JP2822598B2 - Vibration type transducer - Google Patents

Vibration type transducer

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JP2822598B2
JP2822598B2 JP12457690A JP12457690A JP2822598B2 JP 2822598 B2 JP2822598 B2 JP 2822598B2 JP 12457690 A JP12457690 A JP 12457690A JP 12457690 A JP12457690 A JP 12457690A JP 2822598 B2 JP2822598 B2 JP 2822598B2
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vacuum chamber
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vibrating
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隆司 吉田
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Yokogawa Electric Corp
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【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、衝撃などの外乱や座屈などにより振動梁が
真空室の壁面に接触する事があっても真空室の壁面に付
着せず外乱を取り除けば完全に元に戻る振動形トランス
デュサに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial application field> The present invention does not adhere to the vacuum chamber wall even when the vibrating beam may come into contact with the wall of the vacuum chamber due to disturbance such as impact or buckling. The present invention relates to a vibratory transducer that completely returns to its original state when disturbance is removed.

<従来の技術> 第4図は従来より一般に使用されている従来例の要部
構成説明図で、例えば、本願出願人の出願した、特願昭
62−166176号、発明の名称「振動形トランスデュサの製
造方法」、昭和62年7月2日出願に示されている。
<Prior Art> FIG. 4 is an explanatory view of a main part of a conventional example generally used in the prior art.
No. 62-166176, entitled "Method of Manufacturing Vibrating Transducer", filed on July 2, 1987.

第5図は、第4図のA−A断面図である。 FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of FIG.

図において、 1は半導体単結晶基板で、2は半導体基板1に設けら
れ測定圧Pmを受圧する測定ダイアフラムである。
In the figure, 1 is a semiconductor single crystal substrate, and 2 is a measurement diaphragm provided on the semiconductor substrate 1 and receiving a measurement pressure Pm.

3は測定ダイアフラム2に埋込み設けられた歪み検出
センサで、振動梁3が使用されている。
Reference numeral 3 denotes a strain detection sensor embedded in the measurement diaphragm 2, and the vibrating beam 3 is used.

4は封止用の半導体エピタキシャル成長層からなるシ
ェルで、振動梁3を測定ダイアフラム2に封止する。
Reference numeral 4 denotes a shell made of a semiconductor epitaxial growth layer for sealing, and seals the vibrating beam 3 with the measurement diaphragm 2.

振動梁3の周囲の、振動梁3と、測定ダイアフラム2
およびシェル4との間には真空室5が設けられている。
Vibrating beam 3 and measuring diaphragm 2 around vibrating beam 3
A vacuum chamber 5 is provided between the vacuum chamber 5 and the shell 4.

振動梁3は、永久磁石(図示せず)による磁場と、振
動梁3に接続された閉ループ自励発振回路(図示せず)
とにより、振動梁3の固有振動で発振するように構成さ
れている。
The vibrating beam 3 includes a magnetic field generated by a permanent magnet (not shown) and a closed-loop self-excited oscillation circuit (not shown) connected to the vibrating beam 3.
Thus, the vibrating beam 3 is oscillated by natural vibration.

以上の構成において、測定ダイアフラム2に測定圧力
Pmが加わると、振動梁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測定圧力Pmの測
定が出来る。
In the above configuration, the measurement pressure is applied to the measurement diaphragm 2.
When Pm is applied, the axial force of the vibrating beam 3 changes, and the natural frequency changes. Therefore, the measurement pressure Pm can be measured by changing the oscillation frequency.

第6図は、第5図の従来例の製作説明図の一例で、本
願出願人の出願した、特願昭63−86946号、発明の名称
「振動形トランスデュサの製造方法」、昭和63年4月8
日出願の改良形である。
FIG. 6 is an example of a manufacturing explanatory view of the conventional example shown in FIG. 5, which is filed by the applicant of the present invention and filed with Japanese Patent Application No. 63-86946, entitled "Method of Manufacturing Vibrating Transducer", Apr. Month 8
This is an improved version of Japanese Patent Application.

