JP2018054457A - Mechanical quantity sensor and method of manufacturing dynamic quantity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、力学量センサおよび力学量センサの製造方法に関する。 The present disclosure relates to a mechanical quantity sensor and a method for manufacturing a mechanical quantity sensor.
時々刻々と変化する外力(液圧、気圧、真空度)の絶対値を検知する力学量センサは、多くの産業分野において、装置を精密に制御するために広く用いられている。とりわけ、隔膜(ダイヤフラム)を用いた力学量センサにおいては、小型の力学量センサも開発されている。例えば、特許文献1には、ダイヤフラムと、これに対向して設けられた検出電極とで形成される静電容量の値から圧力を測定する技術が開示されている。特許文献1に開示されている力学量センサでは、大きな圧力がかかることによってダイヤフラムが検出電極に衝突し、はがれなくなってしまうことがある(この現象をスティッキング現象と呼ぶ場合がある。)これを防止するため、ダイヤフラム上にスティッキング防止膜(以下、ストッパと呼ぶ場合がある)を配置することで、ダイヤフラムと検出電極とを直接接触させず、ダイヤフラムと検出電極とがストッパを挟む構造になるようにして、接触面積を低減することが試みられている。
A mechanical quantity sensor that detects an absolute value of an external force (hydraulic pressure, atmospheric pressure, vacuum degree) that changes from moment to moment is widely used in many industrial fields in order to precisely control an apparatus. In particular, as a mechanical quantity sensor using a diaphragm, a small mechanical quantity sensor has been developed. For example,
しかしながら、ストッパの形状によっては、ストッパの破損による発塵や電極間ショートなどの問題が発生し、力学量センサが故障する懸念がある。 However, depending on the shape of the stopper, problems such as dust generation due to the breakage of the stopper and short-circuit between electrodes may occur, and there is a concern that the mechanical quantity sensor may break down.
このような課題に鑑み、本開示の実施形態における目的は、故障しにくい力学量センサを提供することにある。 In view of such a problem, an object of the embodiment of the present disclosure is to provide a mechanical quantity sensor that is less likely to fail.
本開示の一実施形態によると、少なくとも第1面に導電性を有し、外力に応じて形状を変える薄膜と、薄膜の第1面に配置された第1構造体と、第1構造体の上面および側面を覆い、当該上面と当該側面とを接続する角部を覆う部分の表面形状に当該角部よりも丸みを有する領域を含む第2構造体と、薄膜の第1面と対向して設けられ、薄膜と容量部を形成する電極と、を備える、力学量センサが提供される。 According to an embodiment of the present disclosure, a thin film having conductivity on at least a first surface and changing a shape according to an external force, a first structure disposed on a first surface of the thin film, and a first structure A second structure including a region covering the upper surface and the side surface and covering the corner portion connecting the upper surface and the side surface and having a region that is rounder than the corner portion, and the first surface of the thin film A mechanical quantity sensor is provided that includes a thin film and an electrode that forms a capacitor.
上記力学量センサにおいて、第1構造体および第2構造体の一方は、圧縮応力を有し、その他方は、引っ張り応力を有してもよい。 In the mechanical quantity sensor, one of the first structure and the second structure may have a compressive stress, and the other may have a tensile stress.
上記力学量センサにおいて、第2構造体は、表面に無機絶縁層を有してもよい。 In the mechanical quantity sensor, the second structure body may have an inorganic insulating layer on the surface.
上記力学量センサにおいて、第2構造体は、丸みを有する領域に囲まれた表面において平坦な部分を有してもよい。 In the mechanical quantity sensor, the second structure may have a flat portion on a surface surrounded by a rounded region.
上記力学量センサにおいて、第1構造体は、少なくとも第1面上に配置された第1層および第1層上の上面の一部に配置された第2層を含んでもよい。 In the mechanical quantity sensor, the first structure may include at least a first layer disposed on the first surface and a second layer disposed on a part of the upper surface on the first layer.
