JP2007304019A - 静電容量型力学量センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償することができ、しかもセンサの大型化を回避することが可能な静電容量型力学量センサを提供すること。
【解決手段】固定電極13及びシリコン製部材12bがダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有する。これにより、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がないので、センサの大型化を回避することが可能となる。また、測定容量と参照容量との間の差分を求めているので、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】固定電極13及びシリコン製部材12bがダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有する。これにより、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がないので、センサの大型化を回避することが可能となる。また、測定容量と参照容量との間の差分を求めているので、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、静電容量を用いて圧力や加速度などの力学量を検知する静電容量型力学量センサに関する。
力学量センサとしては、例えば圧力センサや加速度センサがある。このような力学量センサには、可動電極と固定電極との間の静電容量を検出する静電容量型力学量センサがある。このような静電容量型力学量センサにおいては、キャパシタの温度変化などの、検出される容量値に影響を与える外乱の影響を補償するために、容量の基準となる参照容量を設け、この参照容量と実測した容量との差分を求めて、外乱による容量値の変動を補償することが行われている。例えば、特許文献1の図2には、測定対象となる静電容量を測定する領域と、参照容量を測定する領域とを並設した静電容量型圧力センサが開示されている。
特開平8−32089号公報
しかしながら、前述の特許文献に開示された静電容量型圧力センサにおいては、静電容量を測定する領域と、参照容量を測定する領域とを並設しているので、センサ全体としてのスペースを広くとる必要があり、静電容量型圧力センサが大型化するという問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償することができ、しかもセンサの大型化を回避することが可能な静電容量型力学量センサを提供することを目的とする。
本発明の静電容量型力学量センサは、固定電極を有する第1基板と、前記固定電極と対向するように配置され、前記固定電極との間に測定対象の容量を形成する可動電極を有する第2基板と、平面視において前記可動電極の可動域内に配置された参照電極と、を具備し、前記固定電極又は前記可動電極のどちらか一方が、前記参照電極と対をなして前記測定対象の容量を補償する参照容量を形成する電極を兼ねることを特徴とする。
この構成によれば、固定電極及び参照電極が可動電極の平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有するので、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がない。このため、センサの大型化を回避することが可能となる。また、測定容量と参照容量との間の差分を求めているので、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。
本発明の静電容量型力学量センサにおいては、前記参照電極が誘電体を介して前記固定電極と対向し、前記固定電極が前記参照容量を形成する電極を兼ねることが好ましい。
本発明の静電容量型力学量センサにおいては、前記参照電極が誘電体を介して前記可動電極と対向し、前記可動電極が前記参照容量を形成する電極を兼ねることが好ましい。この構成によれば、参照電極の一方を固定電極又は可動電極とすることができるので、構成が単純になり、小型化が容易になる。
本発明の静電容量型力学量センサにおいては、前記第1基板がガラス基板であり、前記第2基板がシリコン基板であり、前記誘電体が前記第1基板の一部で形成されていることが好ましい。この場合において、前記ガラス基板は、前記固定電極とガラス層を介して対向するように埋め込まれたシリコン製部材を有し、前記シリコン製部材が前記参照電極であることが好ましい。これにより、可動電極と固定電極の平面視で可動域内に、容易に参照容量を形成することができる。また、この場合において、前記ガラス基板と前記シリコン製部材との界面においてSi−Si結合又はSi−O結合を有することが好ましい。この構成によれば、ガラス基板とシリコン製部材との界面においてSi−Si結合又はSi−O結合を有するので、ガラス基板とシリコン製部材とが強固に接合されて、両者間の密着性が向上し、キャビティの気密性が向上する。
本発明の静電容量型力学量センサによれば、固定電極を有する第1基板と、前記固定電極と対向するように配置され、前記固定電極との間に測定対象の容量を形成する可動電極を有する第2基板と、平面視において前記可動電極の可動域内に配置された参照電極と、を具備し、前記固定電極又は前記可動電極のどちらか一方が、前記参照電極と対をなして前記測定対象の容量を補償する参照容量を形成する電極を兼ねるので、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償することができ、しかもセンサの大型化を回避することが可能である。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態においては、静電容量型力学量センサが静電容量型圧力センサである場合について説明する。また、本実施の形態においては、固定電極が参照容量の電極を兼ねる場合について説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態においては、静電容量型力学量センサが静電容量型圧力センサである場合について説明する。また、本実施の形態においては、固定電極が参照容量の電極を兼ねる場合について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係る静電容量型圧力センサの概略図である。図中11はガラス基板を示す。ガラス基板11は、対向する一対の主面11a,11bを有する。ガラス基板11には、シリコン製部材12a,12b,12cが埋設されている。シリコン製部材12a,12cは、主面11a上に形成された電極と主面11b上に形成された電極とを電気的に接続する導電部材である。シリコン製部材12aは固定電極用の導電部材であり、シリコン製部材12bは参照容量のためのキャパシタの一方の電極であり、シリコン製部材12cは可動電極用の導電部材である。シリコン製部材12a,12cは、ガラス基板11の両主面でそれぞれ露出し、シリコン製部材12bは、ガラス基板11の主面11bで露出している。