以下、第6図について説明する。 Hereinafter, FIG. 6 will be described.

(1)第6図(A)に示すごとく、n型シリコン(10
0)面にカットされた基板1に、シリコン酸化物あるい
はシリコン窒化物の膜101を形成する。膜101の所要の箇
所102をホトリソグラフィにより除去する。
(1) As shown in FIG. 6A, n-type silicon (10
A film 101 of silicon oxide or silicon nitride is formed on the substrate 1 cut in the 0) plane. A required portion 102 of the film 101 is removed by photolithography.

(2)第6図(B)に示すごとく、1050℃の水素(H2
雰囲気中で、塩化水素でエッチングを行い、基板1に所
要箇所102をエッチングして膜101をアンダーカットし
て、凹部103を形成する。
(2) As shown in FIG. 6 (B), hydrogen (H 2 ) at 1050 ° C.
Etching is performed with hydrogen chloride in an atmosphere to etch a required portion 102 of the substrate 1 and undercut the film 101 to form a concave portion 103.

なお、塩化水素の代りに、高温水蒸気、酸素を用いる
か、あるいは、40℃〜130℃のアルカリ液による異方性
エッチングでもよい。
Instead of hydrogen chloride, high-temperature steam or oxygen may be used, or anisotropic etching with an alkaline solution at 40 ° C. to 130 ° C. may be used.

(3)第6図(C)に示すごとく、1050℃の水素(H2
雰囲気中で、ソースガスに塩化水素ガスを混入して、選
択エピタキシャル成長法を行う。
(3) As shown in FIG. 6 (C), hydrogen (H 2 ) at 1050 ° C.
In an atmosphere, a selective epitaxial growth method is performed by mixing hydrogen chloride gas into a source gas.

すなわち、 ボロンの濃度1018cm-3のP形シリコンにより、真空室
5の下半分に相当する第1エピタキシャル層104を選択
エピタキシャル成長させる。
That is, the first epitaxial layer 104 corresponding to the lower half of the vacuum chamber 5 is selectively epitaxially grown using P-type silicon having a boron concentration of 10 18 cm −3 .

ボロンの濃度3×1019cm-3のP形シリコンにより、第
1エピタキシャル層104の表面に、所要の箇所102を塞ぐ
ように、振動梁3に相当する第2エピタキシャル層105
を選択エピタキシャル成長させる。
A second epitaxial layer 105 corresponding to the vibrating beam 3 is formed on the surface of the first epitaxial layer 104 with P-type silicon having a boron concentration of 3 × 10 19 cm −3 so as to cover a required portion 102.
Is selectively epitaxially grown.

ボロンの濃度1018cm-3のP形シリコンにより、第2エ
ピタキシャル層105の表面に、真空室5の上半分に相当
する第3エピタキシャル層106を選択エピタキシャル成
長させる。
A third epitaxial layer 106 corresponding to the upper half of the vacuum chamber 5 is selectively epitaxially grown on the surface of the second epitaxial layer 105 using P-type silicon having a boron concentration of 10 18 cm -3 .

ボロンの濃度3×1019cm-3のP形シリコンにより、第
3エピタキシャル層106の表面に、シェル4に相当する
第4エピタキシャル層107を選択エピタキシャル成長さ
せる。
A fourth epitaxial layer 107 corresponding to the shell 4 is selectively epitaxially grown on the surface of the third epitaxial layer 106 by P-type silicon having a boron concentration of 3 × 10 19 cm −3 .

(4)第6図(D)に示すごとく、シリコン酸化物、あ
るいは、シリコン窒化物の膜101をフッ化水素酸(HF)
でエッチングして除去し、エッチング注入口108を設け
る。
(4) As shown in FIG. 6 (D), the silicon oxide or silicon nitride film 101 is made of hydrofluoric acid (HF).
Then, etching is performed, and an etching injection port 108 is provided.

