CN112444273A - 传感器 - Google Patents

传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN112444273A
CN112444273A CN202010160792.4A CN202010160792A CN112444273A CN 112444273 A CN112444273 A CN 112444273A CN 202010160792 A CN202010160792 A CN 202010160792A CN 112444273 A CN112444273 A CN 112444273A
Authority
CN
China
Prior art keywords
movable
electrodes
fixed
electrode
acceleration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010160792.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112444273B (zh
Inventor
藤本明
富泽英之
汤泽亚希子
中村直文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN112444273A publication Critical patent/CN112444273A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112444273B publication Critical patent/CN112444273B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0831—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type having the pivot axis between the longitudinal ends of the mass, e.g. see-saw configuration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0848—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration using a plurality of mechanically coupled spring-mass systems, the sensitive direction of each system being different

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

根据一个实施方式，涉及的传感器包括基体、第1可动构造体以及第1固定构造体。所述第1可动构造体包括多个第1可动电极。多个第1可动电极与基体之间的沿着第1方向的距离可变，所述第1方向是从基体朝向多个第1可动电极的方向。从多个第1可动电极中的一个朝向多个第1可动电极中的另一个的方向沿着与第1方向交叉的第2方向。所述第1固定构造体包括多个第1固定电极。多个第1固定电极中的一个位于多个第1可动电极中的所述一个与多个第1可动电极中的所述另一个之间。多个第1可动电极中的所述一个的沿着第1方向的第1可动电极长度比多个第1固定电极中的所述一个的沿着第1方向的第1固定电极长度短。由此，提供具有高检测能力的传感器。

Description

传感器
本申请以日本专利申请2019-155985(申请日2019年8月28日)为基础，根据该申请享受优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及传感器(sensor)。
背景技术
例如存在利用MEMS(微机电系统)构造的传感器。关于传感器，希望其检测能力高。
发明内容
实施方式提供具有高检测能力的传感器。
根据实施方式，传感器包括基体、第1可动构造体以及第1固定构造体。所述可动构造体包括多个第1可动电极。所述多个第1可动电极与所述基体之间的沿着第1方向的距离可变，所述第1方向是从所述基体朝向所述多个第1可动电极的方向。从所述多个第1可动电极中的一个第1可动电极朝向所述多个第1可动电极中的另一个第1可动电极的方向沿着与所述第1方向交叉的第2方向。所述第1固定构造体包括多个第1固定电极。所述多个第1固定电极中的一个第1固定电极位于所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极与所述多个第1可动电极中的所述另一个第1可动电极之间。所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极的沿着所述第1方向的第1可动电极长度比所述多个第1固定电极中的所述一个第1固定电极的沿着所述第1方向的第1固定电极长度短。
根据上述结构的传感器，能够提供具有高检测能力的传感器。
附图说明
图1是例示第1实施方式涉及的传感器的示意图。
图2的(a)～图2的(c)是例示第1实施方式涉及的传感器的示意图。
图3的(a)～图3的(c)是例示第1实施方式涉及的传感器的示意图。
图4是例示第1实施方式涉及的传感器的示意图。
图5的(a)～图5的(f)是例示第1实施方式涉及的传感器中的动作的示意图。
图6是例示第1实施方式涉及的传感器的一部分的示意图。
图7是例示第1实施方式涉及的传感器的示意性的俯视图。
图8是例示第1实施方式涉及的传感器的示意性的俯视图。
图9的(a)～图9的(c)是例示第2实施方式涉及的传感器的示意图。
图10的(a)以及图10的(b)是例示第2实施方式涉及的传感器的示意图。
图11的(a)～图11的(c)是例示第2实施方式涉及的传感器中的动作的示意图。
标号说明
11第1可动构造体；12第2可动构造体；11E第1可动电极焊盘(pad)；12E第2可动电极焊盘；11c第1可动导电部；12c第2可动导电部；11e第1可动电极；12e第2可动电极；11f第1固定部；12f第2固定部；11fa中间连接部；11n第1可动连接部；12n第2可动连接部；11ne、11nf、12ne、12nf端部；11s第1可动构造部；12s第2可动构造部；12ec第3部分区域；12ed第4部分区域；21第1固定构造体；22第2固定构造体；21E第1固定电极焊盘；22E第2固定电极焊盘；21c第1固定导电部；22c第2固定导电部；21e第1固定电极；22e第2固定电极；21ea第1部分区域；21eb第2部分区域；50基体；51第1绝缘部；52第2绝缘部；51A绝缘部件；61第1固定绝缘部；62第2固定绝缘部；70检测部；70D差动电路；71第1电路；72第2电路；110、111、112、120传感器；AA箭头；AC加速度；C1～C8第1静电电容～第8静电电容；Lc11第1可动导电部长度；Lc12第2可动导电部长度；Lc21第1固定导电部长度；Lc22第2固定导电部长度；Le11第1可动电极长度；Le12第2可动电极长度；Le21第1固定电极长度；Le22第2固定电极长度；Lx1、Lx2、Lxs1、Lxs2长度；Sig0信号；d1～d4第1距离～第4距离；de11、de12、de21、de22距离；g1第1加速度；g2第2加速度；gc11、gc12、ge11、ge12、ge21、ge22、gn11、gn12、gs11、gs12间隙。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的各实施方式进行说明。
附图是示意性的或者概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分之间的大小的比率等不限于一定与现实的相同。即使是在表现相同的部分时，也存在根据附图而彼此的尺寸、比率表现得不同的情况。
在本申请说明书和各附图中，对与在前面针对已经出现过的附图进行了描述的要素同样的要素标记同一标号，适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
图1、图2的(a)～图2的(c)、图3的(a)～图3的(c)以及图4是例示第1实施方式涉及的传感器的示意图。
图1是从图2的(a)～图2的(c)的箭头AA方向观察到的俯视图。图2的(a)～图2的(c)分别是图1的A1-A2线、B1-B2线以及C1-C2线处的剖视图。图3的(a)～图3的(c)分别是图1的D1-D2线、E1-E2线以及F1-F2线处的剖视图。图4是图1的G1-G2线处的剖视图。
如图1所示，实施方式涉及的传感器110包括基体50、第1可动构造体11以及第1固定构造体21。在该例子中，传感器110还包括第2可动构造体12以及第2固定构造体22。
第1可动构造体11包括多个第1可动电极11e。如图2的(a)所示，在多个第1可动电极11e与基体50之间设置有间隙ge11。
将从基体50朝向多个第1可动电极11e的方向作为第1方向。将第1方向作为Z轴方向。将与Z轴方向垂直的一个方向作为X轴方向。将与Z轴方向以及X轴方向垂直的方向作为Y轴方向。
多个第1可动电极11e与基体50之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离de11可变。例如，在传感器被施加了加速度时，多个第1可动电极11e相对于基体50位移。在被施加了加速度时，距离de11发生变化。
如图1所示，从多个第1可动电极11e中的一个朝向多个第1可动电极11e中的另一个的方向沿着第2方向。第2方向与第1方向交叉。第2方向例如是Y轴方向。这样，多个第1可动电极11e沿着第2方向(Y轴方向)排列。
