DE102004023207A1

DE102004023207A1 - Kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe

Info

Publication number: DE102004023207A1
Application number: DE102004023207A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Kariya Yoshioka; Akihiko Kariya Teshigahara; Junji Kariya Ohara; Yukihiro Kariya Takeuchi; Toshimasa Kariya Yamamoto; Kazuhiko Kariya Kano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2004-12-09
Also published as: US20040231421A1; JP2004347475A; US7201053B2

Abstract

Ein kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe erkennt die physikalische Größe. Der Sensor beinhaltet einen beweglichen Abschnitt (10) mit einer beweglichen Elektrode (11, 12) und einem festen Abschnitt (20, 30) mit einer festen Elektrode (21, 31). Die feste Elektrode (21, 31) beinhaltet eine Erkennungsoberfläche, welche einer Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode (11, 12) gegenüberliegt. Die bewegliche Elektrode (11, 12) ist in Richtung der festen Elektrode (21, 31) abhängig von der physikalischen Größe bewegbar, so daß ein Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen änderbar ist. Wenigstens entweder die beweglichen oder die festen Elektroden (11, 12, 21, 31) beinhalten eine Ausnehmung (40, 40a). Die Ausnehmung (40, 40a) liegt auf einer Ober- oder einer Unterseite entweder der beweglichen oder der festen Elektroden (11, 12, 21, 31), hat ausgehend von der Ober- oder der Unterseite eine bestimmte Tiefe und erstreckt sich von der Erkennungsoberfläche zu einer gegenüberliegenden Oberfläche.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor vom kapazitiven Typ für eine physikalische Größe zur Erkennung dieser physikalischen Größe, beispielsweise einer Beschleunigung, einer Gierrate, einer Winkelgeschwindigkeit oder dergleichen.
Ein kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe, um eine physikalische Größe zu erfassen, ist beispielsweise in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. H11-326365 (entsprechend der US-PS 6,151,966) beschrieben. Der Sensor beinhaltet eine bewegliche Elektrode mit mehrfachen kammartigen Elektroden und eine feste Elektrode mit mehrfachen kammartigen Elektroden. Der Sensor beinhaltet weiterhin einen beweglichen Abschnitt mit einem massiven Abschnitt und die bewegliche Elektrode ist einstückig an dem massiven Abschnitt ausgebildet. Wenn eine physikalische Größe auf den Sensor einwirkt, wird der bewegliche Abschnitt abhängig von der physikalischen Größe verschoben. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnittes senkrecht zu einer Erkennungsoberfläche sowohl der beweglichen Elektrode als auch der festen Elektrode. Die Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode liegt der Erkennungsoberfläche der festen Elektrode gegenüber, so daß ein Kondensator mit einer Kapazität dazwischen gebildet wird. Wenn ein Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen geringer wird, nimmt die Kapazität des Kondensators zu und wenn der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen größer wird, nimmt die Kapazität ab. Infolgedessen wird die physikalische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung erkannt, welche von einer Abstandsänderung bewirkt wird.
Wenn jedoch bei dem genannten Sensor für eine physikalische Größe der bewegliche Abschnitt (d.h. die bewegliche Elektrode) verschoben wird, wirkt ein Dämpfungseffekt in einer Zusammendrückrichtung (d.h. der Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnittes) zwischen den Erkennungsoberflächen der beweglichen und festen Elektroden aufgrund einer Viskosität eines Fluides (d.h. eines Gases, einer Flüssigkeit oder dergleichen), welches zwischen den Erkennungsoberflächen angeordnet ist. Infolgedessen wird die Verschiebung der beweglichen Elektrode aufgrund des Dämpfungseffektes gering, so daß die Kapazitätsänderung des Kondensators abhängig von der Verschiebung der beweglichen Elektrode ebenfalls klein wird. von daher verringert sich die Empfindlichkeit des Sensors. Insbesondere beeinflußt, wenn der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen geringer ist, der Dämpfungseffekt die Verschiebung der beweglichen Elektrode erheblich, d.h. die Verschiebung wird erheblich verringert. In diesem Fall kann daher der Sensor eine geringe oder feine physikalische Größe nicht erkennen.
Angesichts des geschilderten Problemes ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kapazitiven Sensor für eine physikalische Größe mit hoher Empfindlichkeit zu schaffen.
Ein kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe erkennt eine physikalische Größe. Der Sensor beinhaltet einen beweglichen Abschnitt mit einer beweglichen Elektrode und einen festen Abschnitt mit einer festen Elektrode. Die bewegliche Elektrode beinhaltet eine Erkennungsoberfläche. Die feste Elektrode beinhaltet eine Erkennungsoberfläche, welche der Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode gegenüberliegt. Die bewegliche Elektrode ist in Richtung der festen Elektrode abhängig von der physikalischen Größe beweglich, welche auf den Sensor einwirkt, so daß ein Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen von beweglicher und fester Elektrode änderbar ist. Wenigstens entweder die bewegliche Elektrode oder die feste Elektrode beinhaltet eine Ausnehmung oder Vertiefung. Die Ausnehmung ist an der Ober- oder Unterseite entweder der beweglichen oder der festen Elektrode ausgebildet und hat eine bestimmte Tiefe ausgehend von der Ober- oder der Unterseite und erstreckt sich von der Erkennungsoberfläche zu einer gegenüberliegenden Oberfläche, welche gegenüber der Erkennungsoberfläche entweder der beweglichen oder der festen Elektrode ist.
Bei dem obigen Sensor wird der Dämpfungseffekt im Wesentlichen daran gehindert, wirksam zu sein, da die Ausnehmung vorhanden ist, so daß eine elektrostatische Kapazitätsänderung größer im Vergleich zu einem herkömmlichen Sensor wird. Von daher kann der Sensor eine feine Beschleunigung erkennen, d. h. der Sensor hat hohe Empfindlichkeit. Somit hat der Sensor einen geringen Dämpfungseffekt.
Bevorzugt beinhaltet der Sensor weiterhin ein Substrat. Der bewegliche Abschnitt beinhaltet weiterhin eine Feder und einen massiven Abschnitt. Der feste Abschnitt beinhaltet weiterhin einen Anker. Der bewegliche Abschnitt ist auf dem Substrat über die Feder gelagert. Der massive Abschnitt ist zusammen mit der beweglichen Elektrode abhängig von der auf den Sensor wirkenden physikalischen Größe verschiebbar. Die bewegliche Elektrode ist auf einer Seite des massiven Abschnittes einstückig angeordnet, um sich vom massiven Abschnitt aus zu erstrecken. Die feste Elektrode erstreckt sich von dem Anker so, daß die feste Elektrode auf dem Substrat über den Anker gelagert ist. Der Sensor erkennt die physikalische Größe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung, erzeugt durch einen Kondensator zwischen den Erkennungsoberflä chen von beweglicher und fester Elektrode, wobei die Kapazitätsänderung durch eine Verschiebung der beweglichen Elektrode abhängig von der physikalischen Größe bewirkt wird, welche auf den massiven Abschnitt einwirkt. Insbesondere ist die Ausnehmung von der Oberseite zur Unterseite der festen Elektrode derart angeordnet oder ausgebildet, daß die feste Elektrode in eine Mehrzahl von Teilen unterteilt wird. Jedes Teil der festen Elektrode ist von dem Substrat isoliert, mit anderen über eine Verdrahtung auf dem Substrat verbunden und auf dem Substrat über die Verdrahtung gelagert.
Bevorzugt wirkt die Ausnehmung als ein Strömungspfad zur Führung eines Fluides zwischen den beweglichen und festen Abschnitten in einem Fall, in dem sich der bewegliche Teil in Richtung der festen Elektrode oder auf diese zu bewegt.
Bevorzugt ist der bewegliche Abschnitt in einer Richtung senkrecht zu den Erkennungsoberflächen von beweglicher und fester Elektrode verschiebbar.
Bevorzugt hat der bewegliche Abschnitt eine Verschiebbarkeitsrichtung, in die der bewegliche Abschnitt verschiebbar ist. Die Ausnehmung hat eine Durchdringungsrichtung, in der die Ausnehmung die andere von beweglicher und fester Elektrode durchdringt. Die Verschiebbarkeitsrichtung liegt parallel zu der Durchdringungsrichtung.
Bevorzugt hat der bewegliche Abschnitt eine Verschiebbarkeitsrichtung, in der der bewegliche Abschnitt verschiebbar ist. Die Ausnehmung ist sowohl an der beweglichen als auch der festen Elektrode angeordnet. Die Ausnehmung an der beweglichen Elektrode liegt nicht in einer Linie mit der Ausnehmung an der festen Elektrode in der Verschiebbarkeitsrichtung.
Weiterhin beinhaltet ein anderer kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe einen beweglichen Abschnitt mit einer beweglichen Elektrode und einen festen Abschnitt mit einer festen Elektrode. Die bewegliche Elektrode beinhaltet eine Erkennungsoberfläche. Die feste Elektrode beinhaltet eine Erkennungsoberfläche, welche der Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode gegenüberliegt. Die bewegliche Elektrode ist in Richtung der festen Elektrode abhängig von einer auf den Sensor einwirkenden physikalischen Größe beweglich, so daß ein Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen von beweglichen und festen Elektroden änderbar ist. wenigstens entweder die bewegliche oder die feste Elektrode beinhaltet einen dünnen Abschnitt. Der dünne oder verdünnte Abschnitt erstreckt sich von der Erkennungsoberfläche zu einer gegenüberliegenden Oberfläche gegenüber der Erkennungsoberfläche von beweglicher oder fester Elektrode.