上記力学量センサにおいて、第1構造体は、複数であり、第2構造体は、複数であり、1つの第2構造体は、1つの第1構造体のみを覆ってもよい。 In the mechanical quantity sensor, a plurality of first structures may be provided, a plurality of second structures may be provided, and one second structure may cover only one first structure.
上記力学量センサにおいて、第1構造体は複数であり、第2構造体は、1つであり、複数の第1構造体を覆ってもよい。 In the mechanical quantity sensor, there may be a plurality of first structures and a single second structure, and the plurality of first structures may be covered.
上記力学量センサにおいて、第1構造体は、複数であり、第2構造体は、複数であり、第1面における第1位置に配置された第2構造体が覆う第1構造体の数と、第1面における第2位置に配置された第2構造体が覆う第1構造体の数とは異なってもよい。 In the mechanical quantity sensor, there are a plurality of first structures, a plurality of second structures, and the number of first structures covered by the second structures arranged at the first position on the first surface. The number of the first structures covered by the second structures arranged at the second position on the first surface may be different.
本開示の一実施形態によると、基板、基板上に配置された第1層、第1層上に配置された導電性を有する第2層を有する積層体のうち、第2層の第1領域を、所定の膜厚となるまでエッチングし、第2層の第1領域に、第1構造体を形成し、第1構造体の上面および側面を覆うように第2構造体を形成し、電極が形成された第2基板の電極と第2層の第1領域との間に空間を形成するように、第1基板と第2基板とを接合し、第1層をエッチングストッパとして、第1領域の少なくとも一部に対応する基板の第2領域をエッチングし、第2層をエッチングストッパとして、第1層の第2領域をエッチングする、力学量センサの製造方法が提供される。 According to an embodiment of the present disclosure, a first region of a second layer of a stacked body including a substrate, a first layer disposed on the substrate, and a conductive second layer disposed on the first layer. The first structure is formed in the first region of the second layer, the second structure is formed so as to cover the upper surface and the side surface of the first structure, and the electrode is formed. The first substrate and the second substrate are joined so as to form a space between the electrode of the second substrate on which is formed and the first region of the second layer, and the first layer is used as an etching stopper. A method for manufacturing a mechanical quantity sensor is provided, in which a second region of a substrate corresponding to at least a part of the region is etched, and the second region of the first layer is etched using the second layer as an etching stopper.
上記力学量センサの製造方法において、第2構造体は、CVD法により形成されてもよい。 In the manufacturing method of the mechanical quantity sensor, the second structure may be formed by a CVD method.
上記力学量センサの製造方法において、第2構造体は、PVD法により形成されてもよい。 In the manufacturing method of the mechanical quantity sensor, the second structure may be formed by a PVD method.
本開示の一実施形態によると、故障しにくい力学量センサを提供することができる。 According to an embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a mechanical quantity sensor that is unlikely to fail.
以下、本開示の各実施形態に係る力学量センサおよび力学量センサの製造方法等について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す各実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号(数字の後にA、B等を付しただけの符号)を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。 Hereinafter, a mechanical quantity sensor and a manufacturing method of the mechanical quantity sensor according to each embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In addition, each embodiment shown below is an example of embodiment of this indication, Comprising: This indication is limited to these embodiment and is not interpreted. Note that in the drawings referred to in the present embodiment, the same portion or a portion having a similar function is denoted by the same reference symbol or a similar reference symbol (a reference symbol simply including A, B, etc. after a number) and repeated. The description of may be omitted. In addition, the dimensional ratio in the drawing may be different from the actual ratio for convenience of explanation, or a part of the configuration may be omitted from the drawing.
