JP2007057469A - 力学量センサ及び力学量センサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 密閉室を形成するガラス基板20、21の内側の表面に、錘部23の変位を検出する検出電極25a、25bと同一材料からなる気体分子吸収材30を設ける。
【選択図】 図4
Description
本発明の力学量センサは、気密に保たれた密閉室と、前記密閉室内に収容されて揺動自在に保持され、外部から印加される力学量に応じて変位する検出部と、前記密閉室内に配置され、前記検出部の変位に応じた電気信号を出力する検出電極部と、前記検出電極から前記密閉室外部へと接続された電気配線部と、前記密閉室内に配置された気体分子吸収材とを備える力学量センサであって、前記電気配線部と前記気体分子吸収材とは互いに同一の材料からなることを特徴とするものである。
次に、電気配線部形成工程によって、前記検出部の変位に応じた電気信号を出力する検出電極部、前記電気配線部及び前記気体分子吸収材を形成する。
次に、密閉室形成工程によって、前記検出部、前記検出電極部、前記電気配線部及び前記気体分子吸収材とを収容する前記密閉室を、気密状態となるように形成する。
次に、気体分子吸収工程によって、前記気体分子吸収材を加熱して、前記密閉室内に閉じ込められた気体分子と前記気体分子吸収材とを化学反応させて気体分子を吸収する。
本発明によれば、密閉室を気密状態に保ったのちに前記気体分子吸収材を加熱する事により、該気体分子吸収材と、前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子の少なくとも一方を化学反応させて吸収し、密閉室内の真空度を向上させることが出来る。
本発明によれば、密閉室内に配置されたアルミニウム、チタン、クロム、バナジウム、鉄、ニッケル、ジルコニウムのうち少なくともいずれか1種類以上を含む材料からなる気体分子吸収材を加熱する事により、該気体分子吸収材と、前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子のうち少なくとも一方とを化学反応させて吸収し、前記密閉室内の真空度を向上させることが出来る。
本発明によれば、密閉室内に残留する酸素分子又は水分子を気体分子吸収材に吸収させる気体分子除去工程において、前記気体分子吸収材を加熱する事により、該気体分子吸収材と前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子の少なくともいずれか一方とを化学反応させて吸収し、前記密閉室内の真空度を向上させることが出来る。
なお、本実施形態では、力学量センサを、角速度を検出するジャイロセンサ9とし、該ジャイロセンサ9をデジタルカメラや携帯電話機等のカメラ機構を有する電子機器Aに適用した場合を例にして以下に説明する。
本実施形態のジャイロセンサ9の製造方法は、シリコン基板をエッチングして凹部、錘部及び梁部を形成する検出部形成工程と、ガラス基板上に錘部に対向するように検出電極を形成し、気体分子吸収材及び、検出電極と外部電極を電気的に接続する電気配線部を形成し、検出電極及び電気配線部を覆うように保護膜を形成する電気配線部形成工程と、前記検出部、前記検出電極部、前記電気配線部及び前記気体分子吸収材とを収容する前記密閉室を、気密状態となるように形成し、前記外部電極を形成する密閉室形成工程と、前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子のうち少なくとも一方と、前記気体分子吸収材とを化学反応させて密閉室内より除去する気体分子吸収工程とを備えている。
まず、検出部形成工程において、シリコン基板19の両面にフォトリソグラフィを用いてマスクを形成し、図6に示すように、ドライエッチング又はウェットエッチングにより凹部33、34を形成する。次に、シリコン基板19の一方の面にフォトリソグラフィを用いてマスクを形成し、図7に示すように、凹部33の底面をドライエッチング又はウェットエッチングして、梁部24及び錘部26の上部を形成する。次に、シリコン基板19の他方の面にフォトリソグラフィを用いてマスクを形成し、図8に示すように、凹部34の底面をドライエッチング又はウェットエッチングして、錘部26の下部を形成する。なお、先に凹部34の底面を加工して錘部26の下部を形成したのちに凹部33の底面を加工して梁部24及び錘部26の上部を形成しても構わない。また、シリコン基板として、例えばSOI(Silicon On Insulator)基板を使用すると、埋め込み酸化膜層をエッチングストップとして利用することにより、梁部24の厚さを精度よく加工することが出来る。また、本工程では、同時に電気配線部27又は28と外部電極34とを接続する柱状構造32を形成することにより、ジャイロセンサ9の片面のみから電気信号を取り出すことが出来る。
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、第1実施形態では、検出電極25、駆動電極26、出力配線部27、入力配線部28を保護膜31で覆うことにより、ジャイロセンサを一括して加熱してもこれらが密閉室22内に残留する酸素分子又は水分子と反応して損傷するのを防ぐ構成であるのに対し、第2実施形態では、保護膜31は存在せず、気体分子吸収材30は電気配線37によって外部電極36に接続されており、外部より通電して気体分子吸収材30に電流を流すことが出来る構造になっている。
このように構成することで、保護膜31を形成する工程を省くことが出来、量産性が向上する。また、外部より気体分子吸収材30にレーザー光38を照射することにより、検出電極25、駆動電極26、出力配線部27、入力配線部28を加熱することなく気体分子吸収材30のみを選択的に加熱することが出来る。
例えば、本実施形態では力学量センサとしてジャイロセンサを例にして説明したが、ジャイロセンサに限られるものではなく、例えば、加速度センサ、圧力センサのように真空封止を必要とするデバイスであれば良い。
19…シリコン基板
20…ガラス基板
21…ガラス基板
22…密閉室
23…錘部
24a、24d…梁部
25a、25d…検出電極