ガラス基板11の主面11a上には、シリコン製部材12aの一方の露出部分と電気的に接続するように固定電極13が形成されており、シリコン製部材12cの一方の露出部分と電気的に接続するように電極14が形成されている。この固定電極13は、後述する可動電極であるダイヤフラムの平面視における可動域内に存在するように形成されている。
参照電極であるシリコン製部材12bは、ガラス基板11の主面11b側で露出されてガラス基板11に埋め込まれている。したがって、ガラス基板11において、固定電極13とシリコン製部材12bとは、ガラス層(誘電体層)11cを介して対向しており、参照容量用のキャパシタを構成している。このシリコン製部材12bは、平面視において後述する可動電極の可動域内に存在するように設けられている。なお、ガラス層11cは、ガラス基板11の一部であっても良く、別の層として形成しても良い。
ガラス基板11の主面11b上には、シリコン製部材12aの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極15aが形成されており、シリコン製部材12bの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極15bが形成されており、シリコン製部材12cの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極15cが形成されている。このように引き出し電極15a,15b,15cが同一の主面11b上に設けられていることにより、外部機器への接続が容易となる。
ガラス基板11の主面11a上には、可動電極であるダイヤフラム16aを有するシリコン基板16が接合されている。シリコン基板16のガラス基板11側の主面には、固定電極13を囲繞する大きさの凹部が形成されており、ガラス基板11とシリコン基板16とが接合されることにより、キャビティ17が構成されるようになっている。ガラス基板11とシリコン基板16とは、ダイヤフラム16aが固定電極13と所定の間隔をおいて配置されるように位置合わせされた状態で、接合部16bで接合される。
このような構成においては、測定対象である静電容量(測定容量)のためのキャパシタがダイヤフラム16a及び固定電極13で構成され、参照容量のキャパシタが固定電極13及びシリコン製部材12bで構成される。すなわち、測定容量のためのキャパシタの電極がダイヤフラム16a及び固定電極13であり、参照容量のためのキャパシタの電極が固定電極13及びシリコン製部材12bである。この構成においては、固定電極13及びシリコン製部材12bがダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されているので、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有しており、固定電極13が参照容量のためのキャパシタの電極を兼ねている。なお、固定電極13及びシリコン製部材12bがダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するとは、固定電極13及びシリコン製部材12bが少なくとも部分的に可動域内に存在していれば良いことを意味する。
ガラス基板11とシリコン製部材12a,12b,12cとの界面は、高い密着性を有することが好ましい。後述するように、これらの界面は、加熱下においてシリコン製部材12a,12b,12cをガラス基板11に押し込むことにより形成される。このような方法により得られた界面でも高い密着性を発揮できるが、シリコン製部材12a,12b,12cをガラス基板11に押し込んだ後に、陽極接合処理を施すことにより、密着性をより高くすることができる。
ここで、陽極接合処理とは、所定の温度(例えば400℃以下)で所定の電圧(例えば300V〜1kV)を印加することにより、シリコンとガラスとの間に大きな静電引力が発生して、界面で共有結合を起こさせる処理をいう。この界面での共有結合は、シリコンのSi原子とガラスに含まれるSi原子との間のSi−Si結合又はSi−O結合である。したがって、このSi−Si結合又はSi−O結合により、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮する。このような陽極接合を効率良く行うために、ガラス基板11のガラス材料としては、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料(例えばパイレックス(登録商標)ガラス)であることが好ましい。
これは、ガラス基板11の主面11aとシリコン基板16との間の界面においても同様である。すなわち、ガラス基板11の主面11a上にシリコン基板16を搭載して、陽極接合処理を施すことにより、密着性を高くすることができる。このようにガラス基板11とシリコン製部材12a,12b,12cとの界面と、ガラス基板11とシリコン基板16との界面とで高い密着性を発揮することにより、ダイヤフラム16aとガラス基板11の主面11aとの間で構成するキャビティ17内の気密性を高く保つことができる。
このような構成を有する静電容量型圧力センサにおいては、ダイヤフラム16aとガラス基板11上の固定電極13との間に所定の静電容量を有する。この圧力センサに圧力がかかると、ダイヤフラム16aが圧力に応じて可動する。これにより、ダイヤフラム16aが変位する。このとき、ダイヤフラム16aとガラス基板11上の固定電極13との間の静電容量(測定容量)が変化する。また、固定電極13と参照電極であるシリコン製部材12bとの間に所定の静電容量を有する。この静電容量は参照容量となる。ダイヤフラム16aと固定電極13との間で求められた静電容量と参照容量との間の差分を求めることにより、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。
また、このような構成を有する静電容量型圧力センサにおいては、固定電極13及びシリコン製部材12bがダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有する。このため、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がないので、センサの大型化を回避することが可能となる。
次に、本実施の形態1に係る静電容量型圧力センサの製造方法について説明する。図2(a)〜(d)、図3(a),(b)、及び図4(a),(b)は、本発明の実施の形態1に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
まず、図2(d)に示すようなシリコン製部材12a,12b,12cなどの導電性材料を埋め込んだガラス基板11を作製する。まず、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板12を準備する。不純物としては、n型不純物でも良く、p型不純物でも良い。濃度としては、例えば0.01Ω・cm程度とする。このシリコン基板12の一方の主面をエッチングして、図2(a)に示すように、凹部12dを形成する。この場合、シリコン基板12上にレジスト膜を形成し、凹部12d形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン基板12をエッチングして凹部12dを設ける。この凹部12dの深さは、上述した固定電極13とシリコン製部材12bとの間のガラス層11cの厚さを考慮して設定する。