如图1所示，第1固定构造体21包括多个第1固定电极21e。多个第1固定电极21e中的一个位于多个第1可动电极11e中的一个与多个第1可动电极11e中的另一个之间。例如，第1可动电极11e以及第1固定电极21e沿着Y轴方向而交替地排列。多个第1可动电极11e以及多个第1固定电极21e例如成为梳齿电极。
在该例子中，如图2的(b)所示，在多个第1固定电极21e与基体50之间设置有间隙ge21。例如，多个第1固定电极21e与基体50之间的距离de21实质上被固定。
例如在被施加了加速度时，多个第1可动电极11e发生位移，多个第1固定电极21e实质上不发生位移。因此，被施加了加速度时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的静电电容从没被施加加速度时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的静电电容变化。例如，多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的静电电容根据多个第1可动电极11e与基体50之间的距离de11的变化而变化。通过检测静电电容的变化，例如能够检测加速度。通过检测静电电容的变化，能够检测施加于传感器110的外力等。传感器110例如是MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)型的传感器。
如图2的(a)所示，将多个第1可动电极11e中的一个的沿着第1方向(Z轴方向)的长度(厚度)作为第1可动电极长度Le11。如图2的(b)所示，将多个第1固定电极21e中的一个的沿着第1方向(Z轴方向)的长度(厚度)作为第1固定电极长度Le21。如图2的(a)和图2的(b)所示，在实施方式中，第1可动电极长度Le11比第1固定电极长度Le21短。
例如如图2的(b)所示，多个第1固定电极21e中的一个包括第1部分区域21ea以及第2部分区域21eb。第1部分区域21ea在第2方向(Y轴方向)上与多个第1可动电极11e中的一个重叠。第2部分区域21eb在第2方向上不与多个第1可动电极11e中的一个重叠。第1部分区域21ea在第2方向(Y轴方向)上与多个第1可动电极11e中的一个对置。第2部分区域21eb在第2方向上不与多个第1可动电极11e中的一个对置。
如图2的(b)所示，将基体50与第1部分区域21ea之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离作为第1距离d1。将基体50与第2部分区域21eb之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离作为第2距离d2。第1距离d1不同于第2距离d2。在该例子中，第1距离d1比第2距离d2短。
这样，多个第1固定电极21e中的一个包括与多个第1可动电极11e中的一个对置的第1部分区域21ea、和不与多个第1可动电极11e中的一个对置的第2部分区域21eb。通过这种结构，在所施加的加速度的方向包含从基体50朝向多个第1可动电极11e的方向的分量的情况下、和包含相反的方向的分量的情况下，会产生多个第1固定电极21e中的一个与多个第1可动电极11e中的一个对置的面积发生变化的情况、和该面积不发生变化的情况。由此，能够得到与所施加的加速度的方向有关的信息。
根据实施方式，例如能够检测加速度的方向。根据实施方式，能够提供具有高检测能力的传感器。关于检测加速度的方向的例子，将在后面进行描述。
以下，对第1可动构造体11的例子进行说明。
如图2的(a)所示，第1可动构造体11包括第1可动导电部11c。例如，第1可动导电部11c在第1方向(Z轴方向)上离开基体50。在第1可动导电部11c与基体50之间设置有间隙gc11。如图1所示，多个第1可动电极11e被保持于第1可动导电部11c。例如，多个第1可动电极11e连接于第1可动导电部11c。如图2的(a)所示，将第1可动导电部11c的沿着第1方向(Z轴方向)的长度设为第1可动导电部长度Lc11。例如，第1可动电极长度Le11比第1可动导电部长度Lc11短。这样，第1可动构造体11的成为梳齿电极的部分的厚度也可以选择性地减薄。
如图4所示，第1可动构造体11也可以包括第1固定部11f。第1固定部11f被固定于基体50。在该例子中，传感器110也可以还包括第1绝缘部51。第1绝缘部51设置在基体50与第1固定部11f之间。如图1所示，第1可动导电部11c被保持于第1固定部11f。第1可动导电部11c连接于第1固定部11f。在该例子中，第1可动导电部11c经由第1可动连接部11n而被保持于第1固定部11f。
这样，第1可动构造体11也可以包括第1可动连接部11n(参照图1)。第1可动连接部11n将第1固定部11f和第1可动导电部11c连接。如图4所示，第1可动连接部11n在第1方向(Z轴方向)上离开基体50。如图1所示，第1可动连接部11n以及第1可动导电部11c沿着第2方向(例如Y轴方向)延伸。如图1所示，第1可动连接部11n的一个端部11ne被固定于第1固定部11f。第1可动连接部11n的另一端部11nf与第1可动导电部11c连接。
如图1所示，在该例子中，第1可动构造体11还包括第1可动构造部11s。第1可动连接部11n的上述的另一端部11nf还与第1可动构造部11s连接。将与包含第1方向以及第2方向的平面(Z-Y平面)交叉的方向作为第3方向。第3方向例如是X轴方向。第1可动导电部11c的沿着第3方向(X轴方向)的长度Lx1与第1可动构造部11s的沿着第3方向的长度Lxs1不同。在该例子中，第1可动导电部11c的沿着第3方向的长度Lx1比第1可动构造部11s的沿着第3方向的长度Lxs1长。通过设置第1可动构造部11s，例如在被施加了加速度时，多个第1可动电极11e能够迅速发生位移。例如，能够以高响应性检测加速度。
如图2的(a)以及图2的(b)所示，第1可动连接部11n在Z轴方向上离开基体50。在第1可动连接部11n与基体50之间设置有间隙gn11。第1可动构造部11s在Z轴方向上离开基体50。在第1可动构造部11s与基体50之间设置有间隙gs11。第1可动连接部11n例如是扭转(torsion)型的弹簧部件。
如图1以及图4所示，也可以设置有第1可动电极焊盘11E。第1可动电极焊盘11E与多个第1可动电极11e电连接。在该例子中，第1可动电极焊盘11E经由第1可动连接部11n以及第1可动导电部11c而与多个第1可动电极11e电连接。
以下，对第1固定构造体21的例子进行说明。
如图1所示，第1固定构造体21也可以包括第1固定导电部21c。第1固定导电部21c保持多个第1固定电极21e。多个第1固定电极21e连接于第1固定导电部21c。如图2的(b)所示，也可以在基体50与第1固定导电部21c之间设置有第1固定绝缘部61。第1固定导电部21c经由第1固定绝缘部61而固定于基体50。
如图2的(b)所示，将第1固定导电部21c的沿着第1方向(Z轴方向)的长度作为第1固定导电部长度Lc21。第1固定导电部长度Lc21例如也可以与第1固定电极长度Le21相同。如图2的(a)所示，例如第1可动电极长度Le11也可以比第1固定导电部长度Lc21短。
如图1以及图2的(c)所示，也可以设置有第1固定电极焊盘21E。第1固定电极焊盘21E与多个第1固定电极21e电连接。在该例子中，第1固定电极焊盘21E经由第1固定导电部21c而与多个第1固定电极21e电连接。
如图1所示，传感器110也可以还包括第2可动构造体12以及第2固定构造体22。第2可动构造体12包括多个第2可动电极12e。
如图3的(a)所示，多个第2可动电极12e在第1方向(Z轴方向)上离开基体50。在多个第2可动电极12e与基体50之间设置有间隙ge12。多个第2可动电极12e与基体50之间的距离de12可变。如图1所示，从多个第2可动电极12e中的一个朝向多个第2可动电极12e中的另一个的方向沿着第2方向(Y轴方向)。
如图1所示，第2固定构造体22包括多个第2固定电极22e。多个第2固定电极22e中的一个位于多个第2可动电极12e中的一个与多个第2可动电极12e中的另一个之间。例如，第2可动电极12e以及第2固定电极22e沿着Y轴方向而交替地排列。
如图3的(b)所示，在该例子中，在多个第2固定电极22e与基体50之间设置有间隙ge22。多个第2固定电极22e与基体50之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离de22实质上被固定。
例如在被施加了加速度时，多个第2可动电极12e发生位移，多个第2固定电极22e实质上不发生位移。因此，被施加了加速度时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的静电电容从没被施加加速度时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的静电电容变化。例如，多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的静电电容根据多个第2可动电极12e与基体50之间的距离de12的变化而变化。通过检测静电电容的变化，例如能够检测加速度。
如图3的(b)所示，将多个第2固定电极22e中的一个的沿着第1方向(Z轴方向)的长度作为第2固定电极长度Le22。如图3的(a)所示，将多个第2可动电极12e中的一个的沿着第1方向(Z轴方向)的长度作为第2可动电极长度Le12。如图3的(a)以及图3的(b)所示，第2固定电极长度Le22比第2可动电极长度Le12短。