<第1実施形態>
(1−1.力学量センサの構成)
図1(A)に力学量センサ100の断面図を示す。図1(A)に示すように、力学量センサ100は、基板110、絶縁層120、導電層130、薄膜135、第1構造体140、第2構造体150、基板200、電極210、電極220、電極230、電極240、電極250、および電極260を有する。
<First Embodiment>
(1-1. Configuration of mechanical quantity sensor)
A cross-sectional view of the
基板110には、シリコン基板が用いられる。絶縁層120には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウムなどが用いられる。導電層130には、半導体材料が用いられるが、金属材料などが用いられてもよい。例えば、導電層130にシリコン(Si)が用いられる場合、シリコン中にホウ素(B)、アルミニウム(Al)、リン(P)、ヒ素(As)などを多く(例えば1018atoms/cm3〜1020atoms/cm3程度)含むことにより、導電性を有することができる。基板110および絶縁層120は、領域180において、開口部を有する。
A silicon substrate is used as the
薄膜135は、導電層130の領域180に相当する部分として設けられる。薄膜135の膜厚は1μm〜100μm程度であり、可撓性を有する。薄膜135は、少なくとも第1面135A(上面)に導電性を有する。
The
第1構造体140は、薄膜135の第1面135A上に複数設けられる。第1構造体140は、導体材料(金属など)であってもよいし、半導体材料でもよいし、絶縁体材料でもよい。絶縁体材料は、有機絶縁体材料でもよいし、無機絶縁体材料でもよい。
A plurality of
第2構造体150は、薄膜135および第1構造体140上に複数設けられる。図1(B)に領域105の拡大図を示す。図1(B)に示すように、第2構造体150は、第1構造体140の上面140Aおよび側面140Bを覆うように設けられる。なお、1つの第2構造体150は、1つの第1構造体140のみを覆うように設けられてもよい。第2構造体150は、上面140Aと側面140Bとを接続する角部140Cを覆う部分の表面形状に角部140Cよりも丸みを有する領域150Cを含む。また、第2構造体150は、丸みを有する領域150Cに囲まれた表面において平坦な部分を有してもよい。また、第2構造体150は、表面に無機絶縁層を有してもよい。例えば、第2構造体150には、酸化シリコン膜が用いられてもよいし、銅(Cu)膜の表面を酸化させて酸化膜が設けられてもよい。なお、第1構造体140および第2構造体150の一方は、圧縮応力を有し、その他方は、引っ張り応力を有してもよい。例えば、第1構造体140が圧縮応力を有してもよいし、第2構造体150が引っ張り応力を有してもよい。これにより、第1構造体140および第2構造体150により生じる応力が相殺され、薄膜135に余計な力がかかることが防止される。第1構造体140および第2構造体150は、電極210とのスティッキング防止用のストッパ160としての機能を有する。
A plurality of
電極210は、基板200上に設けられる。電極210は、薄膜135の第1面135Aと対向して設けられる。薄膜135と電極210との間には、空間300を有する。薄膜135、電極210、および空間300は、静電容量部を形成する。
The
電極220は、基板200の電極210と同じ面に設けられる。電極250は、電極210と対向するように、基板200上に設けられる。電極260は、電極220と対向するように、基板200上に設けられる。電極230は、電極210と電極250とを接続するように基板200に貫通して設けられる。電極240は、電極220と電極260とを接続するように基板200に貫通して設けられる。
The
図2は、基板110を上面(基板200側)から見た図である。また、図3は、基板200を下面(基板110側)から見た図である。図2、3に示すように、薄膜135および電極210は、円形状を有する。また、第1構造体140および第2構造体150は、円形状を有し、格子状に配置されている。
FIG. 2 is a view of the
(1−2.力学量センサの動作の説明)
力学量センサ100は、閉じられた空間300を有し、外力(例えば、圧力)350に応じて、薄膜135の形状が変わる。例えば、図4に示すように、外力350が大きい場合には、薄膜135は上側(第1面135A側)に撓む。また、図5に示すように、外力350が小さい場合には、薄膜135は上側(第1面135A側)への撓みが小さくなる。この薄膜135の形状変化の違いにより、薄膜135と電極210との間の距離が変わる。これにより、薄膜135と電極210との間の静電容量が変わるため、これを電気信号としてとらえ、外力に応じた電気信号が得られる。
(1-2. Description of operation of mechanical quantity sensor)
The
