JP2023131263A - センサ及びセンサシステム - Google Patents

センサ及びセンサシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2023131263A
JP2023131263A JP2022035897A JP2022035897A JP2023131263A JP 2023131263 A JP2023131263 A JP 2023131263A JP 2022035897 A JP2022035897 A JP 2022035897A JP 2022035897 A JP2022035897 A JP 2022035897A JP 2023131263 A JP2023131263 A JP 2023131263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
connection
detection
support
conductive layer
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022035897A
Other languages
English (en)
Inventor
慶彦 久留井
Norihiko Kurui
宏明 山崎
Hiroaki Yamazaki
史隆 石橋
Fumitaka ISHIBASHI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2022035897A priority Critical patent/JP2023131263A/ja
Priority to US17/823,929 priority patent/US20230288270A1/en
Publication of JP2023131263A publication Critical patent/JP2023131263A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/16—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G01L1/148—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors using semiconductive material, e.g. silicon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0035—Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
    • B81B3/0051—For defining the movement, i.e. structures that guide or limit the movement of an element
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0073—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a semiconductive diaphragm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/128—Microapparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0264—Pressure sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

【課題】特性の向上が可能なセンサ及びセンサシステムを提供する。【解決手段】実施形態によれば、センサは、素子部を含む。素子部は、基体、第１検出支持部、第１検出接続部、第１支持部、第１構造体、第１接続部、及び、膜部を含む。基体と、膜部の第１部分と、の間の距離は、基体と、第１構造体の第１端部との間の距離よりも長い。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、センサ及びセンサシステムに関する。
例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子などを用いたセンサがある。センサにおいて、特性の向上が望まれる。
特開２０１３－２０５１０５号公報
実施形態は、特性の向上が可能なセンサ及びセンサシステムを提供する。
実施形態によれば、センサは、素子部を含む。素子部は、基体と、前記基体に固定された第１検出支持部と、第１接続抵抗層を含み、前記第１検出支持部に支持された第１検出接続部と、前記基体に固定された第１支持部と、第１構造体と、第１接続部と、膜部と、を含む。前記第１構造体は、第１端部及び第１他端部を含む。前記第１端部は前記第１支持部に支持される。前記第１接続部は、前記第１他端部に支持される。前記膜部は、第１検出部分及び第１部分を含む。前記第１検出部分は前記第１検出接続部に支持される。前記第１部分は前記第１接続部に支持される。前記膜部は、前記第１接続抵抗層と電気的に接続された膜部抵抗層を含む。前記第１検出支持部から前記第１検出部分への第２方向は、前記基体から前記第１検出支持部への第１方向と交差する。前記第１支持部から前記第１部分への第１支持部方向は、前記第１方向と交差し、前記第２方向と交差する。前記基体と膜部との間、前記基体と前記第１検出接続部との間、前記基体と前記第１構造体との間、及び、前記基体と前記第１接続部との間に第１間隙が設けられる。前記基体と前記第１部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第１端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長い。
図１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図３は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図４は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図６は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。 図７は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。 図８は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。 図９は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。 図１０は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。 図１１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。 図１２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図１３は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図１４は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図１５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図１６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。 図１７は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。 図１８は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。 図１９は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。 図２０は、第２実施形態に係るセンサシステムを例示するブロック図である。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１～図５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１は、平面図である。図２は、図１のＡ１－Ａ２線断面図である。図３は、図１のＢ１－Ｂ２線断面図である。図４及び図５は、センサに含まれる一部を取り出して図示した平面図である。