例如如图3的(a)所示，多个第2可动电极12e中的一个包括第3部分区域12ec以及第4部分区域12ed。第3部分区域12ec在第2方向(Y轴方向)上与多个第2固定电极22e中的一个重叠。第4部分区域12ed在第2方向(Y轴方向)上不与多个第2固定电极22e中的一个重叠。第3部分区域12ec在第2方向(Y轴方向)上与多个第2固定电极22e中的一个对置。第4部分区域12ed在第2方向上不与多个第2固定电极22e中的一个对置。
如图3的(a)所示，将基体50与第3部分区域12ec之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离作为第3距离d3。将基体50与第4部分区域12ed之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离作为第4距离d4。第3距离d3不同于第4距离d4。在该例子中，第3距离d3比第4距离d4短。
这样，多个第2可动电极12e中的一个包括与多个第2固定电极22e中的一个对置的第3部分区域12ec、和不与多个第2固定电极22e中的一个对置的第4部分区域12ed。通过这种结构，在所施加的加速度的方向包含从基体50朝向多个第2可动电极12e的方向的分量的情况下、和包含相反的方向的分量的情况下，会产生多个第2可动电极12e中的一个与多个第2固定电极22e中的一个对置的面积发生变化的情况、和该面积不发生变化的情况。由此，能够得到与所施加的加速度的方向有关的信息。
根据实施方式，例如能够检测加速度的方向。根据实施方式，能够提供具有高检测能力的传感器。通过使用如上所述的包括第1可动构造体11及第1固定构造体21的组和包括第2可动构造体12及第2固定构造体22的组来进行差动处理，能够检测加速度的方向。关于检测加速度的方向的例子，将在后面进行描述。
以下，对第2可动构造体12的例子进行说明。
如图3的(a)所示，例如第2可动构造体12包括第2可动导电部12c。例如，第2可动导电部12c在第1方向(Z轴方向)上离开基体50。在第2可动导电部12c与基体50之间设置有间隙gc12。如图1所示，多个第2可动电极12e被保持于第2可动导电部12c。多个第2可动电极12e连接于第2可动导电部12c。如图3的(a)所示，将第2可动导电部12c的沿着第1方向(Z轴方向)的长度作为第2可动导电部长度Lc12。第2可动电极长度Le12也可以与第2可动导电部长度Lc12实质上相同。
如图4所示，第2可动构造体12也可以包括第2固定部12f。第2固定部12f被固定于基体50。在该例子中，传感器110也可以还包括第2绝缘部52。第2绝缘部52设置在基体50与第2固定部12f之间。如图1所示，第2可动导电部12c被保持于第2固定部12f。第2可动导电部12c连接于第2固定部12f。在该例子中，第2可动导电部12c经由第2可动连接部12n而被保持于第2固定部12f。
这样，第2可动构造体12也可以包括第2可动连接部12n(参照图1)。第2可动连接部12n将第2固定部12f和第2可动导电部12c连接。如图4所示，第2可动连接部12n在第1方向(Z轴方向)上离开基体50。如图1所示，第2可动连接部12n以及第2可动导电部12c沿着第2方向(例如Y轴方向)延伸。如图1所示，第2可动连接部12n的一个端部12ne被固定于第2固定部12f。第2可动连接部12n的另一端部12nf与第2可动导电部12c连接。
如图1所示，在该例子中，第2可动构造体12还包括第2可动构造部12s。第1可动连接部12n的上述的另一端部12nf还与第2可动构造部12s连接。第2可动导电部12c的沿着与包含第1方向以及第2方向的平面(Z-Y平面)交叉的第3方向(例如X轴方向)的长度Lx2不同于第2可动构造部12s的沿着第3方向的长度Lxs2。在该例子中，长度Lx2比长度Lxs2长。通过设置第2可动构造部12s，例如在被施加了加速度时，多个第2可动电极12e能够迅速发生位移。例如，能够以高响应性检测加速度。
如图3的(a)以及图3的(b)所示，第2可动连接部12n在Z轴方向上离开基体50。在第2可动连接部12n与基体50之间设置有间隙gn12。第2可动构造部12s在Z轴方向上离开基体50。在第2可动构造部12s与基体50之间设置有间隙gs12。第2可动连接部12n例如是扭转型的弹簧部件。
如图1以及图4所示，也可以设置有第2可动电极焊盘12E。第2可动电极焊盘12E与多个第2可动电极12e电连接。在该例子中，第2可动电极焊盘12E经由第2可动连接部12n以及第2可动导电部12c而与多个第2可动电极12e电连接。
在该例子中，在第1可动连接部11n与第2可动连接部12n之间设置有中间连接部11fa。中间连接部11fa经由绝缘部件51A而固定于基体50。
以下，对第2固定构造体22的例子进行说明。
如图1所示，第2固定构造体22也可以包括第2固定导电部22c。第2固定导电部22c保持多个第2固定电极22e。多个第2固定电极22e连接于第2固定导电部22c。如图3的(b)所示，也可以在基体50与第2固定导电部22c之间设置有第2固定绝缘部62。第2固定导电部22c经由第2固定绝缘部62而固定于基体50。
如图3的(b)所示，将第2固定导电部22c的沿着第1方向(Z轴方向)的长度作为第2固定导电部长度Lc22。例如，第2固定电极长度Le22比第2固定导电部长度Lc22短。这样，第2固定构造体2的成为梳齿电极的部分的厚度也可以选择性地减薄。第2固定导电部长度Lc22例如也可以与第2固定电极长度Le22相同。
如图1以及图3的(c)所示，也可以设置有第2固定电极焊盘22E。第2固定电极焊盘22E与多个第2固定电极22e电连接。在该例子中，第2固定电极焊盘22E经由第2固定导电部22c而与多个第2固定电极22e电连接。
以下，对传感器110中的动作的例子进行说明。
图5的(a)～图5的(f)是例示第1实施方式涉及的传感器中的动作的示意图。
图5的(a)～图5的(c)例示了多个第1可动电极11e中的一个以及多个第1固定电极21e中的一个。图5的(d)～图5的(f)例示了多个第2可动电极12e中的一个以及多个第2固定电极22e中的一个。图5的(a)以及图5的(d)对应于没被施加加速度的状态(加速度AC＝0)。图5的(b)以及图5的(e)对应于被施加了一个方向的第1加速度g1的状态。图5的(c)以及图5的(f)对应于被施加了另一方向的第2加速度g2的状态。第2加速度g2具有方向与第1加速度g1的方向相反的分量。
如图5的(b)所示，在被施加了第1加速度g1时，第1可动电极11e与第1固定电极21e相互对置的面积从没被施加第1加速度g1的状态(图5的(a)的状态)下的面积减少。如图5的(c)所示，在被施加了相反方向的第2加速度g2时，第1可动电极11e与第1固定电极21e相互对置的面积与没被施加第2加速度g2的状态(图5的(a)的状态)下的面积实质上相同。
如图5的(e)所示，在被施加了第1加速度g1时，第2可动电极12e与第2固定电极22e相互对置的面积与没被施加第1加速度g1的状态(图5的(d)的状态)下的面积实质上相同。如图5的(f)所示，在被施加了相反方向的第2加速度g2时，第2可动电极12e与第2固定电极22e相互对置的面积比没被施加第2加速度g2的状态(图5的(d)的状态)下的面积减少。
在第1可动电极11e与第1固定电极21e之间的静电电容减少了时，可知被施加了第1加速度g1。在第2可动电极12e与第2固定电极22e之间的静电电容减少了时，可知被施加了第2加速度g2。
这样，在传感器110中能够检测所施加的加速度的方向。根据实施方式，能够提供具有高检测能力的传感器。
例如，将被施加了第1加速度g1时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的静电电容作为第1静电电容C1(参照图5的(b))。将没被施加第1加速度g1时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的静电电容作为第2静电电容C2(参照图5的(a))。第1静电电容C1比第2静电电容C2小。
将被施加了具有与第1加速度g1相反的分量的第2加速度g2时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的静电电容作为第3静电电容C3(参照图5的(f))。将没被施加第2加速度g2时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的静电电容作为第4静电电容C4(参照图5的(d))。第3静电电容C3比第4静电电容C4小。
将被施加了第2加速度g2时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的静电电容作为第5静电电容C5(参照图5的(c))。将没被施加第2加速度g2时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的静电电容作为第6静电电容C6(参照图5的(a))。第6静电电容C6例如与第2静电电容C2实质上相同。第5静电电容C5与第6静电电容C6之差的绝对值比第1静电电容C1与第2静电电容C2之差的绝对值小。
将被施加了第1加速度g1时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的静电电容作为第7静电电容C7(参照图5的(e))。将没被施加第1加速度g1时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的静电电容作为第8静电电容C8(参照图5的(d))。第8静电电容C8例如与第4静电电容C4实质上相同。第7静电电容C7与第8静电电容C8之差的绝对值比第3静电电容C3与第4静电电容C4之差的绝对值小。
通过这种结构，能够得到与加速度的方向有关的信息。
