动部对置的方式被配置在所述基板上。
6.如权利要求5所述的物理量传感器，其中，
在所述俯视观察时，所述第二可动部的面积与所述第一可动部的面积相比较大。
7.如权利要求2所述的物理量传感器，其中，
所述突起部具有凸部，所述凸部相对于所述导体层而在所述基板侧与所述基板一体地被构成。
8.如权利要求2所述的物理量传感器，其中，
所述绝缘层为硅氧化膜。
9.如权利要求3所述的物理量传感器，其中，
所述绝缘层为硅氧化膜。
10.如权利要求2所述的物理量传感器，其中，
所述可动体以能够绕摆动中心轴而进行摆动的方式被设置，并且在从所述基板的厚度方向进行观察的俯视观察时以所述摆动中心轴为边界而被划分为第一可动部和第二可动部，
所述电极具有第一电极和第二电极，
所述第一电极以与所述第一可动部对置的方式被配置在所述基板上，
所述第二电极以与所述第二可动部对置的方式被配置在所述基板上。
11.如权利要求3所述的物理量传感器，其中，
所述可动体以能够绕摆动中心轴而进行摆动的方式被设置，并且在从所述基板的厚度方向进行观察的俯视观察时以所述摆动中心轴为边界而被划分为第一可动部和第二可动部，
所述电极具有第一电极和第二电极，
所述第一电极以与所述第一可动部对置的方式被配置在所述基板上，
所述第二电极以与所述第二可动部对置的方式被配置在所述基板上。
12.如权利要求4所述的物理量传感器，其中，
所述可动体以能够绕摆动中心轴而进行摆动的方式被设置，并且在从所述基板的厚度方向进行观察的俯视观察时以所述摆动中心轴为边界而被划分为第一可动部和第二可动部，
所述电极具有第一电极和第二电极，
所述第一电极以与所述第一可动部对置的方式被配置在所述基板上，
所述第二电极以与所述第二可动部对置的方式被配置在所述基板上。
13.如权利要求10所述的物理量传感器，其中，
在所述俯视观察时，所述第二可动部的面积与所述第一可动部的面积相比较大。
14.如权利要求11所述的物理量传感器，其中，
在所述俯视观察时，所述第二可动部的面积与所述第一可动部的面积相比较大。
15.如权利要求12所述的物理量传感器，其中，
在所述俯视观察时，所述第二可动部的面积与所述第一可动部的面积相比较大。
16.一种物理量传感器的制造方法，其特征在于，包括：
在第一基板上形成与所述第一基板对置并能够相对于所述第一基板而进行位移的可动体和与所述可动体对置的电极，并且在所述第一基板的所述可动体侧形成在俯视观察时与所述可动体重叠的突起部的工序；
对所述可动体与所述电极进行电连接的工序；
在对所述可动体与所述电极进行了电连接的状态下，将与所述第一基板一起形成对所述可动体进行收纳的空间的第二基板接合在所述第一基板上的工序；
对所述可动体与所述电极的电连接进行解除的工序，
所述突起部具有导体层和绝缘层，
所述导体层与所述电极为相同电位，所述绝缘层相对于所述导体层而被设置在与所述第一基板相反的一侧。
17.一种传感器装置，其特征在于，具有：
权利要求1所述的物理量传感器；
与所述物理量传感器电连接的电子部件。
18.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求1所述的物理量传感器。
19.一种移动体，其特征在于，
具备权利要求1所述的物理量传感器。
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