Bei diesem Sensor ist der Dämpfungseffekt durch den dünnen Abschnitt im wesentlichen an einem Auftreten gehindert, so daß eine elektrostatische Kapazitätsänderung im Vergleich zu einem herkömmlichen Sensor größer wird. Daher kann der Sensor eine feine Beschleunigung erkennen, d. h. der Sensor hat hohe Empfindlichkeit. Somit hat der Sensor einen geringen Dämpfungseffekt.
Bevorzugt arbeitet der dünne Abschnitt als ein Strömungspfad zum Führen eines Fluides zwischen den beweglichen und festen Abschnitten in einem Fall, in dem sich der bewegliche Abschnitt in Richtung der festen Elektrode oder hierauf zu bewegt.
Bevorzugt hat der bewegliche Abschnitt eine Verschiebbarkeitsrichtung, in welcher der beweglichen Abschnitt verschiebbar ist. Der dünne Abschnitt hat eine Erstreckungsrichtung, in der sich der dünne Abschnitt auf entweder der beweglichen oder der festen Elektrode erstreckt. Die Verschiebbarkeitsrichtung liegt parallel zu der Erstreckungsrichtung.
Bevorzugt hat der bewegliche Abschnitt eine Verschiebbarkeitsrichtung, in der der bewegliche Abschnitt verschiebbar ist. Der dünne Abschnitt ist sowohl auf der beweglichen als auf der festen Elektrode angeordnet. Der dünne Abschnitt der beweglichen Elektrode liegt nicht in einer Linie mit dem dünnen Abschnitt auf der festen Elektrode in der Verschiebbarkeitsrichtung.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
Es zeigt:
1A eine Draufsicht auf einen kapazitiven Beschleunigungssensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 1B eine Querschnittsdarstellung durch den Sensor entlang Linie IB-IB in 1A und 1C eine teilweise vergrößerte perspektivische Darstellung einer beweglichen Elektrode des Sensors gemäß der ersten Ausführungsform;
2A und 2B jeweils Schnittdarstellungen zur Erläuterung zweier unterschiedlicher Herstellungsverfahren einer Ausnehmung in dem Sensor gemäß der ersten Ausführungsform;
3 eine Querschnittsdarstellung eines anderen Sensors gemäß einer Abwandlung der ersten Ausführungsform;
4 eine vergrößerte Teildraufsicht auf eine andere Ausnehmung gemäß einer anderen Abwandlung der ersten Ausführungsform;
5 eine vergrößerte Teildraufsicht auf eine weitere Ausnehmung gemäß einer weiteren anderen Abwandlung der ersten Ausführungsform;
6A bis 6C vergrößerte Teildraufsichten zur Erläuterung einer weiteren Ausnehmung gemäß einer anderen Abwandlung der ersten Ausführungsform;
7 eine vergrößerte Teildraufsicht auf den ersten Sensierungsabschnitt eines kapazitiven Beschleunigungssensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8A-8C Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des Sensors der zweiten Ausführungsform;
9 eine Schnittdarstellung durch den Sensor entlang Linie IX-IX in 7;
10 eine Querschnittsdarstellung durch eine Verdrahtungsschicht des Sensors gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform; und
11 eine vergrößerte Teildraufsicht auf einen ersten Sensierungsabschnitt eines Sensors gemäß einer weiteren Abwandlung der zweiten Ausführungsform.
(Erste Ausführungsform)
Ein kapazitiver Sensor 1 für eine physikalische Größe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1A-1C gezeigt. Der Sensor 1 ist beispielsweise ein kapazitiver Beschleunigungssensor 1. Ein Dämpfungseffekt, der zwischen einem beweglichen Abschnitt 10 und einem festen Abschnitt 20 wirkt, ist bei dem Sensor 1 verringert. Der kapazitive Beschleunigungssensor 1 ist auf einem SOI-Substrat (silicon on insulator) ausgebildet. Das SOI-Substrat umfaßt eine erste Halbleiterschicht 2, eine zweite Halbleiterschicht 3 und eine isolierende Schicht 4. Die isolierende Schicht 4 ist eine Opferschicht aus beispielsweise Siliziumoxiden und liegt zwischen den ersten und zweiten Halbleiterschichten 2 und 3. Ein Sensierungsabschnitt 5 ist auf dem SOI-Substrat unter Verwendung eines allgemein bekannten Mikroherstellungsverfahrens ausgebildet, d. h. durch eines oder mehrere herkömmliche Halbleiterherstellungsverfahren oder – techniken. Auf diese Weise wird der Sensor hergestellt.
Wie in 1A gezeigt, beinhaltet der Sensierungsabschnitt 5 den beweglichen Abschnitt 10, der in der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet ist und ein Paar von festen Abschnitten 20 und 30, welche in der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet sind. Zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 und jedem festen Abschnitt 20 bzw. 30 ist ein bestimmter Abstand vorgesehen, so daß der bewegliche Abschnitt 10 von den festen Abschnitten 20 und 30 isoliert ist.
Der bewegliche Abschnitt 10 beinhaltet ein Paar von beweglichen Elektroden 11 und 12, einen massiven Abschnitt 13 und ein Paar von Federabschnitten 14. Die beweglichen Elektroden 11 und 12 liegen auf beiden Seiten des massiven Abschnittes 13 und erstrecken sich in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung des massiven Abschnittes 13 (d. h. in Richtung Y in 1A). Die beweglichen Elektroden 11 und 12 sind einstückig an dem massiven Abschnitt 13 ausgebildet und jede bewegliche Elektrode 11 und 12 hat eine Mehrzahl von Elektrodenzähnen (d. h. mehrfache Kammelektroden), welche auf einer Seite des massiven Abschnittes 13 liegen. In 1A hat die bewegliche Elektrode 11, 12 zwei Elektrodenzähne. Der massive Abschnitt 13 dient als massives Gewicht, auf welches eine Beschleunigung wirkt. Jede bewegliche Elektrode 11 und 12 beinhaltet eine Ausnehmung 40, welche auf einer Oberseite der Halbleiterschicht 3 liegt. Die Ausnehmung 40 hat eine bestimmte Tiefe von der Oberseite der beweglichen Elektrode 11, 12 aus. Die Ausnehmung 40 durchdringt die beweglichen Elektroden 11 und 12 in horizontaler Richtung der zweiten Halbleiterschicht 3, welche senkrecht zu der Kammelektrode der beweglichen Elektrode 11, 12 liegt (d. h. in Richtung X in 1A). Insbesondere durchdringt die Ausnehmung 40 (d. h. sie erstreckt sich) von einer Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12 gegenüber einer Erkennungsoberfläche einer festen Elektrode 21 zu einer gegenüberliegenden Oberfläche gegenüber der Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12. Hierbei ist die gegenüberliegende Oberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12 eine Nicht-Erkennungsoberfläche. In der ersten Ausführungsform sind drei Ausnehmungen 40 in einer Kammerelektrode der beweglichen Elektrode 11, 12 ausgebildet. Jedoch können mehrere Ausnehmungen 40 in einer kammartigen Elektrode der beweglichen Elektrode 11, 12 ausgebildet sein.
Der Federabschnitt 14 liegt an beiden Seiten des massiven Abschnittes 13 und verbindet den massiven Abschnitt 13 und den ersten Anker 15 zur Lagerung des beweglichen Abschnittes 10. Der erste Anker 15 arbeitet als Lagerung, welche auf der ersten Halbleiterschicht 2 über die iso lierende Schicht 4 angeordnet ist. Der Federabschnitt 14 ist ein rechteckförmiger Rahmen mit einer Durchgangsöffnung, welche sich in horizontaler Richtung senkrecht zu einer Beschleunigungsrichtung (d. h. in Richtung Y) erstreckt. Die Beschleunigung wirkt auf den Sensor 1 in Beschleunigungsrichtung (d. h. Richtung X) gemäß dem Pfeil in 1A. Somit wird die Feder entlang der Beschleunigungsrichtung (d. h. Richtung X) verschoben, wenn auf den beweglichen Abschnitt 10 die Beschleunigung einwirkt, welche eine Beschleunigungskomponente in Richtung X in 1A enthält. Genauer gesagt, wenn der bewegliche Abschnitt 10 mit der Beschleunigung beaufschlagt wird, werden der massive Abschnitt 13 und die beweglichen Elektroden 11 und 12 in Richtung einer entgegengesetzten Richtung der Beschleunigungsrichtung verschoben (d. h. in minus-X-Richtung). Wenn die Beschleunigung aufgehoben wird, kehren der massive Abschnitt 13 und die beweglichen Elektroden 11 und 12 in eine Neutrallage zurück.