在实施方式中，第1可动电极长度Le11(参照图2的(a))例如为第1固定电极长度Le21(参照图2的(e))的1/10以上且99/100以下。通过第1可动电极长度Le11为第1固定电极长度Le21的99/100以下，例如由加速度的方向引起的静电电容的变化充分地增大。通过第1可动电极长度Le11为第1固定电极长度Le21的1/10以上，第1可动电极11e的形状的加工变得稳定。
第2固定电极长度Le22(参照图3的(b))为第2可动电极长度Le12(参照图3的(a))的1/10以上且99/100以下。通过第2固定电极长度Le22为第2可动电极长度Le12的99/100以下，例如由加速度的方向引起的静电电容的变化充分地增大。通过第2固定电极长度Le22为第2可动电极长度Le12的1/10以上，第2固定电极22e的形状的加工变得稳定。
第1固定电极长度Le21例如大约为10μm。此时，第1可动电极长度Le11为1μm以上且9.9μm以下。第2可动电极长度Le12例如大约为10μm。此时，第2固定电极长度Le22为1μm以上且9.9μm以下。
图6是例示第1实施方式涉及的传感器的一部分的示意图。
如图6所示，传感器110也可以包括检测部70。检测部70包括差动电路70D。例如，检测部70包括第1电路71以及第2电路72。
在第1电路71的一个输入，电连接有第1可动电极焊盘11E(多个第1可动电极11e)。在第1电路71的另一输入，电连接有第1固定电极焊盘21E(多个第1固定电极21e)。从第1电路71得到与多个第1可动电极11e和多个第1固定电极21e之间的静电电容相应的信号。
在第2电路72的一个输入，电连接有第2可动电极焊盘12E(多个第2可动电极12e)。在第2电路72的另一输入，电连接有第2固定电极焊盘22E(多个第2固定电极22e)。从第2电路72得到与多个第2可动电极12e和多个第2固定电极22e之间的静电电容相应的信号。
第1电路71的输出以及第2电路72的输出被供给至差动电路70D。从差动电路70D输出与第1电路71的输出和第2电路72的输出之差相应的信号Sig0。例如，信号Sig0的极性与加速度的方向对应。
图7以及图8是例示第1实施方式涉及的传感器的示意性的俯视图。
如图7以及图8所示，在实施方式涉及的传感器111以及112中也设置有第1可动构造体11、第1固定构造体21、第2可动构造体12以及第2固定构造体22等。例如，这些构造体的X-Y平面内的配置是任意的。在这些构造体可以应用关于传感器110中的构造体进行了说明的结构。在传感器111以及112中，例如也能够得到与加速度的方向有关的信息。例如，能够提供具有高检测能力的传感器。
例如，在多个第1可动电极11e与基体50之间的距离de11(参照图2的(a))增大时(参照图5的(c))，多个第2可动电极12e与基体50之间的距离de12(参照图3的(a))增大(参照图5的(f))。例如，在多个第1可动电极11e与基体50之间的距离de11减少时(参照图5的(b))，多个第2可动电极12e与基体50之间的距离de12减少(参照图5的(e))。
(第2实施方式)
图9的(a)～图9的(c)、图10的(a)以及图10的(b)是例示第2实施方式涉及的传感器的示意图。
图9的(a)是从图9的(b)以及图9的(c)的箭头AA方向观察到的俯视图。图9的(b)是图9的(a)的H1-H2线剖视图。图9的(c)是图9的(a)的I1-I2线剖视图。图10的(a)是图9(a)的J1-J2线剖视图。图10的(b)是图9的(a)的K1-K2线剖视图。
如图9的(a)所示，实施方式涉及的传感器120包括基体50、第1可动构造体11、第1固定构造体21以及第2固定构造体22。第2固定构造体22包括多个第2固定电极22e。
在该例子中，第1可动构造体11也包括多个第1可动电极11e。如图9的(b)所示，从基体50朝向多个第1可动电极11e的方向沿着第1方向(Z轴方向)。多个第1可动电极11e与基体50之间的距离de11可变。如图9的(a)所示，在该例子中，从多个第1可动电极11e中的一个朝向多个第1可动电极11e中的另一个的方向也沿着与第1方向交叉的第2方向。第2方向例如是Y轴方向。在该例子中，第1固定构造体21也包括多个第1固定电极21e。多个第1固定电极21e中的一个位于多个第1可动电极11e中的一个与多个第1可动电极11e中的另一个之间。
如图9的(a)所示，第1可动构造体11包括第1固定部11f、第1可动导电部11c以及多个第2可动电极12e。如图10的(a)所示经由第1绝缘部51而固定于基体50。如图9的(a)所示，第1可动导电部11c被保持于第1固定部11f。多个第1可动电极11e以及多个第2可动电极12e被保持于第1可动导电部11c。多个第1可动电极11e以及多个第2可动电极12e连接于第1可动导电部11c。如图9的(b)所示，在多个第2可动电极12e与基体50之间设置有间隙ge12。多个第2可动电极12e与基体50之间的距离de12可变。
如图9的(a)以及图10的(a)所示，在该例子中，第1可动导电部11c经由第1可动连接部11n而被保持于第1固定部11f。在第1可动连接部11n与基体50之间设置有间隙gn11。第1可动电极焊盘11E电连接于第1可动连接部11n。第1可动电极焊盘11E与多个第1可动电极11e电连接。
如图9的(a)所示，第1可动构造体11包括第2固定部12f以及第2可动连接部12n。如图10的(b)所示，第2固定部12f经由第2绝缘部52被固定于基体50。第2可动连接部12n被保持于第2固定部12f。在第2可动连接部12n与基体50之间设置有间隙gn12。第1可动导电部11c被保持于第2可动连接部12n。第2可动电极焊盘12E电连接于第2可动连接部12n。第2可动电极焊盘12E与多个第2可动电极12e电连接。
如图9的(a)所示，从多个第2可动电极12e中的一个朝向多个第2可动电极12e中的另一个的方向沿着第2方向(例如Y轴方向)。
在与包含第1方向以及第2方向的平面(例如Z-Y平面)交叉的第3方向(例如X轴方向)上，在多个第1固定电极21e与多个第2固定电极22e之间具有第1可动导电部11c。在第3方向(X轴方向)上，在多个第1可动电极11e中的至少一部分与多个第2可动电极12e中的至少一部分之间具有第1可动导电部11c。
如图9的(a)所示，多个第2固定电极22e中的一个位于多个第2可动电极12e中的一个与多个第2可动电极12e中的另一个之间。
如图9的(b)以及图9的(c)所示，多个第1可动电极11e中的一个的沿着第1方向(Z轴方向)的第1可动电极长度Le11比多个第1固定电极21e中的一个的沿着第1方向的第1固定电极长度Le21短。
如图9的(b)以及图9的(c)所示，多个第2固定电极22e中的一个的沿着第1方向的第2固定电极长度Le22比多个第2可动电极12e中的一个的沿着第1方向的第2可动电极长度Le12短。在传感器120中也能够检测所施加的加速度的方向。
例如如图9的(c)所示，多个第1固定电极21e中的一个包括第1部分区域21ea以及第2部分区域21eb。第1部分区域21ea在第2方向(Y轴方向)上与多个第1可动电极11e中的一个重叠。第2部分区域21eb在第2方向上不与多个第1可动电极11e中的一个重叠。第1部分区域21ea在第2方向(Y轴方向)上与多个第1可动电极11e中的一个对置。第2部分区域21eb在第2方向上不与多个第1可动电极11e中的一个对置。
如图9的(c)所示，将基体50和第1部分区域21ea之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离作为第1距离d1。将基体50和第2部分区域21eb之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离作为第2距离d2。第1距离d1不同于第2距离d2。在该例子中，第1距离d1比第2距离d2短。
通过第1部分区域21ea以及第2部分区域21eb，在所施加的加速度的方向包含从基体50朝向多个第1可动电极11e的方向的分量的情况下、和包含相反的方向的分量的情况下，会产生多个第1固定电极21e中的一个与多个第1可动电极11e中的一个对置的面积发生变化的情况、和该面积不发生变化的情况。由此，能够得到与所施加的加速度的方向有关的信息。
例如如图9的(a)所示，多个第2可动电极12e中的一个包括第3部分区域12ec以及第4部分区域12ed。第3部分区域12ec在第2方向(Y轴方向)上与多个第2固定电极22e中的一个重叠。第4部分区域12ed在第2方向(Y轴方向)上不与多个第2固定电极22e中的一个重叠。第3部分区域12ec在第2方向(Y轴方向)上与多个第2固定电极22e中的一个对置。第4部分区域12ed在第2方向上不与多个第2固定电极22e中的一个对置。
如图9的(a)所示，将基体50与第3部分区域12ec之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离作为第3距离d3。将基体50与第4部分区域12ed之间的沿着第1方向(Z轴方向)的距离作为第4距离d4。第3距离d3不同于第4距离d4。在该例子中，第3距离d3比第4距离d4短。
通过第3部分区域12ec以及第4部分区域12ed，在所施加的加速度的方向包含从基体50朝向多个第2可动电极12e的方向的分量的情况下、和包含相反的方向的分量的情况下，会产生多个第2可动电极12e中的一个与多个第2固定电极22e中的一个对置的面积发生变化的情况、和该面积不发生变化的情况。由此，能够得到与所施加的加速度的方向有关的信息。
图11的(a)～图11的(c)是例示第2实施方式涉及的传感器中的动作的示意图。
图11的(a)对应于没被施加加速度的状态(加速度AC＝0)。图11的(b)对应于被施加了一个方向的第1加速度g1的状态。图11的(c)对应于被施加了另一个方向的第2加速度g2的状态。第2加速度g2具有方向与第1加速度g1的方向相反的分量。