次いで、このシリコン基板12の一方の主面をさらにエッチングして、図2(b)に示すように、凹部12eを形成して、シリコン製部材12a,12b,12cを形成する。この場合、シリコン基板12上にレジスト膜を形成し、凹部12e形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン基板12をエッチングして凹部12eを設けて、シリコン製部材12a,12b,12cを形成する。なお、上述した凹部12d,12eを形成する際のエッチングとしては、ドライエッチングでも良く、ウェットエッチングでも良い。ただし、ウェットエッチングの場合には、エッチング面がテーパー面となるため、それを考慮したマスクを形成する必要がある。
シリコン製部材12a,12b,12cを形成したシリコン基板12上にガラス基板11を置く。さらに、真空下で、このシリコン基板12及びガラス基板11を加熱し、図2(c)に示すように、シリコン基板12をガラス基板11に押圧してシリコン製部材12a,12b,12cをガラス基板11の主面11bに押し込んで、シリコン基板12とガラス基板11とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度(例えば、ガラスの軟化点温度以下)が好ましい。例えば加熱温度は約600℃である。
さらに、シリコン基板12のシリコン製部材12a,12b,12cとガラス基板11との界面での密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。この場合、シリコン基板12及びガラス基板11にそれぞれ電極をつけて、約400℃以下の加熱下で約300V〜1kVの電圧を印加することにより行う。これにより界面での密着性がより高くなり、静電容量型力学量センサのキャビティ17の気密性を向上させることができる。
次いで、図2(d)に示すように、ガラス基板11の主面11a側を研磨処理することによりシリコン製部材12a,12cを主面11aで部分的に露出させる。これにより、ガラス基板11にシリコン製部材12a,12cが埋め込まれた状態となる。このとき、シリコン製部材12bは、主面11aで露出せず、ガラス層11cが形成される。さらに、図2(d)に示すように、シリコン基板12を研磨処理することにより、シリコン製部材12a,12b,12cがガラス基板11の主面11bで露出する。これにより、シリコン製部材12a,12b,12cを埋め込んだガラス基板11を作製する。
次いで、図3(a)に示すように、ガラス基板11の主面11a上に、シリコン製部材12a,12cとそれぞれ電気的に接続するように固定電極13及び電極14を形成する。この場合、まず、ガラス基板11の主面11a上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極及び固定電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、図3(b)に示すように、ガラス基板11の主面11b上に、シリコン製部材12a,12b,12cとそれぞれ電気的に接続するように引き出し電極15a,15b,15cを形成する。この場合、まず、ガラス基板11の主面11b上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板16を準備する。不純物としては、n型不純物でも良く、p型不純物でも良い。濃度としては、例えば0.01Ω・cm程度とする。このシリコン基板16の一方の主面をエッチングして、図4(a)に示すように、ダイヤフラム16aと固定電極13との間の間隔を制御するキャビティ17用の凹部16cを形成する。この場合、シリコン基板16上にレジスト膜を形成し、凹部16c形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン基板16をエッチングして凹部16cを設ける。
次いで、図4(b)に示すように、シリコン基板16の他方の主面をエッチングして、ダイヤフラム16aを形成する。この場合、シリコン基板16上にレジスト膜を形成し、凹部16d形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン基板16をエッチングして凹部16dを設ける。なお、シリコン基板16のエッチングとしては、ドライエッチングでも良く、ウェットエッチングでも良い。ただし、ウェットエッチングの場合には、エッチングレートに差が出るようにシリコン基板16の表面の結晶面を規定して異方性エッチングすることが好ましい。この場合、エッチングマスクとして、熱酸化膜などを用いるのが良い。
次いで、ダイヤフラム16aを有するシリコン基板16を、ダイヤフラム16aが固定電極13と所定の間隔をおいて位置するように、ガラス基板11の主面11a上に接合する。すなわち、ガラス基板11の主面11aとシリコン基板16の接合部16bとが接合される。このとき、シリコン基板16及びガラス基板11に対して、約400℃以下の加熱下で約500V程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板16とガラス基板11との間の界面での密着性がより高くなり、キャビティ17の気密性を向上させることができる。
このようにして得られた静電容量型圧力センサは、固定電極13がシリコン製部材12aを介して引き出し電極15aと電気的に接続され、参照電極であるシリコン製部材12bが引き出し電極15bと電気的に接続され、ダイヤフラム16aが電極14及びシリコン製部材12cを介して引き出し電極15cと電気的に接続されている。したがって、ダイヤフラム16aと固定電極13との間で検知された静電容量(測定容量)の変化の信号は、シリコン製部材12a,12cを介して引き出し電極15a,15cから取得することができる。また、シリコン製部材12bと固定電極13との間で検知された静電容量(参照容量)は、シリコン製部材12aを介して引き出し電極15a,15bから取得することができる。そして、測定容量と参照容量との間の差分に基づいて測定圧力を算出することができる。
このような静電容量型圧力センサにおいては、固定電極13及びシリコン製部材12bがダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有するので、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がない。このため、センサの大型化を回避することが可能となる。また、この静電容量型圧力センサにおいては、測定容量と参照容量との間の差分を求めているので、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態においては、静電容量型力学量センサが静電容量型加速度センサである場合について説明する。また、本実施の形態においては、固定電極が参照容量の電極を兼ねる場合について説明する。