(5)第6図(E)に示すごとく、第4層に対して基板
1に正のパルスあるいは正の電圧を印加して、エッチン
グ注入口108よりアルカリ液を注入して、第1エピタキ
シャル層104と第3エピタキシャル層106を選択エッチン
グして除去する。
(5) As shown in FIG. 6 (E), a positive pulse or a positive voltage is applied to the substrate 1 with respect to the fourth layer, an alkaline solution is injected from the etching injection port 108, and the first epitaxial layer is formed. The 104 and the third epitaxial layer 106 are selectively etched and removed.

第2エピタキシャル層105と第1エピタキシャル層104
あるいは第3エピタキシャル層106との間にエッチング
作用の差があるのは、ボロンの濃度が3×1019cm-3以上
となるとエッチング作用に抑制現象が生ずることによ
る。
Second epitaxial layer 105 and first epitaxial layer 104
Alternatively, there is a difference in the etching action between the third epitaxial layer 106 and the third epitaxial layer 106 because the suppression action occurs in the etching action when the concentration of boron is 3 × 10 19 cm −3 or more.

(6)第6図(G)に示すごとく、1050℃の水素(H2
中でn形シリコンのエピタキシャル成長を行い、基板1
と第4エピタキシャル層107の外表面に、エピタキシャ
ル成長層111を形成し、エッチング注入口108を閉じる。
(6) As shown in FIG. 6 (G), hydrogen (H 2 ) at 1050 ° C.
N-type silicon is epitaxially grown in the substrate 1
Then, an epitaxial growth layer 111 is formed on the outer surface of the fourth epitaxial layer 107, and the etching injection port 108 is closed.

なお、この工程は、 熱酸化によりエッチング注入口108を閉じる。 In this step, the etching inlet 108 is closed by thermal oxidation.

ポリシリコンをCVD法またはスパッタ法によりエッチ
ング注入口108の箇所に着膜させて、エッチング注入口1
08を閉じる。
Polysilicon is deposited at the position of the etching inlet 108 by the CVD method or the sputtering method, and the etching
Close 08.

真空蒸着法によるシリコンエピタキシャル法によりエ
ッチング注入口108を埋める。
The etching injection port 108 is filled by a silicon epitaxial method using a vacuum deposition method.

絶縁物、例えば、ガラス(SiO2)、窒化物、アルミナ
等をCVD法、または、スパッタ法あるいは、蒸着法によ
りエッチング注入口108を埋めるようにしてもよい。
An insulating material, for example, glass (SiO 2 ), nitride, alumina, or the like may be filled in the etching injection port 108 by a CVD method, a sputtering method, or a vapor deposition method.

<発明が解決しようとする課題> しかしながら、この様な装置においては、振動梁3の
表面は鏡面であり、面粗さが小さく活性なため、衝撃な
どの外乱や大きな圧縮力による座屈などにより振動梁が
真空室の壁面に接触するとそのまま真空室の壁面に付着
してしまうという事が発生する場合がある。
<Problems to be solved by the invention> However, in such an apparatus, since the surface of the vibrating beam 3 is a mirror surface and has a small surface roughness and is active, the vibration beam 3 may be subjected to disturbance such as an impact or buckling due to a large compressive force. When the vibrating beam contacts the wall surface of the vacuum chamber, it may adhere to the wall surface of the vacuum chamber as it is.

この対策のため、真空室の基板側の側壁面を傾斜面と
し、しかも、この傾斜面に振動梁の長手方向の側面が丁
度接触するようにして線接触にする事が考えられる。
As a countermeasure, it is conceivable that the side wall surface of the vacuum chamber on the substrate side is formed as an inclined surface, and that the side surface in the longitudinal direction of the vibrating beam is brought into contact with the inclined surface to make line contact.