なお、薄膜135は円形状を有する。これにより、薄膜135に対して均等に外力がかかると、薄膜135は、同心円状に撓み、中心部が最も大きく撓むようになる。また、外力が大きくかかることにより薄膜135が大きく上側に撓んだ場合、第2構造体150が電極210に衝突したとしても、第2構造体150は丸みを有する領域150Cを有することにより、第2構造体150が欠損してしまうことが防止される。また、第2構造体150が電極210に突き刺さることが防止される。また、第2構造体150は、丸みを有する領域150Cに囲まれた表面において平坦な部分を有することにより、第2構造体150と電極210とが衝突するときに面で接触することになる。これにより、衝突時の衝撃が分散され、衝撃が緩和される。また、第2構造体150が、表面に無機絶縁層を有することにより、第2構造体150が、電極210に固着しにくくすることができる。また、第2構造体150が、表面に無機絶縁層を有することにより、薄膜135と、電極210が接触することによる電気的ショートが防止される。これにより、故障しにくい力学量センサを提供することができる。
Note that the
(1−3.力学量センサの製造方法)
次に、図1に示した力学量センサ100の製造方法を図6乃至図19を用いて説明する。
(1-3. Manufacturing method of mechanical quantity sensor)
Next, a method for manufacturing the
図6に示すように、基板110、絶縁層120および導電層130は、SOI(Silicon on Insulator)構造を有している。SOI基板の作製方法には、例えば、基板110、絶縁層120および導電層130は、シリコン基板に酸素を添加し、高温熱処理することにより、埋め込み酸化膜を形成したSIMOX(Separated by Implated Oxygen)法が用いられてもよい。また、一方のシリコン基板(ボンドウェハと呼ぶ場合がある)に熱酸化膜を形成し、水素を添加し、他方のシリコン基板(ベースウェハと呼ぶ場合がある)と貼り合わせて熱処理後剥離する、スマートカット法が用いられてもよい。また、2つの熱酸化膜付きシリコン基板を貼り合せて、研磨加工で仕様の厚さに調整する、貼り合わせ法が用いられてもよい。また、導電層130には、不純物として、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、リン(P)、ヒ素(As)などが添加される。導電層130には、例えばヒ素(As)が1018atoms/cm3〜1020atoms/cm3程度添加されてもよい。これにより、導電層130は、導電性を有することができる。
As shown in FIG. 6, the
また、絶縁層120および導電層130は、別々に形成されてもよい。絶縁層120には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウムなどが用いられてもよい。絶縁層120は、熱酸化法、CVD法、PVD法、塗布法などにより形成されてもよい。
Further, the insulating
導電層130には、シリコン、ゲルマニウム、シリコン・ゲルマニウム、炭化シリコンなどが用いられてもよい。導電層130は、CVD法(減圧CVD、常圧CVD法、プラズマCVD法など)、スパッタリング法により形成されてもよい。
For the
次に、図7に示すように、基板110上に配置された絶縁層120、および絶縁層120上に配置された導電性を有する導電層130、を有する積層体のうち、導電層130の領域170を所定の膜厚になるまでエッチングすることにより、薄膜135を形成する。このとき、酸化シリコンなどの絶縁体材料を用いたハードマスクを用いてもよい。上記エッチングには、ウェットエッチング法が用いられる。例えば、導電層130に面方位{100}の単結晶シリコン膜が用いられた場合、当該単結晶シリコン膜はアルカリ溶液により結晶異方性エッチングされる。アルカリ溶液には、例えばTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)が用いられる。薄膜135は、例えば、1μm〜100μmとなることにより、可撓性を有することができる。
Next, as illustrated in FIG. 7, the region of the
次に、図8に示すように、導電層130および薄膜135上に第1構造体140となる膜139を形成する。膜139は、導体材料(金属など)でもよいし、有機絶縁体材料でもよいし、無機絶縁体材料でもよい。膜139は、CVD法、PVD法(スパッタリング法、真空蒸着法など)、印刷法などにより形成される。
Next, as illustrated in FIG. 8, a
次に、膜139に対してフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いることにより、図9に示すように、薄膜135の第1領域170に、第1構造体140を形成する。
Next, the
次に、図10に示すように、第1構造体140の上面140Aおよび側面140Bを覆うように構造体150となる膜149を形成する。膜149は、CVD法、PVD法、めっき法などにより形成されてもよい。次に、膜149をパターン形状に合わせてエッチングすることにより、図11に示すように、第2構造体150を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 10, a