本実施の形態においては、静電容量型力学量センサが静電容量型加速度センサである場合について説明する。また、本実施の形態においては、固定電極が参照容量の電極を兼ねる場合について説明する。
図5は、本発明の実施の形態2に係る静電容量型力学量センサの概略図である。図5において、図1と同じ部分については図1と同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。図5に示す静電容量型加速度センサは、実施の形態1で用いたシリコン製部材12a,12b,12cを埋め込んだガラス基板11を用いており、ガラス基板11の主面11a上に、シリコン製部材12aの一方の露出部分と電気的に接続するように固定電極13が形成され、シリコン製部材12cの一方の露出部分と電気的に接続するように電極14が形成されている。また、ガラス基板11の主面11b上には、シリコン製部材12aの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極15aが形成されており、シリコン製部材12bの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極15bが形成されており、シリコン製部材12cの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極15cが形成されている。
固定電極13は、後述する可動電極である揺動部材の平面視における可動域内に存在するように形成されている。また、参照電極であるシリコン製部材12bは、ガラス基板11の主面11b側で露出されてガラス基板11に埋め込まれている。したがって、ガラス基板11において、固定電極13とシリコン製部材12bとは、ガラス層(誘電体層)11cを介して対向しており、参照容量用のキャパシタを構成している。このシリコン製部材12bは、平面視において後述する可動電極である揺動部材の可動域内に存在するように設けられている。
ガラス基板11の主面11a上には、可動電極である揺動部材21a及びこの揺動部材21aを支持するカンチレバー21bを有するシリコン基板21が接合されている。また、シリコン基板21上には、別のガラス基板22が接合されている。したがって、シリコン基板21は、ガラス基板11,22により挟持されるようにして接合部21c,21dでガラス基板11,22とそれぞれ接合されており、両ガラス基板11,22間に設けられるキャビティ23内で揺動部材21aがカンチレバー21bにより揺動可能になっている。
このような構成においては、測定対象である静電容量(測定容量)のためのキャパシタが揺動部材21a及び固定電極13で構成され、参照容量のキャパシタが固定電極13及びシリコン製部材12bで構成される。すなわち、測定容量のためのキャパシタの電極が揺動部材21a及び固定電極13であり、参照容量のためのキャパシタの電極が固定電極13及びシリコン製部材12bである。この構成においては、固定電極13及びシリコン製部材12bが揺動部材21aの平面視において可動域内に存在するように配置されているので、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有しており、固定電極13が参照容量のためのキャパシタの電極を兼ねている。なお、固定電極13及びシリコン製部材12bが揺動部材21aの平面視において可動域内に存在するとは、固定電極13及びシリコン製部材12bが少なくとも部分的に可動域内に存在していれば良いことを意味する。
ガラス基板11とシリコン製部材12a,12b,12cとの界面及びガラス基板11の主面11aとシリコン基板16との間の界面は、実施の形態1の場合と同様に、高い密着性を有することが好ましい。
このような構成を有する静電容量型加速度センサにおいては、揺動部材21aとガラス基板11上の固定電極13との間に所定の静電容量を有する。この加速度センサに加速度がかかると、揺動部材21aが加速度に応じて可動する。これにより、揺動部材21aが変位する。このとき、揺動部材21aとガラス基板11上の固定電極13との間の静電容量が変化する。また、固定電極13と参照電極であるシリコン製部材12bとの間に所定の静電容量を有する。この静電容量は参照容量となる。揺動部材21aと固定電極13との間で求められた静電容量と参照容量との間の差分を求めることにより、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を加速度変化とすることができる。
また、このような構成を有する静電容量型加速度センサにおいては、固定電極13及びシリコン製部材12bが揺動部材21aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有する。このため、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がないので、センサの大型化を回避することが可能となる。
次に、本実施の形態2に係る静電容量型加速度センサの製造方法について説明する。図6(a)〜(c)は、本発明の実施の形態2に係る静電容量型加速度センサの製造方法を説明するための断面図である。
まず、実施の形態1と同様にして、シリコン製部材12a,12b,12cを埋め込んだガラス基板11を作製する。この場合、実施の形態1と同様にして、ガラス基板11の主面11a上に、シリコン製部材12a,12cとそれぞれ電気的に接続するように固定電極13及び電極14を形成し、ガラス基板11の主面11b上に、シリコン製部材12a,12b,12cとそれぞれ電気的に接続するように引き出し電極15a,15b,15cを形成する。
次いで、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板21を準備する。不純物としては、n型不純物でも良く、p型不純物でも良い。濃度としては、例えば0.01Ω・cm程度とする。このシリコン基板21の両主面をエッチングして、図6(a)に示すように、揺動部材21aとガラス基板11,22との間の間隔を制御するキャビティ23用の凹部21eを形成する。この場合、シリコン基板21上にレジスト膜を形成し、凹部21e形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン基板21をエッチングして凹部21eを設ける。
次いで、このシリコン基板21の両主面をエッチングして、図6(a)に示すように、揺動部材21a及びカンチレバー21bを形成するための凹部21fを形成する。この場合、シリコン基板21上にレジスト膜を形成し、凹部21f形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン基板21をエッチングして凹部21fを設ける。