Ein Teil der ersten Halbleiterschicht 2 und ein Teil der isolierenden Schicht 4, welche unter den beweglichen Elektroden 11 und 12, dem massiven Abschnitt 13 und dem Federabschnitt 14 liegen, werden selektiv geätzt und entfernt, so daß jeder Boden der beweglichen Elektroden 11 und 12, des massiven Abschnittes 13 und des Federabschnittes 14 zur Außenseite hin freiliegt. Das heißt, der Boden eines Teils der zweiten Halbleiterschicht 3 liegt frei. Der erste Anker 15 beinhaltet ein (Kontakt-) Kissen (nicht gezeigt) zur Verbindung mit den beweglichen Elektroden 11 und 12. Das Kissen liegt in einer bestimmten Position auf dem ersten Anker 15 und stellt eine Verbindung zu einem C-V-Wandlerschaltkreis (Strom-Spannungswandler) dar.
Jeder feste Abschnitt 20 und 30 beinhaltet eine feste Elektrode 21 bzw. 31 und einen zweiten Anker 22 bzw. 32.
Die feste Elektrode 21 und 31 erstreckt sich vom zweiten Anker 22 und 32 und läuft parallel zur beweglichen Elektrode 11, 12, welche sich vom massiven Abschnitt 13 aus erstreckt. Zwischen der beweglichen Elektrode 11, 12 und der festen Elektrode 21, 31 liegt ein bestimmter Abstand (d. h. ein Erkennungsfreiraum) vor. Hierbei ist die feste Elektrode 21, 31 am zweiten Anker 22, 32 auslegerartig angeordnet. Genauer gesagt, Teile der ersten Halbleiterschicht 2 und der isolierenden Schicht 4, welche unter den festen Elektroden 21, 31 liegen, werden selektiv geätzt und entfernt, so daß der Boden der festen Elektrode 21, 31 (d. h. der Boden der zweiten Halbleiterschicht 3) zur Außenseite hin freiliegt.
Der zweite Anker 22, 32 liegt parallel zu dem massiven Abschnitt 13 und ist über die isolierende Schicht 4 an der zweiten Halbleiterschicht 2 festgelegt. Der zweite Anker 22, 32 hat ein Kissen (nicht gezeigt) zur Verbindung mit der festen Elektrode 21, 31. Das Kissen liegt an einer bestimmten Position des zweiten Ankers 22, 32 und verbindet mit dem C-V-Wandlerschaltkreis.
Wie in 1A gezeigt, hat die feste Elektrode 21, 31 eine Mehrzahl von Kammelektroden, deren Anzahl gleich derjenigen der beweglichen Elektrode 11, 12 ist. In dieser Ausführungsform hat die feste Elektrode 21, 31 zwei kammartige Elektroden oder Kammzahnelektroden. Der erste Sensierungsabschnitt 50 ist zwischen der beweglichen Elektrode 11 und der festen Elektrode 21 ausgebildet. Ein zweiter Sensierungsabschnitt 51 ist zwischen der beweglichen Elektrode 12 und der festen Elektrode 31 ausgebildet. Somit hat jeder der ersten und zweiten Sensierungsabschnitte 50 und 51 zwei Erkennungsabschnitte, so daß zwei Kondensatoren mit einer bestimmten Kapazität geschaffen sind. Die beiden Erkennungsabschnitte werden durch die beiden Kammzahnelektroden der festen und beweg lichen Elektroden 11, 12, 21, 31 bereitgestellt. Jedoch kann der Sensierabschnitt 50 bzw. 51 mehrere Erkennungsabschnitte haben. In diesem Fall hat jede der beweglichen Elektroden 11, 12 und der festen Elektroden 31, 32 eine Mehrzahl von Kammzahnelektroden oder kammartigen Elektroden.
Bei dem kapazitven Beschleunigungssensor 1 dieses Typs hat der erste Sensierabschnitt 50, der aus der beweglichen Elektrode 11 und der festen Elektrode 21 aufgebaut ist, eine erste gesamte elektrostatische Kapazität CS1. Der zweite Sensierabschnitt oder Sensierungsabschnitt 51 bestehend aus der beweglichen Elektrode 12 und der festen Elektrode 31 hat eine zweite gesamte elektrostatische Kapazität CS2. Die beweglichen Elektroden 11 und 12 und die festen Elektroden 21 und 31 sind so angeordnet, daß eine Differenz ΔC der elektrostatischen Kapazität (d. h. ΔC = CS1 – CS2) im Wesentlichen null in einem Fall wird, in welchem keine Beschleunigung auf den Sensor 1 einwirkt. Wenn der massive Abschnitt 31 mit einer Beschleunigung in Richtung der X-Richtung als Erkennungsrichtung beaufschlagt wird, wird der bewegliche Abschnitt 10 in Richtung der entgegenliegenden Richtung der Beschleunigungsrichtung verschoben, d. h. in die Minus-X-Richtung. Sodann ändern sich die ersten und zweiten gesamten elektrostatischen Kapazitäten CS1 und CS2, so daß die Differenz ΔC der elektrostatischen Kapazität zwischen den ersten und zweiten gesamten elektrostatischen Kapazitäten CS1 und CS2 sich von null ändert. Somit erkennt der C-V-Wandlerschaltkreis die Differenz ΔC der elektrostatischen Kapazität als Spannungsänderung, so daß die aufgebrachte Beschleunigung erkannt wird. Hierbei kann die Beschleunigung durch Messen einer der Kapazitätsänderungen des ersten Sensierungsabschnittes 50 oder des zweiten Sensierungsabschnittes 51 erkannt werden.
Der Sensor 1 gemäß der ersen Ausführungsform wird wie folgt hergestellt:
Zuerst wird ein Siliziumoxidfilm (nicht gezeigt) auf der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet. Ein Kontaktloch zur Bereitstellung der Elektrodenkissen für die bewegliche Elektrode und die feste Elektrode wird in dem Siliziumoxidfilm ausgebildet. Nachdem das Kontaktloch ausgebildet worden ist, wird durch den Siliziumoxidfilm ein Aluminiumfilm auf der zweiten Halbleiterschicht 3 abgeschieden, so daß die Elektrodenkissen für die beweglichen und festen Elektroden auf der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet werden.
Dann wird eine Fotoresistschicht auf der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet, wobei die Oberfläche die Elektrodenkissen für die beweglichen und festen Elektroden aufweist. Die Fotoresistschicht ist aus einem fotosensitiven oder fotoempfindlichen Harz und hat eine bestimmte Musterung als Maske, welche durch ein Fotolitographieverfahren gebildet wird. Dann wird die zweite Halbleiterschicht 3 mit der Fotoresistmaske trocken geätzt. Insbesondere wird das Trockenätzen von der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 zur Oberfläche der isolierenden Schicht 4 auf Seiten der zweiten Halbleiterschicht durchgeführt. Somit wird ein Freiraum oder Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 und den festen Abschnitten 20 bzw. 30 gebildet. Der Abstand erreicht die isolierende Schicht 4, so daß die Ausnehmung 40 mit einer bestimmten Tiefe auf den beweglichen Elektroden 11, 12, gebildet wird. Hierbei erfolgt das Trockenätzen beispielsweise durch ein Verfahren, wie es in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. H14-176182 beschrieben ist.
Die Ausnehmung 40 hat die folgenden Eigenschaften. Gemäß 1A hat die Ausnehmung 40 eine Breite in Längsrichtung der beweglichen Elektrode 11, 12, d. h. der Y-Richtung und die Breite der Ausnehmung 40 ist geringer als der Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 und der dem festen Abschnitt 20, 30. In diesem Fall wird ein Teil der Fotoresistmaske entsprechend der Ausnehmung 40 abhängig von der Form der Ausnehmung 40 entfernt und geöffnet. Wenn hierbei der Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 und dem festen Abschnitt 20, 30 in die Oberfläche der isolierenden Schicht 4 geätzt wird, wird der Teil der zweiten Halbleiterschicht 3 entsprechend der Ausnehmung 40 in der Mitte der zweiten Halbleiterschicht 3 geätzt. Insbesondere wenn der Abstand, der eine große Breite hat, die Oberfläche der isolierenden Schicht 4 erreicht, so daß der Abstand fertiggestellt ist, liegt eine Ätzoberseite eines Teils der zweiten Halbleiterschicht 3 entsprechend der Ausnehmung 40 (d. h. der Boden der Ausnehmung 40) in der Mitte der zweiten Halbleiterschicht 3, so daß die Ausnehmung 40 gebildet wird. Infolgedessen wird gemäß 1C die Ausnehmung 40 derart gebildet, daß die Ausnehmung 40 eine bestimmte Tiefe ausgehend von der Oberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12 hat und die Ausnehmung 40 erstreckt sich von der Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12 zur gegenüberliegenden Oberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12 in Y-Richtung. Mit diesem Verfahren wird die Ausnehmung 40 problemlos durch ein übliches Herstellungsverfahren unter Verwendung der Fotoresistmaske mit einer bestimmten Musterung entsprechend der Ausnehmung 40 hergestellt.
