JP2013160554A - Physical quantity sensor, manufacturing method thereof, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物理量センサーおよびその製造方法、並びに電子機器に関する。 The present invention relates to a physical quantity sensor, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.
近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｏｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を使用して、小型で高感度の物理量センサーを実現する技術が注目されている。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on a technology for realizing a small and highly sensitive physical quantity sensor using a MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology.
物理量センサーは、例えば、固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隙を介して対向配置され可動体から突出した可動電極と、を有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度等の物理量を検出する物理量検出素子（素子片）を含む。物理量検出素子の可動体は、物理量検出素子を支持する基板と離間して配置されることにより、物理量の変化に応じて変位可能となる。 The physical quantity sensor has, for example, a fixed electrode that is fixedly arranged, and a movable electrode that is arranged to face the fixed electrode with a gap and protrudes from a movable body, and between the fixed electrode and the movable electrode. A physical quantity detection element (element piece) for detecting a physical quantity such as acceleration based on the capacitance is included. The movable body of the physical quantity detection element can be displaced according to the change of the physical quantity by being arranged apart from the substrate supporting the physical quantity detection element.
上記のような物理量センサーにおいて、例えば、物理量センサーを製造する際に可動体と基板とに電位差が生じ、可動体が基板側に引っ張られて、可動体が基板に貼り付いてしまうことがある。このような問題を解決するため、特許文献１には、梁構造体と電気的に接続された下部電極を配置し、下部電極における梁構造体側表面に突起を形成することが開示されている。 In the physical quantity sensor as described above, for example, when the physical quantity sensor is manufactured, a potential difference is generated between the movable body and the substrate, and the movable body is pulled toward the substrate, and the movable body may adhere to the substrate. In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses disposing a lower electrode electrically connected to the beam structure and forming a protrusion on the beam structure side surface of the lower electrode.
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、突起の上面は平坦な面であるため、可動体が突起の上面に貼り付いてしまうことがある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the upper surface of the protrusion is a flat surface, the movable body may stick to the upper surface of the protrusion.
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、可動体が基板に貼り付くことを抑制することができる物理量センサーを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、可動体が基板に貼り付くことを抑制することができる物理量センサーの製造方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記の物理量センサーを含む電子機器を提供することにある。 One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a physical quantity sensor capable of suppressing the sticking of a movable body to a substrate. Another object of some aspects of the present invention is to provide a method of manufacturing a physical quantity sensor capable of suppressing the sticking of a movable body to a substrate. Another object of some embodiments of the present invention is to provide an electronic device including the physical quantity sensor.
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.
［適用例１］
本適用例に係る物理量センサーは、
基板と、
前記基板の上方に間隙を介して設けられている可動体と、
平面視で前記可動体に重なっている前記基板上に配置されている錐状の突起部および電極と、
を含み、
前記電極は、前記可動体と電気的に接続されている。
[Application Example 1]
The physical quantity sensor according to this application example is
A substrate,
A movable body provided above the substrate via a gap;
Conical protrusions and electrodes disposed on the substrate overlapping the movable body in plan view;
Including
The electrode is electrically connected to the movable body.
このような物理量センサーによれば、例えば、物理量センサーを製造する際に可動体と基板とに電位差が生じ、可動体が基板側に引っ張られた場合に、錐状の突起部が可動体と接する。そのため、突起部と可動体との接触面積を小さくすることができる。その結果、このような物理量センサーでは、可動体が基板に貼り付くことを抑制することができ。さらに、このような物理量センサーによれば、可動体と電極との間の電位差は、小さい（もしくは両者の間に電位差は生じない）ので、例えば、基板が帯電しても、可動体が基板側に引っ張られることを抑制することができる。その結果、可動体が基板に貼り付くことを抑制することができる。 According to such a physical quantity sensor, for example, when a physical quantity sensor is manufactured, a potential difference is generated between the movable body and the substrate, and when the movable body is pulled toward the substrate side, the cone-shaped protrusion is in contact with the movable body. . Therefore, the contact area between the protrusion and the movable body can be reduced. As a result, in such a physical quantity sensor, the movable body can be prevented from sticking to the substrate. Further, according to such a physical quantity sensor, since the potential difference between the movable body and the electrode is small (or no potential difference is generated between the two), for example, even if the substrate is charged, the movable body remains on the substrate side. It can suppress being pulled by. As a result, it is possible to suppress the movable body from sticking to the substrate.
なお、本発明に係る記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ａ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｂ部材」という）」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ部材とＢ部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、Ａ部材とＢ部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。 In the description according to the present invention, the term “electrically connected” is used, for example, as another specific member (hereinafter “electrically connected” to “specific member (hereinafter referred to as“ A member ”)”. B member "))" and the like. In the description according to the present invention, in the case of this example, the case where the A member and the B member are in direct contact and electrically connected, and the A member and the B member are the other members. The term “electrically connected” is used as a case where the case where the terminals are electrically connected to each other is included.
［適用例２］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記突起部は、前記基板と一体に設けられていてもよい。
[Application Example 2]
In the physical quantity sensor according to this application example,
The protrusion may be provided integrally with the substrate.
このような物量センサーによれば、例えば、突起部は、等方性のウェットエッチングによって、基板と一体的に設けられることができ、容易に突起部の形状を錘状にすることができる。 According to such a quantity sensor, for example, the protrusion can be provided integrally with the substrate by isotropic wet etching, and the shape of the protrusion can be easily changed to a weight.
［適用例３］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記電極は、前記突起部を避けて設けられていてもよい。
[Application Example 3]
In the physical quantity sensor according to this application example,
The electrode may be provided to avoid the protrusion.
このような物理量センサーによれば、放電が起こる可能性を低くすることができる（詳細は後述）。 According to such a physical quantity sensor, it is possible to reduce the possibility of discharge (details will be described later).
［適用例４］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記可動体から突出する可動電極部と、
前記可動電極部に対向して設けられている固定電極部と、を含み、
前記電極は、平面視で、前記可動電極部および前記固定電極部と重なっていなくてもよい。
[Application Example 4]
In the physical quantity sensor according to this application example,
A movable electrode portion protruding from the movable body;
A fixed electrode portion provided facing the movable electrode portion,
The electrode may not overlap the movable electrode portion and the fixed electrode portion in plan view.
このような物理量センサーによれば、電極と、可動電極部および固定電極部と、の間に容量が生じることを抑制することができ、検出感度が低下することを抑制することができる。 According to such a physical quantity sensor, it can suppress that a capacity | capacitance arises between an electrode, a movable electrode part, and a fixed electrode part, and can suppress that detection sensitivity falls.
［適用例５］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記基板の材質は、ガラスであり、
前記可動体の材質は、シリコンであってもよい。
[Application Example 5]
In the physical quantity sensor according to this application example,
The material of the substrate is glass,
The material of the movable body may be silicon.
このような物理量センサーによれば、陽極接合によって、可動部を含む素子片を基板に接合することができる。これにより、素子片を基板に強固に接合することができる。また、素子片を基板の所望の位置に高精度に接合することができる。 According to such a physical quantity sensor, the element piece including the movable part can be bonded to the substrate by anodic bonding. Thereby, an element piece can be firmly joined to a substrate. Further, the element piece can be bonded to a desired position on the substrate with high accuracy.
［適用例６］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記電極の材質は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を含んでもよい。
[Application Example 6]
In the physical quantity sensor according to this application example,
The material of the electrode may include ITO (Indium Tin Oxide).
このような物理量センサーによれば、基板が透明基板である場合に、電極上に存在する異物を、容易に視認することができる。 According to such a physical quantity sensor, when the substrate is a transparent substrate, foreign matter existing on the electrode can be easily visually recognized.
［適用例７］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法は、
第１基板の面に、等方性エッチングによって錐状の突起部を形成する工程と、
前記第１基板の面に、電極を形成する工程と、
前記第１基板および第２基板を接合する工程と、
前記第２基板をエッチングして、可動体を形成する工程と、
を含み、
前記突起部および前記電極は、平面視で前記可動体と重なっており、
前記電極は、前記可動体と電気的に接続されている。
[Application Example 7]
The physical quantity sensor manufacturing method according to this application example is as follows:
Forming a conical protrusion on the surface of the first substrate by isotropic etching;
Forming an electrode on the surface of the first substrate;
Bonding the first substrate and the second substrate;
Etching the second substrate to form a movable body;
Including
The protrusion and the electrode overlap the movable body in plan view,
The electrode is electrically connected to the movable body.
このような物理量センサーの製造方法によれば、可動体が基板に貼り付くことを抑制することができる物理量センサーを形成することができる。さらに、等方性エッチングによって、突起部を形成することができるので、容易に突起部の形状を錘状にすることができる。 According to such a physical quantity sensor manufacturing method, it is possible to form a physical quantity sensor that can suppress the movable body from sticking to the substrate. Furthermore, since the protrusion can be formed by isotropic etching, the shape of the protrusion can be easily changed to a weight.
［適用例８］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記突起部を形成する工程は、前記突起部の形成領域にマスク層を配置し、ウェットエッチングした後に前記マスク層を剥離して前記突起部を形成してもよい。
[Application Example 8]
In the manufacturing method of the physical quantity sensor according to this application example,
In the step of forming the protrusion, a mask layer may be disposed in the formation region of the protrusion, and after wet etching, the mask layer may be peeled to form the protrusion.
このような物理量センサーの製造方法によれば、可動体が基板に貼り付くことを抑制することができる物理量センサーを形成することができる。 According to such a physical quantity sensor manufacturing method, it is possible to form a physical quantity sensor that can suppress the movable body from sticking to the substrate.
［適用例９］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記電極は、前記突起部を避けて形成されてもよい。
[Application Example 9]
In the manufacturing method of the physical quantity sensor according to this application example,
The electrode may be formed avoiding the protrusion.
このような物理量センサーの製造方法によれば、放電が起こる可能性を低くすることができる（詳細は後述）。 According to such a method of manufacturing a physical quantity sensor, the possibility of electric discharge can be reduced (details will be described later).
［適用例１０］
本適用例に係る電子機器は、
本適用例に係る物理量センサーを含む。
[Application Example 10]
The electronic device according to this application example is
The physical quantity sensor according to this application example is included.