図１～図３に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、素子部１０Ｕを含む。素子部１０Ｕは、第１検出支持部１１ｓ、第１検出接続部１１ｃ、第１支持部２１ｓ、第１構造体２１Ａ、第１接続部２１ｃ、及び、膜部３１を含む。
図２に示すように、第１検出支持部１１ｓは、基体５０Ｓに固定される。第１検出接続部１１ｃは、第１検出支持部１１ｓに支持される。第１検出接続部１１ｃは、第１接続抵抗層１１ｃＲを含む。
図３に示すように、第１支持部２１ｓは、基体５０Ｓに固定される。第１構造体２１Ａは、第１端部２１ｅ及び第１他端部２１ｆを含む。図１及び図３に示すように、第１端部２１ｅは第１支持部２１ｓに支持される。第１接続部２１ｃは、第１他端部２１ｆに支持される。
図１に示すように、膜部３１は、第１検出部分３１ｐ及び第１部分３１ａを含む。図１及び図２に示すように、第１検出部分３１ｐは第１検出接続部１１ｃに支持される。図１及び図３に示すように、第１部分３１ａは第１接続部２１ｃに支持される。膜部３１は、膜部抵抗層３１Ｒを含む。膜部抵抗層３１Ｒは、第１接続抵抗層１１ｃＲと電気的に接続される。
第１検出支持部１１ｓから第１検出部分３１ｐへの第２方向Ｄ２は、基体５０Ｓから第１検出支持部１１ｓへの第１方向Ｄ１と交差する。
第１方向Ｄ１をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。第２方向Ｄ２は、例えば、Ｘ軸方向である。
第１支持部２１ｓから第１部分３１ａへの第１支持部方向Ｄｅ１は、第１方向Ｄ１と交差し、第２方向Ｄ２と交差する。例えば、第１支持部方向Ｄｅ１は、第２方向Ｄ２に対して傾斜する。この例では、第１支持部方向Ｄｅ１と第２方向Ｄ２との間の角度は、約４５度（例えば４０度以上５０度以下）である。
図２及び図３に示すように、基体５０Ｓと膜部３１との間、基体５０Ｓと第１検出接続部１１ｃとの間、基体５０Ｓと第１構造体２１Ａとの間、及び、基体５０Ｓと第１接続部２１ｃとの間に、第１間隙ｇ１が設けられる。
図３に示すように、基体５０Ｓと第１部分３１ａとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離を距離ｄ３１ａとする。基体５０Ｓと第１端部２１ｅとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離を距離ｄ２１ｅとする。距離ｄ３１ａは、距離ｄ２１ｅよりも長い。
図５において、膜部抵抗層３１Ｒ及び第１接続抵抗層１１ｃＲなどの抵抗層が抜き出されて図示されている。図５に示すように、センサ１１０に制御部７０が設けられて良い。制御部７０は、センサ１１０に含まれて良い。制御部７０は、センサ１１０とは別に設けられて良い。制御部７０は、第１接続抵抗層１１ｃＲと電気的に接続される。制御部７０は、膜部抵抗層３１Ｒの電気抵抗の変化に対応する信号を出力可能である。この信号は、膜部３１の周りの検出対象物質の濃度に応じる。例えば、膜部抵抗層３１Ｒは、例えば、温度センサとして機能する。膜部３１の温度は、膜部３１の周りの検出対象物質の濃度に依存する。膜部３１の温度を検出することで、検出対象物質の濃度を検出できる。
実施形態においては、距離ｄ３１ａは、距離ｄ２１ｅよりも長い。例えば、基体５０Ｓを基準にして、膜部３１は、第１端部２１ｅよりも高い位置にある。これにより、膜部３１の温度は、基体５０Ｓの影響を受け難くできる。実施形態においては、安定して高精度で、抵抗の変化を検出できる。安定して高精度で、温度の変化を検出できる。安定して高精度で、検出対象物質の濃度を検出できる。実施形態によれば、特性の向上が可能なセンサを提供できる。
例えば、基体５０Ｓと膜部３１との間の距離を長くするために、接続部の全体を、基体５０Ｓを基準にして高くする参考例がある。参考例においては、接続部及び膜部３１などの可動部と、基体５０Ｓと、の距離が長く設定される。この参考例においては、可動部の加工の際に用いられる犠牲層の厚さが厚くなり、十分な生産性が得にくい。
実施形態においては、第１構造体２１Ａの第１端部２１ｅの高さを低く維持し、膜部３１の高さが高くされる。例えば、第１構造体２１Ａを、基体５０Ｓに対して傾斜させる。これにより、犠牲層の厚さを薄く維持しつつ、膜部３１と基体５０Ｓとの間の距離を長くされる。これにより、特性が向上したセンサが高い生産性で得られる。第１構造体２１Ａの傾斜は、第１構造体２１Ａの応力により得られて良い。応力の例については、後述する。
図２に示すように、この例では、第１検出接続部１１ｃは、第１接続導電層１１ｃＨを含む。膜部３１は、膜部導電層３１Ｈを含む。膜部導電層３１Ｈは、第１接続導電層１１ｃＨと電気的に接続される。
図４において、膜部導電層３１Ｈ及び第１接続導電層１１ｃＨなどの導電層が抜き出されて図示されている。図４に示すように、制御部７０は、第１接続導電層１１ｃＨを介して膜部導電層３１Ｈと電気的に接続される。制御部７０は、第１接続導電層１１ｃＨを介して膜部導電層３１Ｈに電流を供給して、膜部３１を加熱することが可能である。電流のジュール熱により、膜部３１が加熱される。例えば、膜部３１の熱は、膜部３１の周りの検出対象物質を介して伝搬する。このため、膜部３１の温度は、膜部３１の周りの検出対象物質を濃度に応じて変化する。例えば、検出対象物質が二酸化炭素である場合、二酸化炭素の濃度に応じて、膜部３１の温度が変化する。上記のように、実施形態において、膜部３１の温度の変化を、安定して高精度で、抵抗の変化を検出できる。
後述するように、第１接続導電層１１ｃＨが設けられる検出接続部は、第１接続抵抗層１１ｃＲが設けられる検出接続部と異なっても良い。センサ１１０においては、第１接続導電層１１ｃＨ及び第１接続抵抗層１１ｃＲが１つの検出接続部に設けられる。第１接続導電層１１ｃＨの少なくとも一部は、第１方向Ｄ１において、第１接続抵抗層１１ｃＲと重なっても良い。この例では、第１接続導電層１１ｃＨは、基体５０Ｓと第１接続抵抗層１１ｃＲとの間にある(図２参照）。第１接続抵抗層１１ｃＲが基体５０Ｓと第１接続導電層１１ｃＨとの間にあっても良い。
上記の距離の差（距離ｄ３１ａと距離ｄ２１ｅとの差）は、例えば、第１構造体２１Ａの応力に基づく。例えば、第１構造体２１Ａの第１方向Ｄ１に沿う断面の構成が非対称である。これにより大きな応力が得易い。
図３に示すように、第１構造体２１Ａは、第１構造体導電層２１ＡＨ、及び、第１絶縁部材４０を含む。第１絶縁部材４０は、第１絶縁領域ｒ１及び第２絶縁領域ｒ２を含む。第１絶縁領域ｒ１は、第１方向Ｄ１において、基体５０Ｓと第２絶縁領域ｒ２との間にある。第１構造体導電層２１ＡＨは、第１方向Ｄ１において第１絶縁領域ｒ１と第２絶縁領域ｒ２との間にある。第１絶縁領域ｒ１の第１方向Ｄ１に沿う厚さｔ１は、第２絶縁領域ｒ２の第１方向Ｄ１に沿う厚さｔ２とは異なる。このような厚さの違いにより、第１構造体２１Ａは非対称となる。これにより、第１構造体２１Ａに応力が生じる。応力により、上記の距離の差が得られる。
１つの例において、第１構造体導電層２１ＡＨは、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｉ及びＳｉＧｅよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。これらの材料の膜は、例えば、圧縮応力を有する。第１絶縁部材４０は、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも１つと、シリコンと、を含む。１つの例において、第１構造体導電層２１ＡＨは、ＴｉＮを含む。ＴｉＮの膜は、例えば、圧縮応力を有する。第１絶縁部材４０は、窒化シリコン及び酸化シリコンよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。この場合に、例えば、第１絶縁領域ｒ１の第１方向Ｄ１に沿う厚さｔ１は、第２絶縁領域ｒ２の第１方向Ｄ１に沿う厚さｔ２よりも薄い。このような構成により、第１構造体２１Ａは、距離ｄ３１ａが距離ｄ２１ｅよりも長くなるように傾斜する。
図３に示すように、第１構造体２１Ａは、第１面ｆ１及び第２面ｆ２を含む。第１面ｆ１は、基体５０Ｓと第２面ｆ２との間にある。第１構造体導電層２１ＡＨは、第１方向Ｄ１において、第１面ｆ１と第２面ｆ２との間にある。第１面ｆ１と第１構造体導電層２１ＡＨとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離（例えば厚さｔ１に対応する）は、第１構造体導電層２１ＡＨと第２面ｆ２との間の第１方向Ｄ１に沿う距離（例えば厚さｔ２に対応する）とは異なる。
実施形態において、第１構造体２１Ａの応力は、上記以外の方法で得られても良い。例えば、第１構造体２１Ａに含まれる層の形成条件を異なられることで、層に応力が生じる。例えば、層の密度を異ならせることで、層に応力を生じさせることができる。実施形態において、種々の構成により、距離ｄ３１ａを距離ｄ２１ｅよりも長くすることができる。