Die Ausnehmung 40 kann auch durch ein anderes Verfahren gebildet werden, wobei die Fotoresistmaske unterschiedliche Dicken hat. Wenn beispielsweise die Fotoresistmaske auf der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet wird, werden Überzug mit dem Fotoresist und Belichtung des Fotoresists mit Licht zweimal durchgeführt. Wie in 2A gezeigt beinhaltet eine Fotoresistmaske 41 die erste Schicht 41a und die zweite Schicht 41b. Die erste Schicht 41a hat keinen Öffnungsabschnitt entsprechend einem Bereich, in dem eine Ausnehmung auszubilden ist und die zweite Schicht 41b hat einen Öffnungsabschnitt entsprechend dem Bereich, in welchem die Ausnehmung auszubilden ist. Hierbei hat jede der ersten und zweiten Schichten 41a und 41b einen anderen Öffnungsabschnitt entsprechend einem Bereich oder Abschnitt, in welchem ein Abstand auszubilden ist und der zwischen dem Bereich oder Abschnitt, in welchem ein beweglicher Abschnitt auszubilden ist und einen Bereich wo der Abschnitt liegt, in welchem ein fester Abschnitt auszubilden ist.
Wenn die zweite Halbleiterschicht 3 mit der Fotoresistmaske 41 geätzt wird, wird zuerst der Bereich, in welchem der Abstand auszubilden ist in der zweiten Halbleiterschicht 3 geätzt, da die ersten und zweiten Schichten 41a und 41b in dem Bereich, in welchem der Abstand auszubilden ist, geöffnet sind. Zu dieser Zeit wird die erste Schicht 41a, welche in dem Bereich, in welchem die Ausnehmung zu bilden ist, allmählich angeätzt, wenn das Ätzen fortgeführt wird. Somit wird die Maske 41 dünner, so daß die erste Schicht 41a, welche in dem Bereich, in welchem die Ausnehmung auszubilden ist, entfernt wird. Dies deshalb, als die Filmdicke der ersten Schicht 41a in dem Bereich, in welchem die Ausnehmung auszubilden ist, dünner als die Filmdicke sowohl der ersten und zweiten Schichten ist, welche in anderen Abschnitten mit Ausnahme des Bereiches, in welchem die Ausnehmung auszubilden ist, liegen. Somit wird ein Teil der zweiten Halbleiterschicht 3, der in dem Bereich, in welchem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt.
Wenn die Filmdicke der ersten Schicht 41a gering ist, wird die erste Schicht 41a vollständig entfernt, bevor die Ätzspitze an dem Bereich, an welchem der Abstand auszubilden ist, die isolierende Schicht erreicht. Genauer gesagt, bevor der Abstand vollständig ist, wird der Teil der zweiten Halbleiterschicht 3 an dem Bereich, an welchem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt. Dann wird das Ätzen mit der zweiten Schicht 41b als Fotoresistmaske 41 fortgesetzt. Somit wird der Abstand vervollständigt und die Ausnehmung 41 mit einer bestimmten Tiefe wird gebildet.
Wenn die Filmstärke der ersten Schicht 41a hoch ist, erreicht die Ätzspitze an dem Bereich, an dem der Abstand auszubilden ist, die isolierende Schicht 4, bevor die erste Schicht 41a an dem Bereich, an dem die Ausnehmung auszubilden ist, vollständig entfernt worden ist. Genauer gesagt, bevor der Teil der zweiten Halbleiterschicht 3 an dem Bereich, an dem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt wird, ist der Abstand vervollständigt. Somit wird das Ätzen mit der zweiten Schicht 41b als Fotoresistmaske 41 fortgeführt. Somit ist der Abstand vervollständigt und dann ist die erste Schicht 41a vollständig entfernt. Danach wird die Ausnehmung 41 mit einer bestimmten Tiefe gebildet.
Somit läßt sich die Tiefe der Ausnehmung 41 steuern. Daher ist es möglich, die Ausnehmung 40 zu bilden, mit einer großen Breite, die größer als der Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 und dem festen Abstand 20, 30 ist.
Obgleich die Fotoresistmaske 41 aus einem Fotoresist ist, kann die Maske 41 aus einem Siliziumoxidfilm oder einem Siliziumnitridfilm sein. In diesen Fällen wird die Abmessungsgenauigkeit der Elektroden 11, 12, 21, 31 etc. verbessert. Weiterhin kann die Maske 41 mit den ersten und zweiten Schichten 41a und 41b aus einem anderen Material, beispielsweise aus einem Siliziumoxidfilm sein. In diesem Fall beinhaltet beispielsweise die Maske 41 die erste Schicht 41c aus einem Siliziumoxidfilm und eine zweite Schicht 41d aus einem Fotoresist, wie in 2B gezeigt. Die erste Schicht 41c hat eine Öffnung an dem Bereich, an dem die Ausnehmung auszubilden ist. Die zweite Schicht 41d hat keine Öffnung an dem Bereich an dem die Ausnehmung auszubilden ist. Wenn somit der Bereich, an dem der Abstand auszubilden ist, in der zweiten Halbleiterschicht 3 geätzt wird, wird die zweite Schicht 41d, welche in dem Bereich, an dem die Ausnehmung auszubilden ist, allmählich abgeätzt, wenn das Ätzen fortgeführt wird. Sodann wird ein Teil der zweiten Halbleiterschicht 3, in dem Bereich, in dem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt.
Wenn die Filmdicke der zweiten Schicht 41d gering ist, wird die zweite Schicht 41d in dem Bereich, in dem die Ausnehmung auszubilden ist vollständig entfernt, bevor die Ätzspitze an dem Bereich, an dem der Abstand auszubilden ist, die isolierende Schicht 4 erreicht. Insbesondere bevor der Abstand vervollständigt ist, wird der Teil der zweiten Halbleiterschicht 3 an dem Bereich, an dem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt. Sodann wird das Ätzen forgeführt, wobei die erste Schicht 41c die Fotoresistmaske 41 ist. Somit wird der Abstand vervollständigt und die Ausnehmung 41 mit einer bestimmten Tiefe wird gebildet.
Wenn die Filmdicke der zweiten Schicht 41d hoch ist, erreicht die Ätzspitze an dem Bereich, an dem der Abstand auszubilden ist, die isolierende Schicht 4, bevor die zweite Schicht 41d im Bereich, in dem die Ausnehmung auszubilden ist, vollständig entfernt worden ist. Genauer gesagt, bevor der Teil der zweiten Halbleiterschicht in dem Bereich, in dem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt ist, ist der Abstand vervollständigt. Somit kann das überschüssige Resist auf der zweiten Schicht 41d durch eine Resisteinäscherungsvorrichtung oder dergleichen entfernt werden. Sodann werden das Ätzen mit der ersten Schicht 41c als Fotoresistmaske 41 fortgeführt. Somit wird der Abstand vervollständigt und dann wird die erste Schicht 41a vollständig entfernt. Danach ist die Ausnehmung 41 mit einer bestimmten Tiefe gebildet.
Somit läßt sich die Tiefe der Ausnehmung 40 steuern. Daher ist es möglich, die Ausnehmung 40 mit einer großen Breite breiter als der Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 und dem festen Abschnitt 20, 30 zu bilden.
Wenn ein überschüssiges Resist der Maske 41 an dem Bereich, an dem die Ausnehmung auszubilden ist verbleibt, nachdem der Teil der zweiten Halbleiterschicht 3 geätzt worden ist, so daß der Abstand vervollständigt ist, kann das überschüssige Resist durch eine Resisteinäscherungsvorrichtung oder dergleichen entfernt werden. Weiterhin wird ein Siliziumoxidfilm oder ein Siliziumnitridfilm mit einer bestimmten Musterung auf der rückseitigen Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 2 ausgebildet. Ein Teil der ersten Halbleiterschicht 2 wird mit einer alkalischen Lösung, beispielsweise einem TMAH-Ätzmittel (d. h. Tetramethylammoniumhydroxid-Ätzmittel) geätzt. Genauer gesagt, das Teil wird anisotrop unter Verwendung des Siliziumoxidfilmes als Maske auf der Rückseite geätzt, so daß die Ätzspitze die Oberfläche der isolierenden Schicht 4 auf Seiten der ersten Halbleiterschicht erreicht. Aufeinanderfolgend wird die isolierende Schicht 4 durch eine HF-Lösung (d. h. Fluorwasserstoffsäure-Ätzmittel) entfernt und die Siliziumoxidfilme auf den ersten und zweiten Halbleiterschichten 2 und 3 werden jeweils durch die HF-Lösung entfernt. Somit ist der Sensor 1 vervollständigt.
Allgemein gesagt, bei einem herkömmlichen Sensor ist die Länge der Erkennungsoberfläche jeder beweglichen Elektrode 11, 12 und festen Elektrode 21, 31 länger als der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen von beweglichen und festen Elektroden 11, 12, 21, 31. Hierbei verläuft die Länge der Erkennungsoberfläche in Richtung der Y-Richtung. von daher wird der bewegliche Abschnitt 10 in X-Richtung verschoben, welche senkrecht zu den Erkennungsoberflächen der beweglichen und festen Elektroden 11, 12, 21, 31 ist, so daß die Kapazitäten CS1, CS2 abhängig von einer bestimmten Verschiebung mehr oder minder groß geändert werden. In diesem Fall wirkt jedoch ein Dämpfungseffekt in einem Zusammendrückbereich (d. h. X-Richtung als Verschiebungsrichtung des beweglichen Teils 10) zwischen den Erkennungsoberflächen der beweglichen Elektrode 11, 12 und der festen Elektrode 21, 31. Der Dämpfungseffekt wird bewegt durch die Viskosität eines Fluids (z. B. Gas, Flüssigkeit oder dergleichen) zwischen den Erkennungsoberflächen. Wenn der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen geringer wird, beeinflußt der Dämpfungseffekt erheblich abhängig von der Verschiebung des beweglichen Abschnittes 10 (d. h. der beweglichen Elektrode 11, 12). Infolgedessen wird die Verschiebung der beweglichen Elektrode aufgrund des Dämpfungseffektes klein, so daß die Empfindlichkeit des herkömmlichen Sensors verringert ist, d. h., der herkömmliche Sensor kann eine feine oder geringe physikalische Größe nicht erkennen.