しかしながら、このように構成しても、真空室のシェ
ル側壁面に振動梁が付着してしまう事は、解決出来な
い。
However, even with this configuration, it is not possible to solve the problem that the vibrating beam adheres to the shell side wall surface of the vacuum chamber.

本発明は、この問題点を解決するものである。 The present invention solves this problem.

本発明の目的は、衝撃などの外乱や座屈などにより振
動梁が真空室の壁面に接触する事があっても、真空室の
壁面に付着せず、外乱を取り除けば完全に元に戻る振動
形トランスデュサを提供するにある。
An object of the present invention is to prevent vibration beams from coming into contact with the wall surface of a vacuum chamber due to disturbance such as impact or buckling. To provide shape transducers.

<課題を解決するための手段> この目的を達成するために、本発明は、シリコンの基
板に設けられた振動梁と、該振動梁の周囲に隙間が維持
されるように該振動梁を囲み前記基板と真空室を構成す
るシリコン材よりなるシェルと、該振動梁を励振する励
振手段と、前記振動梁の振動を検出する励振検出手段と
を具備する振動形トランスデュサにおいて、 前記振動梁が前記真空室の壁面に付着しないように前
記真空室のシェル側壁面に対向して前記振動梁の長手側
面に沿って設けられた角状の凸部を具備したことを特徴
とする振動形トランスデュサを構成したものである。
<Means for Solving the Problems> In order to achieve this object, the present invention relates to a vibrating beam provided on a silicon substrate and surrounding the vibrating beam such that a gap is maintained around the vibrating beam. A vibration type transducer comprising: a shell made of a silicon material forming the substrate and a vacuum chamber; excitation means for exciting the vibrating beam; and excitation detecting means for detecting vibration of the vibrating beam. A vibrating transducer is provided, comprising a horn-shaped protrusion provided along a longitudinal side surface of the vibrating beam so as not to adhere to a wall surface of the vacuum chamber and to face a shell side wall surface of the vacuum chamber. It was done.

<作用> 以上の構成において、振動梁の測定圧力が加わると、
振動梁の軸力が変化し、固有振動数が変化するため、発
振周波数の変化により測定圧力の測定が出来る。
<Operation> In the above configuration, when the measured pressure of the vibrating beam is applied,
Since the axial force of the vibrating beam changes and the natural frequency changes, the measurement pressure can be measured by changing the oscillation frequency.

而して、振動梁が前記真空室の壁面に付着しないよう
に前記真空室のシェル側壁面に対向して前記振動梁の長
手側面に沿って設けられた角状の凸部が設けられたの
で、衝撃などの外乱や座屈などにより振動梁がシェル壁
面に接触する事があっても凸部の存在により、振動梁が
シェル壁面に付着せず、外乱を取り除けば完全に元に戻
る事が出来る。
Since the vibrating beam is provided along the longitudinal side surface of the vibrating beam facing the shell side wall surface of the vacuum chamber so that the vibrating beam does not adhere to the wall surface of the vacuum chamber, the convex portion is provided. Even if the vibrating beam may come into contact with the shell wall due to disturbances such as shocks or buckling, the vibrating beam does not adhere to the shell wall due to the presence of the projection, and it is possible to completely return to the original state if the disturbance is removed I can do it.

以下、実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, a detailed description will be given based on embodiments.

<実施例> 第1図は本発明の一実施例の要部構成説明図で、圧力
測定に使用せる場合の説明図である。
<Embodiment> FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part configuration of an embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram in a case where it is used for pressure measurement.

図において、第5図と同一記号の構成は同一機能を表
わす。
In the figure, the same symbols as those in FIG. 5 indicate the same functions.

2は半導体基板1に設けられ測定圧Pmを受圧する測定
ダイアフラムである。
Reference numeral 2 denotes a measurement diaphragm provided on the semiconductor substrate 1 and receiving a measurement pressure Pm.