さらに、図6(c)に示すように、シリコン基板21をエッチングして、カンチレバー21bで支持された揺動部材21aを形成する。この場合、シリコン基板21上にレジスト膜を形成し、貫通穴21f形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン基板21をエッチングして貫通穴21fを設けて、カンチレバー21bで支持された揺動部材21aを形成する。なお、シリコン基板21のエッチングとしては、ドライエッチングでも良く、ウェットエッチングでも良い。ただし、ウェットエッチングの場合には、エッチングレートに差が出るようにシリコン基板21の表面の結晶面を規定して異方性エッチングすることが好ましい。この場合のエッチングマスクとしては、熱酸化膜などを用いるのが良い。
次いで、揺動部材21a及びカンチレバー21bを有するシリコン基板21を、揺動部材21aが固定電極13と所定の間隔をおいて位置するように、ガラス基板11の主面11a上に接合する。すなわち、ガラス基板11の主面11aとシリコン基板21の接合部21cとが接合される。このとき、シリコン基板21及びガラス基板11に対して、約400℃以下の加熱下で約500V程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板21とガラス基板11との間の界面での密着性がより高くなる。また、ガラス基板22を、揺動部材21aがガラス基板22と所定の間隔をおいて位置するように、シリコン基板21上に接合する。すなわち、ガラス基板22の主面とシリコン基板21の接合部21dとが接合される。このとき、シリコン基板21及びガラス基板22に対して、約400℃以下の加熱下で約500V程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板21とガラス基板22との間の界面での密着性がより高くなる。これにより、キャビティ23の気密性を向上させることができる。
このようにして得られた静電容量型加速度センサは、固定電極13がシリコン製部材12aを介して引き出し電極15aと電気的に接続され、参照電極であるシリコン製部材12bが引き出し電極15bと電気的に接続され、揺動部材21aが電極14及びシリコン製部材12cを介して引き出し電極15cと電気的に接続されている。したがって、揺動部材21aと固定電極13との間で検知された静電容量(測定容量)の変化の信号は、シリコン製部材12a,12cを介して引き出し電極15a,15cから取得することができる。また、シリコン製部材12bと固定電極13との間で検知された静電容量(参照容量)は、シリコン製部材12aを介して引き出し電極15a,15bから取得することができる。そして、測定容量と参照容量との間の差分に基づいて測定加速度を算出することができる。
このような静電容量型加速度センサにおいては、固定電極13及びシリコン製部材12bが揺動部材21aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有するので、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がない。このため、センサの大型化を回避することが可能となる。また、この静電容量型加速度センサにおいては、測定容量と参照容量との間の差分を求めているので、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態においては、静電容量型力学量センサが静電容量型圧力センサである場合について説明する。また、本実施の形態においては、固定電極が参照容量の電極を兼ねる場合について説明する。
本実施の形態においては、静電容量型力学量センサが静電容量型圧力センサである場合について説明する。また、本実施の形態においては、固定電極が参照容量の電極を兼ねる場合について説明する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る静電容量型圧力センサの概略図である。図中31はガラス基板を示す。ガラス基板31は、対向する一対の主面31a,31bを有する。ガラス基板31には、シリコン製部材32a,32b,32cが埋設されている。シリコン製部材32a,32b,32cは、主面31a上に形成された電極と主面31b上に形成された電極とを電気的に接続する導電部材である。シリコン製部材32aは固定電極用の導電部材であり、シリコン製部材32bは参照電極用の導電部材であり、シリコン製部材32cは可動電極用の導電部材である。シリコン製部材32a,32b,32cは、ガラス基板31の両主面でそれぞれ露出している。
ガラス基板31の主面31a上には、シリコン製部材32aの一方の露出部分と電気的に接続するように参照電極33が形成されており、シリコン製部材32cの一方の露出部分と電気的に接続するように電極34が形成されている。この参照電極33は、後述する可動電極であるダイヤフラムの平面視における可動域内に存在するように形成されている。
参照電極33上には、誘電体層36が形成されている。この誘電体層36上には、固定電極37が形成されている。したがって、ガラス基板11の主面11a上において、参照電極33と固定電極37とが対向しており、両者で誘電体層36を挟持して参照容量用キャパシタを構成している。この固定電極37は、平面視において後述する可動電極の可動域内に存在するように設けられている。
ガラス基板31の主面31b上には、シリコン製部材32aの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極35aが形成されており、シリコン製部材32bの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極35bが形成されており、シリコン製部材32cの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極35cが形成されている。このように引き出し電極35a,35b,35cが同一の主面31b上に設けられていることにより、外部機器への接続が容易となる。
ガラス基板31の主面31a上には、可動電極であるダイヤフラム16aを有するシリコン基板16が接合されている。シリコン基板16のガラス基板31側の主面には、参照電極33を囲繞する大きさの凹部が形成されており、ガラス基板31とシリコン基板16とが接合されることにより、キャビティ38が構成されるようになっている。ガラス基板31とシリコン基板16とは、ダイヤフラム16aが参照電極33と所定の間隔をおいて配置されるように位置合わせされた状態で、接合部16bで接合される。
このような構成においては、測定対象である静電容量(測定容量)のためのキャパシタがダイヤフラム16a及び固定電極37で構成され、参照容量のキャパシタが固定電極37及び参照電極33で構成される。すなわち、測定容量のためのキャパシタの電極がダイヤフラム16a及び固定電極37であり、参照容量のためのキャパシタの電極が固定電極37及び参照電極33である。この構成においては、固定電極37及び参照電極33がダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されているので、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有しており、固定電極37が参照容量のためのキャパシタの電極を兼ねている。なお、固定電極37及び参照電極33がダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するとは、固定電極37及び参照電極33が少なくとも部分的に可動域内に存在していれば良いことを意味する。