例えば、膜139としてアルミニウム膜をスパッタリング法により形成後、ウェットエッチング法によりエッチングし、第1構造体140を形成した場合、図12に示すように、第1構造体140の角部140Cは、とがった形状を有する。しかしながら、第1構造体140を覆うように膜149を例えばCVD法により形成することにより、図13に示すように、第2構造体150が丸みを有する領域150Cを有することができる。
For example, in the case where an aluminum film is formed as the
次に、基板200に貫通孔を形成する。基板200には、アルカリガラス(ソーダガラス基板、ホウ珪酸ガラス基板など)、無アルカリガラス(石英ガラス基板など)が用いられる。
Next, a through hole is formed in the
貫通孔は、例えば、基板200に対してレーザー照射法(レーザーアブレーション法と呼ぶことができる)を用いることにより形成することができる。
The through hole can be formed by using, for example, a laser irradiation method (which can be referred to as a laser ablation method) for the
次に、図14に示すように、基板200に設けられた貫通孔に電極230および電極240を形成する。電極230および電極240には、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、ニッケル(Ni)などが用いられる。電極230および電極240は、スパッタリング法およびめっき法を組み合わせて形成されてもよいし、導電性を有する樹脂を埋め込むことにより形成されてもよい。例えば、電極230および電極240には、スパッタリング法およびめっき法を用いて形成された銅(Cu)膜が用いられる。
Next, as shown in FIG. 14, the
次に、図15に示すように、電極230と接触するように基板200上に電極210が形成される。また、電極240と接触するように基板200上に電極220が形成される。電極210および電極220には、金(Au)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)などが用いられる。また、基板200との密着層として、チタン(Ti)、クロム(Cr)などが用いられる。電極210および電極220は、単層でもよいし、積層でもよい。電極210および電極220は、PVD法(スパッタリング法など)、CVD法、めっき法、印刷法により形成される。電極210および電極220は、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により、所定の形状に加工される。
Next, as shown in FIG. 15, the
次に、図16に示すように、基板200の電極210と薄膜135の領域170との間に空間300を形成するように、第1基板110と第2基板200とを接合する。基板110がシリコン基板、基板200がアルカリガラス基板である場合、陽極接合法を用いることにより、基板110と基板200が接合される。
Next, as shown in FIG. 16, the
次に、図17に示すように、絶縁層120をエッチングストッパとして、基板110の領域170の少なくとも一部に対応する領域180をエッチングする。例えば、基板110がシリコン基板であり、絶縁層120が酸化シリコン膜である場合には、基板110の下面にマスクを形成した上で、アルカリ溶液により基板110をエッチングしてもよい。
Next, as shown in FIG. 17, the
次に、図18に示すように、薄膜135をエッチングストッパとして、絶縁層120の領域180をエッチングする。なお、例えば、絶縁層120がシリコン基板であり、薄膜135がシリコン膜である場合には、フッ酸溶液によりエッチングしてもよい。
Next, as shown in FIG. 18, the
次に、図19に示すように、基板200の電極210を有する面と対向する面上に電極230と接続するように、電極250を形成する。同様にして、電極240と接続するように電極260を形成する。電極250および電極260は、電極210および電極220と同様の方法により形成することができる。以上の製造方法により、力学量センサ100を製造することができる。
Next, as illustrated in FIG. 19, the
<第2実施形態>
(2−1.力学量センサの構成)
次に、構造の異なる力学量センサについて説明する。なお、第1実施形態において示した構造、材料、および方法については、その説明を援用する。
Second Embodiment
(2-1. Configuration of mechanical quantity sensor)
Next, mechanical quantity sensors having different structures will be described. In addition, about the structure, material, and method which were shown in 1st Embodiment, the description is used.