如图11的(b)所示，在被施加了第1加速度g1时，第1可动电极11e与第1固定电极21e相互对置的面积从没被施加第1加速度g1的状态(图11的(a)的状态)下的面积减少。如图11的(c)所示，在被施加了方向相反的第2加速度g2时，第1可动电极11e与第1固定电极21e相互对置的面积与没被施加第2加速度g2的状态(图11的(a)的状态)的面积实质上相同。
如图11的(b)所示，在被施加了第1加速度g1时，第2可动电极12e与第2固定电极22e相互对置的面积与没被施加第1加速度g1的状态(图11的(a)的状态)下的面积实质上相同。如图11的(c)所示，在被施加了方向相反的第2加速度g2时，第2可动电极12e与第2固定电极22e相互对置的面积比没被施加第2加速度g2的状态(图11的(a)的状态)的面积减少。
在第1可动电极11e与第1固定电极21e之间的静电电容减少了时，可知被施加了第1加速度g1。在第2可动电极12e与第2固定电极22e之间的静电电容减少了时，可知被施加了第2加速度g2。
这样，在传感器120中也能够检测所施加的加速度的方向。根据实施方式，能够提供具有高检测能力的传感器。
被施加了第1加速度g1时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的第1静电电容C1(参照图11的(b))比没被施加第1加速度g1时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的第2静电电容C2(参照图11的(a))小。
被施加了具有方向与第1加速度g1的方向相反的分量的第2加速度g2时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的第3静电电容C3(参照图11的(c))比没被施加第2加速度g2时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的第4静电电容C4(参照图11的(a))小。
被施加了第2加速度g2时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的第5静电电容C5(参照图11的(c))与没被施加第2加速度g2时的多个第1可动电极11e与多个第1固定电极21e之间的第6静电电容C6(参照图11的(a))之差的绝对值比第1静电电容C1与第2静电电容C2之差的绝对值小。第6静电电容C6可以与第2静电电容C2实质上相同。
被施加了第1加速度g1时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的第7静电电容C7(参照图11的(b))与没被施加第1加速度g1时的多个第2可动电极12e与多个第2固定电极22e之间的第8静电电容C8(参照图11的(a))之差的绝对值比第3静电电容C3与第4静电电容C4之差的绝对值小。第8静电电容C8可以与第4静电电容C4实质上相同。
在传感器120中能够应用关于传感器110进行了说明的结构。
在上述的实施方式中，例如基体50包含硅。多个电极(多个第1可动电极11e、多个第2可动电极12e、多个第1固定电极21e以及多个第2固定电极22e等)例如包含硅以及第1元素。第1元素例如包含从由锗、磷、砷、锑、硼、镓和铟所形成的群组中选择出的至少一方。第1元素例如为杂质。
实施方式可以包括以下的构成(例如技术方案)。
(构成1)
一种传感器，具备：
基体；
第1可动构造体，其包括多个第1可动电极，所述多个第1可动电极与所述基体之间的沿着第1方向的距离可变，从所述多个第1可动电极中的一个第1可动电极朝向所述多个第1可动电极中的另一个第1可动电极的方向沿着第2方向，所述第1方向是从所述基体朝向所述多个第1可动电极的方向，所述第2方向与所述第1方向交叉；以及
第1固定构造体，其包括多个第1固定电极，所述多个第1固定电极中的一个第1固定电极位于所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极与所述多个第1可动电极中的所述另一个第1可动电极之间，
所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极的沿着所述第1方向的第1可动电极长度比所述多个第1固定电极中的所述一个第1固定电极的沿着所述第1方向的第1固定电极长度短。
(构成2)
根据构成1所述的传感器，
所述多个第1固定电极中的所述一个第1固定电极包括第1部分区域和第2部分区域，
所述第1部分区域在所述第2方向上与所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极重叠，
所述第2部分区域在所述第2方向上不与所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极重叠，
所述基体与所述第1部分区域之间的沿着所述第1方向的第1距离不同于所述基体与所述第2部分区域之间的沿着所述第1方向的第2距离。
(构成3)
根据构成1或者2所述的传感器，所述第1可动电极长度为所述第1固定电极长度的1/10以上且99/100以下。
(构成4)
根据构成1～3中任一个所述的传感器，
所述第1可动构造体还包括第1可动导电部，
所述第1可动导电部在第1方向上离开所述基体，
所述多个第1可动电极被保持于所述第1可动导电部，
所述第1可动电极长度比所述第1可动导电部的沿着所述第1方向的第1可动导电部长度短。
(构成5)
根据构成4所述的传感器，
所述第1可动构造体还包括第1固定部，
所述第1固定部被固定于所述基体，
所述第1可动导电部被保持于所述第1固定部。
(构成6)
根据构成5所述的传感器，
所述第1可动构造体还包括将所述第1固定部和所述第1可动导电部连接的第1可动连接部，
所述第1可动连接部在所述第1方向上离开所述基体，
所述第1可动连接部以及所述第1可动导电部沿着所述第2方向延伸，
所述第1可动连接部的一个端部被固定于所述第1固定部，
所述第1可动连接部的另一端部与所述第1可动导电部连接。
(构成7)
根据构成6所述的传感器，
所述第1可动构造体还包括第1可动构造部，
所述第1可动连接部的所述另一端部还与所述第1可动构造部连接，
所述第1可动导电部的沿着与包含所述第1方向和所述第2方向的平面交叉的第3方向的长度不同于所述第1可动构造部的沿着所述第3方向的长度。
(构成8)
根据构成7所述的传感器，
所述第1可动导电部的沿着所述第3方向的所述长度比所述第1可动构造部的沿着所述第3方向的所述长度长。
(构成9)
根据构成1～8中任一个所述的传感器，
还具备第2可动构造体以及第2固定构造体，
所述第2可动构造体包括多个第2可动电极，所述多个第2可动电极与所述基体之间的距离可变，从所述多个第2可动电极中的一个第2可动电极朝向所述多个第2可动电极中的另一个第2可动电极的方向沿着所述第2方向，
所述第2固定构造体包括多个第2固定电极，所述多个第2固定电极中的一个第2固定电极位于所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极与所述多个第2可动电极中的所述另一个第2可动电极之间，
所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极的沿着所述第1方向的第2固定电极长度比所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极的沿着所述第1方向的第2可动电极长度短。
(构成10)
根据构成9所述的传感器，
所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极包括第3部分区域和第4部分区域，
所述第3部分区域在所述第2方向上与所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极重叠，
所述第4部分区域在所述第2方向上不与所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极重叠，
所述基体与所述第3部分区域之间的沿着所述第1方向的第3距离不同于所述基体与所述第4部分区域之间的沿着所述第1方向的第4距离。
(构成11)
根据构成9所述的传感器，
所述第2固定电极长度为所述第2可动电极长度的1/10以上且99/100以下。
(构成12)
根据构成9～11中任一个所述的传感器，
被施加了第1加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第1静电电容比没被施加所述第1加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第2静电电容小，
被施加了具有方向与所述第1加速度的方向相反的分量的第2加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第3静电电容比没被施加所述第2加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第4静电电容小，
被施加了所述第2加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第5静电电容和没被施加所述第2加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第6静电电容之差的绝对值比所述第1静电电容和所述第2静电电容之差的绝对值小，
被施加了所述第1加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第7静电电容和没被施加所述第1加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第8静电电容之差的绝对值比所述第3静电电容和所述第4静电电容之差的绝对值小。