ガラス基板31とシリコン製部材32a,32b,32cとの界面やガラス基板31の主面31aとシリコン基板16との間の界面は、実施の形態1の場合と同様に、高い密着性を有することが好ましい。
このような構成を有する静電容量型圧力センサにおいては、ダイヤフラム16aとガラス基板31上の固定電極37との間に所定の静電容量を有する。この圧力センサに圧力がかかると、ダイヤフラム16aが圧力に応じて可動する。これにより、ダイヤフラム16aが変位する。このとき、ダイヤフラム16aとガラス基板31上の固定電極37との間の静電容量(測定容量)が変化する。また、固定電極37と参照電極33との間に所定の静電容量を有する。この静電容量は参照容量となる。ダイヤフラム16aと固定電極37との間で求められた静電容量と参照容量との間の差分を求めることにより、キャパシタの温度変化によるばらつきを補償した静電容量を得ることができる。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。
また、このような構成を有する静電容量型圧力センサにおいては、固定電極37及び参照電極33がダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有する。このため、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がないので、センサの大型化を回避することが可能となる。
次に、本実施の形態3に係る静電容量型圧力センサの製造方法について説明する。図8(a)〜(e)は、本発明の実施の形態3に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
まず、図8(a)に示すようなシリコン製部材32a,32b,32cを埋め込んだガラス基板31を作製する。この場合、シリコン基板の一方の主面をエッチングしてシリコン製部材32a,32b,32cを形成し、真空下でこのシリコン基板及びガラス基板31を加熱し、シリコン基板をガラス基板31に押圧してシリコン製部材32a,32b,32cをガラス基板31の主面31bに押し込んで、シリコン基板とガラス基板31とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度(例えば、ガラスの軟化点温度以下)が好ましい。例えば加熱温度は約600℃である。さらに、シリコン基板のシリコン製部材32a,32b,32cとガラス基板31との界面での密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。
次いで、ガラス基板31の主面31a側を研磨処理することによりシリコン製部材32a,32b,32cを主面31aで部分的に露出させる。さらに、シリコン基板を研磨処理することにより、シリコン製部材32a,32b,32cがガラス基板31の主面31bで露出する。これにより、図8(a)に示すように、シリコン製部材32a,32b,32cを埋め込んだガラス基板31を作製する。
次いで、図8(b)に示すように、ガラス基板31の主面31a上に、シリコン製部材32a,32cとそれぞれ電気的に接続するように参照電極33及び電極34を形成する。この場合、まず、ガラス基板31の主面31a上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極及び参照電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、図8(c)に示すように、参照電極33上に、参照電極33を覆うようにして誘電体層36を形成する。この場合、まず、ガラス基板31の主面31a上に誘電体材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、誘電体層形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして誘電体材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、図8(d)に示すように、誘電体層36及びガラス基板31の主面11a上に、シリコン製部材32bと電気的に接続するように固定電極37を形成する。この場合、まず、誘電体層36及びガラス基板31の主面31a上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、参照電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、図8(e)に示すように、ガラス基板31の主面31b上に、シリコン製部材32a,32b,32cとそれぞれ電気的に接続するように引き出し電極35a,35b,35cを形成する。この場合、まず、ガラス基板31の主面31b上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、図4に示すようにして作製した、ダイヤフラム16aを有するシリコン基板16を、ダイヤフラム16aが参照電極33と所定の間隔をおいて位置するように、ガラス基板31の主面31a上に接合する。すなわち、ガラス基板31の主面31aとシリコン基板16の接合部16bとが接合される。このとき、シリコン基板16及びガラス基板31に対して、約400℃以下の加熱下で約500V程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行うことが好ましい。
このようにして得られた静電容量型圧力センサは、参照電極33がシリコン製部材32aを介して引き出し電極35aと電気的に接続され、固定電極37がシリコン製部材32bを介して引き出し電極35bと電気的に接続され、ダイヤフラム16aが電極34及びシリコン製部材32cを介して引き出し電極35cと電気的に接続されている。したがって、ダイヤフラム16aと固定電極37との間で検知された静電容量(測定容量)の変化の信号は、シリコン製部材32a,32cを介して引き出し電極35a,35cから取得することができる。また、固定電極37と参照電極33との間で検知された静電容量(参照容量)は、シリコン製部材32a,32bを介して引き出し電極35a,35bから取得することができる。そして、測定容量と参照容量との間の差分に基づいて測定圧力を算出することができる。
このような静電容量型圧力センサにおいては、固定電極37及び参照電極33がダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有するので、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がない。このため、センサの大型化を回避することが可能となる。また、この静電容量型圧力センサにおいては、測定容量と参照容量との間の差分を求めているので、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態においては、静電容量型力学量センサが静電容量型圧力センサである場合について説明する。また、本実施の形態においては、可動電極が参照容量の電極を兼ねる場合について説明する。