このような電子機器によれば、本適用例に係る物理量センサーを含むため、高い信頼性を有することができる。 According to such an electronic apparatus, since it includes the physical quantity sensor according to this application example, it can have high reliability.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
１． 第１の実施形態
１．１． 物理量センサー
まず、第１の実施形態に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す断面図である。図２は、第１の実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。また、便宜上、図１および図２では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
1. 1. First embodiment 1.1. Physical Quantity Sensor First, a physical quantity sensor according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a physical quantity sensor 100 according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view schematically showing the physical quantity sensor 100 according to the first embodiment. 1 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. For convenience, FIGS. 1 and 2 show an X axis, a Y axis, and a Z axis as three axes orthogonal to each other.
物理量センサー１００は、例えば、慣性センサーとして使用することができ、具体的には、水平方向（Ｘ軸方向）の加速度を測定するための加速度センサー（静電容量型加速度センサー、静電容量型ＭＥＭＳ加速度センサー）として利用可能である。 The physical quantity sensor 100 can be used as, for example, an inertial sensor. Specifically, the physical quantity sensor 100 is an acceleration sensor (a capacitive acceleration sensor, a capacitive MEMS) for measuring acceleration in the horizontal direction (X-axis direction). It can be used as an acceleration sensor.
物理量センサー１００は、図１および図２に示すように、支持基板１０と、突起部２０と、電極（対向電極）３０と、素子片５０と、を含む。さらに、物理量センサー１００は、蓋体４０と、配線７０，７２，７４と、パッド７６，７７，７８と、を含むことができる。なお、図２では、便宜上、蓋体４０を省略して図示している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the physical quantity sensor 100 includes a support substrate 10, a protrusion 20, an electrode (counter electrode) 30, and an element piece 50. Furthermore, the physical quantity sensor 100 can include a lid 40, wirings 70, 72, 74, and pads 76, 77, 78. In FIG. 2, the lid 40 is omitted for convenience.
支持基板１０の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。支持基板１０は、素子片５０を支持することができる。 The material of the support substrate 10 is, for example, glass or silicon. The support substrate 10 can support the element piece 50.
支持基板１０の第１面１２には、凹部１４が設けられている。素子片５０の可動体５６および連結部５７，５８は、凹部１４の上方に設けられている。すなわち、可動体５６および連結部５７，５８は、凹部１４の底面を規定する支持基板１０の第２面１６と間隙を介して（支持基板１０の上方に間隙を介して）設けられている。可動体５６と第２面１６との間の距離は、例えば、１μｍ以上２μｍ以下である。凹部１４によって、可動体５６は、支持基板１０に妨害されることなく、所望の方向に可動することができる。凹部１４の平面形状（Ｚ軸方向からみたときの形状）は、特に限定されないが、例えば、長方形である。 A recess 14 is provided in the first surface 12 of the support substrate 10. The movable body 56 and the connecting portions 57 and 58 of the element piece 50 are provided above the recess 14. That is, the movable body 56 and the connecting portions 57 and 58 are provided via the second surface 16 of the support substrate 10 that defines the bottom surface of the recess 14 (via the gap above the support substrate 10). The distance between the movable body 56 and the second surface 16 is, for example, not less than 1 μm and not more than 2 μm. By the recess 14, the movable body 56 can move in a desired direction without being obstructed by the support substrate 10. The planar shape of the recess 14 (the shape when viewed from the Z-axis direction) is not particularly limited, but is, for example, a rectangle.
なお、図示しないが、可動体５６が支持基板１０と離間した状態で可動できれば、凹部１４は設けられていなくてもよい。例えば、素子片５０は、可動体５６よりも大きな厚みを有する固定部を有し、該固定部によって可動体５６を支持することにより、可動体５６は、支持基板１０の上方に間隙を介して設けられていてもよい。また、素子片５０と支持基板１０との間にスペーサーを設けることにより、可動体５６は、支持基板１０の上方に間隙を介して設けられていてもよい。 Although not shown, the concave portion 14 may not be provided as long as the movable body 56 can be moved in a state of being separated from the support substrate 10. For example, the element piece 50 has a fixed portion having a thickness larger than that of the movable body 56, and the movable body 56 is supported by the fixed portion above the support substrate 10 via a gap. It may be provided. Further, by providing a spacer between the element piece 50 and the support substrate 10, the movable body 56 may be provided above the support substrate 10 via a gap.
図１に示す例では、支持基板１０の第１面１２には、さらに、凹部１６，１７，１８が設けられている。凹部１６は、配線７０およびパッド７６の平面形状に対応した平面形状を有している。凹部１７は、配線７２およびパッド７７の平面形状に対応した平面形状を有している。凹部１８は、配線７４およびパッド７８の平面形状に対応した平面形状を有している。凹部１６，１７，１８の深さは、凹部１４の深さよりも小さい。なお、図２では、便宜上、凹部１６，１７，１８を省略して図示している。 In the example illustrated in FIG. 1, the first surface 12 of the support substrate 10 is further provided with recesses 16, 17, and 18. The recess 16 has a planar shape corresponding to the planar shape of the wiring 70 and the pad 76. The recess 17 has a planar shape corresponding to the planar shape of the wiring 72 and the pad 77. The recess 18 has a planar shape corresponding to the planar shape of the wiring 74 and the pad 78. The depth of the recesses 16, 17, 18 is smaller than the depth of the recess 14. In FIG. 2, the concave portions 16, 17, and 18 are omitted for convenience.
突起部２０は、支持基板１０の第２面１６に（支持基板１０上に）設けられている。突起部２０は、第２面１６から上方（可動体５６側）に突出している。突起部２０の形状は、錐状である。ここで、錐状とは、例えば、頂点を有する形状であり、該頂点において、可動体５６と接することができるような形状である。すなわち、突起部２０は、例えば、可動体５６と点接触することができる形状である。突起部２０は、第２面１６側に引っ張られていない状態では、可動体５６と離間している。 The protrusion 20 is provided on the second surface 16 of the support substrate 10 (on the support substrate 10). The protrusion 20 protrudes upward (from the movable body 56 side) from the second surface 16. The shape of the protrusion 20 is a cone. Here, the conical shape is, for example, a shape having a vertex, and a shape that can contact the movable body 56 at the vertex. That is, the protrusion 20 has a shape that can make point contact with the movable body 56, for example. The protrusion 20 is separated from the movable body 56 in a state where the protrusion 20 is not pulled toward the second surface 16 side.
突起部２０の形状は、錐状であれば特に限定されず、例えば、円錐、三角錐、四角錐である。突起部２０の高さ（Ｚ軸方向の大きさ）は、例えば、０．５μｍ程度であり、突起部２０の幅（Ｘ軸方向の大きさ）は、２μｍ程度である。突起部２０は、例えば、支持基板１０と一体に（一体的に）設けられている。 The shape of the protrusion 20 is not particularly limited as long as it is a cone, and is, for example, a cone, a triangular pyramid, or a quadrangular pyramid. The height of the protrusion 20 (size in the Z-axis direction) is, for example, about 0.5 μm, and the width of the protrusion 20 (size in the X-axis direction) is about 2 μm. For example, the protrusion 20 is provided integrally (integrally) with the support substrate 10.
突起部２０は、図２に示すように平面視において、可動体５６と重なっている。すなわち、突起部２０は、可動体５６の下方に設けられている。より具体的には、突起部２０は、平面視において、可動体５６の外縁の内側に設けられている。 As shown in FIG. 2, the protrusion 20 overlaps the movable body 56 in a plan view. That is, the protrusion 20 is provided below the movable body 56. More specifically, the protrusion 20 is provided inside the outer edge of the movable body 56 in plan view.
突起部２０の数は、特に限定されないが、図示の例では、Ｘ軸に沿って等間隔に３つの突起部２０が並んでいる。３つの突起部２０のうち真ん中に設けられた突起部２０は、平面視において、例えば、可動部５６の中心と重なるように設けられている。 The number of the protrusions 20 is not particularly limited, but in the example illustrated, three protrusions 20 are arranged at equal intervals along the X axis. The projection 20 provided in the middle of the three projections 20 is provided, for example, so as to overlap the center of the movable portion 56 in plan view.
対向電極３０は、第２面１６に（支持基板１０上に）設けられ、可動体５６と対向配置されている。図示の例では、対向電極３０は、突起部２０を避けて設けられている。なお、図示はしないが、対向電極３０は、突起部２０を覆って設けられていてもよい。 The counter electrode 30 is provided on the second surface 16 (on the support substrate 10) and is disposed to face the movable body 56. In the illustrated example, the counter electrode 30 is provided to avoid the protrusion 20. Although not shown, the counter electrode 30 may be provided so as to cover the protrusion 20.
対向電極３０は、例えば、図２に示すように平面視において、素子片５０の可動電極部５４，５５（より具体的には可動電極部５４，５５の一部）および固定電極部５９，６０と重なっていない。図２に示すように、対向電極３０は、素子片５０の可動体５６および連結部５７，５８と重なっている。より具体的には、可動体５６および連結部５７，５８は、平面視において、対向電極３０の外縁の内側に設けられている。なお、図示はしないが、平面視において、対向電極３０は、素子片５０の可動電極部５４，５５と重なっていてもよい。より具体的には、可動電極部５４，５５は、平面視において、対向電極３０の外縁の内側に設けられていてもよい。また、図示はしないが、対向電極３０は、第２面１６の全面に設けられていてもよい。 For example, as shown in FIG. 2, the counter electrode 30 includes the movable electrode portions 54 and 55 (more specifically, a part of the movable electrode portions 54 and 55) and the fixed electrode portions 59 and 60 of the element piece 50 in plan view. Does not overlap. As shown in FIG. 2, the counter electrode 30 overlaps the movable body 56 and the connecting portions 57 and 58 of the element piece 50. More specifically, the movable body 56 and the connecting portions 57 and 58 are provided inside the outer edge of the counter electrode 30 in plan view. Although not illustrated, the counter electrode 30 may overlap the movable electrode portions 54 and 55 of the element piece 50 in a plan view. More specifically, the movable electrode portions 54 and 55 may be provided inside the outer edge of the counter electrode 30 in plan view. Although not shown, the counter electrode 30 may be provided on the entire second surface 16.