(构成13)
根据构成1～3个任一项所述的传感器，
还具备包括多个第2固定电极的第2固定构造体，
所述第1可动构造体包括第1固定部、第1可动导电部和多个第2可动电极，
所述第1固定部被固定于所述基体，
所述第1可动导电部被保持于所述第1固定部，
所述多个第1可动电极和所述多个第2可动电极被保持于所述第1可动导电部，
所述多个第2可动电极与所述基体之间的距离可变，
从所述多个第2可动电极中的一个第2可动电极朝向所述多个第2可动电极中的另一个第2可动电极的方向沿着所述第2方向，
在与包含所述第1方向和所述第2方向的平面交叉的第3方向上，所述第1可动导电部位于所述多个第1固定电极与所述多个第2固定电极之间，
在所述第3方向上，所述第1可动导电部位于所述多个第1可动电极中的至少一部分与所述多个第2可动电极中的至少一部分之间，
所述多个第2固定电极中的一个第2固定电极位于所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极与所述多个第2可动电极中的所述另一个第2可动电极之间，
所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极的沿着所述第1方向的第2固定电极长度比所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极的沿着所述第1方向的第2可动电极长度短。
(构成14)
根据构成13所述的传感器，
所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极包括第3部分区域和第4部分区域，
所述第3部分区域在所述第2方向上与所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极重叠，
所述第4部分区域在所述第2方向上不与所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极重叠，
所述基体与所述第3部分区域之间的沿着所述第1方向的第3距离不同于所述基体与所述第4部分区域之间的沿着所述第1方向的第4距离。
(构成15)
根据构成14所述的传感器，
被施加了第1加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第1静电电容比没被施加所述第1加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第2静电电容小，
被施加了具有方向与所述第1加速度的方向相反的分量的第2加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第3静电电容比没被施加所述第2加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第4静电电容小，
被施加了所述第2加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第5静电电容和没被施加所述第2加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第6静电电容之差的绝对值比所述第1静电电容和所述第2静电电容之差的绝对值小，
被施加了所述第1加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第7静电电容和没被施加所述第1加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第8静电电容之差的绝对值比所述第3静电电容和所述第4静电电容之差的绝对值小。
(构成16)
根据构成14或者15所述的传感器，
所述第1可动构造体还包括第1固定部以及第1可动连接部，
所述第1固定部被固定于所述基体，
第1可动连接部将所述第1固定部和所述第1可动导电部连接，
所述第1可动连接部在所述第1方向上离开所述基体。
(构成17)
一种传感器，具备：
基体；
第1可动构造体，其包括多个第1可动电极，所述多个第1可动电极与所述基体之间的沿着第1方向的距离可变，从所述多个第1可动电极中的一个第1可动电极朝向所述多个第1可动电极中的另一个第1可动电极的方向沿着第2方向，所述第1方向是从所述基体朝向所述多个第1可动电极的方向，所述第2方向与所述第1方向交叉；
第1固定构造体，其包括多个第1固定电极，所述多个第1固定电极中的一个第1固定电极位于所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极与所述多个第1可动电极中的所述另一个第1可动电极之间；
第2可动构造体，其包括多个第2可动电极，所述多个第2可动电极与所述基体之间的距离可变，从所述多个第2可动电极中的一个第2可动电极朝向所述多个第2可动电极中的另一个第2可动电极的方向沿着所述第2方向；以及
第2固定构造体，其包括多个第2固定电极，所述多个第2固定电极中的一个第2固定电极位于所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极与所述多个第2可动电极中的所述另一个第2可动电极之间，
被施加了第1加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第1静电电容比没被施加所述第1加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第2静电电容小，
被施加了方向具有与所述第1加速度的方向相反的分量的第2加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第3静电电容比没被施加所述第2加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第4静电电容小，
被施加了所述第2加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第5静电电容和没被施加所述第2加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第6静电电容之差的绝对值比所述第1静电电容和所述第2静电电容之差的绝对值小，
被施加了所述第1加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第7静电电容和没被施加所述第1加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第8静电电容之差的绝对值比所述第3静电电容和所述第4静电电容之差的绝对值小。
(构成18)
根据构成5～8中任一个所述的传感器，
还具备第1绝缘部，
所述第1绝缘部设置在所述基体与所述第1固定部之间。
(构成19)
根据构成1～18中任一个所述的传感器，
所述基体包含硅，
所述多个第1可动电极以及所述多个第1固定电极包含硅和第1元素，
所述第1元素包含从由锗、磷、砷、锑、硼、镓和铟所形成的群组中选择出的至少一方。
(构成20)
根据构成1～12中任一个所述的传感器，
所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的静电电容根据所述多个第1可动电极与所述基体之间的所述距离的变化而变化。
根据实施方式，能够提供具有高检测能力的传感器。
以上，参照具体例子，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并非限定于这些具体例子。例如，关于传感器所包含的基体、构造体、导电部以及电极等各要素的具体结构，只要能够通过由本领域技术人员从公知的范围适当进行选择来同样地实施本发明、获得同样的效果，就包含在本发明的范围内。
另外，只要包含本发明的要旨，在技术上可能的范围内组合各具体例子的任意的两个以上的要素而得到的技术方案就也包含于本发明的范围内。
此外，只要包含本发明的要旨，本领域技术人员能够根据上面作为本发明的实施方式而描述的传感器而适当地进行设计变更来实施的全部传感器也属于本发明的范围。
此外，应了解的是：本领域技术人员能够在本发明的思想范畴内想到各种变更例以及修正例，那些变更例以及修正例也属于本发明的范围。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，并非意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，在不脱离发明的宗旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围、要旨内，并且包含在技术方案中记载的发明及其等同的范围内。

Claims (9)

1.一种传感器，具备：
基体；
第1可动构造体，其包括多个第1可动电极，所述多个第1可动电极与所述基体之间的沿着第1方向的距离可变，从所述多个第1可动电极中的一个第1可动电极朝向所述多个第1可动电极中的另一个第1可动电极的方向沿着第2方向，所述第1方向是从所述基体朝向所述多个第1可动电极的方向，所述第2方向与所述第1方向交叉；以及
第1固定构造体，其包括多个第1固定电极，所述多个第1固定电极中的一个第1固定电极位于所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极与所述多个第1可动电极中的所述另一个第1可动电极之间，
所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极的沿着所述第1方向的第1可动电极长度比所述多个第1固定电极中的所述一个第1固定电极的沿着所述第1方向的第1固定电极长度短。