図６は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。
図６は、第１構造体２１Ａ及び第１接続部２１ｃを例示している。図６に示すように、第１構造体２１Ａは、第１構造体幅方向の第１構造体幅ｗ２１Ａを有する。第１構造体幅方向は、第１端部２１ｅから第１他端部２１ｆへの方向と交差（例えば垂直）し、第１方向Ｄ１と交差する。第１端部２１ｅから第１他端部２１ｆへの方向は、第１構造体２１Ａの延在方向に対応する。
第１接続部２１ｃは、第１接続幅方向の第１幅ｗ２１ｃを有する。第１接続幅方向は、第１他端部２１ｆから第１部分３１ａへの経路２１ｃｐの延在方向（第１延在方向）と交差し、第１方向Ｄ１と交差する。第１構造体幅ｗ２１Ａは、第１幅ｗ２１ｃよりも大きい。
例えば、第１構造体２１Ａのばね定数は、第１接続部２１ｃのばね定数よりも高い。第１構造体２１Ａは、第１接続部２１ｃよりも変形し難い。第１構造体２１Ａが変形し難いことで、大きな力を膜部３１に加え易い。これにより、距離ｄ３１ａを距離ｄ２１ｅよりも長くし易い。
第１構造体２１Ａと膜部３１との間に第１接続部２１ｃが設けられることで、膜部３１の熱が、第１構造体２１Ａに向かって伝搬することが抑制できる。これにより、膜部３１の温度の変化を効率的に検出し易い。
図６に示すように、第１接続部２１ｃは、第１長さＬ２１ｃを有する。第１長さＬ２１ｃは、第１接続部２１ｃの第１延在方向（経路２１ｃｐの延在方向）に沿う長さである。
上記のように、第１接続部２１ｃは、第１幅ｗ２１ｃを有する。第１幅ｗ２１ｃは、経路２１ｃｐの延在方向（第１延在方向）と交差し、第１方向Ｄ１と交差する方向に沿う幅である。図３に示すように、第１接続部２１ｃは、第１方向Ｄ１に沿う第１厚さｔ２１ｃを有する。第１接続部２１ｃは、第１ヤング率を有する。
図７は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。
図７は、第１検出接続部１１ｃを例示している。図７に示すように、第１検出接続部１１ｃは、第１検出長さＬ１１ｃを有する。第１検出長さＬ１１ｃは、第１検出接続部１１ｃの延在経路１１ｃｐに沿う、第１検出接続部１１ｃの長さである。第１検出接続部１１ｃは、第１検出幅ｗ１１ｃを有する。第１検出幅ｗ１１ｃは、第１検出接続部１１ｃの延在経路１１ｃｐと交差し第１方向Ｄ１と交差する方向に沿う第１検出接続部１１ｃの幅である。図２に示すように、第１検出接続部１１ｃは、第１検出厚さｔ１１ｃを有する。第１検出厚さｔ１１ｃは、第１方向Ｄ１に沿う、第１検出接続部１１ｃの厚さである。第１検出接続部１１ｃは、第１検出ヤング率を有する。
例えば、第１長さＬ２１ｃは、第１検出長さＬ１１ｃよりも短い。例えば、第１幅ｗ２１ｃは、第１検出幅ｗ１１ｃよりも大きい。例えば、第１厚さｔ２１ｃは、第１検出厚さｔ１１ｃよりも厚い。例えば、第１ヤング率は、第１検出ヤング率よりも高い。このような構成により、第１接続部２１ｃのばね定数は、第１検出接続部１１ｃのばね定数よりも、高くできる。例えば、第１接続部２１ｃは、第１検出接続部１１ｃよりも変形し難い。
第１接続部２１ｃが変形し難いことで、第１構造体２１Ａからの力を膜部３１に効率的に加えることができる。
実施形態において、例えば、第１接続部２１ｃは、第１検出長さＬ１１ｃよりも短い第１長さＬ２１ｃと、第１検出幅ｗ１１ｃよりも大きい第１幅ｗ２１ｃと、第１検出厚さｔ１１ｃよりも厚い第１厚さｔ２１ｃと、第１検出ヤング率よりも高い第１ヤング率と、の少なくともいずれかを有して良い。
図６に示すように、第１接続部２１ｃは、ミアンダ構造を有して良い。図７に示すように、第１検出接続部１１ｃは、ミアンダ構造を有して良い。
図１に示すように、センサ１１０において、素子部１０Ｕは、第２検出支持部１２ｓ、第２検出接続部１２ｃ、第２支持部２２ｓ、第２構造体２２Ａ及び第２接続部２２ｃをさらに含む。
図１及び図２に示すように、第２検出支持部１２ｓは、基体５０Ｓに固定される。第２検出接続部１２ｃは、第２検出支持部１２ｓに支持される。図２に示すように、この例では、第２検出接続部１２ｃは、第２接続導電層１２ｃＨ及び第２接続抵抗層１２ｃＲを含む。
図１及び図３に示すように、第２支持部２１ｓは、基体５０Ｓに固定される。第２構造体２２Ａは、第２端部２２ｅ及び第２他端部２２ｆを含む。第２端部２２ｅは第２支持部２２ｓに支持される。第２接続部２２ｃは、第２他端部２２ｆに支持される。
図１に示すように、膜部３１は、第２検出部分３１ｑ及び第２部分３１ｂを含む。第２検出部分３１ｑは、第２検出接続部１２ｃに支持される。第２部分３１ｂは、第２接続部２２ｃに支持される。
図４に示すように、膜部導電層３１Ｈは、第１接続導電層１１ｃＨ及び第２接続導電層１２ｃＨと電気的に接続される。図３に示すように、膜部抵抗層３１Ｒは、第１接続抵抗層１１ｃＲ及び第２接続抵抗層１２ｃＲと電気的に接続される。
第２検出支持部１２ｓから第２検出部分３１ｑへの方向は、第２方向Ｄ２に沿う。例えば、第２検出支持部１２ｓから第２検出部分３１ｑへの方向は、第２方向Ｄ２に対して実質的に平行である。第２方向Ｄ２において、第１検出接続部１１ｃと第２検出接続部１２ｃとの間に膜部３１がある。
第２支持部２１ｓから第２部分３１ｂへの第２支持部方向は、第１方向Ｄ１と交差し、第１支持部方向Ｄｅ１に沿う。第１支持部方向Ｄｅ１において、第１接続部２１ｃと第２接続部２２ｃとの間に膜部３１がある。
図２及び図３に示すように、基体５０Ｓと第２検出接続部１２ｃとの間、基体５０Ｓと第２構造体２２Ａとの間、及び、基体５０Ｓと第２接続部２２ｃとの間に第１間隙ｇ１が設けられる。
図３に示すように、基体５０Ｓと第２部分３１ｂとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離ｄ３１ｂは、基体５０Ｓと第２端部２２ｅとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離ｄ２２ｅよりも長い。
このように、第１構造体２１Ａ、第１接続部２１ｃ、第２構造体２２Ａ及び第２接続部２２ｃにより、膜部３１がさらに支持されても良い。安定した距離が得易くなる。
第２構造体２２Ａ及び第２接続部２２ｃの構成は、第１構造体２１Ａ及び第１接続部２１ｃの構成と同様でよい。図３に示すように、第２構造体２２Ａは、第２構造体導電層２２ＡＨ、及び、第１絶縁部材４０を含む。
図１に示すように、第２構造体２２Ａは、第２構造体幅方向の第２構造体幅ｗ２２Ａを有する。第２構造体幅方向は、第２端部２２ｅから第２他端部２２ｆへの方向と交差し、第１方向Ｄ１と交差する。第２接続部２１ｃは、第２接続幅方向の第２幅ｗ２２ｃを有する。第２接続幅方向は、第２他端部２２ｆから第２部分３１ｂへの経路の延在方向と交差し、第１方向Ｄ１と交差する。第２構造体幅ｗ２２Ａは、第２幅ｗ２２ｃよりも大きい。
例えば、第２構造体２２Ａにおいて高いばね定数が得られる。細い第２接続部２２ｃにより、膜部３１の熱が第２構造体２２Ａに向けて伝搬することが抑制できる。
第１接続導電層１１ｃＨと制御部７０との間の電気的な接続は、第１端子５１及び第２端子５２の他方を介して行われて良い（図４参照）。第２接続導電層１２ｃＨと制御部７０との間の電気的な接続は、上記の端子と同様の端子を介して行われて良い。
第１接続抵抗層１１ｃＲと制御部７０との間の電気的な接続は、第１端子５１及び第２端子５２の一方を介して行われて良い（図５参照）。第２接続抵抗層１２ｃＲと制御部７０との間の電気的な接続は、上記の端子と同様の端子を介して行われて良い。第１端子５１及び第２端子５２の構成の例については、後述する。
図１に示すように、素子部１０Ｕは、第３支持部２３ｓ、第３構造体２３Ａ、第３接続部２３ｃ、第４支持部２４ｓ、第４構造体２４Ａ及び第４接続部２４ｃを含んでも良い。
図８は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図８は、図１のＣ１－Ｃ２線断面図である。図８に示すように、第３支持部２３ｓは、基体５０Ｓに固定される。第３構造体２３Ａは、第３端部２３ｅ及び第３他端部２３ｆを含む。第３端部２３ｅは第３支持部２３ｓに支持される。第３接続部２３ｃは、第３他端部２３ｆに支持される。
第４支持部２４ｓは、基体５０Ｓに固定される。第４構造体２４Ａは、第４端部２４ｅ及び第４他端部２４ｆを含む。第４端部２４ｅは第４支持部２４ｓに支持される。第４接続部２４ｃは、第４他端部２４ｆに支持される。
図１及び図８に示すように、膜部３１は、第３部分３１ｃ及び第４部分３１ｄを含む。第３部分３１ｃは第３接続部２３ｃに支持される。第４部分３１ｄは、第４接続部２４ｃに支持される。
