JP2000138401A - 圧電型検出器ならびにその製造方法 - Google Patents
圧電型検出器ならびにその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電体膜と錘部の接着工程を省略し、両者の
位置合わせ精度を向上させることにより、検出感度のバ
ラツキを押さえ、信頼性を向上を可能とする圧電型検出
器とその製造に関する技術を提供する。 【解決手段】 開孔部１０６を有する成膜基板１０１上
に下部電極膜１０２、圧電体膜１０３、上部電極膜１０
４を具備し、開孔部１０６内の下部電極膜１０２上に錘
部１０７を具備する構成とする。
位置合わせ精度を向上させることにより、検出感度のバ
ラツキを押さえ、信頼性を向上を可能とする圧電型検出
器とその製造に関する技術を提供する。 【解決手段】 開孔部１０６を有する成膜基板１０１上
に下部電極膜１０２、圧電体膜１０３、上部電極膜１０
４を具備し、開孔部１０６内の下部電極膜１０２上に錘
部１０７を具備する構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型、高性能で、
圧電体と錘部の接着工程を省略し検出器感度のバラツキ
を押さえ信頼性を向上させた圧電型検出器とその製造に
関するものである。
圧電体と錘部の接着工程を省略し検出器感度のバラツキ
を押さえ信頼性を向上させた圧電型検出器とその製造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、誘電体、特にそのなかでも強誘電
体は、焦電性を用いた焦電型赤外線検出器、圧電性を用
いた加速度センサやアクチュエータ等の圧電体素子、分
極反転を用いた不揮発性メモリ、高誘電率特性を用いた
容量性素子のキーマテリアルとして研究開発が行われて
いる。
体は、焦電性を用いた焦電型赤外線検出器、圧電性を用
いた加速度センサやアクチュエータ等の圧電体素子、分
極反転を用いた不揮発性メモリ、高誘電率特性を用いた
容量性素子のキーマテリアルとして研究開発が行われて
いる。
【０００３】圧電型検出器は、圧電体に力が加わること
により圧電体が電荷を発生する「圧電効果」を利用し
て、力学量（加速度、圧力、等）を検出するものであ
り、電圧感度がきわめて大きいといった特徴がある。
により圧電体が電荷を発生する「圧電効果」を利用し
て、力学量（加速度、圧力、等）を検出するものであ
り、電圧感度がきわめて大きいといった特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電体
に錘部を付加した一般的な構造の圧電型検出器では、錘
の接着工程が不完全であると、感度バラツキの原因とな
る課題があった。また、錘の小型化には限界があり、検
出器の小型化の点で課題があった。
に錘部を付加した一般的な構造の圧電型検出器では、錘
の接着工程が不完全であると、感度バラツキの原因とな
る課題があった。また、錘の小型化には限界があり、検
出器の小型化の点で課題があった。
【０００５】本発明の目的は、圧電型検出器ならびにそ
の製造方法、特に、小型、高性能化が可能で、感度バラ
ツキが小さい圧電型検出器とその製造に関する技術を供
給することである。
の製造方法、特に、小型、高性能化が可能で、感度バラ
ツキが小さい圧電型検出器とその製造に関する技術を供
給することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の圧電型検出器は、少なくとも１つ以上の開
孔部を有する成膜基板上に下部電極膜、圧電体膜、上部
電極膜を具備し、開孔部内の下部電極膜上に錘部を具備
している。あるいは、少なくとも１つ以上の開孔部を有
する成膜基板上に下部電極膜、圧電体膜、上部電極膜を
具備し、開孔部内の下部電極膜上に成膜基板と同一材料
からなる錘部を具備している。
めに本発明の圧電型検出器は、少なくとも１つ以上の開
孔部を有する成膜基板上に下部電極膜、圧電体膜、上部
電極膜を具備し、開孔部内の下部電極膜上に錘部を具備
している。あるいは、少なくとも１つ以上の開孔部を有
する成膜基板上に下部電極膜、圧電体膜、上部電極膜を
具備し、開孔部内の下部電極膜上に成膜基板と同一材料
からなる錘部を具備している。
【０００７】また、上記問題点を解決するために本発明
の圧電型検出器の製造方法は、成膜基板上に下部電極
膜、圧電体膜、上部電極膜をこの順に形成する工程と、
成膜基板に開孔部を形成して下部電極膜を露出する工程
と、開孔部内の下部電極膜上に錘部を形成する工程とを
有する。あるいは、成膜基板上に下部電極膜、圧電体
膜、上部電極膜をこの順に形成する工程と、成膜基板を
エッチングして開孔部と成膜基板の一部からなる錘部を
同時に形成する工程とを有する。