3は測定ダイアフラム2に埋込み設けられた歪み検出
センサで、振動梁3が使用されている。
Reference numeral 3 denotes a strain detection sensor embedded in the measurement diaphragm 2, and the vibrating beam 3 is used.

4は封止用の半導体エピタキシャル成長層からなるシ
ェルで、振動梁3を測定ダイアフラム2に封止する。
Reference numeral 4 denotes a shell made of a semiconductor epitaxial growth layer for sealing, and seals the vibrating beam 3 with the measurement diaphragm 2.

振動梁3の周囲の、振動梁3と、測定ダイアフラム2
およびシェル4との間には真空室5が設けられている。
Vibrating beam 3 and measuring diaphragm 2 around vibrating beam 3
A vacuum chamber 5 is provided between the vacuum chamber 5 and the shell 4.

11は振動梁3が真空室5の壁面に付着しないように真
空室5のシェル4側壁面に対向して振動梁3の長手側面
に沿って設けられた角状の凸部である。
Numeral 11 denotes a horn-shaped protrusion provided along the longitudinal side surface of the vibrating beam 3 so as to oppose the shell 4 side wall surface of the vacuum chamber 5 so that the vibrating beam 3 does not adhere to the wall surface of the vacuum chamber 5.

以上の構成において、振動梁3に測定圧力が加わる
と、振動梁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測定圧力の測定が出来る。
In the above configuration, when the measurement pressure is applied to the vibrating beam 3, the axial force of the vibrating beam 3 changes and the natural frequency changes, so that the measurement pressure can be measured by changing the oscillation frequency.

而して、本発明は、衝撃などの外乱や座屈などにより
振動梁3が真空室5の壁面に接触する事があっても、凸
部11の存在により、振動梁3が真空室5のシェル4側壁
面に付着せず外乱を取り除けば完全に元に戻る事が出来
る。
Thus, according to the present invention, even if the vibrating beam 3 comes into contact with the wall surface of the vacuum chamber 5 due to disturbance such as impact or buckling, the vibrating beam 3 If the disturbance is removed without adhering to the side wall surface of the shell 4, it can be completely restored.

この様な装置は、例えば、第2図に示す如くして作
る。
Such an apparatus is made, for example, as shown in FIG.

(1)第2図(A)に示すごとく、n型シリコン(10
0)面にカットされた基板1に、シリコン酸化物あるい
はシリコン窒化物の膜201を形成する。膜201の所要の箇
所202をホトリソグラフィにより除去する。
(1) As shown in FIG. 2A, n-type silicon (10
A silicon oxide or silicon nitride film 201 is formed on the substrate 1 cut on the 0) plane. A required portion 202 of the film 201 is removed by photolithography.

(2)第2図(B)に示すごとく、1050℃の水素(H2
雰囲気中で、塩化水素でエッチングを行い、基板1に所
要箇所202をエッチングして膜201をアンダーカットし
て、凹部203を形成する。
(2) As shown in FIG. 2 (B), hydrogen (H 2 ) at 1050 ° C.
Etching is performed with hydrogen chloride in an atmosphere to etch a required portion 202 of the substrate 1 and undercut the film 201 to form a concave portion 203.

なお、塩化水素の代りに、高温水蒸気、酸素を用いる
か、あるいは、40℃〜130℃のアルカリ液による異方性
エッチングでもよい。
Instead of hydrogen chloride, high-temperature steam or oxygen may be used, or anisotropic etching with an alkaline solution at 40 ° C. to 130 ° C. may be used.

(3)第2図(C)に示すごとく、水素(H2)雰囲気中
で、ソースガスに塩化水素ガスを混入して、選択エピタ
キシャル成長法を行う。
(3) As shown in FIG. 2 (C), a selective epitaxial growth method is performed in a hydrogen (H 2 ) atmosphere by mixing hydrogen chloride gas into a source gas.