Bei dem Sensor 1 gemäß der ersten Ausführungsform liegt die Ausnehmung 40 zumindest auf einem Teil der beweglichen Elektrode 11, 12 und/oder der festen Elektrode 21, 31. Obgleich hierbei der Sensor 1 die Ausnehmung 40 in der beweglichen Elektrode 11, 12 hat, kann die Ausnehmung auf der festen Elektrode 21, 31 ausgebikldet werden. Die Ausnehmung 40 hat eine bestimmte Tiefe von der Oberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12 aus und erstreckt sich von der Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12 zur gegenüberliegenden Oberfläche der beweglichen Oberfläche 11, 12 in X-Richtung. Wenn somit die bewegliche Elektrode 11, 12 abhängig von der Einwirkung der Beschleunigung auf den Sensor 1 verschoben wird, fließt ein Fluid zwischen der beweglichen Elektrode 11, 12 und der festen Elektrode 21, 31 in den Abstand oder Freiraum zwischen der beweglichen und der festen Elektrode 11, 12, 21, 31 über die Ausnehmung 40 hinein und heraus. Somit wird der Dämpfungseffekt verringert, so daß eine Verschiebung der beweglichen Elektrode 11, 12 nicht verringert wird. Daher kann der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen verkürzt werden. Selbst wenn somit der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen gering ist, wird der Dämpfungseffekt im wesentlichen daran gehindert, einen Einfluß zu haben, da die Ausnehmung 40 vorhanden ist, so daß die elektrostatische Kapazität im Vergleich zu einem herkömmlichen Sensor größer wird. Somit kann der Sensor 1 auch eine geringe oder feine Beschleunigung erkennen, was heißt, der Sensor 1 hat eine hohe Empfindlichkeit. Der Sensor hat somit einen geringen Dämpfungseffekt.
Weiterhin kann die Ausnehmung 40 durch ein übliches Herstellungsverfahren ohne Hinzufügung eines zusätzlichen Herstellungsvorganges gebildet werden. Die Herstellungskosten zur Ausbildung der Ausnehmung 40 steigen somit nicht wesentlich an.
Obgleich der Sensor 1 den oben beschriebenen Aufbau hat, kann der Sensor 1 auch einen anderen Aufbau haben, solange der Sensor 1 die Beschleunigung auf der Grundlage der Kapazitätsänderung zwischen den Erkennungsoberflächen abhängig von der Abstandsänderung erkennt, welche durch die Verschiebung der beweglichen Elektrode erzeugt wird. Wie beispielsweise in 3 gezeigt, kann der Sensor 1 auch den obigen Aufbau haben, wobei der Sensor durch Bearbeitung von der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet ist. In diesem Fall wird die erste Halbleiterschicht 2, welche unter den beweglichen Elektroden 11, 12 und den festen Elektroden 21, 31 liegt, nicht entfernt, so daß ein Fluid zwischen den beweglichen und festen Elektroden 11, 12, 21, 31 daran gehindert ist, aus dem Boden des Sensors 1 heraus und hier hinein zu fließen. Genauer gesagt, im Sensor von 3 läuft das Fluid nicht durch den Sensor 1 von der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 zum Boden der ersten Halbleiterschicht 2 über eine Durchgangsöffnung in der ersten Halbleiterschicht 2. Jedoch ist die Ausnehmung 40 in zumindest einem Teil der beweglichen Elektrode 11, 12 und/oder der festen Elektrode 21, 31 angeordnet, so daß der Dämpfungseffekt verringert ist. Obgleich die Ausnehmung 40 nur auf den beweglichen Elektroden 11, 12 ausgebildet ist, kann die Ausnehmung 40 auch nur auf den festen Elektroden 21, 31 ausgebildet sein. Weiterhin kann die Ausnehmung 40 sowohl auf den beweglichen als auch auf den festen Elektroden 11, 12, 21, 31 ausgebildet sein.
Obgleich die Ausnehmung 40 eine Tiefe und Breite gemäß 1A hat, kann die Ausnehmung 40 auch eine andere Tiefe und Breite haben, welche sich von der Ausbildung gemäß 1A unterscheiden. Wie beispielsweise in 4 gezeigt, beinhaltet die Ausnehmung 40 eine Mehrzahl von Ausnehmungen, welche an der beweglichen Elektrode 11, 12 und der festen Elektrode 21, 31 vorhanden sind, wobei jeweils die Breite hiervon unterschiedlich ist. Beispielsweise sind zwei Ausnehmungen 40 an einem Elektrodenzahn der beweglichen Elektrode 11 ausgebildet, wie in 4 gezeigt, und jede Ausnehmung 40 hat eine unterschiedliche Breite in Y-Richtung. Obgleich die Ausnehmung 40 im Sensor 1 von 1A eine Breite hat, welche geringer als der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen ist, kann die Ausnehmung 40 eine Breite haben, welche größer als der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen ist. Wenn in diesem Fall die Breite der Ausnehmung 40 erheblich größer wird, wird der Gegenüberliegungsbereich zwischen den Erkennungsoberflächen gering, so daß die Empfindlichkeit des Sensors 1 verringert wird. Von daher gibt es eine wünschenswerte oder bevorzugte Breite der Ausnehmung 40.
Obgleich gemäß 1A die Ausnehmung 40 die bewegliche Elektrode 11, 12 in X-Richtung durchtritt, kann die Ausnehmung 40 die bewegliche Elektrode 11, 12 auch in einer anderen Richtung durchtreten. Wenn jedoch die Ausnehmung 40 die bewegliche Elektrode 11, 12 praktisch in gleicher Richtung wie die Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnittes 10 durchtritt, fließt ein Fluid, welches zwischen der festen Elektrode 21, 31 und der beweglichen Elektrode 11, 12 vorhanden ist, über die Ausnehmung 40 wirksam ein und aus. Wie beispielsweise in 5 gezeigt, erstrecken sich die beweglichen Elektrode 11 und die feste Elektrode 21 von dem massiven Abschnitt 13 bzw. dem zweiten Anker 22 in einer bestimmten Richtung mit einem gewissen Winkel zwischen der Längsrichtung des massiven Abschnittes 13 oder dem zweiten Anker 22 und der festen Elektrode 21 oder der beweglichen Elektrode 11. In diesem Fall ist die Durchdringungsrichtung der Ausnehmung 40 gleich der Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnittes 10 (das heißt, der x-Richtung). Somit fließt ein Fluid zwischen der beweglichen Elektrode 11, welche zu verschieben ist, und der festen Elektrode 21, welche auf Seiten der beweglichen Elektrode liegt, wobei die bewegliche Elektrode 11 verschoben wird, über die Ausneh mung 40 wirksam ein und aus. Somit wird der Dämpfungseffekt verringert und die Verschiebung der beweglichen Elektrode 11 ist nicht verschlechtert oder verringert.
Weiterhin kann die Ausnehmung 40 an jedem Teil der beweglichen und/oder festen Elektrode 11, 12, 21, 31 angeordnet werden. Bevorzugt ist es jedoch, daß die Ausnehmung 40 an der beweglichen Elektrode 11, 12 so angeordnet ist, daß sie nicht in Fluchtung mit einer Ausnehmung 40 ist, die an der festen Elektrode 21, 31 ist, und zwar in Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnittes 10. Dies deshalb, als ein Fluid in die Ausnehmung 40 hinein und aus dieser heraus in den Sensor 1 fließen kann, wenn die Ausnehmung 40 einen kleinen Querschnitt hat. Genauer gesagt, das Fluid fließt in und aus der Ausnehmung 40, die in einem weiten Bereich zwischen den Erkennungsoberflächen liegt, der so weit als möglich ist. Der Fall der Fluchtung in einer Linie ist beispielsweise in der 6A gezeigt. Die Ausnehmung 40 an der beweglichen Elektrode 11 hat eine Öffnungsbreite in Y-Richtung und die Breite ist gleich derjenigen der festen Elektrode 21 und die Öffnung an der Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode 11 fällt mit der Öffnung an der Erkennungsoberfläche der festen Elektrode 21 zusammen. Genauer gesagt, die Öffnung der Ausnehmung 40 an der beweglichen Elektrode 11 ist in Fluchtung mit der Öffnung der Ausnehmung 40 an der festen Elektrode 21. wenn daher gemäß den 4, 6B und 6C die Öffnung der Ausnehmung 40 an der beweglichen Elektrode 11 nicht vollständig in Fluchtung mit der Öffnung der Ausnehmung 40 an der festen Elektrode 21 ist, stimmt diese Öffnung nicht mit der Öffnung der Ausnehmung an der festen Elektrode 21 überein. In diesem Fall ist gemäß 6C die Ausnehmung 40 an der beweglichen Elektrode 11 bevorzugt beabstandet von der Ausnehmung 40 an der festen Elektrode 21 um einen bestimmten Abstand angeordnet.