の圧電型検出器の製造方法は、成膜基板上に下部電極
膜、圧電体膜、上部電極膜をこの順に形成する工程と、
成膜基板に開孔部を形成して下部電極膜を露出する工程
と、開孔部内の下部電極膜上に錘部を形成する工程とを
有する。あるいは、成膜基板上に下部電極膜、圧電体
膜、上部電極膜をこの順に形成する工程と、成膜基板を
エッチングして開孔部と成膜基板の一部からなる錘部を
同時に形成する工程とを有する。
【０００８】本発明は上記構成により、圧電体膜と錘部
の接着工程が不要であり、接着不良や接着剤ムラ等に起
因する感度バラツキが低減でき、信頼性向上の点で有効
である。圧電体膜と錘部の位置精度も高く信頼性向上の
点で有効である。
の接着工程が不要であり、接着不良や接着剤ムラ等に起
因する感度バラツキが低減でき、信頼性向上の点で有効
である。圧電体膜と錘部の位置精度も高く信頼性向上の
点で有効である。
【０００９】さらに本発明は上記構成により、圧電体膜
と錘部の位置精度が確保できるために、信頼性の向上の
点で有効である。
と錘部の位置精度が確保できるために、信頼性の向上の
点で有効である。
【００１０】また本発明は、圧電体を薄膜材料とするた
め、圧電体膜の微細加工が可能であり、微小かつ多様な
形状の検出器を容易に形成できる点や、検出器全体の小
型化を図れる点、検出器の集積化が可能となる点で有効
である。複数の圧電体検出部を並列あるいは２次元に配
置した検出器を作成することも可能であり、共振周波数
の広帯域化、力学量の分布を検知できる点で有効であ
る。
め、圧電体膜の微細加工が可能であり、微小かつ多様な
形状の検出器を容易に形成できる点や、検出器全体の小
型化を図れる点、検出器の集積化が可能となる点で有効
である。複数の圧電体検出部を並列あるいは２次元に配
置した検出器を作成することも可能であり、共振周波数
の広帯域化、力学量の分布を検知できる点で有効であ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の圧電型検出器の製造
方法に関する一実施の形態について、図面を参照しなが
ら説明する。
方法に関する一実施の形態について、図面を参照しなが
ら説明する。
【００１２】（実施の形態１）図１に、本発明の一実施
の形態の圧電型検出器を、図２にその作製プロセスの断
面図を示す。
の形態の圧電型検出器を、図２にその作製プロセスの断
面図を示す。
【００１３】成膜基板１０１として（１００）Ｓｉ単結
晶基板（厚さ５００μm）を用いた。そして、成膜基板
１０１上に下部電極膜１０２、圧電体薄膜１０３および
上部電極膜１０４を作製した（図２（ａ））。
晶基板（厚さ５００μm）を用いた。そして、成膜基板
１０１上に下部電極膜１０２、圧電体薄膜１０３および
上部電極膜１０４を作製した（図２（ａ））。
【００１４】下部電極膜１０２および上部電極膜１０４
としてＰｔ薄膜を、高周波マグネトロンスパッタ法によ
り作製した。スパッタ成膜条件は、基板温度が６００
℃、スパッタガスはＡｒ（９５％）と酸素（５％）の混
合ガスで、ガス圧は０.５Ｐａ、高周波投入パワー密度
は２.５Ｗ／ｃｍ2（１３.５６ＭＨｚ）で、成膜時間は
１時間であった。膜の厚さは０.１５μｍであった。
としてＰｔ薄膜を、高周波マグネトロンスパッタ法によ
り作製した。スパッタ成膜条件は、基板温度が６００
℃、スパッタガスはＡｒ（９５％）と酸素（５％）の混
合ガスで、ガス圧は０.５Ｐａ、高周波投入パワー密度
は２.５Ｗ／ｃｍ2（１３.５６ＭＨｚ）で、成膜時間は
１時間であった。膜の厚さは０.１５μｍであった。
【００１５】圧電薄膜１０３として（表１）に示した材
料を、明示した成膜条件により高周波マグネトロンスパ
ッタ法（周波数は１３．５６ＭＨｚ）で作製した。
料を、明示した成膜条件により高周波マグネトロンスパ
ッタ法（周波数は１３．５６ＭＨｚ）で作製した。
【００１６】
【表１】
【００１７】（表１）で、ＰＬＴはＰｂ0.9Ｌａ0.1Ｔｉ
0.975Ｏ3、ＰＺＴはＰｂＺｒ0.56Ｔｉ0.44Ｏ3、ＰＬＺ
ＴはＰｂ0.9Ｌａ0.1（Ｚｒ0.1Ｔｉ0.9）0.975Ｏ3であ
る。圧電体膜１０３はすべて（１１１）面配向したペロ
ブスカイト単相膜で、結晶構造は、ＰＺＴ薄膜以外はす
べて正方晶である。（表１）に示した組成のＰＺＴは、
菱面体結晶構造を持つ。これにより、分極軸が基板面に
対して垂直方向に優先配向した（１１１）面配向ＰＺＴ
膜を（１００）Ｓｉ単結晶基板上で得た。なお、Ｓｉ単
結晶基板の結晶面方位に関わらず、（１１１）面配向Ｐ
ＺＴ薄膜を得た。
0.975Ｏ3、ＰＺＴはＰｂＺｒ0.56Ｔｉ0.44Ｏ3、ＰＬＺ
ＴはＰｂ0.9Ｌａ0.1（Ｚｒ0.1Ｔｉ0.9）0.975Ｏ3であ
る。圧電体膜１０３はすべて（１１１）面配向したペロ
ブスカイト単相膜で、結晶構造は、ＰＺＴ薄膜以外はす