対向電極３０は、可動体５６と電気的に接続されている。図１に示す例では、対向電極３０は、凹部１４の側面を規定する支持基板１０の面を伝って、素子片５０の固定部５１に接続されている。固定部５１は、素子片５０の連結部５７を介して可動体５６と接続されており、対向電極３０が固定部５１に接続されることにより、対向電極３０は、可動体５６と電気的に接続されることができる。そのため、対向電極３０は、可動体５６と等電位であることができる。さらに、図１に示す例では、対向電極３０は、凹部１８内（凹部１８の底面を規定する支持基板１０の面）にまで延在している。 The counter electrode 30 is electrically connected to the movable body 56. In the example shown in FIG. 1, the counter electrode 30 is connected to the fixing portion 51 of the element piece 50 along the surface of the support substrate 10 that defines the side surface of the recess 14. The fixed portion 51 is connected to the movable body 56 via the connecting portion 57 of the element piece 50, and the counter electrode 30 is electrically connected to the movable body 56 by connecting the counter electrode 30 to the fixed portion 51. Can be connected. Therefore, the counter electrode 30 can be equipotential with the movable body 56. Furthermore, in the example shown in FIG. 1, the counter electrode 30 extends into the recess 18 (the surface of the support substrate 10 that defines the bottom surface of the recess 18).
対向電極３０の厚みは、例えば、０．１μｍ以上０．２μｍ以下である。対向電極３０の材質は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム、金を含む材料である。 The thickness of the counter electrode 30 is, for example, not less than 0.1 μm and not more than 0.2 μm. The material of the counter electrode 30 is a material containing, for example, ITO (Indium Tin Oxide), aluminum, and gold.
蓋体４０は、支持基板１０の上方に設けられている。支持基板１０および蓋体４０は、キャビティー４２を形成することができ、キャビティー４２内に素子片５０を収容することができる。蓋体４０の材質としては、例えば、シリコン、ガラスが挙げられる。支持基板１０と蓋体４０との接合方法としては、例えば、接着剤を用いた接合、陽極接合、直接接合が挙げられる。 The lid 40 is provided above the support substrate 10. The support substrate 10 and the lid body 40 can form a cavity 42, and the element piece 50 can be accommodated in the cavity 42. Examples of the material of the lid 40 include silicon and glass. Examples of the bonding method of the support substrate 10 and the lid body 40 include bonding using an adhesive, anodic bonding, and direct bonding.
素子片５０は、支持基板１０上に支持されている。素子片５０の厚みは、例えば、２５μｍ程度である。以下では、素子片５０を、Ｘ軸方向の加速度を検出する物理量検出素子として説明する。 The element piece 50 is supported on the support substrate 10. The thickness of the element piece 50 is, for example, about 25 μm. Below, the element piece 50 is demonstrated as a physical quantity detection element which detects the acceleration of a X-axis direction.
素子片５０は、固定部５１，５２と、可動電極部５４，５５と、可動体５６と、連結部５７，５８と、固定電極部５９，６０と、を含むことができる。 The element piece 50 can include fixed portions 51 and 52, movable electrode portions 54 and 55, a movable body 56, connection portions 57 and 58, and fixed electrode portions 59 and 60.
可動体５６は、例えば、加速度の変化に応じて、連結部５７，５８を弾性変形させながら、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に変位する。このような変位に伴って、可動電極部５４と固定電極部５９との間の隙間、および可動電極部５５と固定電極部６０との間の隙間の大きさが変化する。すなわち、このような変位に伴って、可動電極部５４と固定電極部５９との間の静電容量、および可動電極部５５と固定電極部６０との間の静電容量の大きさが変化する。これらの静電容量の変化に基づいて、物理量センサー１００は、加速度（例えばＸ軸方向の加速度）を検出することができる。 For example, the movable body 56 is displaced in the X-axis direction (+ X direction or −X direction) while elastically deforming the connecting portions 57 and 58 according to a change in acceleration. With such displacement, the size of the gap between the movable electrode portion 54 and the fixed electrode portion 59 and the size of the gap between the movable electrode portion 55 and the fixed electrode portion 60 change. That is, with such a displacement, the capacitance between the movable electrode portion 54 and the fixed electrode portion 59 and the capacitance between the movable electrode portion 55 and the fixed electrode portion 60 change. . Based on these capacitance changes, the physical quantity sensor 100 can detect acceleration (for example, acceleration in the X-axis direction).
固定部５１，５２は、支持基板１０の第１面１２に接合されている。図示の例では、固定部５１，５２は、平面視において、凹部１４の外周縁を跨ぐように設けられている。 The fixing portions 51 and 52 are bonded to the first surface 12 of the support substrate 10. In the illustrated example, the fixing portions 51 and 52 are provided so as to straddle the outer peripheral edge of the recess 14 in a plan view.
可動部５６は、固定部５１と固定部５２との間に設けられている。図２に示す例では、可動部５６の平面形状は、Ｘ軸に沿った長辺を有する長方形である。 The movable part 56 is provided between the fixed part 51 and the fixed part 52. In the example illustrated in FIG. 2, the planar shape of the movable portion 56 is a rectangle having a long side along the X axis.
連結部５７，５８は、固定部５１，５２と可動部５６とに接続されている。連結部５７，５８は、可動部５６を固定部５１，５２に対して変位可能に連結している。連結部５７，５８は、例えば、図２において矢印Ａで示すように、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に可動部５６を変位し得るように構成されている。 The connecting portions 57 and 58 are connected to the fixed portions 51 and 52 and the movable portion 56. The connecting portions 57 and 58 connect the movable portion 56 to the fixed portions 51 and 52 so as to be displaceable. For example, as shown by an arrow A in FIG. 2, the connecting portions 57 and 58 are configured to be able to displace the movable portion 56 in the X-axis direction (+ X direction or −X direction).
より具体的には、連結部５７は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁５７１，５７２によって構成されている。同様に、連結部５８は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁５８１，５８２で構成されている。 More specifically, the connecting portion 57 is configured by two beams 571 and 572 having a shape extending in the X-axis direction while meandering in the Y-axis direction. Similarly, the connecting portion 58 is composed of two beams 581 and 582 having a shape extending in the X-axis direction while meandering in the Y-axis direction.
可動電極部５４，５５は、可動部５６に接続されている。可動電極部５４は、可動部５６から＋Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指５４１〜５４５を備えている。可動電極部５５は、可動部５６から−Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指５５１〜５５５を備えている。 The movable electrode portions 54 and 55 are connected to the movable portion 56. The movable electrode portion 54 includes a plurality of movable electrode fingers 541 to 545 that protrude in the + Y direction from the movable portion 56 and are arranged in a comb-teeth shape. The movable electrode portion 55 includes a plurality of movable electrode fingers 551 to 555 that protrude in the −Y direction from the movable portion 56 and are arranged in a comb-teeth shape.
可動電極部５４は、固定電極部５９に対して間隔を隔てて対向して設けられている。可動電極部５５は、固定電極部６０に対して間隔を隔てて対向して設けられている。 The movable electrode portion 54 is provided to face the fixed electrode portion 59 with a space therebetween. The movable electrode portion 55 is provided to face the fixed electrode portion 60 with a space therebetween.
固定電極部５９は、複数の可動電極指５４１〜５４５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ、複数の固定電極指５９１〜５９８を備えている。固定電極指５９１〜５９８は、第１面１２に固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。 The fixed electrode portion 59 includes a plurality of fixed electrode fingers 591 to 598 arranged in a comb-teeth shape that meshes with the plurality of movable electrode fingers 541 to 545 at intervals. The fixed electrode fingers 591 to 598 have a fixed end on the side fixed to the first surface 12 and a free end extending in the −Y direction.
ここで、固定電極指５９２，５９４，５９６，５９８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指５９１，５９３，５９５，５９７は、それぞれ、支持基板１０上で、第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指５９１〜５９８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方側に第１固定電極指が配置され、他方側に第２固定電極指が配置されている。 Here, the fixed electrode fingers 592, 594, 596, and 598 are first fixed electrode fingers, respectively, and the fixed electrode fingers 591, 593, 595, and 597 are respectively the first fixed electrode fingers on the support substrate 10. The second fixed electrode fingers are spaced apart from each other via a gap (gap). As described above, the plurality of fixed electrode fingers 591 to 598 includes a plurality of first fixed electrode fingers and a plurality of second fixed electrode fingers arranged alternately. In other words, the first fixed electrode finger is arranged on one side of the movable electrode finger, and the second fixed electrode finger is arranged on the other side.
同様に、固定電極部６０は、複数の可動電極指５５１〜５５５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ、複数の固定電極指６０１〜６０８を備えている。固定電極指６０１〜６０８は、第１面１２に固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。 Similarly, the fixed electrode portion 60 includes a plurality of fixed electrode fingers 601 to 608 arranged in a comb-tooth shape that meshes with the plurality of movable electrode fingers 551 to 555 at intervals. In the fixed electrode fingers 601 to 608, the end fixed to the first surface 12 is a fixed end, and the free end extends in the + Y direction.
ここで、固定電極指６０２，６０４，６０６，６０８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指６０１，６０３，６０５，６０７は、それぞれ、支持基板１０上で、第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指６０１〜６０８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方側に第１固定電極指が配置され、他方側に第２固定電極指が配置されている。 Here, the fixed electrode fingers 602, 604, 606, and 608 are first fixed electrode fingers, respectively, and the fixed electrode fingers 601, 603, 605, and 607 are the first fixed electrode fingers on the support substrate 10, respectively. The second fixed electrode fingers are spaced apart from each other via a gap (gap). As described above, the plurality of fixed electrode fingers 601 to 608 are composed of a plurality of first fixed electrode fingers and a plurality of second fixed electrode fingers arranged alternately. In other words, the first fixed electrode finger is arranged on one side of the movable electrode finger, and the second fixed electrode finger is arranged on the other side.
固定部５１，５２、可動電極部５４，５５、可動部５６、連結部５７，５８、および固定電極部５９，６０は、一体的に形成されている。素子片５０の材質としては、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンが挙げられる。 The fixed portions 51 and 52, the movable electrode portions 54 and 55, the movable portion 56, the connecting portions 57 and 58, and the fixed electrode portions 59 and 60 are integrally formed. Examples of the material of the element piece 50 include silicon imparted with conductivity by doping impurities such as phosphorus and boron.
素子片５０（固定部５１，５２および固定電極部５９，６０）と支持基板１０との接合方法は、特に限定されないが、例えば、素子片５０の材質がシリコンであり、支持基板１０の材質がガラスである場合は、陽極接合を用いることができる。 The joining method of the element piece 50 (the fixed portions 51 and 52 and the fixed electrode portions 59 and 60) and the support substrate 10 is not particularly limited. For example, the element piece 50 is made of silicon and the support substrate 10 is made of a material. In the case of glass, anodic bonding can be used.