本実施の形態においては、静電容量型力学量センサが静電容量型圧力センサである場合について説明する。また、本実施の形態においては、可動電極が参照容量の電極を兼ねる場合について説明する。
図9は、本発明の実施の形態4に係る静電容量型圧力センサの概略図である。図中41はガラス基板を示す。ガラス基板41は、対向する一対の主面41a,41bを有する。ガラス基板41には、シリコン製部材42a,42bが埋設されている。シリコン製部材42a,42bは、主面41a上に形成された電極と主面41b上に形成された電極とを電気的に接続する導電部材である。シリコン製部材42aは固定電極用の導電部材であり、シリコン製部材42bは可動電極の導電部材である。シリコン製部材42a,42bは、ガラス基板41の両主面でそれぞれ露出している。
ガラス基板41の主面41a上には、シリコン製部材42aの一方の露出部分と電気的に接続するように固定電極43が形成されており、シリコン製部材42bの一方の露出部分と電気的に接続するように電極44が形成されている。この固定電極43は、後述する可動電極であるダイヤフラムの平面視における可動域内に存在するように形成されている。
ガラス基板41の主面41b上には、シリコン製部材42aの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極45aが形成されており、シリコン製部材42bの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極45bが形成されている。
ガラス基板41の主面41a上には、可動電極であるダイヤフラム16aを有するシリコン基板16が接合されている。シリコン基板16のガラス基板41側の主面には、固定電極43を囲繞する大きさの凹部が形成されており、ガラス基板41とシリコン基板16とが接合されることにより、キャビティ48が構成されるようになっている。ガラス基板41とシリコン基板16とは、ダイヤフラム16aが固定電極43と所定の間隔をおいて配置されるように位置合わせされた状態で、接合部16bで接合される。
シリコン基板16の外側の表面(図4(b)における凹部16d側)上には、誘電体層46が形成されている。この誘電体層46上には、参照電極47が形成されている。したがって、シリコン基板41上において、可動電極であるダイヤフラム16aと参照電極47とが対向しており、両者で誘電体層46を挟持して参照容量用キャパシタを構成している。この参照電極47は、平面視において後述する可動電極の可動域内に存在するように設けられている。
このような構成においては、測定対象である静電容量(測定容量)のためのキャパシタがダイヤフラム16a及び固定電極43で構成され、参照容量のキャパシタがダイヤフラム16a及び参照電極47で構成される。すなわち、測定容量のためのキャパシタの電極がダイヤフラム16a及び固定電極43であり、参照容量のためのキャパシタの電極がダイヤフラム16a及び参照電極47である。この構成においては、固定電極43及び参照電極47がダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されているので、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有しており、ダイヤフラム16aが参照容量のためのキャパシタの電極を兼ねている。なお、固定電極43及び参照電極47がダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するとは、固定電極43及び参照電極47が少なくとも部分的に可動域内に存在していれば良いことを意味する。
ガラス基板41とシリコン製部材42a,42bとの界面やガラス基板41の主面41aとシリコン基板16との間の界面は、実施の形態1の場合と同様に、高い密着性を有することが好ましい。
このような構成を有する静電容量型圧力センサにおいては、ダイヤフラム16aとガラス基板41上の固定電極43との間に所定の静電容量を有する。この圧力センサに圧力がかかると、ダイヤフラム16aが圧力に応じて可動する。これにより、ダイヤフラム16aが変位する。このとき、ダイヤフラム16aとガラス基板41上の固定電極43との間の静電容量(測定容量)が変化する。また、ダイヤフラム16aと参照電極47との間に所定の静電容量を有する。この静電容量は参照容量となる。ダイヤフラム16aと固定電極33との間で求められた静電容量と参照容量との間の差分を求めることにより、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。
また、このような構成を有する静電容量型圧力センサにおいては、固定電極43及び参照電極47がダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有する。このため、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がないので、センサの大型化を回避することが可能となる。
次に、本実施の形態4に係る静電容量型圧力センサの製造方法について説明する。図10(a)〜(c)及び図11(a),(b)は、本発明の実施の形態4に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
まず、図10(a)に示すようなシリコン製部材42a,42bを埋め込んだガラス基板41を作製する。この場合、シリコン基板の一方の主面をエッチングしてシリコン製部材42a,42bを形成し、真空下でこのシリコン基板及びガラス基板41を加熱し、シリコン基板をガラス基板41に押圧してシリコン製部材42a,42bをガラス基板41の主面41bに押し込んで、シリコン基板とガラス基板41とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度(例えば、ガラスの軟化点温度以下)が好ましい。例えば加熱温度は約600℃である。さらに、シリコン基板のシリコン製部材42a,42bとガラス基板41との界面での密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。
次いで、ガラス基板41の主面41a側を研磨処理することによりシリコン製部材42a,42bを主面41aで部分的に露出させる。さらに、シリコン基板を研磨処理することにより、シリコン製部材42a,42bがガラス基板41の主面41bで露出する。これにより、図10(a)に示すように、シリコン製部材42a,42bを埋め込んだガラス基板41を作製する。