2.根据权利要求1所述的传感器，
所述多个第1固定电极中的所述一个第1固定电极包括第1部分区域和第2部分区域，
所述第1部分区域在所述第2方向上与所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极重叠，
所述第2部分区域在所述第2方向上不与所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极重叠，
所述基体与所述第1部分区域之间的沿着所述第1方向的第1距离不同于所述基体与所述第2部分区域之间的沿着所述第1方向的第2距离。
3.根据权利要求1所述的传感器，
所述第1可动电极长度为所述第1固定电极长度的1/10以上且99/100以下。
4.根据权利要求1所述的传感器，
还具备第2可动构造体以及第2固定构造体，
所述第2可动构造体包括多个第2可动电极，所述多个第2可动电极与所述基体之间的距离可变，从所述多个第2可动电极中的一个第2可动电极朝向所述多个第2可动电极中的另一个第2可动电极的方向沿着所述第2方向，
所述第2固定构造体包括多个第2固定电极，所述多个第2固定电极中的一个第2固定电极位于所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极与所述多个第2可动电极中的所述另一个第2可动电极之间，
所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极的沿着所述第1方向的第2固定电极长度比所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极的沿着所述第1方向的第2可动电极长度短。
5.根据权利要求4所述的传感器，
所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极包括第3部分区域和第4部分区域，
所述第3部分区域在所述第2方向上与所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极重叠，
所述第4部分区域在所述第2方向上不与所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极重叠，
所述基体与所述第3部分区域之间的沿着所述第1方向的第3距离不同于所述基体与所述第4部分区域之间的沿着所述第1方向的第4距离。
6.根据权利要求5所述的传感器，
所述第2固定电极长度为所述第2可动电极长度的1/10以上且99/100以下。
7.根据权利要求1所述的传感器，
还具备包括多个第2固定电极的第2固定构造体，
所述第1可动构造体包括第1固定部、第1可动导电部和多个第2可动电极，
所述第1固定部被固定于所述基体，
所述第1可动导电部被保持于所述第1固定部，
所述多个第1可动电极和所述多个第2可动电极被保持于所述第1可动导电部，
所述多个第2可动电极与所述基体之间的距离可变，
从所述多个第2可动电极中的一个第2可动电极朝向所述多个第2可动电极中的另一个第2可动电极的方向沿着所述第2方向，
在与包含所述第1方向和所述第2方向的平面交叉的第3方向上，所述第1可动导电部位于所述多个第1固定电极与所述多个第2固定电极之间，
在所述第3方向上，所述第1可动导电部位于所述多个第1可动电极中的至少一部分与所述多个第2可动电极中的至少一部分之间，
所述多个第2固定电极中的一个第2固定电极位于所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极与所述多个第2可动电极中的所述另一个第2可动电极之间，
所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极的沿着所述第1方向的第2固定电极长度比所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极的沿着所述第1方向的第2可动电极长度短。
8.根据权利要求7所述的传感器，
所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极包括第3部分区域和第4部分区域，
所述第3部分区域在所述第2方向上与所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极重叠，
所述第4部分区域在所述第2方向上不与所述多个第2固定电极中的所述一个第2固定电极重叠，
所述基体与所述第3部分区域之间的沿着所述第1方向的第3距离不同于所述基体与所述第4部分区域之间的沿着所述第1方向的第4距离。
9.一种传感器，具备：
基体；
第1可动构造体，其包括多个第1可动电极，所述多个第1可动电极与所述基体之间的沿着第1方向的距离可变，从所述多个第1可动电极中的一个第1可动电极朝向所述多个第1可动电极中的另一个第1可动电极的方向沿着第2方向，所述第1方向是从所述基体朝向所述多个第1可动电极的方向，所述第2方向与所述第1方向交叉；
第1固定构造体，其包括多个第1固定电极，所述多个第1固定电极中的一个第1固定电极位于所述多个第1可动电极中的所述一个第1可动电极与所述多个第1可动电极中的所述另一个第1可动电极之间；
第2可动构造体，其包括多个第2可动电极，所述多个第2可动电极与所述基体之间的距离可变，从所述多个第2可动电极中的一个第2可动电极朝向所述多个第2可动电极中的另一个第2可动电极的方向沿着所述第2方向；以及
第2固定构造体，其包括多个第2固定电极，所述多个第2固定电极中的一个第2固定电极位于所述多个第2可动电极中的所述一个第2可动电极与所述多个第2可动电极中的所述另一个第2可动电极之间，
被施加了第1加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第1静电电容比没被施加所述第1加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第2静电电容小，
被施加了具有方向与所述第1加速度的方向相反的分量的第2加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第3静电电容比没被施加所述第2加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第4静电电容小，
被施加了所述第2加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第5静电电容和没被施加所述第2加速度时的所述多个第1可动电极与所述多个第1固定电极之间的第6静电电容之差的绝对值比所述第1静电电容和所述第2静电电容之差的绝对值小，
被施加了所述第1加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第7静电电容和没被施加所述第1加速度时的所述多个第2可动电极与所述多个第2固定电极之间的第8静电电容之差的绝对值比所述第3静电电容和所述第4静电电容之差的绝对值小。
CN202010160792.4A 2019-08-28 2020-03-10 传感器 Active CN112444273B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-155985 2019-08-28
JP2019155985A JP7134931B2 (ja) 2019-08-28 2019-08-28 センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112444273A true CN112444273A (zh) 2021-03-05
CN112444273B CN112444273B (zh) 2023-01-13

Family

ID=74678466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010160792.4A Active CN112444273B (zh) 2019-08-28 2020-03-10 传感器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11460482B2 (zh)
JP (1) JP7134931B2 (zh)
CN (1) CN112444273B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022175616A (ja) * 2021-05-14 2022-11-25 セイコーエプソン株式会社 慣性センサー及び慣性計測装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1750260A (zh) * 2004-09-16 2006-03-22 株式会社电装 具有传感芯片和电路芯片的电容式物理量传感器
JP2007139505A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp 容量式力学量センサ
US20070214891A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 Commissariat A L'energie Atomique Triaxial membrane accelerometer
JP2011043411A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Panasonic Electric Works Co Ltd 静電容量型加速度センサ
CN104345173A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 精工爱普生株式会社 功能元件、电子设备及移动体