配線７０，７２，７４は、凹部１６，１７，１８内に設けられている。配線７０は、コンタクト部７１を介して、第１固定電極指５９２，５９４，５９６，５９８，６０２，６０４，６０６，６０８と電気的に接続されている。配線７２は、コンタクト部７３を介して、第２固定電極指５９１，５９３，５９５，５９７，６０１，６０３，６０５，６０７と電気的に接続されている。配線７４は、可動体５６と電気的に接続されている。図１に示す例では、配線７４は、対向電極３０と接続されることにより、可動体５６と電気的に接続されている。 The wirings 70, 72, 74 are provided in the recesses 16, 17, 18. The wiring 70 is electrically connected to the first fixed electrode fingers 592, 594, 596, 598, 602, 604, 606, 608 via the contact portion 71. The wiring 72 is electrically connected to the second fixed electrode fingers 591, 593, 595, 597, 601, 603, 605, and 607 through the contact portion 73. The wiring 74 is electrically connected to the movable body 56. In the example illustrated in FIG. 1, the wiring 74 is electrically connected to the movable body 56 by being connected to the counter electrode 30.
パッド７６，７７，７８は、凹部１６，１７，１８内にそれぞれ設けられている。パッド７６，７７，７８は、キャビティー４２には設けられておらず、平面視において蓋体４０と重ならない位置に設けられている。パッド７６は、配線７０と接続され、パッド７７は、配線７２と接続され、パッド７８は、配線７４と接続されている。 The pads 76, 77, and 78 are provided in the recesses 16, 17, and 18, respectively. The pads 76, 77, and 78 are not provided in the cavity 42, and are provided at positions that do not overlap with the lid body 40 in a plan view. The pad 76 is connected to the wiring 70, the pad 77 is connected to the wiring 72, and the pad 78 is connected to the wiring 74.
配線７０，７２，７４およびパッド７６，７７，７８の材質は、例えば、ＩＴＯ、アルミニウム、金である。コンタクト部７１，７３，７５の材質は、例えば、金、白金、銀、銅、アルミニウムである。 The materials of the wirings 70, 72, 74 and the pads 76, 77, 78 are, for example, ITO, aluminum, and gold. The material of the contact portions 71, 73, 75 is, for example, gold, platinum, silver, copper, or aluminum.
物理量センサー１００では、パッド７６，７８を用いることにより、第１固定電極指５９２，５９４，５９６，５９８，６０２，６０４，６０６，６０８と可動電極部５４，５５との間の静電容量を測定することができる。また、パッド７７，７８を用いることにより、第２固定電極指５９１，５９３，５９５，５９７，６０１，６０３，６０５，６０７と可動電極部５４，５５との間の静電容量を測定することができる。 In the physical quantity sensor 100, the capacitance between the first fixed electrode fingers 592, 594, 596, 598, 602, 604, 606, 608 and the movable electrode portions 54, 55 is measured by using the pads 76, 78. can do. Further, by using the pads 77 and 78, the capacitance between the second fixed electrode fingers 591, 593, 595, 597, 601, 603, 605 and 607 and the movable electrode portions 54 and 55 can be measured. it can.
上述のように、物理量センサー１００は、加速度センサーやジャイロセンサー等の慣性センサーとして使用することができ、具体的には、例えば、水平方向（Ｘ軸方向）の加速度を測定するための静電容量型加速度センサーとして使用することができる。 As described above, the physical quantity sensor 100 can be used as an inertial sensor such as an acceleration sensor or a gyro sensor. Specifically, for example, a capacitance for measuring acceleration in the horizontal direction (X-axis direction). It can be used as a type acceleration sensor.
物理量センサー１００によれば、例えば、以下の特徴を有する。 For example, the physical quantity sensor 100 has the following characteristics.
物理量センサー１００によれば、支持基板１０の第２面１６には、錐状の突起部２０が設けられ、突起部２０は、平面視において、可動体５６と重なっている。そのため、例えば、物理量センサー１００を製造する際に可動体５６と支持基板１０とに電位差が生じ、可動体５６が第２面１６側に引っ張られた場合に、突起部２０が可動体５６と接する。突起部２０は、錐状であるため、突起部２０と可動体５６との接触面積を小さくすることができる。その結果、物理量センサー１００では、可動体５６が支持基板１０に貼り付くことを抑制することができ、高い信頼性を有することができる。 According to the physical quantity sensor 100, the second surface 16 of the support substrate 10 is provided with the cone-shaped protrusion 20, and the protrusion 20 overlaps the movable body 56 in plan view. Therefore, for example, when the physical quantity sensor 100 is manufactured, a potential difference is generated between the movable body 56 and the support substrate 10, and the projecting portion 20 comes into contact with the movable body 56 when the movable body 56 is pulled toward the second surface 16. . Since the protrusion 20 has a conical shape, the contact area between the protrusion 20 and the movable body 56 can be reduced. As a result, the physical quantity sensor 100 can suppress the sticking of the movable body 56 to the support substrate 10 and can have high reliability.
さらに、物理量センサー１００では、第２面１６には、対向電極３０が設けられ、対向電極３０は、平面視において、可動体５６と重なり、可動体５６と電気的に接続されている。そのため、可動体５６と対向電極３０との間の電位差は、小さく（もしくは両者の間に電位差は生じず）、例えば、支持基板１０が帯電しても、可動体５６が第２面１６側に引っ張られることを抑制することができる。その結果、物理量センサー１００では、可動体５６が支持基板１０に貼り付くことを抑制することができ、高い信頼性を有することができる。 Further, in the physical quantity sensor 100, the counter electrode 30 is provided on the second surface 16, and the counter electrode 30 overlaps with the movable body 56 and is electrically connected to the movable body 56 in a plan view. Therefore, the potential difference between the movable body 56 and the counter electrode 30 is small (or no potential difference is generated between them). For example, even if the support substrate 10 is charged, the movable body 56 moves toward the second surface 16 side. Pulling can be suppressed. As a result, the physical quantity sensor 100 can suppress the sticking of the movable body 56 to the support substrate 10 and can have high reliability.
物量センサー１００によれば、突起部２０は、支持基板１０と一体的に設けられている。例えば、突起部２０は、等方性のウェットエッチングによって、支持基板１０と一体的に設けられることができ、容易に突起部２０の形状を錘状にすることができる。 According to the quantity sensor 100, the protrusion 20 is provided integrally with the support substrate 10. For example, the protrusion 20 can be provided integrally with the support substrate 10 by isotropic wet etching, and the shape of the protrusion 20 can be easily changed to a weight.
物量センサー１００によれば、対向電極３０は、突起部２０を避けて設けられている。仮に、突起部が対向電極に覆われていると、以下のような問題が想定される。すなわち、素子片と支持基板とを陽極接合によって接合させる場合、両者の間には数百ボルトの電圧を印加するが、突起部が対向電極に覆われていると、電子が放出されやすく、放電が起こる場合がある。そして、放電異物（例えば放電により焦げた対向電極）が生じ、可動体の動作が阻害される場合がある。可動体と対向電極とが完全に等電位であれば、放電は起こりにくいが、仮に、可動体と対向電極とが完全に等電位でない場合は、上記のような問題が生じることがある。したがって、対向電極３０を、突起部２０を避けて形成することにより、仮に、可動体と対向電極とが完全に等電位でない場合においても、放電が起こる可能性を低くすることができる。 According to the quantity sensor 100, the counter electrode 30 is provided avoiding the protrusion 20. If the protrusion is covered with the counter electrode, the following problem is assumed. That is, when the element piece and the support substrate are joined by anodic bonding, a voltage of several hundred volts is applied between them, but if the protrusion is covered with the counter electrode, electrons are easily emitted, and the discharge May happen. Then, discharge foreign matter (for example, a counter electrode burned by discharge) may occur, and the operation of the movable body may be hindered. If the movable body and the counter electrode are completely equipotential, the discharge is unlikely to occur. However, if the movable body and the counter electrode are not completely equipotential, the above-described problem may occur. Therefore, by forming the counter electrode 30 while avoiding the protrusions 20, even if the movable body and the counter electrode are not completely equipotential, the possibility of discharge can be reduced.
さらに、例えば、錐状の突起部の頂点が対向電極によって覆われることにより、可動体との接触面積（可動体と対向電極との接触面積）が大きくなることがある。そのため、可動体が支持基板に貼り付くことを抑制できない場合がある。 Furthermore, for example, when the apex of the cone-shaped protrusion is covered with the counter electrode, the contact area with the movable body (contact area between the movable body and the counter electrode) may be increased. Therefore, the movable body may not be able to be suppressed from sticking to the support substrate.
物量センサー１００では、対向電極３０は、突起部２０を避けて設けられているので、上記のような問題を回避することができる。 In the physical quantity sensor 100, since the counter electrode 30 is provided avoiding the protrusion 20, the above-described problems can be avoided.
物理量センサー１００によれば、対向電極３０を、平面視において、可動電極部５４，５５および固定電極部５９，６０と重ならないように設けることができる。そのため、対向電極３０と、可動電極部５４，５５および固定電極部５９，６０と、の間に容量が生じることを抑制することができる。したがって、物理量センサー１００の検出感度が低下することを抑制することができる。 According to the physical quantity sensor 100, the counter electrode 30 can be provided so as not to overlap the movable electrode portions 54 and 55 and the fixed electrode portions 59 and 60 in plan view. Therefore, it is possible to suppress the generation of capacitance between the counter electrode 30, the movable electrode portions 54 and 55, and the fixed electrode portions 59 and 60. Therefore, it can suppress that the detection sensitivity of the physical quantity sensor 100 falls.
物理量センサー１００によれば、支持基板１０の材質をガラスとし、素子片５０の材質をシリコンとすることができる。そのため、陽極接合によって、素子片５０を支持基板１０に接合することができる。これにより、素子片５０を支持基板１０に強固に接合することができる。そのため、物理量センサー１００の耐衝撃性を向上させることができる。また、素子片５０を支持基板１０の所望の位置に高精度に接合することができる。そのため、物理量センサー１００の高感度化を図ることができる。 According to the physical quantity sensor 100, the support substrate 10 can be made of glass, and the element piece 50 can be made of silicon. Therefore, the element piece 50 can be bonded to the support substrate 10 by anodic bonding. Thereby, the element piece 50 can be firmly bonded to the support substrate 10. Therefore, the impact resistance of the physical quantity sensor 100 can be improved. In addition, the element piece 50 can be bonded to a desired position of the support substrate 10 with high accuracy. Therefore, it is possible to increase the sensitivity of the physical quantity sensor 100.