Weiterhin hat die Ausnehmung 40 eine bestimmte Tiefe ausgehend von der Oberfläche der beweglichen Elektrode 11, 12. Die Ausnehmung 40 kann jedoch auch an der Bodenfläche der beweglichen Elektrode 11, 12 und/oder der festen Elektroden 21, 31 mit einer bestimmten Tiefe ausgebildet sein. Die Bodenflächen der beweglichen und festen Elektroden 11, 12, 21, 31 sind Teile des Bodens der zweiten Halbleiterschicht 3. Insbesondere ist in diesem Fall die Ausnehmung 40 ausgehend vom Boden der beweglichen und/oder festen Elektrode 11, 12, 21, 31 ausgebildet.
(Zweite Ausführungsform)
Ein kapazitiver Beschleunigungssensor 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 7 und 8 gezeigt. 7 ist eine vergrößerte Draufsicht auf den ersten Sensierungsabschnitt 50. Eine Ausnehmung 40a der festen Elektrode 21 ist von der Oberseite der festen Elektrode 21 zum Boden der festen Elektrode 21 so angeordnet, daß die feste Elektrode 21 durch die Ausnehmung 40a in mehrere Teile unterteilt ist. Genauer gesagt, die Ausnehmung 40a der festen Elektrode 21 durchtritt die feste Elektrode 21 von der Erkennungsoberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche und durchtritt weiterhin die feste Elektrode in Dickenrichtung von der Oberseite zur Unterseite. Von daher wird die feste Elektrode 21 vollständig in vier Teile unterteilt, wie in 7 gezeigt. Obgleich die feste Elektrode 21 in vier Teile unterteilt ist, kann die feste Elektrode 21 auch in andere mehrere Teile, beispielsweise drei oder fünf Teile, unterteilt werden.
Der Sensor 1 gemäß der zweiten Ausführungsform wird bezugnehmend auf die 8A bis 8C wie folgt hergestellt: Hierbei ist 8C eine Schnittdarstellung durch den Sensor 1 entlang Linie VIII C-VIII C in 7. Das Herstellungsverfahren ist ein übliches Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren, wie es beispielsweise in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. H12-022171 beschrieben ist.
Zunächst wird die isolierende Schicht 4 auf der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet. Die isolierende Schicht 4 wird aus einem Siliziumoxidfilm mittels CVD (d. h. chemische Dampfabscheidung) gebildet. Dann wird auf der isolierenden Schicht 4 ein Siliziumnitridfilm 60 ausgebildet. Der Siliziumnitridfilm 60 wirkt als Stopper zum Stoppen des Ätzens der isolierenden Schicht 4. In der isolierenden Schicht 4 und dem Siliziumnitridfilm 60 wird durch ein Photolithographieverfahren und ein Trockenätzverfahren eine Öffnung ausgebildet. Die Öffnung entspricht den mehreren Teilen der festen Elektrode 21.
Dann wird auf dem Siliziumnitridfilm 60 mit der Öffnung durch ein CVD-Verfahren ein Polysiliziumfilm gebildet. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Verunreinigung in den Polysiliziumfilm eingebracht, so daß der Polysiliziumfilm leitfähig wird (d. h. ein leitfähiger Film wird). Der Polysiliziumfilm wird durch ein Photolithographieverfahren gemustert, so daß eine Verdrahtungsschicht 61 in der Öffnung des Siliziumnitridfilms 60 gebildet wird. Die Verdrahtungsschicht 61 liegt in einer bestimmten Position auf der zweiten Halbleiterschicht 3. Dann wird ein Schutzfilm 62 aus einem Siliziumnitridfilm auf dem Siliziumnitridfilm 60 mit der Verdrahtungsschicht 61 gebildet. Der Schutzfilm 62 schützt die Verdrahtungsschicht 61.
Nachfolgend wird ein Siliziumoxidfilm 63 auf dem Schutzfilm 62 gebildet und weiterhin wird ein Polysiliziumfilm 64 auf dem Siliziumoxidfilm 63 gebildet. Der Polysiliziumfilm 64 wirkt als Hafthilfe bei der Verbindung der zweiten Halbleiterschicht 3 und der ersten Halbleiterschicht 2. Die Oberfläche des Polysiliziumfilms 64 wird durch ein mechanisches Polierverfahren oder dergleichen abgeflacht, um die ersten und zweiten Halbleiterschichten 2 und 3 fest miteinander zu verbinden.
Wie in 8B gezeigt, wird die erste Halbleiterschicht 2 als Halbleitersubstrat vorbereitet. Ein anderer Siliziumoxidfilm 65 wird auf die Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 2 durch ein thermisches Oxidationsverfahren oder dergleichen gebildet. Danach wird der andere Siliziumoxidfilm 65 auf der ersten Halbleiterschicht 2 durch ein anodisches Bondierungsverfahren mit dem Polysiliziumfilm 64 auf der zweiten Halbleiterschicht 3 zusammengebondet.
Dann wird die Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 (d. h. die obere Seite der zweiten Halbleiterschicht 3 in 8B) durch ein mechanisches Polierverfahren oder dergleichen poliert, so daß die Dicke der zweiten Halbleiterschicht 3 eine bestimmte Dicke annimmt. Dann wird eine Verunreinigung wie z. B. Phosphor (d. h. P) durch ein Diffusionsverfahren oder dergleichen auf die zweite Halbleiterschicht 3 dotiert. Ein Elektrodenkissen (nicht gezeigt) für die bewegliche Elektrode 11, 12 und ein anderes Elektrodenkissen (nicht gezeigt) für die feste Elektrode 21, 31 werden auf der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet.
Dann wird eine Maske zum Ätzen auf der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet und die zweite Halbleiterschicht 3 wird geätzt, so daß der Abstand zwi schen dem beweglichen Abschnitt 10 und den festen Abschnitten 20, 30 und die Ausnehmung 40a gebildet werden. Zu dieser Zeit wird ein Teil der Maske entsprechend dem Bereich, in dem die Ausnehmung auszubilden ist, geöffnet, so daß die zweite Halbleiterschicht 3 geätzt wird, bis die Oberfläche der isolierenden Schicht 4 auf Seiten der zweiten Halbleiterschicht freigelegt ist. Die Maske ist ein Photoresist, ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitridfilm oder dergleichen. In dieser Ausführungsform ist die Maske ein Siliziumoxidfilm, welcher eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber Ätzangriff hat.
Dann wird die isolierende Schicht 4 selektiv durch eine HF-Lösung entfernt und die Siliziumoxidfilmmaske auf der zweiten Halbleiterschicht 3 wird ebenfalls entfernt. Somit ist der Sensor 1 gemäß der 8C und 9 fertig. Die Verdrahtungsschicht 61 besteht aus Polysilizium. Die Verdrahtungsschicht 61 ist teilweise in die isolierenden Filme eingebettet, d. h. den Siliziumnitridfilm 60 und den Schutzfilm 62 auf dem Halbleitersubstrat 2. Die Verdrahtungsschicht 61 kann auch aus anderen Materialien sein, solange die Verdrahtungsschicht 61 sehr gute Leitfähigkeit hat und die isolierende Schicht 4 selektiv ohne Ätzangriff der Verdrahtungsschicht 61 geätzt werden kann.
Im Sensor 1 der 7, 8C und 9 ist die feste Elektrode 21 durch die Ausnehmung 40a in mehrere Teile unterteilt. Jeder Teil der festen Elektrode 21 ist mit einem anderen über die Verdrahtungsschicht 61 aus Polysilizium verbunden. Die Verdrahtungsschicht 61 ist in den isolierenden Film auf der ersten Halbleiterschicht 2 eingebettet. Weiterhin wird jeder Teil der festen Elektrode 21 auf der ersten Halbleiterschicht 2 über die Verdrahtungsschicht 61 getragen oder gelagert. Somit schafft die Verdrahtungsschicht 61, die auf der ersten Halbleiterschicht 2 angeordnet ist, eine Konstruktion derart, daß die feste Elektrode 21 von der Ausnehmung 40a unterteilt ist. Die feste Elektrode 21 wird nicht abhängig von einer Verschiebung des beweglichen Abschnittes 10 verschoben. Daher ist die Tiefe der Ausnehmung 40a tiefer als diejenige der Ausnehmung 40 von 1A, so daß ein Fluid störungsfrei durch die Ausnehmung 40a fließen kann und somit der Dämpfungseffekt zwischen der beweglichen Elektrode 11 und der festen Elektrode 21 erheblich verringert ist.