べて正方晶である。（表１）に示した組成のＰＺＴは、
菱面体結晶構造を持つ。これにより、分極軸が基板面に
対して垂直方向に優先配向した（１１１）面配向ＰＺＴ
膜を（１００）Ｓｉ単結晶基板上で得た。なお、Ｓｉ単
結晶基板の結晶面方位に関わらず、（１１１）面配向Ｐ
ＺＴ薄膜を得た。
【００１８】次に、上部電極膜１０４を、スパッタエッ
チングによりパターニングした。Ｐｔ薄膜のエッチング
条件は、真空度０.０６Torr、Ａｒガス流量１０sccm、
プラズマパワー１７０Wの条件で、１５分を要した。続
いて、１０３をパターニングした。パターニングのプロ
セス条件を（表２）に示す。
チングによりパターニングした。Ｐｔ薄膜のエッチング
条件は、真空度０.０６Torr、Ａｒガス流量１０sccm、
プラズマパワー１７０Wの条件で、１５分を要した。続
いて、１０３をパターニングした。パターニングのプロ
セス条件を（表２）に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】（表２）で、ＲＩＥは反応性イオンエッチ
ング、Ｃｈｅｍｉｃａｌは化学エッチングである。
ング、Ｃｈｅｍｉｃａｌは化学エッチングである。
【００２１】次に、下部電極膜１０２を１０３と同条件
でパターニングした（図２（ｂ））後、成膜基板１０１
の裏面側にマスク材１０５を形成しパターニングを行
い、エッチングホールを形成した（図２（ｂ））。１０
５としてスパッタ法によるＣｒあるいは窒化珪素薄膜を
用いた。そして、エッチングプロセスによりエッチング
ホールを介して開孔部１０６を１０１に形成した（図２
（ｃ））。エチャントにはＫＯＨ水溶液あるいは、テト
ラメチルアンモニウムハイドライド等のアルカリ溶液を
用いて行った。（１００）Ｓｉ単結晶基板はアルカリ溶
液でエッチングすると、異方性エッチングされてエッチ
ング速度が遅い（１１１）面が現れる。その結果、１０
６は５４.７度のテーパー角を持つ。
でパターニングした（図２（ｂ））後、成膜基板１０１
の裏面側にマスク材１０５を形成しパターニングを行
い、エッチングホールを形成した（図２（ｂ））。１０
５としてスパッタ法によるＣｒあるいは窒化珪素薄膜を
用いた。そして、エッチングプロセスによりエッチング
ホールを介して開孔部１０６を１０１に形成した（図２
（ｃ））。エチャントにはＫＯＨ水溶液あるいは、テト
ラメチルアンモニウムハイドライド等のアルカリ溶液を
用いて行った。（１００）Ｓｉ単結晶基板はアルカリ溶
液でエッチングすると、異方性エッチングされてエッチ
ング速度が遅い（１１１）面が現れる。その結果、１０
６は５４.７度のテーパー角を持つ。
【００２２】最後に、錘部１０７を下部電極膜１０２上
に前記基板開孔部を通して形成した（図２（ｄ））。１
０７の形成プロセスにおいて、錘部として検出器に効果
があるのは、下部電極膜１０２基板上に形成された部分
のみであり、１０１上に形成された部分は検出器に影響
を与えない。従って、基板に開孔部が設けられた後に錘
部を形成する場合にはパターニングの必要がない。この
結果、検出器の作製プロセスが簡易化できる点で有効で
ある。１０７として、ＮｉＣｒ薄膜を、高周波マグネト
ロンスパッタ法により作製した。膜厚は圧電体膜１０３
と同じ厚みとした。成膜条件は、基板温度が２００℃、
スパッタガスはＡｒガスで、ガス圧は０.８Ｐａ、高周
波投入パワー密度は２.５Ｗ／ｃｍ2（１３.５６ＭＨ
ｚ）である。
に前記基板開孔部を通して形成した（図２（ｄ））。１
０７の形成プロセスにおいて、錘部として検出器に効果
があるのは、下部電極膜１０２基板上に形成された部分
のみであり、１０１上に形成された部分は検出器に影響
を与えない。従って、基板に開孔部が設けられた後に錘
部を形成する場合にはパターニングの必要がない。この
結果、検出器の作製プロセスが簡易化できる点で有効で
ある。１０７として、ＮｉＣｒ薄膜を、高周波マグネト
ロンスパッタ法により作製した。膜厚は圧電体膜１０３
と同じ厚みとした。成膜条件は、基板温度が２００℃、
スパッタガスはＡｒガスで、ガス圧は０.８Ｐａ、高周
波投入パワー密度は２.５Ｗ／ｃｍ2（１３.５６ＭＨ
ｚ）である。
【００２３】なお、錘部１０７は、Ｐｔ，Ｃｒ，Ａｌな
どのヤング率の高い金属材料が適しているが、ＳｉＯ2
や樹脂膜のような絶縁物でも問題はない。また、錘部と
電極膜が同じ材料でも問題はない。また、１０７を化学
的手法で作製することも可能である。
どのヤング率の高い金属材料が適しているが、ＳｉＯ2
や樹脂膜のような絶縁物でも問題はない。また、錘部と
電極膜が同じ材料でも問題はない。また、１０７を化学
的手法で作製することも可能である。
【００２４】本発明では、下部電極膜１０２上に錘部１
０７を直接成膜している。従って、圧電体膜と錘部を接