図20(A)に力学量センサ1100の断面図、図20(B)に領域105の拡大図、図21に力学量センサ1100の基板110を上面(基板200側)から見た図を示す。図20(A)、(B)、図21に示すように、第1構造体140は複数設けられている。1つの第2構造体150は、複数の第1構造体140を覆うように設けられてもよい。第2構造体150は、成膜後、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により加工されずにそのまま用いられてもよい。上記構造を有することにより、力学量センサの製造工程を短縮しながら、力学量センサ100と同様の効果を有することができる。
20A is a cross-sectional view of the
<第3実施形態>
(3−1.力学量センサの構成)
次に、構造の異なる力学量センサについて説明する。なお、第1実施形態および第2実施形態において示した構造、材料、および方法については、その説明を援用する。
<Third Embodiment>
(3-1. Configuration of mechanical quantity sensor)
Next, mechanical quantity sensors having different structures will be described. In addition, about the structure, material, and method which were shown in 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the description is used.
図22(A)に力学量センサ2100の断面図、図22(B)に領域105の拡大図、図23に力学量センサ2100の上面図であり、基板110を上面(基板200側)から見た図を示す。力学量センサ2100において、第1構造体140および第2構造体150は複数設けられる。第2構造体150が覆う第1構造体140の数は、位置に応じて異なってもよい。例えば、図23に示すように、位置410では、第1構造体140−1のみを覆う第2構造体150−1が設けられてもよいし、位置420では第1構造体140−1、第1構造体140−2、第1構造体140−3、および第1構造体140−4を覆う第2構造体150−2が設けられてもよい。
22A is a cross-sectional view of the
また、図24に示すように、位置430では第1構造体140−1を覆う第2構造体150−3が設けられてもよい。また、位置440では第1構造体140−1、第1構造体140−2、および第1構造体140−3を覆う第2構造体150−4が設けられてもよい。位置450では第1構造体140−1、第1構造体140−2、第1構造体140−3、および第1構造体140−4を覆う第2構造体150−5が設けられてもよい。位置460では第1構造体140−1、第1構造体140−2、第1構造体140−3、第1構造体140−4、および第1構造体140−5を覆う第2構造体150−6が設けられてもよい。
In addition, as illustrated in FIG. 24, a second structure 150-3 that covers the first structure 140-1 may be provided at a
<第4実施形態>
(4−1.力学量センサの構成)
次に、第1構造体140の構造の異なる力学量センサについて説明する。なお、第1実施形態、第2実施形態、および第3実施形態において示した構造、材料、および方法については、その説明を援用する。
<Fourth embodiment>
(4-1. Configuration of mechanical quantity sensor)
Next, mechanical quantity sensors having different structures of the
図25(A)に力学量センサ3100の断面図、図25(B)に領域105の拡大図を示す。図25(A)、(B)に示すように、第1構造体140は、少なくとも第1面135A上に配置された第1層141および第1層141上の上面の一部に配置された第2層143を含んでもよい。第1層141および第2層143は、第2構造体150に覆われている。第1層141および第2層143には、同じ材料が用いられてもよいし、異なる材料が用いられてもよい。図25(A)、(B)に示す構造を有することにより、第2構造体150の領域150がさらに丸みを有しやすくなるため、電極210と衝突した場合においても、第2構造体150、電極210の双方が破損しにくくなる。
FIG. 25A shows a cross-sectional view of the
図26(A)に力学量センサ3101の断面図、図26(B)に領域105の拡大図を示す。図26(A)、(B)に示すように、第2構造体150は、構造体151および構造体153で構成されてもよい。構造体151および構造体153には、同じ材料が用いられてもよいし、異なる材料が用いられてもよい。構造体151および構造体153は、それぞれ成膜後エッチングして設けられてもよい。また、構造体151および構造体153は、構造体151および構造体153となる2つの膜を成膜後に、当該2つの膜を同時にエッチングして設けられてもよい。図26(A)、(B)に示す構造を有することにより、第2構造体150の領域150Cがさらに丸みを有しやすくなるため、電極210と衝突した場合においても、第2構造体150、電極210の双方が破損しにくくなる。
FIG. 26A is a cross-sectional view of the
図27(A)、(B)に力学量センサ3102の断面図を示す。図27(A)、(B)に示すように、第1構造体140は、位置に応じて、第1構造体140が単層でもよいし、第1層141および第2層143を有する積層でもよい。
27A and 27B are cross-sectional views of the
図28(A)、(B)に力学量センサ3102の断面図を示す。図28(A)、(B)に示すように、第1構造体140は、位置に応じて、第1構造体140が単層でもよいし、第1層141および第2層143を有する積層でもよいし、第2構造体150が1つの第1構造体140のみを覆ってもよいし、複数の第1構造体140を覆ってもよい。例えば、薄膜135の中央部において、第1構造体140が単層であり、薄膜135の端部に近い領域において、第1構造体140が第1層141および第2層143を有する積層である場合、第2構造体150の高さが位置に応じて異なることにより、第2構造体150が電極210にさらに固着しづらくなる。これにより、さらに故障しにくい力学量センサを提供することができる。
28A and 28B are cross-sectional views of the
(変形例)
なお、本開示の実施形態において、第1構造体140は、格子状に配置される例を述べたが、第1構造体140は、図29に示すように同心円状に配置されてもよいし、格子状や市松模様状に配置されてもよいし、円形状を有してもよいし、図30に示すように四角い形状を有してもよいし、多角形状を有してもよい。
(Modification)
In the embodiment of the present disclosure, the example in which the
105・・・領域、110・・・基板、120・・・絶縁層、130・・・導電層、135・・・薄膜、135A・・・上面、139・・・膜、140・・・第1構造体、140A・・・上面、140B・・・側面、140C・・・角部、141・・・第1層、143・・・第2層、149・・・膜、150・・・構造体、150C・・・領域、151・・・構造体、153・・・構造体、160・・・ストッパ、170・・・領域、180・・・領域、200・・・基板、210・・・電極、220・・・電極、230・・・電極、240・・・電極、250・・・電極、260・・・電極、300・・・空間、350・・・外力、410・・・位置、420・・・位置、430・・・位置、440・・・位置、450・・・位置、1100・・・力学量センサ、2100・・・力学量センサ、3100・・・力学量センサ、3101・・・力学量センサ、3102・・・力学量センサ
105 ... region, 110 ... substrate, 120 ... insulating layer, 130 ... conductive layer, 135 ... thin film, 135A ... upper surface, 139 ... film, 140 ... first Structure, 140A ... upper surface, 140B ... side surface, 140C ... corner, 141 ... first layer, 143 ... second layer, 149 ... film, 150 ... structure , 150C ... region, 151 ... structure, 153 ... structure, 160 ... stopper, 170 ... region, 180 ... region, 200 ... substrate, 210 ...
Claims (11)
前記薄膜の前記第1面に配置された第1構造体と、
前記第1構造体の上面および側面を覆い、当該上面と当該側面とを接続する角部を覆う部分の表面形状に当該角部よりも丸みを有する領域を含む第2構造体と、
前記薄膜の前記第1面と対向して設けられ、前記薄膜と静電容量部を形成する電極と、
を備える、力学量センサ。 A thin film having conductivity on at least the first surface and changing its shape in accordance with an external force;
A first structure disposed on the first surface of the thin film;
A second structure that covers an upper surface and a side surface of the first structure, and includes a region that is rounder than the corner in a surface shape of a portion that covers the corner connecting the upper surface and the side;
An electrode that is provided facing the first surface of the thin film and forms a capacitance portion with the thin film;
A mechanical quantity sensor.