すなわち、 1050℃の温度下で、ボロンの濃度1018cm-3のP形シリ
コンにより、真空室5の下半分に相当する第1エピタキ
シャル層204を選択エピタキシャル成長させる。
That is, at a temperature of 1050 ° C., the first epitaxial layer 204 corresponding to the lower half of the vacuum chamber 5 is selectively epitaxially grown with P-type silicon having a boron concentration of 10 18 cm −3 .

1050℃の温度下で、ボロンの濃度3×1019cm-3のP形
シリコンにより、第1エピタキシャル層204の表面に、
所要の箇所202を塞ぐように、振動梁3に相当する第2
エピタキシャル層205を選択エピタキシャル成長させ
る。
At a temperature of 1050 ° C., the surface of the first epitaxial layer 204 is formed by P-type silicon having a boron concentration of 3 × 10 19 cm −3 .
The second portion corresponding to the vibrating beam 3 is closed so as to cover the required portion 202.
The epitaxial layer 205 is selectively epitaxially grown.

950℃の温度下で、ボロンの濃度3×1019cm-3のP形
シリコンにより、第2エピタキシャル層205の表面に、
凸部11に対応する凸部層2051を選択エピタキシャル成長
させる。
At a temperature of 950 ° C., the surface of the second epitaxial layer 205 is formed by P-type silicon having a boron concentration of 3 × 10 19 cm −3 .
The protrusion layer 2051 corresponding to the protrusion 11 is selectively epitaxially grown.

ボロンの濃度1018cm-3のP形シリコンにより、凸部層
2051の表面に、真空室5の上半分に相当する第3エピタ
キシャル層206を選択エピタキシャル成長させる。
P-type silicon with boron concentration of 10 18 cm -3 makes convex layer
On the surface of 2051, a third epitaxial layer 206 corresponding to the upper half of the vacuum chamber 5 is selectively epitaxially grown.

ボロンの濃度3×1019cm-3のP形シリコンにより、第
3エピタキシャル層206の表面に、シェル4に相当する
第4エピタキシャル層207を選択エピタキシャル成長さ
せる。
The fourth epitaxial layer 207 corresponding to the shell 4 is selectively epitaxially grown on the surface of the third epitaxial layer 206 using P-type silicon having a boron concentration of 3 × 10 19 cm −3 .

(4)第2図(D)に示すごとく、シリコン酸化物、或
は、シリコン窒化物の膜201をフッ化水素酸(HF)でエ
ッチングして除去し、エッチング注入口208を設ける。
(4) As shown in FIG. 2D, the silicon oxide or silicon nitride film 201 is removed by etching with hydrofluoric acid (HF), and an etching injection port 208 is provided.

(5)第2図(E)に示すごとく、第4層に対して基板
1に正のパルスあるいは正の電圧を印加して、エッチン
グ注入口208よりアルカリ液を注入して、第1エピタキ
シャル層204と第3エピタキシャル層206を選択エッチン
グして除去する。
(5) As shown in FIG. 2 (E), a positive pulse or a positive voltage is applied to the substrate 1 with respect to the fourth layer, an alkaline solution is injected from the etching injection port 208, and the first epitaxial layer is formed. The 204 and the third epitaxial layer 206 are selectively etched and removed.

第2エピタキシャル層205と第1エピタキシャル層204
あるいは第3エピタキシャル層206との間にエッチング
作用の差があるのは、ボロンの濃度が3×1019cm-3以上
となるとエッチング作用に抑制現象が生ずることによ
る。
Second epitaxial layer 205 and first epitaxial layer 204
Alternatively, the reason why there is a difference in the etching action between the third epitaxial layer 206 and the third epitaxial layer 206 is that when the concentration of boron is 3 × 10 19 cm −3 or more, the etching action is suppressed.

また、第2エピタキシャル成長層205と凸部層2051と
の間にエッチング作用の差があるのは、温度条件の差に
基くからである。
The difference in the etching action between the second epitaxial growth layer 205 and the convex layer 2051 is due to the difference in the temperature conditions.