着する必要がないために、感度バラツキを低減できるた
め、信頼性向上の点で有効である。また、圧電体膜と錘
の位置精度が確保できるために、信頼性の向上の点で有
効である。
０７を直接成膜している。従って、圧電体膜と錘部を接
着する必要がないために、感度バラツキを低減できるた
め、信頼性向上の点で有効である。また、圧電体膜と錘
の位置精度が確保できるために、信頼性の向上の点で有
効である。
【００２５】さらに本発明では、圧電体として薄膜を利
用し、エッチングによりパターニングを行っている。従
って、圧電体の小型、集積化が可能である点で有効であ
る。複数の検出部を並列あるいは２次元に配置した検出
器を作成することも可能である。この結果、共振周波数
の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有効で
ある。
用し、エッチングによりパターニングを行っている。従
って、圧電体の小型、集積化が可能である点で有効であ
る。複数の検出部を並列あるいは２次元に配置した検出
器を作成することも可能である。この結果、共振周波数
の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有効で
ある。
【００２６】（実施の形態２）図３に、本発明の一実施
の形態の圧電型検出器を、図４にその作製プロセスの断
面図を示す。
の形態の圧電型検出器を、図４にその作製プロセスの断
面図を示す。
【００２７】成膜基板２０１として感光性ガラスを用
い、最初に、２０１に紫外線をマスクを介して照射し
て、基板除去予定部２００を形成する（図４（ａ））。
２００は、紫外線照射し熱処理することによりガラスの
結晶性が変化してエッチングが可能となる。続いて（実
施の形態１）と同様にして、下部電極膜２０２、圧電体
膜２０３、上部電極膜２０４を形成した（図４
（ｂ））。
い、最初に、２０１に紫外線をマスクを介して照射し
て、基板除去予定部２００を形成する（図４（ａ））。
２００は、紫外線照射し熱処理することによりガラスの
結晶性が変化してエッチングが可能となる。続いて（実
施の形態１）と同様にして、下部電極膜２０２、圧電体
膜２０３、上部電極膜２０４を形成した（図４
（ｂ））。
【００２８】次に、感光性ガラスである２０１をフッ酸
でエッチングすることにより、２００を除去して開孔部
２０５を形成した（図４（ｃ））。本実施の形態では、
圧電体膜２０３形成プロセスが感光性ガラスの熱処理を
兼ねている。従って製造プロセスの簡略化が図れる点で
有効である。感光性ガラスのエッチングは、Ｓｉの異方
性エッチングとは異なり、２０５はテーパー角を持たず
ほぼ基板面に対して垂直な開孔部を形成できる。従っ
て、開孔部の高密度化が可能であり圧電型検出器の小型
化に有効である。さらに、Ｓｉ単結晶の場合のような結
晶面による制限がなく、自由な形状の開孔部が形成でき
る点でも有効である。
でエッチングすることにより、２００を除去して開孔部
２０５を形成した（図４（ｃ））。本実施の形態では、
圧電体膜２０３形成プロセスが感光性ガラスの熱処理を
兼ねている。従って製造プロセスの簡略化が図れる点で
有効である。感光性ガラスのエッチングは、Ｓｉの異方
性エッチングとは異なり、２０５はテーパー角を持たず
ほぼ基板面に対して垂直な開孔部を形成できる。従っ
て、開孔部の高密度化が可能であり圧電型検出器の小型
化に有効である。さらに、Ｓｉ単結晶の場合のような結
晶面による制限がなく、自由な形状の開孔部が形成でき
る点でも有効である。
【００２９】続いて、（実施の形態１）と同様にして２
０２、２０３、２０４をパターニングした（図４
ｄ））。なお、２０３の材料が（表１）に示したＢａＴ
ｉＯ3以外の材料の場合には、圧電体膜薄膜のエッチャ
ントで感光性ガラスのエッチングも可能である。従っ
て、開孔部２０５の形成と２０３のパターニングが同時
に可能であり、さらに製造プロセスの簡略化が可能であ
る。
０２、２０３、２０４をパターニングした（図４
ｄ））。なお、２０３の材料が（表１）に示したＢａＴ
ｉＯ3以外の材料の場合には、圧電体膜薄膜のエッチャ
ントで感光性ガラスのエッチングも可能である。従っ
て、開孔部２０５の形成と２０３のパターニングが同時
に可能であり、さらに製造プロセスの簡略化が可能であ
る。
【００３０】最後に、鍍金法により２０５に錘部２０６
を形成した（図４（ｅ））。２０６としては、Ｃｒ、Ｎ
ｉ等を用いた。本発明の構成では、下部電極膜２０２が
露出した２０５部にしか錘部２０６は形成されない。従
って、２０６形成時にパターニングの必要がないため
に、製造プロセスの簡略化が可能である。なお、２０６
はスパッタ法や蒸着法等の物理的手法で形成することも
可能である。
を形成した（図４（ｅ））。２０６としては、Ｃｒ、Ｎ
