JP2722718B2 - 振動式トランスデューサの製造方法 - Google Patents
振動式トランスデューサの製造方法Info
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- JP2722718B2 JP2722718B2 JP25625289A JP25625289A JP2722718B2 JP 2722718 B2 JP2722718 B2 JP 2722718B2 JP 25625289 A JP25625289 A JP 25625289A JP 25625289 A JP25625289 A JP 25625289A JP 2722718 B2 JP2722718 B2 JP 2722718B2
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- JP
- Japan
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- diaphragm
- vibrator
- epitaxial layer
- vibration transducer
- transducer
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は振動式トランスデューサの製造方法に関す
る。
る。
（従来の技術） 第２図は本発明に先立ち、本願出願人が開発した振動
式トランスデューサの要部断面図である。
式トランスデューサの要部断面図である。
この振動式トランスデューサは、ｎ型シリコン単結晶
基板１の裏面にダイアフラム２を形成し、このダイアフ
ラムの表面部分に振動子３を形成し、封止エピタキシャ
ル層（シェル）５で振動子３を封止した構造となってい
る。振動子３と封止エピタキシャル層５との間には真空
室４が設けられている。
基板１の裏面にダイアフラム２を形成し、このダイアフ
ラムの表面部分に振動子３を形成し、封止エピタキシャ
ル層（シェル）５で振動子３を封止した構造となってい
る。振動子３と封止エピタキシャル層５との間には真空
室４が設けられている。
振動子３は永久磁石による磁場と外部に接続された増
幅器を含めた閉ループ自励発振回路とにより、その固有
振動数で発振するように構成されている。ダイアフラム
２に圧力が加ると振動子３の軸力が変化し、固有振動数
が変化するため、発振周波数の変化により圧力測定が可
能となる。
幅器を含めた閉ループ自励発振回路とにより、その固有
振動数で発振するように構成されている。ダイアフラム
２に圧力が加ると振動子３の軸力が変化し、固有振動数
が変化するため、発振周波数の変化により圧力測定が可
能となる。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来のSi（シリコン）を用いた振動式トラン
スデューサ（圧力計や差圧計）は、振動子を形成する際
に必然的に段差構造が生じてしまい、その部分で応力集
中が生じやすく、ダイアフラム上になめらかな歪分布が
生じないで不均一な歪分布となり、トランスデューサの
特性に悪影響を与えていた。
スデューサ（圧力計や差圧計）は、振動子を形成する際
に必然的に段差構造が生じてしまい、その部分で応力集
中が生じやすく、ダイアフラム上になめらかな歪分布が
生じないで不均一な歪分布となり、トランスデューサの
特性に悪影響を与えていた。
また、段差構造がダイアフラムのエッジ部、特に最大
応力がかかる箇所の近傍にある場合、ダイアフラムが応
力集中により破壊しやすくなり、感度を大きくすること
が困難であった。
応力がかかる箇所の近傍にある場合、ダイアフラムが応
力集中により破壊しやすくなり、感度を大きくすること
が困難であった。
すなわち、第３図に示すように、Si単結晶基板１の表
面に第２図に示されるような構造の歪ゲージ６および７
が形成されているとすると、それらのゲージの周囲に延
在する配線構造8a,8bも同様の段差を有することにな
る。一方、ダイアフラム２の中心（変位が最大の点）か
ら最も近い位置にあるA,B,C,Dの領域には最大の応力が
かかる。この場合、最大応力がかかる領域C,D上には、
段差を有する配線構造8bが存在し、特に応力集中がしや
すい。このため、感度を大きくすると、この部分でダイ
アフラム２の破壊が生じる危険性が高い。
面に第２図に示されるような構造の歪ゲージ６および７
が形成されているとすると、それらのゲージの周囲に延
在する配線構造8a,8bも同様の段差を有することにな
る。一方、ダイアフラム２の中心（変位が最大の点）か
ら最も近い位置にあるA,B,C,Dの領域には最大の応力が
かかる。この場合、最大応力がかかる領域C,D上には、
段差を有する配線構造8bが存在し、特に応力集中がしや
すい。このため、感度を大きくすると、この部分でダイ
アフラム２の破壊が生じる危険性が高い。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、Siを用いた振動式トランス
デューサの受圧部となるダイアフラムの強度および特性
の改善を図ることにある。
たものであり、その目的は、Siを用いた振動式トランス
デューサの受圧部となるダイアフラムの強度および特性
の改善を図ることにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の振動式トランスデューサの製造方法は、振動
子を形成した後に、最上層であるエピタキシャル層を研
磨して平坦化する工程を有することを特徴とする。
子を形成した後に、最上層であるエピタキシャル層を研
磨して平坦化する工程を有することを特徴とする。
（作 用） ダイアフラム上に生じた段差を平坦化することによ
り、応力集中や不均一な歪分布を排除し、感度の増大や
諸特性の改善を可能とする。
り、応力集中や不均一な歪分布を排除し、感度の増大や
諸特性の改善を可能とする。
（実 施 例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例における工
程毎のデバイス断面図である。
程毎のデバイス断面図である。
本実施例では、従来例と同様に振動子構造を形成した
後、さらにデバイス表面にｎ型エピタキシャル層９を形
成する（第１図（ａ））。
後、さらにデバイス表面にｎ型エピタキシャル層９を形
成する（第１図（ａ））。
次に、エピタキシャル層９をグラインダにより研磨