図１に示すように、第３支持部２３ｓから第３部分３１ｃへの第３支持部方向Ｄｅ３は、第１方向Ｄ１と交差する。第４支持部２４ｓから第４部分３１ｄへの第４支持部方向は、第１方向Ｄ１と交差し、第３支持部方向Ｄｅ３に沿う。第３支持部方向Ｄｅ３は、第１支持部方向Ｄｅ１と交差する。
図１に示すように、第３支持部方向Ｄｅ３において、前記第３接続部２３ｃと第４接続部２４ｃとの間に膜部３１がある。
図８に示すように、基体５０Ｓと第３構造体２３Ａとの間、基体５０Ｓと第３接続部２３ｃとの間、基体５０Ｓと第４構造体２４Ａとの間、及び、基体５０Ｓと第４接続部２４ｃとの間に、第１間隙ｇ１が設けられる。
基体５０Ｓと第３部分３１ｃとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離ｄ３１ｃは、基体５０Ｓと第３端部２３ｅとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離ｄ２３ｅよりも長い。基体５０Ｓと第４部分３１ｄとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離ｄ３１ｄは、基体５０Ｓと第４端部２４ｅとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離ｄ２４ｅよりも長い。
このように、第３構造体２３Ａ、第３接続部２３ｃ、第４構造体２４Ａ及び第４接続部２４ｃにより、膜部３１がさらに支持されても良い。安定した距離が得易くなる。
例えば、図１に示すように、第３方向Ｄ３における第１検出接続部１１ｃの位置は、第３方向Ｄ３における第１構造体２１Ａの位置と、第３方向Ｄ３における第３構造体２３Ａの位置と、の間にある。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２を含む平面と交差する。
第３方向Ｄ３における第２検出接続部１２ｃの位置は、第３方向Ｄ３における第４構造体２４Ａの位置と、第３方向Ｄ３における第２構造体２２Ａの位置と、の間にある。第１支持部方向Ｄｅ１と第３支持部方向Ｄｅ３との間の角度は、例えば、８８度以上９２度以下である。第３支持部方向Ｄｅ３は、第１支持部方向Ｄｅ１と実質的に直交して良い。
このような第１～第４構造体２１Ａ～２４Ａ及び第１～第４接続部２１ｃ～２４ｃにより、膜部３１が支持されることで、膜部３１と基体５０Ｓとの間の距離がより安定する。例えば、膜部３１がＸ－Ｙ平面に対して傾斜することが抑制できる。例えば、Ｘ－Ｙ平面内の２つの異なる軸方向で膜部３１が支持される。より安定した距離が得られる。より安定した特性が得られる。
第３構造体２３Ａ、第３接続部２３ｃ、第４構造体２４Ａ及び第４接続部２４ｃの構成は、第１構造体２１Ａ及び第１接続部２１ｃの構成と同様で良い。例えば、図８に示すように、第３構造体２３Ａは、第３構造体導電層２３ＡＨ、及び、第１絶縁部材４０を含む。図８に示すように、第４構造体２４Ａは、第４構造体導電層２４ＡＨ、及び、第１絶縁部材４０を含む。
図１に示すように、第３構造体２３Ａは、第３構造体幅方向の第３構造体幅ｗ２３Ａを有する。第３構造体幅方向は、第３端部２３ｅから第３他端部２３ｆへの方向と交差し、第１方向Ｄ１と交差する。第３接続部２３ｃは、第３接続幅方向の第３幅ｗ２３ｃを有する。第３接続幅方向は、第３他端部２３ｆから第３部分３１ｃへの経路の延在方向と交差し、第１方向Ｄ１と交差する。第３構造体幅ｗ２３Ａは、第３幅ｗ２３ｃよりも大きい。
図１に示すように、第４構造体２４Ａは、第４構造体幅方向の第４構造体幅ｗ２４Ａを有する。第４構造体幅方向は、第４端部２４ｅから第４他端部２４ｆへの方向と交差し、第１方向Ｄ１と交差する。第４接続部２４ｃは、第４接続幅方向の第４幅ｗ２４ｃを有する。第４接続幅方向は、第４他端部２４ｆから第４部分３１ｄへの経路の延在方向と交差し、第１方向Ｄ１と交差する。第４構造体幅ｗ２４Ａは、第４幅ｗ２４ｃよりも大きい。
例えば、第３構造体２３Ａ及び第４構造体２４Ａにおいて高いばね定数が得られる。細い第３接続部２３ｃ及び第４接続部２４ｃにより、膜部３１の熱が第３構造体２３Ａ及び第４構造体２４Ａに向けて伝搬することが抑制できる。
図１に示すように、素子部１０Ｕは、支持部１３ｓ、接続部１３ｃ、支持部１４ｓ及び接続部１４ｃなどを含んでも良い。これらの支持部は、基体５０Ｓに固定される。これらの接続部は、支持部に支持される。これらの接続部が膜部３１に接続されても良い。
図９及び図１０は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
これらの図は、実施形態に係るセンサ１１１を例示している。図９は、センサ１１１における膜部導電層３１Ｈを含む層を例示している。図１０は、センサ１１１における膜部抵抗層３１Ｒを含む層を例示している。
図９に示すように、素子部１０Ｕは、第１検出支持部１１ｓ、第１検出接続部１１ｃ、第２検出支持部１２ｓ及び第２検出接続部１２ｃを含む。センサ１１１において、第２検出支持部１２ｓ及び第２検出接続部１２ｃを除く構成は、センサ１１０の構成と同様で良い。
図１０に示すように、例えば、センサ１１１においても、第１検出接続部１１ｃに第１接続抵抗層１１ｃＲが設けられる。センサ１１１において、第１接続導電層１１ｃＨは、第１検出接続部１１ｃとは異なる検出接続部に設けられる。
センサ１１１において、第２検出支持部１２ｓは、基体５０Ｓに固定される。第２検出接続部１２ｃは、第２検出支持部１２ｓに支持される。
図９に示すように、第２検出接続部１２ｃは、第１接続導電層１１ｃＨを含む。膜部３１は、第２検出部分３１ｑを含む。第２検出部分３１ｑは第２検出接続部１２ｃに支持される。膜部３１は、第１接続導電層１１ｃＨと電気的に接続された膜部導電層３１Ｈを含む。第２検出支持部１１ｓから第２検出部分３１ｑへの方向は、第２方向Ｄ２と交差する。
センサ１１１において、これ以外の第２検出接続部１２ｃの構成は、センサ１１０における第２検出部接続部１２ｃの構成と同様で良い。例えば、センサ１１１において、基体５０Ｓと第２検出接続部１２ｃとの間に第１間隙ｇ１が設けられる（図２参照）。
このように、実施形態において、第１検出接続部１１ｃに第１接続抵抗層１１ｃＲが設けられ、第１接続導電層１１ｃＨが第２検出接続部１２ｃに設けられても良い。この場合、例えば、図９に示すように、第２接続導電層１２ｃＨは、接続部１４ｃに設けられて良い。図１０に示すように、第２接続抵抗層１２ｃＲは、接続部１３ｃに設けられて良い。
センサ１１１においても、距離ｄ３１ａは、距離ｄ２１ｅよりも長い（図３参照）。例えば、基体５０Ｓを基準にして、膜部３１は、第１端部２１ｅよりも高い位置にある。センサ１１１においても、安定して高精度で、検出対象物質の濃度を検出できる。特性の向上が可能なセンサを提供できる。
図１１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１１に示すように、実施形態に係るセンサ１１２において、第１構造体２１Ａは、第１膜２５及び第１絶縁部材４０を含む。センサ１１２における上記を除く構成は、センサ１１０または１１１の構成と同様でよい。
センサ１１２において、第１絶縁部材４０は、基体５０Ｓと第１膜２５との間にある。第１膜２５は、例えば、Ｐｄ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ及びＳｉＧｅよりなる群から選択された少なくとも１つ（第１材料）を含む。第１膜２５は、例えば、Ｐｄを含む合金を含んで良い。合金は、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｓｉ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つと、Ｐｄと、を含む。例えば、第１材料の膜は、引張応力を有する。第１材料の膜の形成条件を調整することで、第１材料の膜に引張応力が生じる。例えば、第１絶縁部材は、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも１つと、シリコンと、を含む。このように、第１構造体２１Ａにおいて、異なる材料の積層構造が適用される。これにより、大きな応力が得易い。安定して、距離ｄ３１ａを距離ｄ２１ｅよりも長くし易い。
第１膜２５は、他の構造体（例えば、第２～第４構造体２２Ａ～２４Ａなど）に設けられて良い。第１膜２５は、膜部３１に設けられて良い。第１膜２５は、膜部３１に設けられなくても良い。