物理量センサー１００によれば、対向電極３０の材質を、ＩＴＯを含む材料とすることができる。これにより、支持基板１０が透明基板である場合に、対向電極３０上に存在する異物を、例えば支持基板１０の第２面１６とは反対の面側から容易に視認することができる。そのため、物理量センサー１００の高感度化を図ることができる。 According to the physical quantity sensor 100, the material of the counter electrode 30 can be a material containing ITO. Thereby, when the support substrate 10 is a transparent substrate, the foreign substance which exists on the counter electrode 30 can be easily visually recognized from the surface side opposite to the 2nd surface 16 of the support substrate 10, for example. Therefore, it is possible to increase the sensitivity of the physical quantity sensor 100.
１．２． 物理量センサーの製造方法
次に、第１の実施形態に係る物理量センサーの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３〜図８は、第１の実施形態に係る物理量センサー１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
1.2. Manufacturing Method of Physical Quantity Sensor Next, a manufacturing method of the physical quantity sensor according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. 3 to 8 are cross-sectional views schematically showing manufacturing steps of the physical quantity sensor 100 according to the first embodiment.
図３に示すように、支持基板１０（第１基板１０）の第１面１２に所定形状のマスク層８０を形成する。マスク層８０の材質としては、例えば、レジストが挙げられる。次に、マスク層８０をマスクとして、支持基板１０をエッチングし、凹部１４ａを形成する。 As shown in FIG. 3, a mask layer 80 having a predetermined shape is formed on the first surface 12 of the support substrate 10 (first substrate 10). An example of the material of the mask layer 80 is a resist. Next, using the mask layer 80 as a mask, the support substrate 10 is etched to form the recesses 14a.
図４に示すように、支持基板１０の面１６ａ（凹部１４ａの底面を規定する面）の突起部形成領域２２（突起部２０が形成される領域）に、所定形状のマスク層８２を形成する。マスク層８２の材質としては、例えば、レジストが挙げられる。 As shown in FIG. 4, a mask layer 82 having a predetermined shape is formed in the protrusion formation region 22 (region where the protrusion 20 is formed) on the surface 16 a of the support substrate 10 (the surface defining the bottom surface of the recess 14 a). . An example of the material of the mask layer 82 is a resist.
図５に示すように、マスク層８０，８２をマスクとして、支持基板１０をエッチングする。該エッチングは、例えば、ウェットエッチング（等方性エッチング）によって行われ、支持基板１０は等方的にエッチングされる。マスク層８０，８２は、エッチング後に公知の方向により除去（剥離）される。以上の工程により、凹部１４が形成され、凹部１４の底面を規定する支持基板１０の第２面１６に、錐状の突起部２０を形成することができる。 As shown in FIG. 5, the support substrate 10 is etched using the mask layers 80 and 82 as a mask. The etching is performed by, for example, wet etching (isotropic etching), and the support substrate 10 is isotropically etched. The mask layers 80 and 82 are removed (peeled) in a known direction after etching. Through the above steps, the recess 14 is formed, and the conical protrusion 20 can be formed on the second surface 16 of the support substrate 10 that defines the bottom surface of the recess 14.
図６に示すように、例えばフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、第１面１２に凹部１６，１７，１８を形成する。 As shown in FIG. 6, the recesses 16, 17, and 18 are formed in the first surface 12 by, for example, a photolithography technique and an etching technique.
次に、支持基板１０の第２面１６に対向電極３０を形成する。対向電極３０は、導電層（図示せず）を、スパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって成膜した後、該導電層を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングすることにより形成される。 Next, the counter electrode 30 is formed on the second surface 16 of the support substrate 10. The counter electrode 30 is formed by forming a conductive layer (not shown) by sputtering, CVD (Chemical Vapor Deposition), etc., and then patterning the conductive layer by photolithography and etching techniques. .
次に、配線１６，１７，１８を形成し、パッド７６，７７，７８を形成し、コンタクト部７１，７３（図２参照）を形成する。配線１６，１７，１８、パッド７６，７７，７８、およびコンタクト部７１，７３は、導電層（図示せず）を、スパッタ法やＣＶＤ法などによって成膜した後、該導電層を、パターニングすることにより形成される。 Next, wirings 16, 17, and 18 are formed, pads 76, 77, and 78 are formed, and contact portions 71 and 73 (see FIG. 2) are formed. The wirings 16, 17, 18, pads 76, 77, 78 and contact parts 71, 73 are formed by forming a conductive layer (not shown) by sputtering or CVD, and then patterning the conductive layer. Is formed.
なお、凹部１４，１６，１７，１８を形成する工程は、その順序を問わない。また、対向電極３０を形成する工程、配線１６，１７，１８を形成する工程、パッド７６，７７，７８を形成する工程、およびコンタクト部７１，７３を形成する工程は、その順序を問わない。 In addition, the process of forming the recessed part 14, 16, 17, 18 does not ask | require the order. In addition, the order of forming the counter electrode 30, the process of forming the wirings 16, 17, and 18, the process of forming the pads 76, 77, and 78, and the process of forming the contact portions 71 and 73 are not limited.
図７に示すように、凹部１４を塞ぐように、支持基板１０に第２基板５０ａを接合させる。支持基板１０の材質がガラスであり、第２基板５０ａ材質がシリコンである場合、陽極接合によって、支持基板１０に第２基板５０ａを接合させることができる。第２基板５０ａの厚みは、例えば、４００μｍ程度である。 As shown in FIG. 7, the second substrate 50 a is bonded to the support substrate 10 so as to close the recess 14. When the material of the support substrate 10 is glass and the material of the second substrate 50a is silicon, the second substrate 50a can be bonded to the support substrate 10 by anodic bonding. The thickness of the second substrate 50a is, for example, about 400 μm.
図８に示すように、例えばドライエッチングにより、第２基板５０ａの厚みを小さくする。次に、第２基板５０ａを、フォトリソグラフィー技術およびエッチング（ドライエッチング）技術によってパターニングして、素子片５０を形成する。 As shown in FIG. 8, the thickness of the second substrate 50a is reduced by dry etching, for example. Next, the second substrate 50a is patterned by a photolithography technique and an etching (dry etching) technique to form the element piece 50.
素子片５０を形成するためのドライエッチングは、例えば、支持基板１０の下面側（第１面１２とは反対側の面）に、電圧を印加して行われる。そのため、例えば、支持基板１０が帯電して、可動体５６と支持基板１０とに電位差が生じ、可動体５６が支持基板１０側（第２面１６側）に引っ張られることがある。 The dry etching for forming the element piece 50 is performed, for example, by applying a voltage to the lower surface side (surface opposite to the first surface 12) of the support substrate 10. Therefore, for example, the support substrate 10 is charged, and a potential difference is generated between the movable body 56 and the support substrate 10, and the movable body 56 may be pulled toward the support substrate 10 side (second surface 16 side).
図１に示すように、支持基板１０に蓋体４０を接合させる。支持基板１０と蓋体４０との接合は、例えば、接着剤を用いた接合、陽極接合、直接接合によって行われる。 As shown in FIG. 1, the lid 40 is bonded to the support substrate 10. The support substrate 10 and the lid body 40 are bonded by, for example, bonding using an adhesive, anodic bonding, or direct bonding.
以上の工程により、物理量センサー１００を製造することができる。 Through the above steps, the physical quantity sensor 100 can be manufactured.
物理量センサー１００の製造方法によれば、例えば、以下の特徴を有する。 The manufacturing method of the physical quantity sensor 100 has, for example, the following characteristics.
物理量センサー１００の製造方法によれば、支持基板１０の第２面１６に、平面視において可動体５６と重なるように、錐状の突起部２０を形成することができる。そのため、例えば、物理量センサー１００を製造する際に可動体５６と支持基板１０とに電位差が生じ、可動体５６が第２面１６側に引っ張られた場合に、突起部２０が可動体５６と接する。突起部２０は、錐状であるため、突起部２０と可動体５６との接触面積を小さくすることができる。その結果、可動体５６が支持基板１０に貼り付くことを抑制することができる物理量センサー１００を形成することができる。 According to the method for manufacturing the physical quantity sensor 100, the conical protrusion 20 can be formed on the second surface 16 of the support substrate 10 so as to overlap the movable body 56 in plan view. Therefore, for example, when the physical quantity sensor 100 is manufactured, a potential difference is generated between the movable body 56 and the support substrate 10, and the projecting portion 20 comes into contact with the movable body 56 when the movable body 56 is pulled toward the second surface 16. . Since the protrusion 20 has a conical shape, the contact area between the protrusion 20 and the movable body 56 can be reduced. As a result, the physical quantity sensor 100 that can suppress the movable body 56 from sticking to the support substrate 10 can be formed.
さらに、物理量センサー１００の製造方法によれば、第２面１６に、平面視において可動体５６と重なり、かつ可動体５６と電気的に接続されている対向電極３０を形成することができる。可動体５６と対向電極３０との間の電位差は、小さい（もしくは両者の間に電位差は生じない）ので、例えば、支持基板１０が帯電しても、可動体５６が第２面１６側に引っ張られることを抑制することができる。その結果、可動体５６が支持基板１０に貼り付くことを抑制することができる物理量センサー１００を形成することができる。 Furthermore, according to the manufacturing method of the physical quantity sensor 100, the counter electrode 30 that overlaps the movable body 56 and is electrically connected to the movable body 56 in the plan view can be formed on the second surface 16. Since the potential difference between the movable body 56 and the counter electrode 30 is small (or no potential difference occurs between them), for example, even if the support substrate 10 is charged, the movable body 56 is pulled toward the second surface 16 side. Can be suppressed. As a result, the physical quantity sensor 100 that can suppress the movable body 56 from sticking to the support substrate 10 can be formed.
