JP2007298407A - 静電容量式センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定電極5と、半導体層2に形成された可動機構により物理量の変位に応じて動作する可動電極5とを相互に間隙を介して対向配置し、固定電極6と可動電極5との間隙の大きさに応じて検出される静電容量に基づき物理量を検出する静電容量式センサ1において、絶縁層20が接合された半導体層2を垂直エッチング加工することで形成された可動機構を備え、絶縁層20と対向する半導体層2の対向面、又は半導体層2と対向する絶縁層20の対向面に保護膜30が形成されていることで実現する。
【選択図】図7
Description
図1、図2、図3を用いて、本発明の実施の形態として示す静電容量式センサ1の構成について説明する。この静電容量式センサ1は、図1の紙面に向かって垂直な方向の加速度や角速度など、種々の物理量を検出することができる。
図5(a)は、可動電極5が揺動することなく絶縁層20の下面20bに対して平行な姿勢にある状態を示している。この状態では、大板部5aと固定電極6Aとの間の間隙25aの大きさと、小板部5bと固定電極6Bとの間の間隙25bの大きさとが等しくなるため、大板部5aおよび固定電極6Aの相互対向面積と、小板部5bおよび固定電極6Bの相互対向面積とを等しくしてある場合には、大板部5aと固定電極6Aとの間の静電容量と、小板部5bと固定電極6Bとの間の静電容量とは等しくなる。
ここで、図6を参照して、電位取出部8の構成について説明する。図6(a)は、電位取出部8を拡大して示した図であり、図6(b)は、図6(a)に示すC−C線で切断した様子を示す断面図であり、図6(c)は、絶縁層20と半導体層2とを接合する前段における様子を示した断面図である。
図2,図3に示すように、ビーム部4、可動電極5が形成された、絶縁層20と対向する半導体層2の上面2aには、保護膜30が形成されている。この保護膜30は、上述した反応性イオンエッチングにより垂直エッチング加工して、間隙10を設け、アンカ部3、ビーム部4、可動電極5からなる可動機構を形成する際に、エッチング装置より照射されるラジカルイオンによって上面2aが削られてしまうことを保護している。
上述した保護膜30は、本発明の実施の形態として示した静電容量式センサ1のようなアンカ部3によってビーム部4を介して非対称な質量バランスとなるよう可動支持される可動電極5を備え、垂直方向の物理量を検出する静電容量式センサ以外にも、水平方向、垂直方向の物理量を検出する静電容量式センサ、一軸方向、又は水平な2軸方向の物理量を検出する静電容量式センサなど、様々な静電容量式センサに設けることで、上述したようなラジカルイオンの回り込みや支持基板によって反射されたラジカルイオンによって発生するエッチング不良を防止することができる。
2 半導体層
3 アンカ部
4 ビーム部
5 可動電極
6 固定電極
10 間隙
20 絶縁層
20a 表面
20b 下面
21 絶縁層
30 保護膜
31 半導体層
31A 可動電極
31B 固定部
31a 裏面
32 支持基板
32a 表面
33 保護基板
40 静電容量式センサ
Claims (6)
- 固定電極と、半導体層に形成された可動機構により物理量の変位に応じて動作する可動電極とを相互に間隙を介して対向配置し、前記固定電極と前記可動電極との間隙の大きさに応じて検出される静電容量に基づき前記物理量を検出する静電容量式センサにおいて、
支持基板が接合された前記半導体層を垂直エッチング加工することで形成された前記可動機構を備え、
前記支持基板と対向する前記半導体層の対向面、又は前記半導体層と対向する前記支持基板の対向面に保護膜が形成されていること
を特徴とする静電容量式センサ。 - 前記支持基板と対向する前記半導体層の対向面に形成する前記保護膜を熱酸化膜とすること
を特徴とする請求項1記載の静電容量式センサ。 - 前記支持基板と対向する前記半導体層の対向面に形成する前記保護膜をPSG(リンガラス)膜とすること
を特徴とする請求項1記載の静電容量式センサ。 - 前記可動機構は、前記半導体層の固定部分にビームを介して非対称な質量バランスとなるよう前記可動電極を可動支持する構成とし、前記固定電極を前記可動電極と相互に間隙を介して対向配置させるように前記支持基板上に形成し、
前記支持基板と対向する、前記可動電極が形成された前記半導体層の対向面に前記保護膜が形成されていること
を特徴とする請求項1記載の静電容量式センサ。 - 前記支持基板と対向する、前記可動電極が形成された前記半導体層の対向面に形成する前記保護膜を金属膜とすること
を特徴とする請求項4記載の静電容量式センサ。 - 前記半導体層と対向する前記支持基板の対向面に形成する保護膜を金属膜とすること
を特徴とする請求項1記載の静電容量式センサ。
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2006
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