図１２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１２に示すように実施形態に係るセンサ１１３において、制御部７０は、第１構造体導電層２１ＡＨに第１制御電流ｉ１を供給可能である。制御部７０は、第２構造体導電層２２ＡＨに第２制御電流ｉ２を供給可能でも良い。制御部７０は、第３構造体導電層２３ＡＨに第３制御電流ｉ３を供給可能でも良い。制御部７０は、第４構造体導電層２４ＡＨに第４制御電流ｉ４を供給可能である。これらの制御電流を制御することで、構造体の形状を制御できる。
例えば、制御部７０は、第１制御電流ｉ１を制御して、基体５０Ｓと膜部３１との間の第１方向Ｄ１に沿う距離を制御可能である。この距離は、例えば、基体５０Ｓと第１部分３１ａとの間の第１方向Ｄ１に沿う距離ｄ３１ａに対応する。センサ１１３における上記を除く構成は、センサ１１０～１１２と同様で良い。
センサ１１３において、第１～第４構造体導電層２１ＡＨ～２４ＡＨは、ミアンダ構造を有する。適切な抵抗が得易い。センサ１１３において、第１～第４電流ｉ１～ｉ４は、独立して制御されて良い。
図１３及び図１４は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１３は平面図である。図１４は断面図である。図１３に示すように実施形態に係るセンサ１１４において、第１構造体２１Ａは、第１構造体抵抗層２１ＡＲを含む。制御部７０は、第１構造体抵抗層２１Ｒに第１制御電流ｉ１を供給可能である。第１制御電流ｉ１により、第１構造体２１Ａの形状を制御できる。
図１４に示すように、第１構造体２１Ａは、第１構造体導電層２１ＡＨ及び第１構造体抵抗層２１ＡＲを含む。例えば、第１構造体導電層２１ＡＨに基づく応力により、距離ｄ３１ａが距離ｄ２１ｅよりも長く設定される。第１構造体抵抗層２１Ｒに供給される第１制御電流ｉ１を制御することで、距離ｄ３１ａと距離ｄ２１ｅとの差が調整できる。図１４に示すように、この例では、第１構造体導電層２１ＡＨは、基体５０Ｓと第１構造体抵抗層２１ＡＲとの間にある。
第２構造体２２Ａは、第２構造体抵抗層２２ＡＲを含んでも良い。第３構造体２３Ａは、第３構造体抵抗層２３ＡＲを含んでも良い。第４構造体２４Ａは、第４構造体抵抗層２４ＡＲを含んでも良い。制御部７０は、第２構造体抵抗層２２Ｒに第２制御電流ｉ２を供給可能である。制御部７０は、第３構造体抵抗層２３Ｒに第３制御電流ｉ３を供給可能である。制御部７０は、第４構造体抵抗層２４Ｒに第４制御電流ｉ４を供給可能である。これらの制御電流を調整することで、距離の差を調整できる。上記を除くのセンサ１１４の構成は、センサ１１０～１１２と同様で良い。
図１５及び図１６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式図である。
図１５は平面図である。図１６は断面図である。図１５に示すように実施形態に係るセンサ１１５において、素子部１０Ｕは、第１固定電極２７ａを含む。これを除くセンサ１１５の構成は、センサ１１０～１１４と同様で良い。
図１６に示すように、第１固定電極２７ａは、基体５０Ｓに固定される。第１固定電極２７ａは、第１方向Ｄ１において第１構造体２１Ａと対向する。制御部７０は、第１固定電極２７ａと第１構造体導電層２１ＡＨとの間の電気容量の変化を検出可能である。制御部７０は、電気容量の変化に基づいて第１制御電流ｉ１（図１５参照）を制御可能である。より高い精度で、膜部３１の高さを制御できる。
この例では、素子部１０Ｕは、第２固定電極２７ｂ、第３固定電極２７ｃ及び第４固定電極２７ｄを含む。第２固定電極２７ｂ、第３固定電極２７ｃ及び第４固定電極２７ｄは、基体０Ｓに固定される。第２固定電極２７ｂは、第１方向Ｄ１において第２構造体２２Ａと対向する。第３固定電極２７ｃは、第１方向Ｄ１において第３構造体２３Ａと対向する。第４固定電極２７ｄは、第１方向Ｄ１において第４構造体２４Ａと対向する。
例えば、制御部７０は、第２固定電極２７ｂと第２構造体導電層２２ＡＨとの間の電気容量の変化に基づいて第２制御電流ｉ２（図１５参照）を制御して良い。例えば、制御部７０は、第３固定電極２７ｃと第３構造体導電層２３ＡＨとの間の電気容量の変化に基づいて第３制御電流ｉ３（図１５参照）を制御して良い。例えば、制御部７０は、第４固定電極２７ｄと第４構造体導電層２４ＡＨとの間の電気容量の変化に基づいて第４制御電流ｉ４（図１５参照）を制御して良い。
図１７及び図１８は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的断面図である。
図１７に示すように、第１端子５１は、導電層５１Ｒ及び導電層５１Ｈを含む。導電層５１Ｒは、例えば、第１接続抵抗層１１ｃＲ、第２接続抵抗層１２ｃＲ、第１構造体抵抗層２１ＡＲ、第２構造体抵抗層２２ＡＲ、第３構造体抵抗層２３ＡＲ及び第４構造体抵抗層２４ＡＲの１つと電気的に接続されて良い。導電層５１Ｈは、第１接続導電層１１ｃＨ、第２接続導電層１２ｃＨ、第１構造体導電層２１ＡＨ、第２構造体導電層２２ＡＨ、第３構造体導電層２３ＡＨ及び第４構造体導電層２４ＡＨの１つと電気的に接続されて良い。導電層５１Ｈは、導電層５１Ｌを介して制御部７０と電気的に接続されて良い。
図１８に示すように、第２端子５２は、導電層５２Ｒ及び導電層５２Ｈを含む。第２端子５２は、導電層５２Ｒは導電層５２Ｈと電気的に接続される。導電層５２Ｒは、例えば、第１接続抵抗層１１ｃＲ、第２接続抵抗層１２ｃＲ、第１構造体抵抗層２１ＡＲ、第２構造体抵抗層２２ＡＲ、第３構造体抵抗層２３ＡＲ及び第４構造体抵抗層２４ＡＲの１つと電気的に接続されて良い。導電層５２Ｈは、導電層５２Ｌを介して制御部７０と電気的に接続されて良い。
図１７及び図１８に示すように、第１端子５１及び第２端子５２は、第２絶縁部材４２を含んでも良い。第２絶縁部材４２は、例えば、犠牲層の残りでも良い。
図１９は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図１９に示すように、センサ１１６において、基体５０Ｓは、制御部７０の少なくとも一部を含んでも良い。制御部７０は、例えば、トランジスタなどを含む。トランジスタが基体５０Ｓに設けられて良い。制御部７０は、検出回路を含んで良い。検出回路の少なくとも一部は、基体５０Ｓに設けられて良い。制御部７０は、マイクロコンピュータを含んで良い。マイクロコンピュータの少なくとも一部は、基体５０Ｓに設けられて良い。
（第２実施形態）
図２０は、第２実施形態に係るセンサシステムを例示するブロック図である。
図２０に示すように、実施形態に係るセンサシステム２１０は、第１実施形態に係るセンサ（例えばセンサ１１０）、及び、通信部６１を含む。通信部６１は、センサ１１０と接続される。通信部６１は、通信可能である。通信部６１は、例えば、無線により通信可能である。
センサシステム２１０は、例えば、アンテナ６５を含んで良い。通信部６１は、アンテナ６５を介して通信可能である。センサシステム２１０は、電池６２を含んでも良い。電池６２からセンサ１１０に電力が供給される。センサ１１０、通信部６１及び電池６２は、筐体６３の中に設けられて良い。
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んで良い。
（構成１）
基体と、
前記基体に固定された第１検出支持部と、
第１接続抵抗層を含み、前記第１検出支持部に支持された第１検出接続部と、
前記基体に固定された第１支持部と、
第１構造体であって、前記第１構造体は、第１端部及び第１他端部を含み、前記第１端部は前記第１支持部に支持された、前記第１構造体と、
前記第１他端部に支持された第１接続部と、
膜部であって、前記膜部は、第１検出部分及び第１部分を含み、前記第１検出部分は前記第１検出接続部に支持され、前記第１部分は前記第１接続部に支持され、前記膜部は、前記第１接続抵抗層と電気的に接続された膜部抵抗層を含む、前記膜部と、
を含む素子部を備え、
前記第１検出支持部から前記第１検出部分への第２方向は、前記基体から前記第１検出支持部への第１方向と交差し、
前記第１支持部から前記第１部分への第１支持部方向は、前記第１方向と交差し、前記第２方向と交差し、
前記基体と膜部との間、前記基体と前記第１検出接続部との間、前記基体と前記第１構造体との間、及び、前記基体と前記第１接続部との間に第１間隙が設けられ、
前記基体と前記第１部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第１端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長い、センサ。
（構成２）
前記第１構造体は、第１構造体幅方向の第１構造体幅を有し、前記第１構造体幅方向は、前記第１端部から前記第１他端部への方向と交差し、前記第１方向と交差し、
前記第１接続部は、第１接続幅方向の第１幅を有し、前記第１接続幅方向は、前記第１他端部から前記第１部分への経路の延在方向と交差し、前記第１方向と交差し、