次いで、図10(b)に示すように、ガラス基板41の主面41a上に、シリコン製部材42a,42bとそれぞれ電気的に接続するように固定電極43及び電極44を形成する。この場合、まず、ガラス基板41の主面41a上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極及び固定電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、図10(c)に示すように、ガラス基板41の主面41b上に、シリコン製部材42a,42bとそれぞれ電気的に接続するように引き出し電極45a,45bを形成する。この場合、まず、ガラス基板41の主面41b上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、図11(a)に示すように、図4に示すようにして作製した、ダイヤフラム16aを有するシリコン基板16の凹部16d側に、誘電体層46を形成する。この場合、まず、シリコン基板16の主面上に誘電体材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、誘電体層形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして誘電体材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、図11(b)に示すように、誘電体層46上に参照電極47を形成する。この場合、まず、誘電体層46上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、参照電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング(フォトリソグラフィー)し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
次いで、ダイヤフラム16aを有するシリコン基板16を、ダイヤフラム16aが固定電極43と所定の間隔をおいて位置するように、ガラス基板41の主面41a上に接合する。すなわち、ガラス基板41の主面41aとシリコン基板16の接合部16bとが接合される。このとき、シリコン基板16及びガラス基板41に対して、約400℃以下の加熱下で約500V程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板16とガラス基板41との間の界面での密着性がより高くなり、キャビティ48の気密性を向上させることができる。
このようにして得られた静電容量型圧力センサは、固定電極43がシリコン製部材42aを介して引き出し電極45aと電気的に接続され、ダイヤフラム16aが電極44及びシリコン製部材42bを介して引き出し電極45bと電気的に接続されている。また、参照電極47は、図示しない引き出し電極と接続されている。したがって、ダイヤフラム16aと固定電極43との間で検知された静電容量(測定容量)の変化の信号は、シリコン製部材42a,42bを介して引き出し電極45a,45bから取得することができる。また、参照電極47とダイヤフラム16aとの間で検知された静電容量(参照容量)は、シリコン製部材42bを介して引き出し電極45b及び参照電極47と接続された引き出し電極から取得することができる。そして、測定容量と参照容量との間の差分に基づいて測定圧力を算出することができる。
このような静電容量型圧力センサにおいては、固定電極43及び参照電極47がダイヤフラム16aの平面視において可動域内に存在するように配置されており、測定容量のためのキャパシタと参照容量のためのキャパシタの電極が厚さ方向に積層された構造を有するので、参照容量用のキャパシタのスペースを別に設ける必要がない。このため、センサの大型化を回避することが可能となる。また、この静電容量型圧力センサにおいては、測定容量と参照容量との間の差分を求めているので、キャパシタの、外乱による容量値の変動を補償した静電容量を得ることができる。
本発明は上記実施の形態1〜4に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態1〜4で説明した電極や各層の厚さや材質については本発明の効果を逸脱しない範囲で適宜設定することができる。また、上記実施の形態1〜4で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
11,31,41 ガラス基板
11a,11b,31a,31b,41a,41b 主面
11c ガラス層
12,16 シリコン基板
12a,12b,12c,32a,32b,32c,42a,42b シリコン製部材
13,37,43 固定電極
14,34,44 電極
15a,15b,15c,35a,35b,35c,45a,45b 引き出し電極
16a ダイヤフラム
16b,21c,21d 接合部
17,23,38,48 キャビティ
21a 揺動部材
21b カンチレバー
36,46 誘電体層
33,47 参照電極
11a,11b,31a,31b,41a,41b 主面
11c ガラス層
12,16 シリコン基板
12a,12b,12c,32a,32b,32c,42a,42b シリコン製部材
13,37,43 固定電極
14,34,44 電極
15a,15b,15c,35a,35b,35c,45a,45b 引き出し電極
16a ダイヤフラム
16b,21c,21d 接合部
17,23,38,48 キャビティ
21a 揺動部材
21b カンチレバー
36,46 誘電体層
33,47 参照電極
Claims (6)
- 固定電極を有する第1基板と、前記固定電極と対向するように配置され、前記固定電極との間に測定対象の容量を形成する可動電極を有する第2基板と、平面視において前記可動電極の可動域内に配置された参照電極と、を具備し、前記固定電極又は前記可動電極のどちらか一方が、前記参照電極と対をなして前記測定対象の容量を補償する参照容量を形成する電極を兼ねることを特徴とする静電容量型力学量センサ。
- 前記参照電極が誘電体を介して前記固定電極と対向し、前記固定電極が前記参照容量を形成する電極を兼ねることを特徴とする請求項1記載の静電容量型力学量センサ。
- 前記参照電極が誘電体を介して前記可動電極と対向し、前記可動電極が前記参照容量を形成する電極を兼ねることを特徴とする請求項1記載の静電容量型力学量センサ。
- 前記第1基板がガラス基板であり、前記第2基板がシリコン基板であり、前記誘電体が前記第1基板の一部で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の静電容量型力学量センサ。
- 前記ガラス基板は、前記固定電極とガラス層を介して対向するように埋め込まれたシリコン製部材を有し、前記シリコン製部材が前記参照電極であることを特徴とする請求項4記載の静電容量型力学量センサ。
- 前記ガラス基板と前記シリコン製部材との界面においてSi−Si結合又はSi−O結合を有することを特徴とする請求項5記載の静電容量型力学量センサ。
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-
2006
- 2006-05-12 JP JP2006134355A patent/JP2007304019A/ja not_active Withdrawn
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