その他方は、引っ張り応力を有する、
請求項1に記載の力学量センサ。 One of the first structure and the second structure has a compressive stress,
The other has tensile stress,
The mechanical quantity sensor according to claim 1.
請求項1または2に記載の力学量センサ。 The second structure has an inorganic insulating layer on the surface,
The mechanical quantity sensor according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれか一つに記載の力学量センサ。 The second structure has a flat portion on a surface surrounded by the rounded region.
The mechanical quantity sensor as described in any one of Claims 1 thru | or 3.
請求項1乃至4のいずれか一つに記載の力学量センサ。 The first structure includes at least a first layer disposed on the first surface and a second layer disposed on a part of an upper surface on the first layer.
The mechanical quantity sensor as described in any one of Claims 1 thru | or 4.
前記第2構造体は、複数であり、
1つの前記第2構造体は、1つの前記第1構造体のみを覆う、
請求項1乃至5のいずれか一つに記載の力学量センサ。 The first structure is plural,
The second structure is plural,
One second structure covers only one first structure,
The mechanical quantity sensor according to any one of claims 1 to 5.
前記第2構造体は、1つであり、複数の前記第1構造体を覆う、
請求項1乃至5のいずれか一つに記載の力学量センサ。 A plurality of the first structures;
The number of the second structures is one, and a plurality of the first structures are covered.
The mechanical quantity sensor according to any one of claims 1 to 5.
前記第2構造体は、複数であり、
前記第1面における第1位置に配置された前記第2構造体が覆う前記第1構造体の数と、前記第1面における第2位置に配置された前記第2構造体が覆う前記第1構造体の数とは異なる、
請求項1乃至5のいずれか一つに記載の力学量センサ。 The first structure is plural,
The second structure is plural,
The number of the first structures covered by the second structures arranged at the first position on the first surface and the first structures covered by the second structures arranged at the second position on the first surface. Different from the number of structures,
The mechanical quantity sensor according to any one of claims 1 to 5.
前記第2層の前記第1領域に、第1構造体を形成し、
前記第1構造体の上面および側面を覆うように第2構造体を形成し、
電極が形成された第2基板の前記電極と前記第2層の前記第1領域との間に空間を形成するように、前記第1基板と前記第2基板とを接合し、
前記第1層をエッチングストッパとして、前記第1領域の少なくとも一部に対応する前記基板の第2領域をエッチングし、
前記第2層をエッチングストッパとして、前記第1層の前記第2領域をエッチングする、
力学量センサの製造方法。 Of the laminate having a substrate, a first layer disposed on the substrate, and a conductive second layer disposed on the first layer, the first region of the second layer has a predetermined thickness. Etch until
Forming a first structure in the first region of the second layer;
Forming a second structure so as to cover an upper surface and a side surface of the first structure;
Bonding the first substrate and the second substrate so as to form a space between the electrode of the second substrate on which the electrode is formed and the first region of the second layer;
Etching a second region of the substrate corresponding to at least a portion of the first region using the first layer as an etching stopper,
Etching the second region of the first layer using the second layer as an etching stopper;
Manufacturing method of mechanical quantity sensor.
請求項9に記載の力学量センサの製造方法。 The second structure is formed by a CVD method.
The manufacturing method of the mechanical quantity sensor of Claim 9.
請求項9に記載の力学量センサの製造方法。 The second structure is formed by a PVD method.
The manufacturing method of the mechanical quantity sensor of Claim 9.
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JP2016190648A JP2018054457A (en) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | Mechanical quantity sensor and method of manufacturing dynamic quantity sensor |
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