前記第１構造体幅は、前記第１幅よりも大きい、構成１に記載のセンサ。
（構成３）
前記第１検出接続部は、
前記第１検出接続部の延在経路に沿う第１検出長さと、
前記第１検出接続部の前記延在経路と交差し前記第１方向と交差する方向に沿う第１検出幅と、
前記第１方向に沿う第１検出厚さと、
第１検出ヤング率と、を有し、
前記第１接続部は、
前記第１接続部の第１延在方向に沿う第１長さであって、前記第１検出長さよりも短い前記第１長さと、
前記第１延在方向と交差し前記第１方向と交差する方向に沿う第１幅であって、前記第１検出幅よりも大きい前記第１幅と、
前記第１方向に沿う第１厚さであって、前記第１検出厚さよりも厚い前記第１厚さと、
前記第１検出ヤング率よりも高い第１ヤング率と、
の少なくともいずれかを有する、構成１に記載のセンサ。
（構成４）
前記第１検出接続部は、第１接続導電層を含み、
前記膜部は、前記第１接続導電層と電気的に接続された膜部導電層を含む、構成１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成５）
前記素子部は、
前記基体に固定された第２検出支持部と、
第２接続導電層を含み、前記第２検出支持部に支持された第２検出接続部と、
を含み、
前記膜部は、第２検出部分を含み、
前記第２検出部分は前記第２検出接続部に支持され、
前記膜部は、前記第２接続導電層と電気的に接続された膜部導電層を含み、
前記第２検出支持部から前記第２検出部分への方向は、前記第１方向と交差し、
前記基体と前記第２検出接続部との間に前記第１間隙が設けられた、構成１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成６）
前記素子部は、
前記基体に固定された第２検出支持部と、
第２接続導電層及び第２接続抵抗層を含み、前記第２検出支持部に支持された第２検出接続部と、
前記基体に固定された第２支持部と、
第２構造体であって、前記第２構造体は、第２端部及び第２他端部を含み、前記第２端部は前記第２支持部に支持された、前記第２構造体と、
前記第２他端部に支持された第２接続部と、
をさらに含み、
前記膜部は、第２検出部分及び第２部分を含み、
前記第２検出部分は前記第２検出接続部に支持され、
前記第２部分は前記第２接続部に支持され、
前記膜部導電層は、前記第２接続導電層と電気的に接続され、
前記膜部抵抗層は、前記第２接続抵抗層と電気的に接続され、
前記第２検出支持部から前記第２検出部分への方向は、前記第２方向に沿い、
前記第２方向において、前記第１検出接続部と前記第２検出接続部との間に前記膜部があり、
前記第２支持部から前記第２部分への第２支持部方向は、前記第１方向と交差し、前記第１支持部方向に沿い、
前記第１支持部方向において、前記第１接続部と前記第２接続部との間に前記膜部があり、
前記基体と前記第２検出接続部との間、前記基体と前記第２構造体との間、及び、前記基体と前記第２接続部との間に前記第１間隙が設けられ、
前記基体と前記第２部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第２端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長い、構成１に記載のセンサ。
（構成７）
前記第２構造体は、第２構造体幅方向の第２構造体幅を有し、前記第２構造体幅方向は、前記第２端部から前記第２他端部への方向と交差し、前記第１方向と交差し、
前記第２接続部は、第２接続幅方向の第２幅を有し、前記第２接続幅方向は、前記第２他端部から前記第２部分への経路の延在方向と交差し、前記第１方向と交差し、
前記第２構造体幅は、前記第２幅よりも大きい、構成６に記載のセンサ。
（構成８）
前記素子部は、
前記基体に固定された第３支持部と、
第３構造体であって、前記第３構造体は、第３端部及び第３他端部を含み、前記第３端部は前記第３支持部に支持された、前記第３構造体と、
前記第３他端部に支持された第３接続部と、
前記基体に固定された第４支持部と、
第４構造体であって、前記第４構造体は、第４端部及び第４他端部を含み、前記第４端部は前記第４支持部に支持された、前記第４構造体と、
前記第４他端部に支持された第４接続部と、
をさらに含み、
前記膜部は、第３部分及び第４部分を含み、
前記第３部分は前記第３接続部に支持され、
前記第４部分は前記第４接続部に支持され、
前記第３支持部から前記第３部分への第３支持部方向は、前記第１方向と交差し、
前記第４支持部から前記第４部分への第４支持部方向は、前記第１方向と交差し、前記第３支持部方向に沿い、
前記第３支持部方向において、前記第３接続部と前記第４接続部との間に前記膜部があり、
前記基体と前記第３構造体との間、前記基体と前記第３接続部との間、前記基体と前記第４構造体との間、及び、前記基体と前記第４接続部との間に前記第１間隙が設けられ、
前記基体と前記第３部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第３端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長く、
前記基体と前記第４部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第４端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長く、
前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向における前記第１検出接続部の位置は、前記第３方向における前記第１構造体の位置と、前記第３方向における前記第３構造体の位置と、の間にあり、
前記第３方向における前記第２検出接続部の位置は、前記第３方向における前記第４構造体の位置と、前記第３方向における前記第２構造体の位置と、の間にある、構成６または７に記載のセンサ。
（構成９）
前記第１支持部方向と前記第３支持部方向との間の角度は、８８度以上９２度以下である、構成８に記載のセンサ。
（構成１０）
前記第３構造体は、第３構造体幅方向の第３構造体幅を有し、前記第３構造体幅方向は、前記第３端部から前記第３他端部への方向と交差し、前記第１方向と交差し、
前記第３接続部は、第３接続幅方向の第３幅を有し、前記第３接続幅方向は、前記第３他端部から前記第３部分への経路の延在方向と交差し、前記第１方向と交差し、
前記第３構造体幅は、前記第３幅よりも大きく、
前記第４構造体は、第４構造体幅方向の第４構造体幅を有し、前記第４構造体幅方向は、前記第４端部から前記第４他端部への方向と交差し、前記第１方向と交差し、
前記第４接続部は、第４接続幅方向の第４幅を有し、前記第４接続幅方向は、前記第４他端部から前記第４部分への経路の延在方向と交差し、前記第１方向と交差し、
前記第４構造体幅は、前記第４幅よりも大きい、構成８または９に記載のセンサ。
（構成１１）
前記第１構造体は、第１構造体導電層、及び、第１絶縁部材を含み、
前記第１絶縁部材は、第１絶縁領域及び第２絶縁領域を含み、
前記第１絶縁領域は、前記第１方向において、前記基体と前記第２絶縁領域との間にあり、
前記第１構造体導電層は、前記第１方向において前記第１絶縁領域と前記第２絶縁領域との間にあり、
前記第１絶縁領域の前記第１方向に沿う厚さは、前記第２絶縁領域の前記第１方向に沿う厚さとは異なる、構成１～１０のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１２）
前記第１構造体導電層は、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｉ及びＳｉＧｅよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第１絶縁部材は、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも１つと、シリコンと、を含む、構成１１に記載のセンサ。
（構成１３）
前記第１構造体は、第１構造体導電層、及び、第１絶縁部材を含み、
前記第１構造体は、第１面及び第２面を含み、
前記第１面は、前記基体と前記第２面との間にあり、
前記第１構造体導電層は、前記第１方向において、前記第１面と前記第２面との間にあり、
前記第１面と前記第１構造体導電層との間の前記第１方向に沿う距離は、前記第１構造体導電層と前記第２面との間の前記第１方向に沿う距離とは異なる、構成１～１０のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１４）
前記第１構造体は、第１膜及び第１絶縁部材を含み、
前記第１絶縁部材は、前記基体と前記第１膜との間にあり、