而して凸部層2051は異方性エッチング特性を有するた
め凸形状を形成する。
Thus, the convex layer 2051 has a convex shape because it has anisotropic etching characteristics.

(6)第2図(F)に示すごとく、1050℃の水素(H2
中でn形シリコンのエピタキシャル成長を行い、基板1
と第4エピタキシャル層207の外表面に、エピタキシャ
ル成長層209を形成し、エッチング注入口208を閉じる。
(6) As shown in FIG. 2 (F), hydrogen (H 2 ) at 1050 ° C.
N-type silicon is epitaxially grown in the substrate 1
Then, an epitaxial growth layer 209 is formed on the outer surface of the fourth epitaxial layer 207, and the etching injection port 208 is closed.

この結果、真空室5の壁面が鏡面の場合は、面粗さが
小さく活性なため、衝撃などの外乱や大きな圧縮力によ
る座屈などにより、振動梁3が真空室5の壁面に接触す
ると、そのまま真空室5の壁面に付着してしまう恐れが
あるが、振動梁3が真空室5の壁面に付着しないよう
に、真空室5のシェル4側の壁面に対向して、振動梁3
の長手側面に沿って設けられた角状の凸部が設けられた
ので、振動梁3が真空室5のシェル4側の壁面に付着し
てしまう事がなく信頼性が向上出来る。
As a result, when the wall surface of the vacuum chamber 5 is a mirror surface, since the surface roughness is small and active, when the vibrating beam 3 comes into contact with the wall surface of the vacuum chamber 5 due to disturbance such as an impact or buckling due to a large compressive force, There is a possibility that the vibration beam 3 may adhere to the wall surface of the vacuum chamber 5 as it is, but the vibration beam 3 is opposed to the wall surface of the vacuum chamber 5 on the shell 4 side so that the vibration beam 3 does not adhere to the wall surface of the vacuum chamber 5.
Since the angular projections provided along the longitudinal side surfaces of the vacuum chamber 5 are provided, the vibration beam 3 does not adhere to the wall surface of the vacuum chamber 5 on the shell 4 side, and the reliability can be improved.

なお、本発明装置の製作方法については、上記の方法
に限らない事は勿論である。
The method of manufacturing the device of the present invention is not limited to the above method.

第3図は本発明の振動梁の使用例の要部構成説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory view of a main part configuration of a usage example of the vibrating beam of the present invention.

図において、3は振動梁である。振動梁3は両端がダ
イアフラム3に固定され互いに平行に配置された二個の
第1振動子31と、第一振動子31の振動の腹の部分を相互
に機械的に結合する第二振動子32とを備える。
In the figure, reference numeral 3 denotes a vibrating beam. The vibrating beam 3 includes two first vibrators 31 fixed at both ends to the diaphragm 3 and arranged in parallel with each other, and a second vibrator mechanically coupling the antinodes of the vibration of the first vibrator 31 to each other. 32.

40は振動梁3に直交する直流磁界を磁石30により加え
一方の第一振動子31の両端に交流電流を入力トランス41
により流して磁気誘導作用により振動梁3を磁界と電流
に直交する方向に励振する励振手段である。
Reference numeral 40 denotes an input transformer 41 which applies a DC magnetic field orthogonal to the vibrating beam 3 by the magnet 30 and applies AC current to both ends of one of the first vibrators 31
And an exciting means for exciting the vibrating beam 3 in a direction orthogonal to the magnetic field and the current by the magnetic induction action.

入力トランス41は、二次側が一方の第一振動子31の両
端に接続されている。
The input transformer 41 has a secondary side connected to both ends of one of the first vibrators 31.