ｉ等を用いた。本発明の構成では、下部電極膜２０２が
露出した２０５部にしか錘部２０６は形成されない。従
って、２０６形成時にパターニングの必要がないため
に、製造プロセスの簡略化が可能である。なお、２０６
はスパッタ法や蒸着法等の物理的手法で形成することも
可能である。
【００３１】本発明では、下部電極膜上に錘部を直接成
膜している。従って、圧電体膜と錘部を接着する必要が
ないため感度バラツキを低減でき、信頼性向上の点で有
効である。また、圧電体膜と錘部の位置精度が確保でき
るために、信頼性の向上の点で有効である。
膜している。従って、圧電体膜と錘部を接着する必要が
ないため感度バラツキを低減でき、信頼性向上の点で有
効である。また、圧電体膜と錘部の位置精度が確保でき
るために、信頼性の向上の点で有効である。
【００３２】さらに本発明では、圧電体として薄膜を利
用し、エッチングによりパターニングを行っている。従
って、圧電体膜の小型、集積化が可能である点で有効で
ある。複数の検出部分を並列あるいは２次元に配置した
検出器を作成することも可能である。この結果、共振周
波数の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有
効である。
用し、エッチングによりパターニングを行っている。従
って、圧電体膜の小型、集積化が可能である点で有効で
ある。複数の検出部分を並列あるいは２次元に配置した
検出器を作成することも可能である。この結果、共振周
波数の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有
効である。
【００３３】（実施の形態３）図５に、本発明の一実施
の形態の圧電型検出器を、図６にその作製プロセスの断
面図を示す。
の形態の圧電型検出器を、図６にその作製プロセスの断
面図を示す。
【００３４】成膜基板３０１として（１１０）Ｓｉ単結
晶基板（厚さ５００μm）を用い、その上に下部電極膜
３０２、圧電体膜薄膜３０３および上部電極膜３０４を
作製した（図６（ａ））。下部電極膜３０２および上部
電極膜３０４としてＰｔ薄膜を、高周波マグネトロンス
パッタ法により作製した。
晶基板（厚さ５００μm）を用い、その上に下部電極膜
３０２、圧電体膜薄膜３０３および上部電極膜３０４を
作製した（図６（ａ））。下部電極膜３０２および上部
電極膜３０４としてＰｔ薄膜を、高周波マグネトロンス
パッタ法により作製した。
【００３５】プロセス条件は、（実施の形態１）と同様
である。３０２、３０３、３０４を形成後、（実施の形
態１）と同様にしてパターニングを実施した（図６
（ｂ））。
である。３０２、３０３、３０４を形成後、（実施の形
態１）と同様にしてパターニングを実施した（図６
（ｂ））。
【００３６】続いて、成膜基板３０１の裏面側にマスク
層３０５を形成しパターニングを行い、エッチングホー
ル３０６を形成した（図６（ｃ））。マスク材は（実施
の形態１）と同様である。最後に、エッチングプロセス
により錘部３０７を成膜基板３０２から分離した（図６
（ｄ））。エッチャントは（実施の形態１）と同様であ
る。
層３０５を形成しパターニングを行い、エッチングホー
ル３０６を形成した（図６（ｃ））。マスク材は（実施
の形態１）と同様である。最後に、エッチングプロセス
により錘部３０７を成膜基板３０２から分離した（図６
（ｄ））。エッチャントは（実施の形態１）と同様であ
る。
【００３７】本実施の形態では、成膜基板３０１として
（１１０）Ｓｉ単結晶を用いた。Ｓｉ単結晶では、（１
１１）面のエッチングレートが低いことが知られてい
る。（１１０）面ウエハーにおいては、（１１１）面が
ウエハー面と直行している。従って、（１１１）面を壁
面とする加工が可能となり、基板面に対して垂直な３０
８の形成が可能となる。従って、成膜基板・錘部分離部
を最小にできるため検出器の小型化に有効である。しか
しながら、他の結晶面を持つＳｉ単結晶においても本発
明が有効であることは明らかである。
（１１０）Ｓｉ単結晶を用いた。Ｓｉ単結晶では、（１
１１）面のエッチングレートが低いことが知られてい
る。（１１０）面ウエハーにおいては、（１１１）面が
ウエハー面と直行している。従って、（１１１）面を壁
面とする加工が可能となり、基板面に対して垂直な３０
８の形成が可能となる。従って、成膜基板・錘部分離部
を最小にできるため検出器の小型化に有効である。しか
しながら、他の結晶面を持つＳｉ単結晶においても本発
明が有効であることは明らかである。
【００３８】本発明では、成膜基板の一部分が錘部とし
て機能している。従って、圧電体膜と錘部を接着する必
要がないため感度バラツキを低減でき、信頼性向上の点
で有効である。さらに、部品点数の削減が可能であり、