し、平坦化する（第１図（ｂ））。この場合、荒い砥粒
の砥石で第１段階の研磨を行った後、きめの細い砥粒の
砥石を用い、さらにエッチャントを添加してメカノケミ
カルエッチングを行うことにより平坦化精度を向上させ
る。
し、平坦化する（第１図（ｂ））。この場合、荒い砥粒
の砥石で第１段階の研磨を行った後、きめの細い砥粒の
砥石を用い、さらにエッチャントを添加してメカノケミ
カルエッチングを行うことにより平坦化精度を向上させ
る。
次に、KOHを用いたアルカリエッチングにより、ダイ
アフラム２を形成する（第１図（ｃ））。
アフラム２を形成する（第１図（ｃ））。
本実施例では封止エピタキシャル層５を形成した後、
別工程でエピタキシャル層９を形成したが、これに限定
されず、封止エピタキシャル層５の厚みを充分厚く形成
し、その後平坦化してもよい。
別工程でエピタキシャル層９を形成したが、これに限定
されず、封止エピタキシャル層５の厚みを充分厚く形成
し、その後平坦化してもよい。
（発明の効果） 本発明によれば以下の効果が得られる。
（１） ダイアフラムはSi単結晶で構成されて異種物質
が存在せず、かつ平坦化により幾何学的な段差が除去さ
れるため、応力集中による乱れた応力場が生じない。し
たがって、振動子の周辺部に均一な歪が加わることとな
り、圧力（差圧）によるダイアフラムの変形を正確に振
動子に伝えることができる。これにより、誤差を小さく
でき、測定感度を向上させることが可能となる。
が存在せず、かつ平坦化により幾何学的な段差が除去さ
れるため、応力集中による乱れた応力場が生じない。し
たがって、振動子の周辺部に均一な歪が加わることとな
り、圧力（差圧）によるダイアフラムの変形を正確に振
動子に伝えることができる。これにより、誤差を小さく
でき、測定感度を向上させることが可能となる。
（２） 平坦なダイアフラムでは、応力集中が少ないた
め、段差のあるダイアフラムに比べ大きな発生応力でも
破壊しない。このため、より大きなダイアフラムの変形
が可能となり、したがって、より大きな感度を得ること
ができる。
め、段差のあるダイアフラムに比べ大きな発生応力でも
破壊しない。このため、より大きなダイアフラムの変形
が可能となり、したがって、より大きな感度を得ること
ができる。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例における工程
毎のデバイス断面図、 第２図は従来の振動式トランスデューサの構造を示す断
面図、 第３図は従来例の問題点を説明するための振動式トラン
スデューサの要部の平面図である。 １……ｎ型Si単結晶基板、２……ダイアフラム ３……振動子、４……真空室 ５……封止エピタキシャル層 6,7……歪ゲージ（センサ） 8a,8b……配線構造 ９……ｎ型エピタキシャル層
毎のデバイス断面図、 第２図は従来の振動式トランスデューサの構造を示す断
面図、 第３図は従来例の問題点を説明するための振動式トラン
スデューサの要部の平面図である。 １……ｎ型Si単結晶基板、２……ダイアフラム ３……振動子、４……真空室 ５……封止エピタキシャル層 6,7……歪ゲージ（センサ） 8a,8b……配線構造 ９……ｎ型エピタキシャル層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 隆 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 渡辺 哲也 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 西川 直 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横 河電機株式会社内 (72)発明者 吉田 隆司 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横 河電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−258475（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】シリコンダイアフラムの表面に振動子が形
成された振動式トランスデューサの製造方法において、 振動子を形成した後に、最上層であるエピタキシャル層
を研磨して平坦化する工程を有することを特徴とする振
動式トランスデューサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25625289A JP2722718B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 振動式トランスデューサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25625289A JP2722718B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 振動式トランスデューサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03118437A JPH03118437A (ja) | 1991-05-21 |
| JP2722718B2 true JP2722718B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=17290056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25625289A Expired - Lifetime JP2722718B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 振動式トランスデューサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722718B2 (ja) |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25625289A patent/JP2722718B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03118437A (ja) | 1991-05-21 |
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