26…駆動電極
27a、27d…出力用配線
28…入力用配線
29…枠体部
30…気体分子吸収材
31…保護膜
32…柱状構造
35…貫通孔
37…電気配線
38…レーザー光
Claims (15)
- 気密に保たれた密閉室と、
前記密閉室内に収容されて揺動自在に保持され、外部から印加される力学量に応じて変位する検出部と、
前記密閉室内に配置され、前記検出部の変位に応じた電気信号を出力する検出電極部と、
前記密閉室の外部に形成された外部電極と、
前記検出電極と前記外部電極を接続する電気配線部と、
前記密閉室内に配置された気体分子吸収材とを備える力学量センサであって、
前記電気配線部と前記気体分子吸収材は同一の材料からなることを特徴とする力学量センサ。 - 請求項1に記載の力学量センサであって、
前記電気配線部及び前記気体分子吸収材は加熱されることにより前記密閉室中の酸素分子又は水分子の少なくとも一方と化学反応して吸収する材料からなることを特徴とする力学量センサ。 - 請求項2に記載の力学量センサであって、
前記電気配線部及び前記気体分子吸収材はともにアルミニウム、チタン、クロム、バナジウム、鉄、ニッケル、ジルコニウムから選ばれる少なくとも1種類以上を含むことを特徴とする力学量センサ。 - 請求項1から3のいずれかに記載の力学量センサであって、
前記電気配線部を覆う保護膜を有することを特徴とする力学量センサ。 - 請求項4に記載の力学量センサであって、
前記保護膜は、酸素又は水の少なくとも一方に対して化学的に不活性もしくは反応性の乏しい材料からなることを特徴とする力学量センサ。 - 請求項5に記載の力学量センサであって、前記保護膜は酸素又は水の少なくとも一方に対して化学的に不活性または反応性に乏しい絶縁体、金属又は半導体材料からなることを特徴とする力学量センサ。
- 請求項6に記載の力学量センサであって、
前記保護膜は酸化シリコン、窒化シリコン、樹脂、金、白金、酸化アルミニウム、アモルファスシリコン、多結晶シリコンから選ばれる1種類以上を含む材料からなることを特徴とする力学量センサ。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の力学量センサであって、
前記気体分子吸収材は、前記密閉室内部から外部に電気的に接続された電極取り出し構造により、外部より電流を流すことが可能な構造であることを特徴とする力学量センサ。 - 請求項8に記載の力学量センサであって、
前記気体分子吸収材の一端は前記電気配線部に接続され、該気体分子吸収材の他端は前記電極取り出し構造に電気的に接続されていることを特徴とする力学量センサ。 - 気密に保たれた密閉室と、前記密閉室内に収容されて揺動自在に保持され、外部から印加される力学量に応じて変位する検出部と、前記密閉室内に配置され、前記検出部の変位に応じた電気信号を出力する検出電極部と、前記密閉室外部に形成された外部電極と、前記検出電極から前記外部電極へと接続された電気配線部と、前記密閉室内に配置された気体分子吸収材とを備える力学量センサの製造方法であって、
前記検出部を形成する検出部形成工程と、
前記検出電極部、前記電気配線部及び前記気体分子吸収材を形成する電気配線部形成工程と、
前記検出部、前記検出電極部、前記電気配線部及び前記気体分子吸収材とを収容する前記密閉室を、気密状態となるように形成し、前記外部電極を形成する密閉室形成工程と、
前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子のうち少なくとも一方と、前記気体分子吸収材とを化学反応させて密閉室内より除去する気体分子吸収工程とを備え、
前記電気配線部形成工程の際に、前記電気配線部と前記気体分子吸収材とを同一材料により同一工程で形成することを特徴とする力学量センサの製造方法。 - 請求項10に記載の力学量センサの製造方法であって、
前記電気配線部及び前記気体分子吸収材は加熱されることにより前記密閉室内の酸素分子又は水分子の少なくとも一方と化学反応して吸収する材料を用いて形成することを特徴とする力学量センサの製造方法。 - 請求項11に記載の力学量センサの製造方法であって、
前記電気配線部を覆って成膜される、酸素又は水の少なくとも一方に対して化学的に不活性である材料からなる保護膜を備え、前記気体分子吸収工程の際、該力学量センサを一括して加熱することにより前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子と前記気体分子吸収材とを化学反応させることを特徴とする力学量センサの製造方法。 - 請求項11に記載の力学量センサの製造方法であって、
前記気体分子吸収材は、前記密閉室内部から外部に電気的に接続された電極取り出し構造により、外部より電流を流すことが可能な構造であり、前記気体分子吸収工程の際に前記気体分子吸収材に外部より電流を流して選択的に加熱させることにより前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子と前記気体分子吸収材とを化学反応させることを特徴とする力学量センサの製造方法。 - 請求項13に記載の力学量センサの製造方法であって、
前記気体分子吸収材の一端は前記電気配線部に接続され、該気体分子吸収材の他端は前記電極取り出し構造に電気的に接続されており、該電気配線部及び該電極取り出し構造を介して該気体分子吸収材に電流を流すことにより該気体分子吸収材のみを選択的に加熱し前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子と該気体分子吸収材とを化学反応させることを特徴とする力学量センサの製造方法。 - 請求項11に記載の力学量センサの製造方法であって、
前記気体分子吸収工程の際に、前記気体分子吸収材に該気体分子吸収材が配置された前記第1の基板又は前記第2の基板を通してレーザー光を照射して前記気体分子吸収材を選択的に加熱することにより、前記密閉室内に残留する酸素分子又は水分子と前記気体分子吸収材とを化学反応させることを特徴とする力学量センサの製造方法。
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