低コスト化の点で有効である。また、圧電体膜と錘部の
位置精度が確保できるために、信頼性の向上の点で有効
である。
て機能している。従って、圧電体膜と錘部を接着する必
要がないため感度バラツキを低減でき、信頼性向上の点
で有効である。さらに、部品点数の削減が可能であり、
低コスト化の点で有効である。また、圧電体膜と錘部の
位置精度が確保できるために、信頼性の向上の点で有効
である。
【００３９】さらに本発明では、圧電体として薄膜を利
用し、エッチングによりパターニングを行っている。従
って、圧電体膜の小型、集積化が可能である点で有効で
ある。複数の検出部を並列あるいは２次元に配置した検
出器を作成することも可能である。この結果、共振周波
数の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有効
である。
用し、エッチングによりパターニングを行っている。従
って、圧電体膜の小型、集積化が可能である点で有効で
ある。複数の検出部を並列あるいは２次元に配置した検
出器を作成することも可能である。この結果、共振周波
数の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有効
である。
【００４０】（実施の形態４）図７に本発明の一実施の
形態の圧電型検出器を、図８にその作製プロセスの断面
図を示す。
形態の圧電型検出器を、図８にその作製プロセスの断面
図を示す。
【００４１】成膜基板４０１として感光性ガラスを用
い、最初に、４０１に紫外線をマスクを介して照射し
て、基板除去予定部４００を形成する（図８（ａ））。
い、最初に、４０１に紫外線をマスクを介して照射し
て、基板除去予定部４００を形成する（図８（ａ））。
【００４２】２００は、紫外線照射し熱処理することに
よりガラスの結晶性が変化してエッチングが可能とな
る。続いて実施の形態１と同様にして、下部電極膜４０
２、圧電体膜４０３、上部電極膜４０４を形成した（図
８（ｂ））。
よりガラスの結晶性が変化してエッチングが可能とな
る。続いて実施の形態１と同様にして、下部電極膜４０
２、圧電体膜４０３、上部電極膜４０４を形成した（図
８（ｂ））。
【００４３】次に、感光性ガラスである４０１をフッ酸
でエッチングすることにより、４００を除去して錘部４
０６を形成した（図８（ｃ））。本実施の形態では、圧
電体膜４０３形成プロセスが感光性ガラスの熱処理を兼
ねている。従って製造プロセスの簡略化が図れる点で有
効である。感光性ガラスのエッチングは、Ｓｉの異方性
エッチングとは異なり、４０６はテーパー角を持たずほ
ぼ基板面に対して垂直な開孔部を形成できる。従って、
開孔部の高密度化が可能であり圧電型検出器の小型化に
有効である。さらに、Ｓｉ単結晶の場合のような結晶面
による制限がなく、自由な形状の開孔部が形成できる点
でも有効である。
でエッチングすることにより、４００を除去して錘部４
０６を形成した（図８（ｃ））。本実施の形態では、圧
電体膜４０３形成プロセスが感光性ガラスの熱処理を兼
ねている。従って製造プロセスの簡略化が図れる点で有
効である。感光性ガラスのエッチングは、Ｓｉの異方性
エッチングとは異なり、４０６はテーパー角を持たずほ
ぼ基板面に対して垂直な開孔部を形成できる。従って、
開孔部の高密度化が可能であり圧電型検出器の小型化に
有効である。さらに、Ｓｉ単結晶の場合のような結晶面
による制限がなく、自由な形状の開孔部が形成できる点
でも有効である。
【００４４】続いて、実施の形態１と同様にして４０
２、４０３、４０４をパターニングした（図８
（ｄ））。なお、４０３の材料が（表１）に示したＢａ
ＴｉＯ3以外の材料の場合には、圧電体膜薄膜のエッチ
ャントで感光性ガラスのエッチングも可能である。従っ
て、４０６の形成と４０３のパターニングが同時に可能
であり、さらに製造プロセスの簡略化が可能である。
２、４０３、４０４をパターニングした（図８
（ｄ））。なお、４０３の材料が（表１）に示したＢａ
ＴｉＯ3以外の材料の場合には、圧電体膜薄膜のエッチ
ャントで感光性ガラスのエッチングも可能である。従っ
て、４０６の形成と４０３のパターニングが同時に可能
であり、さらに製造プロセスの簡略化が可能である。
【００４５】本発明では、成膜基板の一部分が錘部とし
て機能している。従って、圧電体膜と錘部を接着する必
要がないために感度バラツキを低減でき、信頼性向上の
点で有効である。さらに、部品点数の削減が可能であ
り、低コスト化の点で有効である。また、圧電体膜と錘
部の位置精度が確保できるために、信頼性の向上の点で
有効である。
て機能している。従って、圧電体膜と錘部を接着する必
要がないために感度バラツキを低減でき、信頼性向上の
点で有効である。さらに、部品点数の削減が可能であ