さらに、物理量センサー１００の製造方法によれば、支持基板１０の第２面１６に、等方性のウェットエッチングによって、突起部２０を形成することができる。そのため、容易に突起部２０の形状を錘状にすることができる。 Furthermore, according to the manufacturing method of the physical quantity sensor 100, the protrusion 20 can be formed on the second surface 16 of the support substrate 10 by isotropic wet etching. Therefore, the shape of the protrusion 20 can be easily changed to a weight.
物理量センサー１００の製造方法によれば、対向電極３０は、突起部２０を避けて形成されることができる。これにより、支持基板１０に第２基板５０ａを接合する工程を陽極接合によって行った場合に、上述のとおり、放電が起こる可能性を低くすることができる。さらに、支持基板１０に第２基板５０ａを接合する工程を陽極接合によって行うと、素子片５０を支持基板１０に強固に接合することができ、また、素子片５０を支持基板１０の所望の位置に高精度に接合することができる。 According to the manufacturing method of the physical quantity sensor 100, the counter electrode 30 can be formed avoiding the protrusion 20. Thereby, when the process of joining the 2nd board | substrate 50a to the support substrate 10 is performed by anodic bonding, possibility that a discharge will occur can be made low as mentioned above. Furthermore, when the step of bonding the second substrate 50 a to the support substrate 10 is performed by anodic bonding, the element piece 50 can be firmly bonded to the support substrate 10, and the element piece 50 can be bonded to a desired position on the support substrate 10. Can be bonded with high accuracy.
２． 第２の実施形態
２．１． 物理量センサー
次に、第２の実施形態に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図９は、第２の実施形態に係る物理量センサー２００を模式的に示す断面図である。図１０は、第２の実施形態に係る物理量センサー２００を模式的に示す平面図である。なお、図９は、図１０のＩＸ−ＩＸ線断面図である。また、便宜上、図９および図１０では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
2. Second Embodiment 2.1. Physical Quantity Sensor Next, a physical quantity sensor according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a physical quantity sensor 200 according to the second embodiment. FIG. 10 is a plan view schematically showing a physical quantity sensor 200 according to the second embodiment. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. For convenience, FIGS. 9 and 10 illustrate an X axis, a Y axis, and a Z axis as three axes orthogonal to each other.
以下、第２の実施形態に係る物理量センサー２００において、第１の実施形態に係る物理量センサー１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Hereinafter, in the physical quantity sensor 200 according to the second embodiment, members having the same functions as the constituent members of the physical quantity sensor 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. .
物理量センサー１００は、上述のように、例えば、水平方向（Ｘ軸方向）の加速度を測定するための静電容量型加速度センサーとして使用することができる。これに対し、物理量センサー２００は、例えば、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度を測定するための加速度センサーとして使用することができる。 As described above, the physical quantity sensor 100 can be used as, for example, a capacitive acceleration sensor for measuring acceleration in the horizontal direction (X-axis direction). On the other hand, the physical quantity sensor 200 can be used as an acceleration sensor for measuring acceleration in the vertical direction (Z-axis direction), for example.
物理量センサー２００は、図９および図１０に示すように、支持基板１０と、突起部２０と、電極（対向電極）３０と、第１検出電極３２と、第２検出電極３４と、蓋体４０と、素子片２５０と、を含むことができる。素子片２５０は、可動体２５１と、支持部２５８，２５９と、枠体２６０と、を有することができる。 As illustrated in FIGS. 9 and 10, the physical quantity sensor 200 includes a support substrate 10, a protrusion 20, an electrode (counter electrode) 30, a first detection electrode 32, a second detection electrode 34, and a lid body 40. And an element piece 250. The element piece 250 can include a movable body 251, support portions 258 and 259, and a frame body 260.
可動体２５１は、第１支持部２５８および第２支持部２５９によって、支持されている。揺動体２５１は、例えば鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が生じると、支持部２５８，２５９によって決定される支持軸Ｑを揺動軸（回転軸）として、シーソー揺動（シーソー動作）することができる。 The movable body 251 is supported by the first support portion 258 and the second support portion 259. For example, when acceleration in the vertical direction (Z-axis direction) occurs, the rocking body 251 performs seesaw rocking (seesaw operation) using the support shaft Q determined by the support portions 258 and 259 as the rocking shaft (rotating shaft). Can do.
可動体２５１は、第１シーソー片（第１部分）２５１ａと、第２シーソー片（第２部分）２５１ｂと、を有する。第１シーソー片２５１ａは、平面視において、支持軸Ｑによって区画される可動体２５１の２つの部分のうちの一方（図１０では右側に位置する部分）である。第２シーソー片２５１ｂは、平面視において、支持軸Ｑによって区画される可動体２５１の２つの部分のうちの他方（図１０では左側に位置する部分）である。 The movable body 251 includes a first seesaw piece (first part) 251a and a second seesaw piece (second part) 251b. The first seesaw piece 251a is one of the two parts of the movable body 251 defined by the support shaft Q (a part located on the right side in FIG. 10) in plan view. The second seesaw piece 251b is the other of the two parts of the movable body 251 defined by the support shaft Q (a part located on the left side in FIG. 10) in plan view.
物理量センサー２００では、支持軸Ｑを、可動体２５１の中心（重心）から外れた位置に配置することによって（支持軸Ｑから各シーソー片２５１ａ，２５１ｂの先端までの距離を異ならせることによって）、シーソー片２５１ａ，２５１ｂが互いに異なる質量を有している。具体的には、支持軸Ｑから第１シーソー片２５１ａの第１側面２５３までの距離は、支持軸Ｑから第２シーソー片２５１ｂの第２側面２５４までの距離よりも大きい。また、第１シーソー片２５１ａの厚みと、第２シーソー片２５１ｂの厚みとは、等しい。したがって、第１シーソー片２５１ａの質量は、第２シーソー片２５１ｂの質量よりも大きい。このように、シーソー片２５１ａ，２５１ｂが互いに異なる質量を有することにより、Ｚ軸方向の加速度が加わったときに、第１シーソー片２５１ａの回転モーメントと、第２シーソー片２５１ｂの回転モーメントと、を均衡させないことができる。したがって、Ｚ軸方向の加速度が加わったときに、可動体２５１に所定の傾きを生じさせることができる。 In the physical quantity sensor 200, the support shaft Q is disposed at a position deviated from the center (center of gravity) of the movable body 251 (by making the distance from the support shaft Q to the tip of each seesaw piece 251a, 251b different). The seesaw pieces 251a and 251b have different masses. Specifically, the distance from the support shaft Q to the first side surface 253 of the first seesaw piece 251a is larger than the distance from the support shaft Q to the second side surface 254 of the second seesaw piece 251b. The thickness of the first seesaw piece 251a is equal to the thickness of the second seesaw piece 251b. Therefore, the mass of the first seesaw piece 251a is larger than the mass of the second seesaw piece 251b. Thus, when the seesaw pieces 251a and 251b have different masses, the rotational moment of the first seesaw piece 251a and the rotational moment of the second seesaw piece 251b when the acceleration in the Z-axis direction is applied. Can not be balanced. Therefore, when the acceleration in the Z-axis direction is applied, it is possible to cause the movable body 251 to have a predetermined inclination.
可動体２５１の平面形状は、例えば、長方形である。具体的には、可動体２５１の平面形状は、Ｘ軸に沿う長辺とＹ軸に沿う短辺とを有する長方形である。 The planar shape of the movable body 251 is, for example, a rectangle. Specifically, the planar shape of the movable body 251 is a rectangle having a long side along the X axis and a short side along the Y axis.
可動体２５１は、凹部１４の上方に設けられている。すなわち、可動体２５１は、凹部１４の底面を規定する支持基板１０の第２面１６と間隙を介して（支持基板１０の上方に間隙を介して）設けられている。また、可動体２５１は、枠体２６０と間隙を介して設けられている。このような間隙によって、可動体２５１は、シーソー揺動することができる。 The movable body 251 is provided above the recess 14. That is, the movable body 251 is provided via the second surface 16 of the support substrate 10 that defines the bottom surface of the recess 14 (via the gap above the support substrate 10). In addition, the movable body 251 is provided through a gap with the frame body 260. Due to such a gap, the movable body 251 can rock the seesaw.
可動体２５１は、可動電極２５２ａ，２５２ｂとして機能する。可動体２５１が導電性材料（不純物がドープされたシリコン等）で構成されることによって、可動電極が形成されてもよく、また、可動体２５１の表面に金属等の導体層からなる可動電極を形成することもできる。図示の例では、可動体２５１が導電性材料（不純物がドープされたシリコン）で構成されることによって可動電極２５２ａ，２５２ｂが形成されている。 The movable body 251 functions as movable electrodes 252a and 252b. The movable body 251 may be formed of a conductive material (silicon doped with impurities, etc.) to form a movable electrode, and a movable electrode made of a conductor layer such as a metal may be formed on the surface of the movable body 251. It can also be formed. In the illustrated example, the movable body 251 is made of a conductive material (silicon doped with impurities), so that the movable electrodes 252a and 252b are formed.
また、支持基板１０の、可動電極２５２ａに対向する位置には、第１検出電極３２が設けられている。この可動電極２５２ａと第１検出電極３２とによって、可変容量Ｃ１が構成されている。支持基板１０の、可動電極２５２ｂに対向する位置には、第２検出電極３４が設けられている。この可動電極２５２ｂと第２検出電極３４とによって、可変容量Ｃ２が構成されている。可変容量Ｃ１および可変容量Ｃ２は、例えば、図９に示す可動体２５１が水平である状態において、同じ容量となるように構成される。可動電極２５２ａおよび可動電極２５２ｂは、可動体２５１のシーソー揺動に応じて位置が変化する。これにより、可変容量Ｃ１，Ｃ２の容量値が変化する。図示の例では、可動体２５１自体によって可動電極２５２ａ，２５２ｂが形成されているため、可動電極２５２ａ，２５２ｂは、同じ電位を有する電極である。 A first detection electrode 32 is provided on the support substrate 10 at a position facing the movable electrode 252a. The movable electrode 252a and the first detection electrode 32 constitute a variable capacitor C1. A second detection electrode 34 is provided on the support substrate 10 at a position facing the movable electrode 252b. The movable electrode 252b and the second detection electrode 34 constitute a variable capacitor C2. For example, the variable capacitor C1 and the variable capacitor C2 are configured to have the same capacity when the movable body 251 shown in FIG. 9 is horizontal. The positions of the movable electrode 252a and the movable electrode 252b change according to the seesaw rocking of the movable body 251. As a result, the capacitance values of the variable capacitors C1 and C2 change. In the illustrated example, since the movable electrodes 252a and 252b are formed by the movable body 251 itself, the movable electrodes 252a and 252b are electrodes having the same potential.