CN104380120A (zh) * 2012-06-13 2015-02-25 株式会社电装 静电电容式物理量传感器
CN105277183A (zh) * 2014-06-12 2016-01-27 精工爱普生株式会社 功能元件、功能元件的制造方法、电子设备以及移动体
CN108700612A (zh) * 2016-03-03 2018-10-23 精工爱普生株式会社 传感器装置、电子设备以及移动体
JP2019045511A (ja) * 2018-12-10 2019-03-22 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6785117B2 (en) 2002-03-15 2004-08-31 Denso Corporation Capacitive device
US7140250B2 (en) * 2005-02-18 2006-11-28 Honeywell International Inc. MEMS teeter-totter accelerometer having reduced non-linearty
US7258010B2 (en) * 2005-03-09 2007-08-21 Honeywell International Inc. MEMS device with thinned comb fingers
JP4453587B2 (ja) * 2005-03-24 2010-04-21 株式会社デンソー 加速度センサ
US7210352B2 (en) * 2005-06-14 2007-05-01 Innovative Micro Technology MEMS teeter-totter apparatus with curved beam and method of manufacture
US8171793B2 (en) * 2008-07-31 2012-05-08 Honeywell International Inc. Systems and methods for detecting out-of-plane linear acceleration with a closed loop linear drive accelerometer
JP5357166B2 (ja) 2008-09-22 2013-12-04 アルプス電気株式会社 Ｍｅｍｓセンサ及び検出装置
JP5352865B2 (ja) 2010-02-10 2013-11-27 三菱電機株式会社 加速度センサ
DE102011011160B4 (de) * 2011-01-05 2024-01-11 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
JP5664292B2 (ja) 2011-02-01 2015-02-04 株式会社豊田中央研究所 変位センサおよびその製造方法、半導体ウェハ
ITTO20110806A1 (it) * 2011-09-12 2013-03-13 St Microelectronics Srl Dispositivo microelettromeccanico integrante un giroscopio e un accelerometro
JP6146566B2 (ja) * 2013-08-06 2017-06-14 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器、および移動体
CN104614553A (zh) * 2015-01-30 2015-05-13 歌尔声学股份有限公司 一种加速度计中的z轴结构
JP6433842B2 (ja) 2015-04-03 2018-12-05 株式会社東芝 電子装置及びその製造方法
US20180031603A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 Lumedyne Technologies Incorporated Systems and methods for detecting inertial parameters using a vibratory accelerometer with multiple degrees of freedom
JP7176353B2 (ja) * 2018-10-29 2022-11-22 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体
JP2020085744A (ja) * 2018-11-28 2020-06-04 セイコーエプソン株式会社 加速度センサー、電子機器および移動体

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1750260A (zh) * 2004-09-16 2006-03-22 株式会社电装 具有传感芯片和电路芯片的电容式物理量传感器
JP2007139505A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp 容量式力学量センサ
US20070214891A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 Commissariat A L'energie Atomique Triaxial membrane accelerometer
JP2011043411A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Panasonic Electric Works Co Ltd 静電容量型加速度センサ
CN104380120A (zh) * 2012-06-13 2015-02-25 株式会社电装 静电电容式物理量传感器
CN104345173A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 精工爱普生株式会社 功能元件、电子设备及移动体
CN105277183A (zh) * 2014-06-12 2016-01-27 精工爱普生株式会社 功能元件、功能元件的制造方法、电子设备以及移动体
CN108700612A (zh) * 2016-03-03 2018-10-23 精工爱普生株式会社 传感器装置、电子设备以及移动体
JP2019045511A (ja) * 2018-12-10 2019-03-22 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器および移動体

Also Published As

Publication number Publication date
US20210063432A1 (en) 2021-03-04
JP7134931B2 (ja) 2022-09-12
CN112444273B (zh) 2023-01-13
US11460482B2 (en) 2022-10-04
JP2021032820A (ja) 2021-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8746067B2 (en) MEMS tunneling accelerometer
US10669150B2 (en) Electrostatic device
US20110174074A1 (en) Framed transducer device
US20100024554A1 (en) Triaxial acceleration sensor
US20210215735A1 (en) Three-axis accelerometer
US20120160029A1 (en) Acceleration sensor
US20170363656A1 (en) Z-axis structure in accelerometer
US20120031744A1 (en) Mems switch and communication device using the same
CN112444273B (zh) 传感器
US10900996B2 (en) Micromechanical sensor and method for manufacturing a micromechanical sensor
JP2008275325A (ja) センサ装置
JP2010256234A (ja) 加速度センサ
WO2019098001A1 (ja) 静電容量式圧力センサ
US20120055769A1 (en) Mems switch and communication device using the same
US11205544B2 (en) Sensor
JP2011247714A (ja) 半導体物理量センサ
JP2014115099A (ja) 圧力センサ
JP6354603B2 (ja) 加速度センサおよび加速度センサの実装構造
JP5285540B2 (ja) 静電容量式センサ
JP2022111488A (ja) 静電容量センサ
JP6339304B1 (ja) 力覚センサ装置
JP5333354B2 (ja) 力学量センサ
TWI444620B (zh) 加速度計
WO2008069573A1 (en) Capacitive accelerometer
JP2008292428A (ja) 半導体センサ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant