JP2004283676A - Oscillator - Google Patents

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JP2004283676A
JP2004283676A JP2003076792A JP2003076792A JP2004283676A JP 2004283676 A JP2004283676 A JP 2004283676A JP 2003076792 A JP2003076792 A JP 2003076792A JP 2003076792 A JP2003076792 A JP 2003076792A JP 2004283676 A JP2004283676 A JP 2004283676A
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JP
Japan
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vibrator
resistor
insulating film
oscillator
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003076792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Watanabe
哲也 渡辺
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive oscillator which is used widely for a strain sensor, a vacuum sensor, a vibration sensor, a mechanical filter, an ultrasonic transducer, or the like, and can be miniaturized. <P>SOLUTION: This oscillator is provided with: a resistor arranged on the surface of this oscillator; an exciting means for exciting this oscillator by applying an electric current to the resistor; and a detecting means for detecting the vibration of this oscillator on the basis of the variation of the resistance value of the resistor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型化出来、安価な振動子に関するものである。
振動子には歪センサ、真空センサ、振動センサ、メカニカルフィルタ、超音波トランスデューサなどの幅広いアプリケーションがある。
【0002】
【従来の技術】
図6は、従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図で、例えぱ実開平4−116748号、考案の名称「振動形圧カ測定装置」に示されている(例えば、特許文献1参照。)。
図7は図6の要部拡大説明図詳細図、図8は図7の要部拡大説明図、図9は図6の動作説明図、図10は図6の動作説明図である。
振動形センサを圧カ測定装置に使用した例である。
【0003】
図において、1は半導体単結晶からなるセンサチツプである。
2は、センサチップ1に設けられた凹部3により形成され測定圧Pmを受圧する測定ダイアフラムである。
【0004】
4は測定ダイアフラム2に埋込み設けられた歪み検出センサで、振動子が使用されている。
5は封止用の半導体エピタキシャル成長層からなるシェルで、振動子4を測定ダイアフラム2に封止する。
【0005】
6は、振動子4の周囲の、振動子4と、測定ダイアフラム2およびシェル5との間に設けられた真空室である。
【0006】
振動子4は、図9、図10に示す如く、永久磁石7による磁場と、振動子4に接続された閉ループ自励発振回路とにより、振動子4の固有振動で発振するように構成されている。
永久磁石7は、ヨーク8,ヨークホルダ9,スペーサ11を介して、振動子4に対向して配置されている。
なお、図10においては、振動子4はH形状が採用されている。
【0007】
21は、底部22側にヨークホルダ9がすきま嵌めされ、振動子4の方向に底部22が、ヨークホルダ9をスペーサ11に押圧し、開口部23側に支持体12がすきま嵌めされ、開口縁部24において支持体12に溶接25固定される弾性を有する断面U字形状のキャツプ体である。
【0008】
キャップ体21は、ヨークホルダ9と支持体12に対して熱膨脹係数が近い材料からなり、振動子4と磁石7との相対位置を精度よく設定する。
26は底部22の中央部に設けられた孔である。
【0009】
以上の構成において、測定ダイアフラム2に測定圧力Pmが加わると、振動子4の軸カが変化し、固有振動数が変化するため、発振周波数の変化により測定圧カPmの測定が出来る。
【0010】
【特許文献1】
特開平4−116748号(第4−5頁、図4、図6、図7)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な装置においては、振動子4の自励振のために振動子4に磁場を印加している。
振動子4の自励振のために磁石7が必要であり、コスト高の要因の一つとなっている。
また、磁石7が必要であるので、小型化が困難となる。
【0012】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、小型化出来、安価な振動子を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項1記載の振動子においては、