可動体２５１には、可動体２５１の上面２５６から可動体２５１の下面２５７まで貫通する貫通孔（スリット）２５５が設けられている。これにより、可動体２５１が揺動する際の空気の影響（空気の抵抗）を低減することができる。図示の例では、貫通孔２５５は、複数設けられている。 The movable body 251 is provided with a through hole (slit) 255 penetrating from the upper surface 256 of the movable body 251 to the lower surface 257 of the movable body 251. Thereby, the influence (air resistance) of air when the movable body 251 swings can be reduced. In the illustrated example, a plurality of through holes 255 are provided.
第１支持部２５８および第２支持部２５９は、可動体２５１を支持している。第１支持部２５８および第２支持部２５９は、トーションバネ（捻りバネ）として機能する。これにより、可動体２５１がシーソー揺動することによりバネに生じるねじり変形に対して強い復元力を有し、支持部が破損することを防止することができる。 The first support part 258 and the second support part 259 support the movable body 251. The first support part 258 and the second support part 259 function as torsion springs (torsion springs). Thereby, it has a strong restoring force with respect to the torsion deformation which arises in a spring when the movable body 251 rocks | rocks a seesaw, and it can prevent that a support part is damaged.
第１支持部２５８および第２支持部２５９は、可動体２５１の回転中心（揺動中心）となる支持軸Ｑの位置を決定する部材である。図示の例では、第１支持部２５８および第２支持部２５９は、平面視において、支持軸Ｑに重なっている。第１支持部２５８および第２支持部２５９は、枠体２６０から可動体２５１まで延出している。第１支持部２５８および第２支持部２５９の延出方向（Ｙ軸方向）は、支持軸Ｑの延出方向（Ｙ軸方向）と一致している。可動体２５１は、支持部２５８，２５９を介して、枠体２６０に固定される。 The first support portion 258 and the second support portion 259 are members that determine the position of the support shaft Q that is the rotation center (swing center) of the movable body 251. In the illustrated example, the first support portion 258 and the second support portion 259 overlap the support shaft Q in plan view. The first support portion 258 and the second support portion 259 extend from the frame body 260 to the movable body 251. The extending direction (Y-axis direction) of the first support part 258 and the second support part 259 coincides with the extending direction (Y-axis direction) of the support shaft Q. The movable body 251 is fixed to the frame body 260 via the support portions 258 and 259.
第１検出電極３２は、支持基板１０の第２面１６に設けられている。第１検出電極３２は、可動体２５１（可動電極２５２ａ）に対向配置されている。第１検出電極３２上には、間隙を介して、可動電極２５２ａが位置している。第１検出電極３２は、可動電極２５２ａとの間に容量Ｃ１を形成するように設けられている。 The first detection electrode 32 is provided on the second surface 16 of the support substrate 10. The first detection electrode 32 is disposed to face the movable body 251 (movable electrode 252a). On the first detection electrode 32, the movable electrode 252a is located via a gap. The 1st detection electrode 32 is provided so that the capacity | capacitance C1 may be formed between the movable electrodes 252a.
第２検出電極３４は、支持基板１０の第２面１６に設けられている。第２検出電極３４は、可動体２５１（可動電極２５２ｂ）に対向配置されている。第２検出電極３４上には、間隙を介して、可動電極２５２ｂが位置している。第２検出電極３４は、可動電極２５２ｂとの間に容量Ｃ２を形成するように設けられている。第１検出電極３２の平面形状と、第２検出電極３４の平面形状は、例えば、支持軸Ｑを軸として、線対称である。 The second detection electrode 34 is provided on the second surface 16 of the support substrate 10. The second detection electrode 34 is disposed to face the movable body 251 (movable electrode 252b). On the second detection electrode 34, the movable electrode 252b is located via a gap. The 2nd detection electrode 34 is provided so that the capacity | capacitance C2 may be formed between the movable electrodes 252b. The planar shape of the first detection electrode 32 and the planar shape of the second detection electrode 34 are, for example, line symmetric with respect to the support axis Q.
対向電極３０は、支持基板１０の第２面１６に設けられている。対向電極３０は、可動体２５１に対向配置されている。すなわち、平面視において、対向電極３０は、可動体５６と重なっている。対向電極３０上には、間隙を介して、可動体２５１が位置している。対向電極３０は、可動体２５１と対向する位置であって、検出電極３２，３４が設けられている領域を避けて設けられている。対向電極３０は、可動体２５１と電気的に接続されている。具体的には、対向電極３０は、図１に示すように、第２面１６、凹部１４の側面を規定する面、および枠体２６０と支持基板１０との間の領域に形成されており、枠体２６０、支持部２５８，２５９を介して、可動体２５１に接続されている。そのため、対向電極３０は、可動体２５１と等電位であることができる。 The counter electrode 30 is provided on the second surface 16 of the support substrate 10. The counter electrode 30 is disposed to face the movable body 251. That is, the counter electrode 30 overlaps the movable body 56 in plan view. On the counter electrode 30, the movable body 251 is located through a gap. The counter electrode 30 is provided at a position facing the movable body 251 and avoiding a region where the detection electrodes 32 and 34 are provided. The counter electrode 30 is electrically connected to the movable body 251. Specifically, as shown in FIG. 1, the counter electrode 30 is formed on the second surface 16, a surface that defines the side surface of the recess 14, and a region between the frame body 260 and the support substrate 10. It is connected to the movable body 251 through the frame body 260 and the support portions 258 and 259. Therefore, the counter electrode 30 can be equipotential with the movable body 251.
検出電極３２，３４および対向電極３０の材質は、例えば、ＩＴＯ、アルミニウム、金を含む材料である。 The materials of the detection electrodes 32 and 34 and the counter electrode 30 are materials including, for example, ITO, aluminum, and gold.
枠体２６０は、支持基板１０の第１面１２に設けられている。枠体２６０は、平面視において、可動体２５１を囲んでいる。枠体２６０の材質は、例えば、可動体２５１の材質と同じである。 The frame body 260 is provided on the first surface 12 of the support substrate 10. The frame 260 surrounds the movable body 251 in plan view. The material of the frame 260 is the same as the material of the movable body 251, for example.
突起部２０は、図１０に示すように平面視において、可動体２５１と重なっている。すなわち、突起部２０は、可動体２５１の下方に設けられている。より具体的には、突起部２０は、平面視において、可動体２５１の外縁の内側に設けられている。突起部２０は、検出電極３２，３４および対向電極３０を避けて設けられている。 As shown in FIG. 10, the protrusion 20 overlaps the movable body 251 in plan view. That is, the protrusion 20 is provided below the movable body 251. More specifically, the protrusion 20 is provided inside the outer edge of the movable body 251 in plan view. The protrusion 20 is provided to avoid the detection electrodes 32 and 34 and the counter electrode 30.
図示の例では、突起部２０は、可動体２５１の四隅と重なる位置に設けられている。より具体的には、第１シーソー片２５１ａと重なる位置に、突起部２０ａ，２０ｂが設けられ、第２シーソー片２５１ｂと重なる位置に、突起部２０ｃ，２０ｄが設けられている。さらに、図示の例では、支持軸Ｑを軸として、突起部２０ｃ，２０ｄと線対称となるように、突起部２０ｅ，２０ｆが設けられている。第１シーソー片２５１ａの突起部２０ａ，２０ｂと重なる部分は、例えば、可動体２５１と支持基板１０とに電位差が生じた場合に、特に、第２面１６側に引っ張られやすい。そのため、突起部２０ａ，２０ｂによって、可動体２５１が支持基板１０に貼り付くことを抑制することができる。 In the illustrated example, the protrusion 20 is provided at a position overlapping the four corners of the movable body 251. More specifically, the protrusions 20a and 20b are provided at positions overlapping the first seesaw piece 251a, and the protrusions 20c and 20d are provided at positions overlapping the second seesaw piece 251b. Furthermore, in the illustrated example, the protrusions 20e and 20f are provided so as to be symmetrical with the protrusions 20c and 20d about the support axis Q. For example, when a potential difference occurs between the movable body 251 and the support substrate 10, the portions overlapping the protrusions 20 a and 20 b of the first seesaw piece 251 a are easily pulled toward the second surface 16 side. Therefore, sticking of the movable body 251 to the support substrate 10 can be suppressed by the protrusions 20a and 20b.
上述のように、物理量センサー２００は、加速度センサーやジャイロセンサー等の慣性センサーとして使用することができ、具体的には、例えば、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度を測定するための静電容量型加速度センサーとして使用することができる。 As described above, the physical quantity sensor 200 can be used as an inertial sensor such as an acceleration sensor or a gyro sensor. Specifically, for example, a capacitance for measuring acceleration in the vertical direction (Z-axis direction). It can be used as a type acceleration sensor.
物理量センサー２００によれば、支持基板１０の第２面１６には、錐状の突起部２０が設けられ、突起部２０は、平面視において、可動体２５１と重なっている。さらに、物理量センサー２００では、第２面１６には、対向電極３０が設けられ、対向電極３０は、平面視において、可動体５６と重なり、可動体５６と電気的に接続されている。そのため、物理量センサー２００では、物理量センサー１００の場合と同様に、可動体２５１が支持基板１０に貼り付くことを抑制することができる。 According to the physical quantity sensor 200, the second surface 16 of the support substrate 10 is provided with the cone-shaped protrusion 20, and the protrusion 20 overlaps the movable body 251 in plan view. Further, in the physical quantity sensor 200, the counter electrode 30 is provided on the second surface 16, and the counter electrode 30 overlaps with the movable body 56 in a plan view and is electrically connected to the movable body 56. Therefore, in the physical quantity sensor 200, as with the physical quantity sensor 100, it is possible to suppress the movable body 251 from sticking to the support substrate 10.
２．２． 物理量センサーの製造方法
第２の実施形態に係る物理量センサーの製造方法は、基本的に第１の実施形態に係る物理量センサーの製造方法と同様である。したがって、その詳細な説明を省略する。
2.2. Manufacturing Method of Physical Quantity Sensor The manufacturing method of the physical quantity sensor according to the second embodiment is basically the same as the manufacturing method of the physical quantity sensor according to the first embodiment. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.