前記第１膜は、Ｐｄ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ及びＳｉＧｅよりなる群から選択された少なくとも１つの少なくともいずれかを含み、
前記第１絶縁部材は、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも１つと、シリコンと、を含む、構成１～１０のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１５）
制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１接続導電層と電気的に接続され、
前記制御部は、前記第１接続導電層を介して前記膜部導電層に電流を供給して前記膜部を加熱することが可能であり、
前記制御部は、前記第１接続抵抗層と電気的に接続され、
前記制御部は、前記膜部抵抗層の電気抵抗の変化に対応する信号を出力可能であり、
前記信号は、前記膜部の周りの検出対象物質の濃度に応じている、構成１～１４のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１６）
制御部をさらに備え、
前記第１構造体は、第１構造体抵抗層を含み、
前記制御部は、前記第１構造体抵抗層に第１制御電流を供給可能である、構成１１～１３のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成１７）
前記制御部は、前記第１制御電流を制御して、前記基体と前記膜部との間の前記第１方向に沿う距離を制御可能である、構成１６に記載のセンサ。
（構成１８）
前記第１構造体導電層は、前記基体と前記第１構造体抵抗層との間にある、構成１６または１７に記載のセンサ。
（構成１９）
前記素子部は、前記基体に固定された第１固定電極を含み、
前記制御部は、前記第１固定電極と前記第１構造体導電層との間の電気容量の変化を検出可能であり、
前記制御部は、前記電気容量の前記変化に基づいて前記第１制御電流を制御可能である、構成１６～１８のいずれか１つに記載のセンサ。
（構成２０）
構成１～１９のいずれか１つに記載のセンサと、
前記センサと接続され外部と通信可能な通信部と、
を備えたセンサシステム。
実施形態によれば、特性の向上が可能なセンサ及びセンサシステムが提供できる。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、センサに含まれる基体、検出部及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述したセンサを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのセンサも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０Ｕ…素子部、 １１ｃ、１２ｃ…第１検出接続部、 １１ｃＨ、１２ｃＨ…第１、第２接続導電層、 １１ｃＲ、１２ｃＲ…第１、第２接続抵抗層、 １１ｃｐ…延在経路、 １１ｓ、１２ｓ…第１、第２検出支持部、 １３ｃ、１４ｃ…接続部、 １３ｓ、１４ｓ…支持部、 ２１Ａ～２４Ａ…第１～第４構造体、 ２１ＡＨ～２４ＡＨ…第１～第４構造体導電層、 ２１ｃ～２４ｃ…第１～第４接続部、 ２１ｃｐ…経路、 ２１ｅ～２４ｅ…第１～第４端部、 ２１ｆ～２４ｆ…第１～第４他端部、 ２１ｓ～２４ｓ…第１～第４支持部、 ２５…第１膜、 ２７ａ～２７ｄ…第１～第４固定電極、 ３１…膜部、 ３１Ｈ…膜部導電層、 ３１Ｒ…膜部抵抗層、 ３１ａ～３１ｄ…第１～第４部分、 ３１ｐ、３１ｑ…第１、第２検出部分、 ４０…第１絶縁部材、 ５０Ｓ…基体、 ６１…通信部、 ６２…電池、 ６３…筐体、 ６５…アンテナ、 ７０…制御部、 １１０～１１４…センサ、 ２１０…センサシステム、 Ｄ１～Ｄ３…第１～第３方向、 Ｄｅ１、Ｄｅ３…第１、第３支持部方向、 Ｌ１１ｃ…第１検出長さ、 Ｌ２１ｃ…第１長さ、 ｄ２１ｅ～ｄ２４ｅ…距離、 ｄ３１ａ～ｄ３１ｄ…距離、 ｆ１、ｆ２…第１、第２面、 ｇ１…第１間隙、 ｉ１～ｉ４…第１～第４制御電流、 ｒ１、ｒ２…第１、第２絶縁領域、 ｔ１、ｔ２…厚さ、 ｔ１１ｃ…第１検出厚さ、 ｔ２１ｃ…第１厚さ、 ｗ１１ｃ…第１検出幅、 ｗ２１Ａ～ｗ２４Ａ…第１～第４構造体幅、 ｗ２１ｃ～ｗ２４ｃ…第１～第４幅

Claims (11)

  1. 基体と、
    前記基体に固定された第１検出支持部と、
    第１接続抵抗層を含み、前記第１検出支持部に支持された第１検出接続部と、
    前記基体に固定された第１支持部と、
    第１構造体であって、前記第１構造体は、第１端部及び第１他端部を含み、前記第１端部は前記第１支持部に支持された、前記第１構造体と、
    前記第１他端部に支持された第１接続部と、
    膜部であって、前記膜部は、第１検出部分及び第１部分を含み、前記第１検出部分は前記第１検出接続部に支持され、前記第１部分は前記第１接続部に支持され、前記膜部は、前記第１接続抵抗層と電気的に接続された膜部抵抗層を含む、前記膜部と、
    を含む素子部を備え、
    前記第１検出支持部から前記第１検出部分への第２方向は、前記基体から前記第１検出支持部への第１方向と交差し、
    前記第１支持部から前記第１部分への第１支持部方向は、前記第１方向と交差し、前記第２方向と交差し、
    前記基体と膜部との間、前記基体と前記第１検出接続部との間、前記基体と前記第１構造体との間、及び、前記基体と前記第１接続部との間に第１間隙が設けられ、
    前記基体と前記第１部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第１端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長い、センサ。
  2. 前記第１構造体は、第１構造体幅方向の第１構造体幅を有し、前記第１構造体幅方向は、前記第１端部から前記第１他端部への方向と交差し、前記第１方向と交差し、
    前記第１接続部は、第１接続幅方向の第１幅を有し、前記第１接続幅方向は、前記第１他端部から前記第１部分への経路の延在方向と交差し、前記第１方向と交差し、
    前記第１構造体幅は、前記第１幅よりも大きい、請求項１に記載のセンサ。
  3. 前記第１検出接続部は、
    前記第１検出接続部の延在経路に沿う第１検出長さと、
    前記第１検出接続部の前記延在経路と交差し前記第１方向と交差する方向に沿う第１検出幅と、
    前記第１方向に沿う第１検出厚さと、
    第１検出ヤング率と、を有し、
    前記第１接続部は、
    前記第１接続部の第１延在方向に沿う第１長さであって、前記第１検出長さよりも短い前記第１長さと、
    前記第１延在方向と交差し前記第１方向と交差する方向に沿う第１幅であって、前記第１検出幅よりも大きい前記第１幅と、
    前記第１方向に沿う第１厚さであって、前記第１検出厚さよりも厚い前記第１厚さと、
    前記第１検出ヤング率よりも高い第１ヤング率と、
    の少なくともいずれかを有する、請求項１に記載のセンサ。
  4. 前記第１検出接続部は、第１接続導電層を含み、
    前記膜部は、前記第１接続導電層と電気的に接続された膜部導電層を含む、請求項１～３のいずれか１つに記載のセンサ。
  5. 前記素子部は、
    前記基体に固定された第２検出支持部と、
    第２接続導電層及び第２接続抵抗層を含み、前記第２検出支持部に支持された第２検出接続部と、
    前記基体に固定された第２支持部と、
    第２構造体であって、前記第２構造体は、第２端部及び第２他端部を含み、前記第２端部は前記第２支持部に支持された、前記第２構造体と、
    前記第２他端部に支持された第２接続部と、
    をさらに含み、
    前記膜部は、第２検出部分及び第２部分を含み、
    前記第２検出部分は前記第２検出接続部に支持され、
    前記第２部分は前記第２接続部に支持され、
    前記膜部導電層は、前記第２接続導電層と電気的に接続され、
    前記膜部抵抗層は、前記第２接続抵抗層と電気的に接続され、
    前記第２検出支持部から前記第２検出部分への方向は、前記第２方向に沿い、
    前記第２方向において、前記第１検出接続部と前記第２検出接続部との間に前記膜部があり、
    前記第２支持部から前記第２部分への第２支持部方向は、前記第１方向と交差し、前記第１支持部方向に沿い、
    前記第１支持部方向において、前記第１接続部と前記第２接続部との間に前記膜部があり、
    前記基体と前記第２検出接続部との間、前記基体と前記第２構造体との間、及び、前記基体と前記第２接続部との間に前記第１間隙が設けられ、