振動子の表面に設けられた抵抗体と、この抵抗体に電流を印加し前記振動子を励振させる励振手段と、前記抵抗体の抵抗値の変化から前記振動子の振動を検出する検出手段とを具備したことを特徴とする。
【0014】
本発明の請求項2においては、請求項1記載の振動子において、
前記振動子はマイクロ加工技術により作製されたことを特徴とする。
【0015】
本発明の請求項3においては、請求項1又は請求項2記載の振動子において、
前記抵抗体は励振用抵抗体と検出用抵抗体とで構成されたことを特徴とする。
【0016】
本発明の請求項4においては、請求項1乃至請求項3の何れかに記載記載の振動子において、
前記振動子と前記抵抗体との間に設けられ前記振動子と前記抵抗体とを絶縁する第1の絶縁膜を具備したことを特徴とする。
【0017】
本発明の請求項5においては、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の振動子において、
前記抵抗体の表面を覆って設けられ前記抵抗体の表面を絶縁する第2の絶縁膜を具備したことを特徴とする。
【0018】
本発明の請求項6においては、請求項1乃至請求項5の何れかに記載の振動子において、
前記第2の絶縁膜の表面を覆って設けられ前記第2の絶縁膜を保護する保護膜を具備したことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図1は本発明の一実施例の要部構成説明図、図2は図1のb−b断面図、図3は図1のa−a断面図、図4は図1の要部拡大説明図、図5は図1の動作説明図である。
図において、図6と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図6と相違部分のみ説明する。
【0020】
抵抗体31は、振動子4の表面に設けられてる。
この場合は、振動子4はマイクロ加工技術により作製され、ポリシリコンよりなり、両端固定梁が採用されている。
【0021】
また、この場合は、抵抗体31は、ポリシリコンよりなり、励振用抵抗体311と検出用抵抗体312とで構成されている。
抵抗体311,312は、両端固定梁振動子4の付け根部分の表面に、ポリシリコンの折り返し形状の抵抗体が形成されている。
【0022】
図4に示す如く、第1の絶縁膜32は、振動子4と抵抗体31との間に設けられ、振動子4と抵抗体31とを絶縁する。
この場合は、シリコン酸化膜よりなる。
【0023】
第2の絶縁膜33は、抵抗体31の表面を覆って設けられ、抵抗体31の表面を絶縁する。
この場合は、シリコン酸化膜よりなる。
第2の絶縁膜33と第1の絶縁膜32とは、この場合は、一体的に構成されている。
【0024】
保護膜34は、第2の絶縁膜33の表面を覆って設けられ、第2の絶縁膜33を保護する。
この場合は、ポリシリコンよりなる。
【0025】
図5に示す如く、励振手段41は、抵抗体311に電流を印加し、振動子4を励振させる。
検出手段42は、抵抗体312の抵抗値の変化から、振動子4の振動を検出する。
【0026】
以上の構成において、上記折り返し抵抗体311に電流を流すとジュール熱が発生する。
温度の上昇により、絶縁膜32と振動子4の熱膨張係数差、またはポリシリコン抵抗体311と振動子4の温度差により歪が発生する。
【0027】
バイアスを加えた交流電流をポリシリコン抵抗体311に流すと、電流の周波数と振動子4の共振周波数が一致したときに振幅が大きくなり励振できる。
一方、折り返し抵抗体312には直流電流を流しておく。
振動子4が共振して振幅が大きくなるとピエゾ抵抗効果により振動が検出できる。
【0028】
この結果、
(1)磁石が不要となり、安価な振動子が得られる。
(2)磁石が存在しないので、小型化が容易な振動子が得られる。
【0029】
(3)振動子4がマイクロ加工技術により作製されたので、極めて微細な振動子が容易に得られる。
【0030】
(4)抵抗体31は励振用抵抗体311と検出用抵抗体312とで構成されたので、一個の抵抗体で励振と振動検出を行うと、検出電圧の方が励振電圧よりも充分大きくないと振動の検出ができない。
【0031】
励振用抵抗体311と検出用抵抗体312とを独立して形成することにより、励振電圧の検出回路への入力を防止することができ、振動子4の共振による信号のみを検出することが可能になる。
従って、より微弱な振動の検出が可能となる振動子が得られる。
【0032】
(5)振動子4と抵抗体31との間に設けられ、振動子4と抵抗体31とを絶縁する第1の絶縁膜32が設けられたので、振動子4がシリコンやポリシリコンなどのように導電性がある場合に、抵抗体31に流れる電流が振動子4に漏れることを防止することができる振動子が得られる。
但し、振動子4が、例えば、ガラスやサファイアなどの絶縁体で出来ている場合は不要である。
【0033】
(6)抵抗体31の表面を覆って設けられ、抵抗体31の表面を絶縁する第2の絶縁膜33が設けられたので、振動子4を作製するプロセスにおいて、一般に、抵抗体31を振動子4となる部分の表面に形成した後に、エッチングで振動子4を作製する場合が多い。
【0034】
使用するエッチング手段と抵抗体31、あるいは絶縁膜の材質によっては抵抗体31が、振動子4のエッチング工程にて、ダメージを受ける場合がある。
その場合、抵抗体31あるいは絶縁膜を、エッチング手段で保護膜34で保護する必要があるが、保護膜34が導電性を持つ場合には抵抗体31に流れる電流が保護膜34に漏れることを防止するために、抵抗体31と保護膜34の間に絶縁膜33が必要になるからである。
即ち、製作上の信頼性を確保できる振動子が得られる。
【0035】
(7)第2の絶縁膜33の表面を覆って設けられ、第2の絶縁膜33を保護する保護膜34が設けられた。
振動子4を作製するプロセスにおいて、一般に抵抗体31を振動子4となる部分の表面に形成した後に、エッチングで振動子4を作製する場合が多い。
【0036】
使用するエッチング手段と抵抗体31、あるいは絶縁膜の材質によっては抵抗体31が振動子4のエッチング工程にダメージを受ける場合がある。
その場合、抵抗体31あるいは絶縁膜を、エッチング手段で侵されない保護膜34で保護する必要があるからである。
即ち、製作上の信頼性を確保できる振動子が得られる。
【0037】
なお、前述の実施例においては、振動子4に付いて、ポリシリコンよりなると説明したが、これに限ることはなく、たとえば、単結晶シリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などなんであっても良く、要するに、励振されて振動するものであれば良い。
【0038】
また、振動子4は、かならずしも両端固定梁だけでなく、ダイアフラムや片持ち梁構造でも良い。
【0039】
なお、前述の実施例においては、第1の絶縁膜32に付いて、シリコン酸化膜と説明したが、これに限ることはなく、たとえば、シリコン窒化膜、ノンドープポリシリコンなどであっても良く、要するに、抵抗が高い膜ならなんでもよいが、振動子4がシリコン酸化膜、シリコン窒化膜などの絶縁膜の場合は不要であることは勿論である。
【0040】
第2の絶縁膜33は、ポリシリコン抵抗体を絶縁するためのもので、たとえば、シリコン酸化膜が使用されている。
但し、振動子4の構成や使用される状況、例えば、使用されるプロセスによっては不要である。
【0041】
保護膜34は、たとえばフッ酸による犠牲層酸化膜エッチングで振動子4を作製する場合には、ポリシリコン抵抗体21と振動子4の間の絶縁膜32を保護するためのものである、たとえば、ポリシリコンが使用されている。
但し、振動子4の構成や使用される状況、例えば、使用されるプロセスによっては不要である。
【0042】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1によれば、次のような効果がある。
(1)磁石が不要となり、安価な振動子が得られる。
(2)磁石が存在しないので、小型化が容易な振動子が得られる。
【0044】
本発明の請求項2によれば、次のような効果がある。
振動子はマイクロ加工技術により作製されたので、極めて微細な振動子が容易に得られる。
【0045】
本発明の請求項3によれば、次のような効果がある。
抵抗体は励振用抵抗体と検出用抵抗体とで構成されたので、一個の抵抗体で励振と振動検出を行うと、検出電圧の方が励振電圧よりも充分大きくないと振動の検出ができない。
励振用抵抗体と検出用抵抗体とを独立して形成することにより、励振電圧の検出回路への入力を防止することができ、振動子の共振による信号のみを検出することが可能になる。
従って、より微弱な振動の検出が可能となる振動子が得られる。
【0046】
本発明の請求項4によれば、次のような効果がある。
振動子と抵抗体との間に設けられ、振動子と抵抗体とを絶縁する第1の絶縁膜が設けられたので、振動子がシリコンやポリシリコンなどのように導電性がある場合に、抵抗体に流れる電流が振動子に漏れることを防止することができる振動子が得られる。
但し、振動子が、例えば、ガラスやサファイアなどの絶縁体で出来ている場合は不要である。
【0047】
本発明の請求項5によれば、次のような効果がある。
抵抗体の表面を覆って設けられ、抵抗体の表面を絶縁する第2の絶縁膜が設けられたので、振動子を作製するプロセスにおいて、一般に、抵抗体を振動子となる部分の表面に形成した後に、エッチングで振動子を作製する場合が多い。
【0048】
使用するエッチング手段と抵抗体、あるいは絶縁膜の材質によっては抵抗体が、振動子のエッチング工程にて、ダメージを受ける場合がある。
その場合、抵抗体あるいは絶縁膜を、エッチング手段で保護膜で保護する必要があるが、保護膜が導電性を持つ場合には抵抗体に流れる電流が保護膜に漏れることを防止するために、抵抗体と保護膜の間に絶縁膜が必要になるからである。
即ち、製作上の信頼性を確保できる振動子が得られる。
【0049】
本発明の請求項6によれば、次のような効果がある。
第2の絶縁膜の表面を覆って設けられ、第2の絶縁膜を保護する保護膜が設けられた。
振動子を作製するプロセスにおいて、一般に抵抗体を振動子となる部分の表面に形成した後に、エッチングで振動子を作製する場合が多い。
【0050】
使用するエッチング手段と抵抗体、あるいは絶縁膜の材質によっては抵抗体が振動子のエッチング工程にダメージを受ける場合がある。
その場合、抵抗体あるいは絶縁膜を、エッチング手段で侵されない保護膜で保護する必要があるからである。
即ち、製作上の信頼性を確保できる振動子が得られる。
【0051】
従って、本発明によれば、小型化出来、安価な振動子を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】図1のb−b断面図である。
【図3】図1のa−a断面図である。
【図4】図1の要部拡大説明図である。
【図5】図1の動作説明図である。
【図6】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【図7】図6の要部拡大説明図である。
【図8】図7の要部拡大説明図である。
【図9】図6の動作説明図である。
【図10】図6の動作説明図である。
【符号の説明】
1 センサチップ
2 測定ダイアフラム
3 凹部
4 振動子
5 シェル
6 真空室
7 永久磁石
8 ヨーク
9 ヨークホルダ
11 スペーサ
12 支持体
21 キャツプ体
22 底部
23 開口部
24 開口縁部
25 溶接
26 孔
31 抵抗体
311 抵抗体
312 抵抗体
32 第1の絶縁膜
33 第2の絶縁膜
34 保護膜
41 励振手段
42 検出手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inexpensive vibrator that can be reduced in size.
Transducers have a wide range of applications such as strain sensors, vacuum sensors, vibration sensors, mechanical filters, and ultrasonic transducers.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is an explanatory view of the configuration of a main part of a conventional example generally used in the related art. For example, it is shown in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 4-116748, entitled "Vibration type pressure measuring device" (for example, see Patent Reference 1).
7 is an enlarged explanatory view of a main part of FIG. 6, FIG. 8 is an enlarged explanatory view of a main part of FIG. 7, FIG. 9 is an explanatory view of the operation of FIG. 6, and FIG.
This is an example in which a vibration sensor is used in a pressure measuring device.
[0003]
In the figure, reference numeral 1 denotes a sensor chip made of a semiconductor single crystal.
Reference numeral 2 denotes a measurement diaphragm formed by the concave portion 3 provided in the sensor chip 1 and receiving the measurement pressure Pm.
[0004]
Reference numeral 4 denotes a strain detection sensor embedded in the measurement diaphragm 2 and uses a vibrator.
Reference numeral 5 denotes a shell made of a semiconductor epitaxial growth layer for sealing, and seals the vibrator 4 to the measurement diaphragm 2.
[0005]
Reference numeral 6 denotes a vacuum chamber provided around the vibrator 4, between the vibrator 4, the measurement diaphragm 2 and the shell 5.
[0006]
As shown in FIGS. 9 and 10, the vibrator 4 is configured to oscillate with the natural vibration of the vibrator 4 by the magnetic field of the permanent magnet 7 and the closed-loop self-excited oscillation circuit connected to the vibrator 4. I have.
The permanent magnet 7 is arranged to face the vibrator 4 via the yoke 8, the yoke holder 9, and the spacer 11.
In FIG. 10, the vibrator 4 has an H shape.
[0007]
The yoke holder 9 is loosely fitted on the bottom 22 side, the bottom 22 presses the yoke holder 9 against the spacer 11 in the direction of the vibrator 4, the support 12 is loosely fitted on the opening 23 side, and the opening edge 24 Is a cap body having a U-shaped cross section and having elasticity, which is fixed to the support 12 by welding 25.
[0008]
The cap body 21 is made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the yoke holder 9 and the support body 12, and sets the relative position between the vibrator 4 and the magnet 7 with high accuracy.
Reference numeral 26 denotes a hole provided at the center of the bottom 22.
[0009]
In the above configuration, when the measurement pressure Pm is applied to the measurement diaphragm 2, the axial force of the vibrator 4 changes and the natural frequency changes, so that the measurement pressure Pm can be measured by the change in the oscillation frequency.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-4-116748 (pages 4-5, FIGS. 4, 6 and 7)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an apparatus, a magnetic field is applied to the vibrator 4 for self-excited vibration of the vibrator 4.
The magnet 7 is required for the self-excited oscillation of the vibrator 4, which is one of the factors of high cost.
Further, since the magnet 7 is required, miniaturization becomes difficult.
[0012]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a vibrator which can be reduced in size and inexpensive.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the present invention, in the vibrator according to claim 1,
A resistor provided on the surface of the vibrator, excitation means for applying a current to the resistor to excite the vibrator, and detecting means for detecting vibration of the vibrator from a change in the resistance value of the resistor It is characterized by having.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the vibrator according to the first aspect,
The oscillator is manufactured by a micro-machining technique.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the vibrator according to the first or second aspect,
The resistor is composed of an excitation resistor and a detection resistor.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the vibrator according to any one of the first to third aspects,
A first insulating film provided between the vibrator and the resistor to insulate the vibrator and the resistor from each other.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, in the vibrator according to any one of the first to fourth aspects,
A second insulating film is provided to cover the surface of the resistor and insulate the surface of the resistor.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, in the vibrator according to any one of the first to fifth aspects,
A protection film provided over the surface of the second insulating film to protect the second insulating film;
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is an explanatory view of a main part configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line bb of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line aa of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 and FIG. 5 are explanatory diagrams of the operation of FIG.
In the figure, the configuration of the same symbol as in FIG. 6 represents the same function.
Hereinafter, only differences from FIG. 6 will be described.
[0020]
The resistor 31 is provided on the surface of the vibrator 4.
In this case, the vibrator 4 is manufactured by a micromachining technique, is made of polysilicon, and employs fixed beams at both ends.
[0021]
In this case, the resistor 31 is made of polysilicon, and includes an excitation resistor 311 and a detection resistor 312.
Each of the resistors 311 and 312 has a folded-back resistor made of polysilicon on the surface of the root of the fixed-end vibrator 4.
[0022]
As shown in FIG. 4, the first insulating film 32 is provided between the vibrator 4 and the resistor 31, and insulates the vibrator 4 from the resistor 31.
In this case, it is made of a silicon oxide film.
[0023]
The second insulating film 33 is provided to cover the surface of the resistor 31 and insulates the surface of the resistor 31.
In this case, it is made of a silicon oxide film.
In this case, the second insulating film 33 and the first insulating film 32 are integrally formed.
[0024]
The protective film 34 is provided to cover the surface of the second insulating film 33 and protects the second insulating film 33.
In this case, it is made of polysilicon.
[0025]
As shown in FIG. 5, the excitation unit 41 applies a current to the resistor 311 to excite the vibrator 4.
The detecting means 42 detects the vibration of the vibrator 4 from the change in the resistance value of the resistor 312.
[0026]
In the above configuration, Joule heat is generated when a current flows through the folded resistor 311.
As the temperature rises, distortion occurs due to a difference in thermal expansion coefficient between the insulating film 32 and the vibrator 4 or a difference in temperature between the polysilicon resistor 311 and the vibrator 4.
[0027]
When a biased AC current flows through the polysilicon resistor 311, the amplitude increases when the current frequency matches the resonance frequency of the vibrator 4, so that excitation can be performed.
On the other hand, a direct current is passed through the folded resistor 312.
When the vibrator 4 resonates and the amplitude increases, the vibration can be detected by the piezoresistance effect.
[0028]
As a result,
(1) A magnet is not required, and an inexpensive vibrator can be obtained.
(2) Since there is no magnet, a vibrator that can be easily reduced in size can be obtained.
[0029]
(3) Since the vibrator 4 is manufactured by a micromachining technique, an extremely fine vibrator can be easily obtained.
[0030]
(4) Since the resistor 31 is composed of the excitation resistor 311 and the detection resistor 312, when excitation and vibration detection are performed by one resistor, the detected voltage is not sufficiently higher than the excitation voltage. And vibration cannot be detected.
[0031]
By independently forming the excitation resistor 311 and the detection resistor 312, it is possible to prevent the excitation voltage from being input to the detection circuit, and it is possible to detect only a signal due to resonance of the vibrator 4. become.
Therefore, a vibrator capable of detecting weaker vibration can be obtained.
[0032]
(5) Since the first insulating film 32 that is provided between the vibrator 4 and the resistor 31 and insulates the vibrator 4 from the resistor 31 is provided, the vibrator 4 is made of silicon or polysilicon. As described above, a vibrator capable of preventing a current flowing through the resistor 31 from leaking to the vibrator 4 when the vibrator has conductivity is obtained.
However, it is unnecessary when the vibrator 4 is made of an insulator such as glass or sapphire.
[0033]
(6) Since the second insulating film 33 provided to cover the surface of the resistor 31 and insulate the surface of the resistor 31 is provided, the resistor 31 is generally vibrated in the process of manufacturing the vibrator 4. In many cases, the vibrator 4 is formed by etching after being formed on the surface of the portion to be the vibrator 4.
[0034]
Depending on the etching means used and the resistor 31 or the material of the insulating film, the resistor 31 may be damaged in the step of etching the vibrator 4.
In this case, it is necessary to protect the resistor 31 or the insulating film with a protective film 34 by etching means. If the protective film 34 has conductivity, it is necessary to prevent a current flowing through the resistor 31 from leaking to the protective film 34. This is because an insulating film 33 is required between the resistor 31 and the protective film 34 in order to prevent this.
That is, a vibrator that can ensure the reliability in manufacturing can be obtained.
[0035]
(7) A protective film 34 is provided to cover the surface of the second insulating film 33 and protect the second insulating film 33.
In the process of manufacturing the vibrator 4, in many cases, the vibrator 4 is generally manufactured by etching after forming the resistor 31 on the surface of the portion to be the vibrator 4.
[0036]
Depending on the etching means used and the material of the resistor 31 or the insulating film, the resistor 31 may be damaged in the etching process of the vibrator 4.
In that case, it is necessary to protect the resistor 31 or the insulating film with a protective film 34 which is not attacked by the etching means.
That is, a vibrator that can ensure the reliability in manufacturing can be obtained.
[0037]
In the above-described embodiment, the vibrator 4 is described as being made of polysilicon. However, the present invention is not limited to this. For example, single crystal silicon, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like may be used. In short, what is necessary is just to be excited and vibrate.
[0038]
Further, the vibrator 4 may be not only a beam fixed at both ends but also a diaphragm or a cantilever structure.
[0039]
In the above-described embodiment, the first insulating film 32 is described as a silicon oxide film. However, the present invention is not limited to this. For example, a silicon nitride film or non-doped polysilicon may be used. In short, any film having a high resistance may be used. However, when the vibrator 4 is an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film, it is of course unnecessary.
[0040]
The second insulating film 33 is for insulating the polysilicon resistor, and uses, for example, a silicon oxide film.
However, it is not necessary depending on the configuration of the vibrator 4 and the situation in which it is used, for example, depending on the process used.
[0041]
The protection film 34 is for protecting the insulating film 32 between the polysilicon resistor 21 and the vibrator 4 when the vibrator 4 is manufactured by, for example, etching a sacrificial layer oxide film using hydrofluoric acid. , Polysilicon is used.
However, it is not necessary depending on the configuration of the vibrator 4 and the situation in which it is used, for example, depending on the process used.
[0042]
It should be noted that the foregoing description has been directed to specific preferred embodiments for the purpose of explanation and illustration of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes many more changes and modifications without departing from the spirit thereof.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the following effects can be obtained.
(1) A magnet is not required, and an inexpensive vibrator can be obtained.
(2) Since there is no magnet, a vibrator that can be easily reduced in size can be obtained.
[0044]
According to the second aspect of the present invention, the following effects are obtained.
Since the vibrator is manufactured by a micromachining technique, an extremely fine vibrator can be easily obtained.
[0045]
According to the third aspect of the present invention, the following effects are obtained.
Since the resistor is composed of a resistor for excitation and a resistor for detection, if excitation and vibration detection are performed with one resistor, vibration cannot be detected unless the detection voltage is sufficiently higher than the excitation voltage. .
By independently forming the excitation resistor and the detection resistor, it is possible to prevent the excitation voltage from being input to the detection circuit, and it is possible to detect only a signal due to resonance of the vibrator.
Therefore, a vibrator capable of detecting weaker vibration can be obtained.
[0046]
According to claim 4 of the present invention, the following effects are obtained.