３． 第３の実施形態
次に、第３の実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。第３の実施形態に係る電子機器は、本発明に係る物理量センサーを含む。以下では、本発明に係る物理量センサーとして、物理量センサー１００を含む電子機器について、説明する。
3. Third Embodiment Next, an electronic apparatus according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. An electronic apparatus according to the third embodiment includes a physical quantity sensor according to the present invention. Hereinafter, an electronic apparatus including the physical quantity sensor 100 will be described as the physical quantity sensor according to the present invention.
図１１は、第３の実施形態に係る電子機器として、モバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００を模式的に示す斜視図である。 FIG. 11 is a perspective view schematically showing a mobile (or notebook) personal computer 1100 as an electronic apparatus according to the third embodiment.
図１１に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を有する表示ユニット１１０６と、により構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。 As shown in FIG. 11, the personal computer 1100 includes a main body portion 1104 having a keyboard 1102 and a display unit 1106 having a display portion 1108. The display unit 1106 has a hinge structure portion with respect to the main body portion 1104. It is supported so that rotation is possible.
このようなパーソナルコンピューター１１００には、物理量センサー１００が内蔵されている。 Such a personal computer 1100 incorporates a physical quantity sensor 100.
図１２は、第３の実施形態に係る電子機器として、携帯電話機（ＰＨＳも含む）１２００を模式的に示す斜視図である。 FIG. 12 is a perspective view schematically showing a mobile phone (including PHS) 1200 as an electronic apparatus according to the third embodiment.
図１２に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。 As shown in FIG. 12, the mobile phone 1200 includes a plurality of operation buttons 1202, an earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and a display unit 1208 is disposed between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204. .
このような携帯電話機１２００には、物理量センサー１００が内蔵されている。 Such a cellular phone 1200 incorporates a physical quantity sensor 100.
図１３は、第３の実施形態に係る電子機器として、デジタルスチルカメラ１３００を模式的に示す斜視図である。なお、図１３には、外部機器との接続についても簡易的に示している。 FIG. 13 is a perspective view schematically showing a digital still camera 1300 as an electronic apparatus according to the third embodiment. Note that FIG. 13 simply shows connection with an external device.
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。 Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a digital still camera 1300 photoelectrically converts a light image of a subject with an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device). An imaging signal (image signal) is generated.
デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。 A display unit 1310 is provided on the back of a case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and is configured to display based on an imaging signal from the CCD. The display unit 1310 displays an object as an electronic image. Functions as a viewfinder.
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。 A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302.
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。 When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit 1310 and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1308.
また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。 In the digital still camera 1300, a video signal output terminal 1312 and an input / output terminal 1314 for data communication are provided on the side surface of the case 1302. A television monitor 1430 is connected to the video signal output terminal 1312 and a personal computer 1440 is connected to the input / output terminal 1314 for data communication, if necessary. Further, the imaging signal stored in the memory 1308 is output to the television monitor 1430 or the personal computer 1440 by a predetermined operation.
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、物理量センサー１００が内蔵されている。 Such a digital still camera 1300 incorporates a physical quantity sensor 100.
以上のような電子機器１１００，１２００，１３００は、可動体５６が支持基板１０に貼り付くことを抑制することができる物理量センサーを含む。そのため、電子機器１１００，１２００，１３００は、高い信頼性を有することができる。 The electronic devices 1100, 1200, and 1300 as described above include physical quantity sensors that can suppress the movable body 56 from sticking to the support substrate 10. Therefore, the electronic devices 1100, 1200, and 1300 can have high reliability.
なお、上記物理量センサー１００を備えた電子機器は、図１１に示すパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１２に示す携帯電話機、図１３に示すデジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーターなどに適用することができる。 In addition to the personal computer (mobile personal computer) shown in FIG. 11, the mobile phone shown in FIG. 12, and the digital still camera shown in FIG. Devices (for example, inkjet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, various navigation devices, pagers, electronic notebooks (including those with communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game machines, word processors, work Station, video phone, security TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (eg electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measurements Equipment, instruments ( In example, vehicle, aircraft, gauges of a ship), can be applied to a flight simulator.
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。 The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited to these. For example, it is possible to appropriately combine each embodiment and each modification.
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
１０ 支持基板、１２ 第１面、１４ 凹部、１６ 第２面、２０ 突起部、
２２ 突起部形成領域、３０ 対向電極、３２ 第１検出電極、３４ 第２検出電極、
４０ 蓋体、４２ キャビティー、５０ 素子片、５１，５２ 固定部、
５４，５５ 可動電極部、５６ 可動体、５７，５８ 連結部、
５９，６０ 固定電極部、７０ 配線、７１ コンタクト部、７２ 配線、
７３ コンタクト部、７４ 配線、７６〜７８ パッド、８０，８２ マスク層、
１００ 物理量センサー、２００ 物理量センサー、２５１ 可動体、
２５１ａ 第１シーソー片、２５１ｂ 第２シーソー片、２５２ａ 可動電極、
２５２ｂ 可動電極、２５３ 第１側面、２５４ 第２側面、２５５ 貫通孔、
２５６ 上面、２５７ 下面、２５８ 第１支持部、２５９ 第２支持部、
２６０ 枠体、５４１〜５４５ 可動電極指、５５１〜５５５ 可動電極指、
５７１，５７２ 梁、５８１，５８２ 梁、５９１〜５９８ 固定電極指、
６０１〜６０８ 固定電極指、１１００ パーソナルコンピューター、
１１０２ キーボード、１１０４ 本体部、１１０６ 表示ユニット、
１１０８ 表示部、１２００ 携帯電話機、１２０２ 操作ボタン、１２０４ 受話口、
１２０６ 送話口、１２０８ 表示部、１３００ デジタルスチルカメラ、
１３０２ ケース、１３０４ 受光ユニット、１３０６ シャッターボタン、
１３０８ メモリー、１３１０ 表示部、１３１２ ビデオ信号出力端子、
１３１４ 入出力端子、１４３０ テレビモニター、
１４４０ パーソナルコンピューター
10 support substrate, 12 first surface, 14 recess, 16 second surface, 20 protrusion,
22 protrusion formation region, 30 counter electrode, 32 first detection electrode, 34 second detection electrode,
40 lid, 42 cavity, 50 element pieces, 51, 52 fixing part,
54, 55 movable electrode part, 56 movable body, 57, 58 connecting part,
59, 60 Fixed electrode part, 70 wiring, 71 contact part, 72 wiring,
73 contact part, 74 wiring, 76-78 pad, 80,82 mask layer,
100 physical quantity sensor, 200 physical quantity sensor, 251 movable body,
251a first seesaw piece, 251b second seesaw piece, 252a movable electrode,
252b movable electrode, 253 first side surface, 254 second side surface, 255 through-hole,
256 upper surface, 257 lower surface, 258 first support portion, 259 second support portion,
260 frame, 541-545 movable electrode finger, 551-555 movable electrode finger,
571, 572 beams, 581, 582 beams, 591-598 fixed electrode fingers,
601-608 fixed electrode fingers, 1100 personal computer,
1102 Keyboard, 1104 Main unit, 1106 Display unit,
1108 Display unit, 1200 mobile phone, 1202 operation buttons, 1204 earpiece,
1206 Mouthpiece, 1208 Display unit, 1300 Digital still camera,
1302 Case, 1304 Light receiving unit, 1306 Shutter button,
1308 Memory, 1310 Display unit, 1312 Video signal output terminal,
1314 Input / output terminal, 1430 TV monitor,
1440 personal computer
Claims (10)
前記基板の上方に間隙を介して設けられている可動体と、
平面視で前記可動体に重なっている前記基板上に配置されている錐状の突起部および電極と、
を含み、
前記電極は、前記可動体と電気的に接続されている、物理量センサー。 A substrate,
A movable body provided above the substrate via a gap;
Conical protrusions and electrodes disposed on the substrate overlapping the movable body in plan view;
Including
The physical quantity sensor, wherein the electrode is electrically connected to the movable body.
前記突起部は、前記基板と一体に設けられている、物理量センサー。 In claim 1,
The protrusion is a physical quantity sensor provided integrally with the substrate.
前記電極は、前記突起部を避けて設けられている、物理量センサー。 In claim 1 or 2,
The physical quantity sensor, wherein the electrode is provided to avoid the protrusion.
前記可動体から突出する可動電極部と、
前記可動電極部に対向して設けられている固定電極部と、を含み、
前記電極は、平面視で、前記可動電極部および前記固定電極部と重なっていない、物理量センサー。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A movable electrode portion protruding from the movable body;
A fixed electrode portion provided facing the movable electrode portion,
The physical quantity sensor, wherein the electrode does not overlap the movable electrode portion and the fixed electrode portion in plan view.
前記基板の材質は、ガラスであり、
前記可動体の材質は、シリコンである、物理量センサー。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The material of the substrate is glass,
A physical quantity sensor, wherein the movable body is made of silicon.
前記電極の材質は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を含む、物理量センサー。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The material of the electrode is a physical quantity sensor including ITO (Indium Tin Oxide).
前記第１基板の面に、電極を形成する工程と、
前記第１基板および第２基板を接合する工程と、
前記第２基板をエッチングして、可動体を形成する工程と、
を含み、
前記突起部および前記電極は、平面視で前記可動体と重なっており、
前記電極は、前記可動体と電気的に接続されている、物理量センサーの製造方法。 Forming a conical protrusion on the surface of the first substrate by isotropic etching;
Forming an electrode on the surface of the first substrate;
Bonding the first substrate and the second substrate;
Etching the second substrate to form a movable body;
Including
The protrusion and the electrode overlap the movable body in plan view,
The method for manufacturing a physical quantity sensor, wherein the electrode is electrically connected to the movable body.
前記突起部を形成する工程は、前記突起部の形成領域にマスク層を配置し、ウェットエッチングした後に前記マスク層を剥離して前記突起部を形成する、物理量センサーの製造方法。 In claim 7,
The step of forming the protrusion is a method of manufacturing a physical quantity sensor, wherein a mask layer is arranged in a region where the protrusion is formed, the mask layer is peeled off after wet etching, and the protrusion is formed.
前記電極は、前記突起部を避けて形成される、物理量センサーの製造方法。 In claim 7 or 8,
The method of manufacturing a physical quantity sensor, wherein the electrode is formed avoiding the protrusion.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150107 |