り、低コスト化の点で有効である。また、圧電体膜と錘
部の位置精度が確保できるために、信頼性の向上の点で
有効である。
【００４６】さらに本発明では、圧電体として薄膜を利
用し、エッチングによりパターニングを行っている。従
って、圧電体膜の小型、集積化が可能である点で有効で
ある。複数の検出部分を並列あるいは２次元に配置した
検出器を作成することも可能である。この結果、共振周
波数の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有
効である。
用し、エッチングによりパターニングを行っている。従
って、圧電体膜の小型、集積化が可能である点で有効で
ある。複数の検出部分を並列あるいは２次元に配置した
検出器を作成することも可能である。この結果、共振周
波数の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有
効である。
【００４７】
【発明の効果】以上のように本発明は、下部電極膜上に
錘部を直接成膜している。従って、圧電体膜と錘部を接
着する必要がないために、感度バラツキを低減でき信頼
性向上の点で有効である。また、圧電体膜と錘部の位置
精度が確保できるために、信頼性の向上の点で有効であ
る。
錘部を直接成膜している。従って、圧電体膜と錘部を接
着する必要がないために、感度バラツキを低減でき信頼
性向上の点で有効である。また、圧電体膜と錘部の位置
精度が確保できるために、信頼性の向上の点で有効であ
る。
【００４８】さらに本発明では、成膜基板の一部分が錘
部として機能している。従って、圧電体膜と錘部を接着
する必要がないために、感度バラツキを低減でき信頼性
向上の点で有効である。さらに、部品点数の削減が可能
であり、低コスト化の点で有効である。また、圧電体膜
と錘部の位置精度が確保できるために、信頼性の向上の
点で有効である。
部として機能している。従って、圧電体膜と錘部を接着
する必要がないために、感度バラツキを低減でき信頼性
向上の点で有効である。さらに、部品点数の削減が可能
であり、低コスト化の点で有効である。また、圧電体膜
と錘部の位置精度が確保できるために、信頼性の向上の
点で有効である。
【００４９】また本発明では、圧電体として薄膜を利用
し、エッチングによりパターニングを行っている。従っ
て、圧電体膜の小型、集積化が可能である点で有効であ
る。複数の検出部を並列あるいは２次元に配置した検出
器を作成することも可能である。この結果、共振周波数
の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有効で
ある。
し、エッチングによりパターニングを行っている。従っ
て、圧電体膜の小型、集積化が可能である点で有効であ
る。複数の検出部を並列あるいは２次元に配置した検出
器を作成することも可能である。この結果、共振周波数
の広帯域化や力学量分布の検出が可能となる点で有効で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の圧電型検出器の断面図
【図２】（ａ）〜（ｄ）は実施の形態１の圧電型検出器
の作製プロセスの断面図
の作製プロセスの断面図
【図３】実施の形態２の圧電型検出器の断面図
【図４】（ａ）〜（ｅ）は実施の形態２の圧電型検出器
の作製プロセスの断面図
の作製プロセスの断面図
【図５】実施の形態３の圧電型検出器の断面図
【図６】（ａ）〜（ｄ）は実施の形態３の圧電型検出器
の作製プロセスの断面図
の作製プロセスの断面図
【図７】実施の形態４の圧電型検出器の断面図
【図８】（ａ）〜（ｄ）は実施の形態４の圧電型検出器
の作製プロセスの断面図
の作製プロセスの断面図
１０１ 成膜基板 １０２ 下部電極膜 １０３ 圧電体膜 １０４ 上部電極膜 １０５ マスク材 １０６ 開孔部 １０７ 錘部 ２００ 基板除去予定部 ２０１ 成膜基板 ２０２ 下部電極膜 ２０３ 圧電体膜 ２０４ 上部電極膜 ２０５ 開孔部 ２０６ 錘部 ３０１ 成膜基板 ３０２ 下部電極膜 ３０３ 圧電体膜 ３０４ 上部電極膜 ３０５ マスク材 ３０６ エッチングホール ３０７ 錘部 ３０８ 基板・錘部分離溝 ４００ 基板除去予定部 ４０１ 成膜基板 ４０２ 下部電極膜 ４０３ 圧電体膜 ４０４ 上部電極膜 ４０５ 基板・錘部分離溝 ４０６ 錘部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 健 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 高山 良一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも１つ以上の開孔部を有する成
膜基板上に下部電極膜、圧電体膜、上部電極膜を具備