Since the first insulating film provided between the vibrator and the resistor and insulating the vibrator and the resistor is provided, when the vibrator has conductivity such as silicon or polysilicon, A vibrator capable of preventing a current flowing through the resistor from leaking to the vibrator is obtained.
However, it is unnecessary when the vibrator is made of an insulator such as glass or sapphire.
[0047]
According to claim 5 of the present invention, the following effects are obtained.
Since the second insulating film is provided to cover the surface of the resistor and insulate the surface of the resistor, the resistor is generally formed on the surface of the portion to be the oscillator in the process of manufacturing the oscillator. After that, the vibrator is often manufactured by etching.
[0048]
Depending on the etching means used and the resistor or the material of the insulating film, the resistor may be damaged in the step of etching the vibrator.
In that case, it is necessary to protect the resistor or the insulating film with a protective film by etching means, but when the protective film has conductivity, in order to prevent a current flowing through the resistor from leaking to the protective film, This is because an insulating film is required between the resistor and the protective film.
That is, a vibrator that can ensure the reliability in manufacturing can be obtained.
[0049]
According to claim 6 of the present invention, the following effects are obtained.
A protective film provided to cover the surface of the second insulating film and to protect the second insulating film was provided.
In a process of manufacturing a vibrator, generally, a vibrator is often manufactured by etching after forming a resistor on a surface of a portion to be a vibrator.
[0050]
Depending on the etching means used and the resistor or the material of the insulating film, the resistor may be damaged in the step of etching the vibrator.
In that case, it is necessary to protect the resistor or the insulating film with a protective film that is not affected by the etching means.
That is, a vibrator that can ensure the reliability in manufacturing can be obtained.
[0051]
Therefore, according to the present invention, a vibrator which can be reduced in size and inexpensive can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a main configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line bb of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view taken along line aa of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged explanatory view of a main part of FIG. 1;
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of FIG. 1;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration of a main part of a conventional example generally used in the related art.
FIG. 7 is an enlarged explanatory view of a main part of FIG. 6;
FIG. 8 is an enlarged explanatory view of a main part of FIG. 7;
FIG. 9 is an operation explanatory diagram of FIG. 6;
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 sensor chip 2 measurement diaphragm 3 recess 4 oscillator 5 shell 6 vacuum chamber 7 permanent magnet 8 yoke 9 yoke holder 11 spacer 12 support 21 cap body 22 bottom 23 opening 24 opening edge 25 welding 26 hole 31 resistor 311 resistor 312 Resistor 32 First insulating film 33 Second insulating film 34 Protective film 41 Exciting means 42 Detecting means

Claims (6)

振動子の表面に設けられた抵抗体と、
この抵抗体に電流を印加し前記振動子を励振させる励振手段と、
前記抵抗体の抵抗値の変化から前記振動子の振動を検出する検出手段と
を具備したことを特徴とする振動子。
A resistor provided on the surface of the vibrator;
Excitation means for applying a current to the resistor to excite the vibrator;
A vibrator comprising: a detection unit configured to detect vibration of the vibrator from a change in a resistance value of the resistor.
前記振動子はマイクロ加工技術により作製されたこと
を特徴とする請求項1記載の振動子。
The vibrator according to claim 1, wherein the vibrator is manufactured by a micromachining technique.
前記抵抗体は励振用抵抗体と検出用抵抗体とで構成されたこと
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の振動子。
The vibrator according to claim 1, wherein the resistor includes an excitation resistor and a detection resistor.
前記振動子と前記抵抗体との間に設けられ前記振動子と前記抵抗体とを絶縁する第1の絶縁膜
を具備したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の振動子。
4. The device according to claim 1, further comprising a first insulating film provided between the vibrator and the resistor to insulate the vibrator and the resistor. 5. Vibrator.
前記抵抗体の表面を覆って設けられ前記抵抗体の表面を絶縁する第2の絶縁膜を具備したことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の振動子。The vibrator according to claim 1, further comprising a second insulating film provided to cover a surface of the resistor and insulating the surface of the resistor. 前記第2の絶縁膜の表面を覆って設けられ前記第2の絶縁膜を保護する保護膜を具備したことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の振動子。The vibrator according to claim 1, further comprising a protective film provided to cover a surface of the second insulating film and to protect the second insulating film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007196195A (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Denso Corp Ultrasonic wave-generating device

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