Weiterhin kann in einem Fall, in dem die Ausnehmung 40 der 1A und 1B in der Art gebildet wird, daß das Ätzen in der Mitte der zweiten Halbleiterschicht 3 angehalten wird, eine Prozeßabweichung bei der Ausbildung der Ausnehmung 40 bewirkt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch die Ausnehmung 40a so gebildet, daß sich die Ausnehmung 40a von der Oberseite zum Boden der zweiten Halbleiterschicht 3 durch Ätzen erstreckt. Von daher werden Prozeßabweichungen bei der Ausbildung der Ausnehmung 40a verringert.
Obgleich nur die Ausnehmung 40a an der festen Elektrode 21 angeordnet ist, kann die Ausnehmung 40 gemäß 1B zumindest an einem Teil der beweglichen Elektroden 11, 12 und/oder der festen Elektroden 21, 31 ausgebildet werden.
Bevorzugt hat jeder Teil der festen Elektrode 21 zumindest einen Verbindungsbereich zur Verbindung mit der Verdrahtungsschicht 61. Der Verbindungsbereich ist kleiner als der Boden des Teils der festen Elektrode 21. In diesem Fall wird ein Freiraum zwischen dem Boden des Teils der festen Elektrode 21 und der ersten Halbleiterschicht 2 als Halbleitersubstrat gebildet. Genauer gesagt, der Teil der festen Elektrode 21 steht in Verbindung mit der Verdrahtungsschicht 61 im Verbindungsbereich, der eine geringere Breite als die Breite des Bo dens des Teils der festen Elektrode 21 in Seitenrichtung der festen Elektrode 21 (d. h. X-Richtung) hat, wie in 8C gezeigt. Infolgedessen fließt das Fluid auch durch den Abstand unter dem Teil der festen Elektrode 21, so daß der Dämpfungseffekt stark verringert ist. Der Teil der festen Elektrode 21 kann jedoch mit der Verdrahtungsschicht 61 mit dem gesamten Bereich des Bodens des Teils verbunden sein, d. h. die Oberseite der Verdrahtungsschicht 61 stimmt mit dem Boden des Teils der festen Elektrode 21 überein.
Weiterhin ist es bevorzugt, daß zwischen dem Boden des Teils der festen Elektrode 21 und der ersten Halbleiterschicht 2 ein weiterer Abschnitt oder Freiraum ausgebildet ist. Der andere Abstand liegt ausgehend von der Erkennungsoberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche der festen Elektrode 21. Genauer gesagt, der Teil der festen Elektrode 21 ist in Verbindung mit der Verdrahtungsschicht 61 am Verbindungsbereich, mit einer Breite schmäler als die Breite des Bodens des Teils der festen Elektrode 21 in Längsrichtung der festen Elektrode 21 (d. h. der Y-Richtung), wie in 9 gezeigt. Infolgedessen fließt das Fluid auch durch den Abstand unter dem Teil der festen Elektrode 21 von der Erkennungsoberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche der festen Elektrode 21, so daß der Dämpfungseffekt erheblich reduziert ist. Somit wird ein Strömungspfad zur Führung des Fluides breiter und der Dämpfungseffekt wird wesentlich verringert. Daher wird der Verbindungsbereich zwischen dem Teil der festen Elektrode 21 und der Verdrahtungsschicht 61 so klein als möglich, solange die Verbindung zwischen der festen Elektrode 21 und der Verdrahtungsschicht 61 ausreichende Festigkeit hat. von daher ist es bevorzugt, daß die Verbindung zwischen der festen Elektrode 21 und der Verdrahtungsschicht 61 durch einen Abschnitt bereitgestellt wird und der Verbindungsbereich klein wird (d. h. jede Breite des Verbindungsbereiches in X- und Y-Richtung wird schmäler).
Wenn der Teil der festen Elektrode 21 einen großen Boden hat, wie in 10 gezeigt, ist es bevorzugt, daß der Teil der festen Elektrode 21 mehrere Verbindungen hat. Wie beispielsweise in 10 gezeigt, sind zwei Verbindungsabschnitte des Teils der festen Elektrode 21 vorgesehen. Dies deshalb, als die Verbindung zwischen der festen Elektrode 21 und der Verdrahtungsschicht 61 schwach wird, wenn der Teil der festen Elektrode 21 nur einen Verbindungsabschnitt mit geringer Verbindungsfläche hat. Wenn weiterhin der Teil der festen Elektrode 21 einen Verbindungsabschnitt mit großer Verbindungsfläche hat, wird das Fluid daran gehindert, hinreichend durch den Abstand oder Freiraum zu fließen. Von daher hat der Teil der festen Elektrode 21 mehrere Verbindungsabschnitte mit kleiner Verbindungsfläche, so daß das Fluid weitestgehend ungehindert durch den Abstand fließen kann. In diesem Fall wird bevorzugt der Abstand als ein Durchlaß für das Fluid so breit wie möglich, so lange der Teil der festen. Elektrode 21 stabil von der Verdrahtungsschicht 61 getragen oder gelagert wird. Weiterhin werden die Verbindungsabschnitte jeweils an bestimmten Positionen angeordnet, so daß das Fluid ungehindert fließen kann und darüber hinaus der Teil der festen Elektrode 21 stabil gelagert wird.
Weiterhin in dem Fall, in welchem die bewegliche Elektrode 11 eine Mehrzahl von Elektrodenzähnen aufweist, können diese mehrfachen oder die Vielzahl von Elektrodenzähnen mit einem Verbindungsabschnitt 70 verbunden werden, wie in 11 gezeigt. Der Verbindungsabschnitt 70 ist so ausgebildet, daß eine Maske mit einem Bereich, in welchem die bewegliche Elektrode auszubilden ist und ein Bereich, in welchem ein Verbindungsabschnitt auszubilden ist, vorbereitet wird und dann wird die zweite Halbleiterschicht 3 so geätzt, daß der Verbindungsabschnitt 70 einstückig zusammen mit den Elektrodenzähnen der beweglichen Elektrode 11 gebildet wird. Der Verbindungsabschnitt 70 kann in dem zweiten Sensierabschnitt 51 ausgebildet werden. Da in diesem Fall der Verbindungsabschnitt 70 eine Verbindung zwischen den Elektrodenzähnen der beweglichen Elektrode 11 herstellt, hat die bewegliche Elektrode 11 eine hohe Steifigkeit. Von daher wird ein Anheften (z. B. ein Ankleben) zwischen beispielsweise der festen Elektrode 21 und der beweglichen Elektrode 11 verringert. Hierbei kann das Anheften durch eine Oberflächenspannung eines Ätzmittels beim Naßätzvorgang während der Herstellung des Sensors 1 bewirkt werden. Insbesondere kann das Anheften beim Ätzprozeß zum Ätzen der zweiten Halbleiterschicht 3 bewirkt werden. Weiterhin kann das Anheften durch eine elektrostatische Kraft bewirkt werden, welche beim Zusammenbauvorgang des Sensors 1 oder während dessen Gebrauch auftritt. Obgleich der Verbindungsabschnitt 70 in 10 in einer bestimmten Position angeordnet ist, kann der Verbindungsabschnitt 70 auch an anderen Positionen oder Stellen angeordnet werden. Weiterhin kann der Verbindungsabschnitt 70 in Form mehrerer Verbindungsabschnitte ausgebildet sein.
Obgleich der Sensor 1 als kapazitiver Beschleunigungssensor 1 verwendet wird, kann der Sensor 1 auch ein kapazitiver Gierratensensor, ein kapazitiver Winkelgeschwindigkeitssensor etc. sein.
Derartige Änderungen, Modifikationen und Abwandlungen liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.

Claims

Ein kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe zur Erkennung der physikalischen Größe, wobei der Sensor aufweist: einen beweglichen Abschnitt (10) mit einer beweglichen Elektrode (11, 12); und einen festen Abschnitt (20, 30) mit einer festen Elektrode (21, 31); wobei die bewegliche Elektrode (11, 12) eine Erkennungsoberfläche aufweist, die feste Elektrode (21, 31) eine Erkennungsoberfläche aufweist, welche der Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode (11, 12) gegenüberliegt, und die bewegliche Elektrode (11, 12) in Richtung auf die feste Elektrode (21, 31) zu oder gegen diese beweglich ist, und zwar abhängig von der physikalischen Größe, welche auf den Sensor einwirkt, so daß ein Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen von beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31) änderbar ist, wobei wenigstens entweder die bewegliche oder die feste Elektrode (11, 12, 21, 31) eine Ausnehmung (40, 40a) aufweist, und die Ausnehmung (40, 40a) auf einer Ober- oder, einer Unterseite wenigstens entweder der beweglichen oder der festen Elektrode (11, 12, 21, 31) ausgebildet ist, eine bestimmte Tiefe ausgehend von der Ober- oder der Unterseite hat und sich von der Erkennungsoberfläche zu einer gegenüberliegenden Oberfläche gegenüberliegend der Erkennungsoberfläche wenigstens der beweglichen oder der festen Elektrode (11, 12, 21, 31) erstreckt.