し、前記開孔部内の前記下部電極膜上に錘部を具備する
圧電型検出器。 - 【請求項２】 少なくとも１つ以上の開孔部を有する成
膜基板上に下部電極膜、圧電体膜、上部電極膜を具備
し、前記開孔部内の前記下部電極膜上に前記成膜基板と
同一材料からなる錘部を具備する圧電型検出器。 - 【請求項３】 成膜基板が感光性ガラスである請求項１
または２に記載の圧電型検出器。 - 【請求項４】 成膜基板がＳｉ単結晶基板である請求項
１または２に記載の圧電型検出器。 - 【請求項５】 成膜基板上に下部電極膜、圧電体膜、上
部電極膜をこの順に形成する工程と、前記成膜基板に開
孔部を形成して前記下部電極膜を露出する工程と、前記
開孔部内の前記下部電極膜上に錘部を形成する工程とを
有する圧電型検出器の製造方法。 - 【請求項６】 成膜基板上に下部電極膜、圧電体膜、上
部電極膜をこの順に形成する工程と、前記成膜基板をエ
ッチングして開孔部と前記成膜基板の一部からなる錘部
を同時に形成する工程とを有する圧電型検出器の製造方
法。 - 【請求項７】 錘部を鍍金法により形成する請求項５に
記載の圧電型検出器の製造方法。 - 【請求項８】 錘部をスパッタ法または蒸着法により形
成する請求項５に記載の圧電型検出器の製造方法。 - 【請求項９】 成膜基板として感光性ガラスを用い、前
記感光性ガラスからなる成膜基板の熱処理を圧電体膜形
成工程と兼用する請求項５または６に記載の圧電型検出
器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30818198A JP2000138401A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 圧電型検出器ならびにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30818198A JP2000138401A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 圧電型検出器ならびにその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000138401A true JP2000138401A (ja) | 2000-05-16 |
Family
ID=17977894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30818198A Pending JP2000138401A (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 圧電型検出器ならびにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000138401A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002043641A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-02-08 | Seiko Epson Corp | 圧電体素子及びこれを用いたインクジェット式記録ヘッド |
| JP2007333504A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Denso Corp | 圧電型メンブレンセンサ |
| CN113790833A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-14 | 武汉敏声新技术有限公司 | 一种压力传感器 |
-
1998
- 1998-10-29 JP JP30818198A patent/JP2000138401A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002043641A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-02-08 | Seiko Epson Corp | 圧電体素子及びこれを用いたインクジェット式記録ヘッド |
| JP2007333504A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Denso Corp | 圧電型メンブレンセンサ |
| CN113790833A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-14 | 武汉敏声新技术有限公司 | 一种压力传感器 |
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