    前記基体と前記第２部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第２端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長い、請求項１に記載のセンサ。
  6. 前記素子部は、
    前記基体に固定された第３支持部と、
    第３構造体であって、前記第３構造体は、第３端部及び第３他端部を含み、前記第３端部は前記第３支持部に支持された、第３構造体と、
    前記第３他端部に支持された第３接続部と、
    前記基体に固定された第４支持部と、
    第４構造体であって、前記第４構造体は、第４端部及び第４他端部を含み、前記第４端部は前記第４支持部に支持された、第４構造体と、
    前記第４他端部に支持された第４接続部と、
    をさらに含み、
    前記膜部は、第３部分及び第４部分を含み、
    前記第３部分は前記第３接続部に支持され、
    前記第４部分は前記第４接続部に支持され、
    前記第３支持部から前記第３部分への第３支持部方向は、前記第１方向と交差し、
    前記第４支持部から前記第４部分への第４支持部方向は、前記第１方向と交差し、前記第３支持部方向に沿い、
    前記第３支持部方向において、前記第３接続部と前記第４接続部との間に前記膜部があり、
    前記基体と前記第３構造体との間、前記基体と前記第３接続部との間、前記基体と前記第４構造体との間、及び、前記基体と前記第４接続部との間に前記第１間隙が設けられ、
    前記基体と前記第３部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第３端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長く、
    前記基体と前記第４部分との間の前記第１方向に沿う距離は、前記基体と前記第４端部との間の前記第１方向に沿う距離よりも長く、
    前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向における前記第１検出接続部の位置は、前記第３方向における前記第１構造体の位置と、前記第３方向における前記第３構造体の位置と、の間にあり、
    前記第３方向における前記第２検出接続部の位置は、前記第３方向における前記第４構造体の位置と、前記第３方向における前記第２構造体の位置と、の間にある、請求項５に記載のセンサ。
  7. 前記第１構造体は、第１構造体導電層、及び、第１絶縁部材を含み、
    前記第１構造体は、第１面及び第２面を含み、
    前記第１面は、前記基体と前記第２面との間にあり、
    前記第１構造体導電層は、前記第１方向において、前記第１面と前記第２面との間にあり、
    前記第１面と前記第１構造体導電層との間の前記第１方向に沿う距離は、前記第１構造体導電層と前記第２面との間の前記第１方向に沿う距離とは異なる、請求項１～６のいずれか１つに記載のセンサ。
  8. 制御部をさらに備え、
    前記制御部は、前記第１接続導電層と電気的に接続され、
    前記制御部は、前記第１接続導電層を介して前記膜部導電層に電流を供給して前記膜部を加熱することが可能であり、
    前記制御部は、前記第１接続抵抗層と電気的に接続され、
    前記制御部は、前記膜部抵抗層の電気抵抗の変化に対応する信号を出力可能であり、
    前記信号は、前記膜部の周りの検出対象物質の濃度に応じている、請求項１～７のいずれか１つに記載のセンサ。
  9. 前記第１構造体は、第１構造体抵抗層を含み、
    前記制御部は、前記第１構造体抵抗層に第１制御電流を供給可能である、請求項８に記載のセンサ。
  10. 前記素子部は、前記基体に固定された第１固定電極を含み、
    前記制御部は、前記第１固定電極と前記第１構造体導電層との間の電気容量の変化を検出可能であり、
    前記制御部は、前記電気容量の前記変化に基づいて前記第１制御電流を制御可能である、請求項９に記載のセンサ。
  11. 請求項１～１０のいずれか１つに記載のセンサと、
    前記センサと接続され外部と通信可能な通信部と、
    を備えたセンサシステム。
JP2022035897A 2022-03-09 2022-03-09 センサ及びセンサシステム Pending JP2023131263A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022035897A JP2023131263A (ja) 2022-03-09 2022-03-09 センサ及びセンサシステム
US17/823,929 US20230288270A1 (en) 2022-03-09 2022-08-31 Sensor and sensor system"

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022035897A JP2023131263A (ja) 2022-03-09 2022-03-09 センサ及びセンサシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023131263A true JP2023131263A (ja) 2023-09-22

Family

ID=87932555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022035897A Pending JP2023131263A (ja) 2022-03-09 2022-03-09 センサ及びセンサシステム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20230288270A1 (ja)
JP (1) JP2023131263A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230288270A1 (en) 2023-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6209801B2 (ja) 圧力センサ
US6829937B2 (en) Monolithic silicon acceleration sensor
KR100812996B1 (ko) 마이크로 가스 센서 및 그 제조방법
JP5683192B2 (ja) 熱式流量センサ
KR20090064693A (ko) 마이크로 가스 센서 및 그 제작 방법
KR100728314B1 (ko) 열식 공기유량센서, 이에 사용되는 검출소자 및 내연 기관용 제어 시스템
US6589433B2 (en) Accelerometer without proof mass
US6666088B2 (en) Accelerometer without proof mass
JP2017524983A (ja) ピエゾ抵抗式ポジションセンサを備えたシステム
US6862795B2 (en) Method of manufacturing of a monolithic silicon acceleration sensor
JP2023131263A (ja) センサ及びセンサシステム
JP2016011876A (ja) 圧力センサおよび圧力センサの製造方法
US20200284633A1 (en) Fluid sensor
US11509283B2 (en) Resonance device
NL2003838C2 (en) Thermogravimetric device.
KR20110133352A (ko) 미세 구조물, 이를 구비하는 미세 전자 기계 시스템, 및 그 제조 방법
JPH0712658A (ja) 珪素からなる組合せセンサ
WO2019111463A1 (ja) 湿度センサおよびその製造方法
US20240201114A1 (en) Sensor and sensor system
US20190064509A1 (en) Variable focus mirror and optical scanning device
JP4233731B2 (ja) 基板型光素子
US20220396471A1 (en) Sensor
JP4686747B2 (ja) 傾斜検出素子
JP2023131192A (ja) センサ
JP2016219365A (ja) マイクロヒータ及びセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20230616

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240301