Sensor nach Anspruch 1, weiterhin mit: einem Substrat (2) wobei der bewegliche Abschnitt (10) weiterhin eine Feder (14) und einen massiven Abschnitt (13) beinhaltet, der feste Abschnitt (20, 30) weiterhin einen Anker (15) aufweist, der bewegliche Abschnitt (10) auf dem Substrat (2) über die Feder (14) gelagert ist, der massive Abschnitt (13) zusammen mit der beweglichen Elektrode (11, 12) abhängig von der auf den Sensor aufgebrachten physikalischen Größe verschiebbar ist, die bewegliche Elektrode (11, 12) einstückig auf eine Seite des massiven Abschnittes (13) angeordnet ist, um sich von dem massiven Abschnitt (13) aus zu erstrecken, die feste Elektrode (21, 31) sich von dem Anker (15) aus erstreckt, so daß die feste Elektrode (21, 31) über den Anker (15) auf dem Substrat (2) gelagert ist, und der Sensor die physikalische Größe auf der Grundlage einer Änderung einer Kapazität (CS1, CS2), bereitgestellt durch einen Kondensator zwischen den Erkennungsoberflächen von beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31), erkennt, wobei die Änderung einer Kapazität (CS1, CS2) durch eine Verschiebung der beweglichen Elektrode (11, 12) abhängig von der auf den massiven Abschnitt (13) einwirkenden physikalischen Größe bewirkt wird.
Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausnehmung (40, 40a) als Strömungspfad zur Führung eines Fluides wirkt, welches zwischen den beweglichen und festen Abschnitten (10, 20, 30) liegt, in einem Fall, in dem sich der bewegliche Abschnitt (10) in Richtung der festen Elektrode (21, 31) oder gegen diese bewegt.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der bewegliche Abschnitt (10) in einer Richtung senkrecht zu dem Erkennungsoberflächen der beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31) verschiebbar ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der bewegliche Abschnitt (10) eine Verschiebbarkeitsrichtung hat, in der der bewegliche Abschnitt (10) verschiebbar ist, die Ausnehmung (40, 40a) eine Durchdringungsrichtung hat, in der die Ausnehmung (40, 40a) wenigstens entweder die bewegliche oder die feste Elektrode (11. 12, 21, 31) durchdringt, und die Verschiebbarkeitsrichtung parallel zur Durchdringungsrichtung ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der bewegliche Abschnitt (10) eine Verschiebbarkeitsrichtung hat, in der der bewegliche Abschnitt (10) verschiebbar ist, die Ausnehmung (40, 40a) sowohl auf den beweglichen als auch den festen Elektroden (11, 12, 21, 31) ausgebildet ist, und die Ausnehmung (40, 40a) auf der beweglichen Elektrode (11, 12) nicht in einer Linie mit der Ausnehmung (40, 40a) auf der festen Elektrode (21, 31) in der Verschiebbarkeitsrichtung angeordnet ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sensor ein kapazitiver Beschleunigungssensor, ein kapazitiver Gierratensensor, ein kapazitiver Winkelgeschwindigkeitssensor oder ein kapazitiver Winkelbeschleunigungssensor ist.
Sensor nach Anspruch 2, wobei die bewegliche Elektrode (11, 12) eine Mehrzahl von Kammzahnelektroden beinhaltet, die feste Elektrode (21, 31) eine Mehrzahl von Kammzahnelektroden aufweist, und jede Kammzahnelektrode der beweglichen Elektrode (11, 12) der Kammzahnelektroden der festen Elektrode (21, 31) gegenüberliegt, so daß jede der Erkennungsoberflächen von beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31) geschaffen ist.
Sensor nach Anspruch 9, wobei die Ausnehmung (40a) von der Oberseite zur Unterseite der festen Elektrode (21, 31) angeordnet ist, so daß die feste Elektrode (21, 31) in eine Mehrzahl von Teilen unterteilt ist, und wobei jeder Teil der festen Elektrorde (21, 31) von dem Substrat (2) isoliert ist, die Teile untereinander über eine Verdrahtung (61) auf dem Substrat (2) verbunden sind und auf dem Sustrat (2) über die Verdrahtung (61) gelagert sind.
Sensor nach Anspruch 9 bis 12, wobei jeder Teil der festen Elektrode (21, 31) mit der Verdrahtung (61) an einem Verbindungsabschnitt verbunden ist, der einen Verbindungsbereich kleiner als ein Boden des Teils der festen Elektrode (21, 31) hat.
Sensor nach Anspruch 10, wobei zwischen dem Boden des Teils der festen Elektrode (21, 31) und dem Substrat (2) ein Abstand vorhanden ist, wobei der Abstand von der Erkennungsoberfläche ausgehend zur gegenüberliegenden Oberfläche der festen Elektrode (21, 31) vorgesehen ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die bewegliche Elektrode (11, 12) eine Mehrzahl von Kammzahnelektroden aufweist, wenigstens zwei benachbarte der Kammzahnelektroden miteinander über ein Verbindungsteil (70) verbunden sind, und das Verbindungsteil (70) in der Ausnehmung (40a) der festen Elektrode (21, 31) angeordnet ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Verdrahtung (61) teilweise in das Substrat (2) eingebettet ist.
Ein kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe zur Erkennung der physikalischen Größe, wobei der Sensor aufweist: einen beweglichen Abschnitt (10) mit einer beweglichen Elektrode (11, 12); und einen festen Abschnitt (20, 30) mit einer festen Elektrode (21, 31), wobei die bewegliche Elektrode (11, 12) eine Erkennungsoberfläche aufweist, die feste Elektrode (21, 31) eine Erkennungsoberfläche aufweist, welche der Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode (11, 12) gegenüberliegt, die bewegliche Elektrode (11, 12) in Richtung der festen Elektrode (21, 31) oder auf diese zu abhängig von der physikalischen Größe beweglich ist, welche auf den Sensor aufgebracht wird, so daß ein Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen von beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31) änderbar ist, wenigstens entweder die beweglichen oder die festen Elektroden (11, 12, 21, 31) einen dünnen Abschnitt beinhalten, und der dünne Abschnitt sich von der Erkennungsoberfläche zu einer gegenüberliegenden Oberfläche gegenüberliegend der Erkennungsoberfläche wenigstens der beweglichen oder der festen Elektroden (11, 12, 21, 31) erstreckt.
Sensor nach Anspruch 14, weiterhin mit: einem Substrat (2), wobei der bewegliche Abschnitt (10) weiterhin eine Feder (14) und einem massiven Abschnitt (13) beinhaltet, der feste Abschnitt (20, 30) weiterhin einen Anker (15) aufweist, der bewegliche Abschnitt (10) auf dem Substrat (2) über die Feder (14) gelagert ist, der massive Abschnitt (13) zusammen mit der beweglichen Elektrode (11, 12) abhängig von der auf den Sensor aufgebrachten physikalischen Größe verschiebbar ist, die bewegliche Elektrode (11, 12) einstückig auf einer Seite des massiven Abschnittes (13) angeordnet ist, um sich von dem massiven Abschnitt (13) aus zu erstrecken, die feste Elektrode (21, 31) sich von dem Anker (15) aus erstreckt, so daß die feste Elektrode (21, 31) über den Anker (15) auf dem Substrat (2) gelagert ist, und der Sensor die physikalische Größe auf der Grundlage einer Änderung einer Kapazität, bereitgestellt durch einen Kondensator zwischen den Erkennungsoberflächen der beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31), erkennt, wobei die Änderung der Kapazität (CS1, CS2) durch eine Verschiebung der beweglichen Elektrode (11, 12) abhängig von der auf dem massiven Abschnitt (13) aufgebrachten physikalischen Größe bewirkt wird.
Sensor nach Anspruch 15, wobei wobei die bewegliche Elektrode (11, 12) eine Mehrzahl von Kammzahnelektroden beinhaltet, die feste Elektrode (21, 31) eine Mehrzahl von Kammzahnelektroden aufweist, und jede Kammzahnelektrode der beweglichen Elektrode (11, 12) der Kammzahnelektroden der festen Elektrode (21, 31) gegenüberliegt, so daß jede der Erkennungsoberflächen von beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31) geschaffen ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der dünne Abschnitt als ein Strömungspfad zur Führung eines Fluides zwischen den beweglichen und festen Abschnitten (10, 20, 30) in dem Fall dient, in dem der bewegliche Ab schnitt (10) sich in Richtung der festen Elektrode (21, 31) oder hierauf zu bewegt.
Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der bewegliche Abschnitt (10) in einer Richtung senkrecht zu den Erkennungsoberflächen von beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31) verschiebbar ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der bewegliche Abschnitt (10) eine Verschiebbarkeitsrichtung hat, in der der bewegliche Abschnitt (10) verschiebbar ist, der dünne Abschnitt eine Erstreckungsrichtung hat, in welcher sich der dünne Abschnitt in wenigstens entweder den beweglichen oder den festen Elektroden (11, 12, 21, 31) erstreckt, und die Verschiebbarkeitsrichtung parallel zur Erstreckungsrichtung ist.
Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei der bewegliche Abschnitt (10) eine Verschiebbarkeitsrichtung hat, in der der bewegliche Abschnitt (10) verschiebbar ist, der dünne Abschnitt sowohl in den beweglichen als auch den festen Elektroden (11, 12, 21, 31) angeordnet ist, und der dünne Abschnitt auf der beweglichen Elektrode (11, 12) nicht in einer Linie mit dem dünnen Abschnitt auf der festen Elektrode (21, 31) in der Verschiebbarkeitsrichtung liegt.