50は他方の第一振動子31の両端に発生する起電力を検
出する振動検出手段である。この場合は、出力トランス
51、増幅器52が用いられている。出力トランス51の一次
側は、他方の第一振動子31の両端に接続され、二次側は
増幅器52を介して出力端子53に接続されるとともに、分
岐して入力トランス41の一次側に接続され、全体とし
て、正帰還自励発振回路を構成する。振動梁3の振動
は、振動検出手段50により検出され出力信号として取出
される。
Reference numeral 50 denotes vibration detecting means for detecting an electromotive force generated at both ends of the other first vibrator 31. In this case, the output transformer
51 and an amplifier 52 are used. The primary side of the output transformer 51 is connected to both ends of the other first oscillator 31, the secondary side is connected to the output terminal 53 via the amplifier 52, and is branched and connected to the primary side of the input transformer 41. Thus, a positive feedback self-excited oscillation circuit is constituted as a whole. The vibration of the vibrating beam 3 is detected by the vibration detecting means 50 and taken out as an output signal.

<発明の効果> 以上説明したように、本発明は、シリコンの基板に設
けられた振動梁と、該振動梁の周囲に隙間が維持される
ように該振動梁を囲み前記基板と真空室を構成するシリ
コン材よりなるシェルと、該振動梁を励振する励振手段
と、前記振動梁の振動を検出する励振検出手段とを具備
する振動形トランスデュサにおいて、 前記振動梁が前記真空室の壁面に付着しないように前
記真空室のシェル側壁面に対向して前記振動梁の長手側
面に沿って設けられた角状の凸部を具備したことを特徴
とする振動形トランスデュサを構成した。
<Effect of the Invention> As described above, the present invention relates to a vibrating beam provided on a silicon substrate, and surrounding the vibrating beam so that a gap is maintained around the vibrating beam, and forming the substrate and the vacuum chamber. A vibrating transducer, comprising: a shell made of a silicon material; exciting means for exciting the vibrating beam; and exciting detecting means for detecting vibration of the vibrating beam, wherein the vibrating beam adheres to a wall surface of the vacuum chamber. A vibratory transducer is provided which has a horn-like convex portion provided along the longitudinal side surface of the vibrating beam so as not to face the shell side wall surface of the vacuum chamber.

この結果、真空室の壁面が鏡面の場合は、面粗さが小
さく活性なため、衝撃などの外乱や大きな圧縮力による
座屈などにより、振動梁が真空室の壁面に接触すると、
そのまま真空室の壁面に付着してしまう恐れがあるが、
振動梁が真空室の壁面に付着しないように、真空室のシ
ェル側の壁面に対向して、振動梁の長手側面に沿って設
けられた角状の凸部が設けられたので、振動梁が真空室
のシェル側の壁面に付着してしまう事がなく信頼性が向
上出来る。
As a result, when the wall surface of the vacuum chamber is a mirror surface, the surface roughness is small and active, so when the vibrating beam comes into contact with the wall surface of the vacuum chamber due to disturbance such as impact or buckling due to large compression force,
There is a risk of sticking to the wall of the vacuum chamber as it is,
In order to prevent the vibrating beam from adhering to the wall surface of the vacuum chamber, an angular convex portion provided along the longitudinal side surface of the vibrating beam was provided opposite to the shell-side wall surface of the vacuum chamber. The reliability can be improved without adhering to the shell side wall surface of the vacuum chamber.

従って、本発明によれば、衝撃などの外乱や座屈など
により振動梁が真空室の壁面に接触する事があっても真
空室の壁面に付着せず外乱を取り除けば完全に元に戻る
振動形トランスデュサを実現することが出来る。
Therefore, according to the present invention, even if the vibrating beam may come into contact with the wall surface of the vacuum chamber due to disturbance such as an impact or buckling, it does not adhere to the wall surface of the vacuum chamber and completely returns to its original state if the disturbance is removed. Type transducer can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例の要部構成説明図、第2図は
第1図の製作説明図、第3図は本発明の装置の使用例の
要部構成説明図、第4図は従来より一般に使用されてい
る従来例の構成説明図、第5図は第4図のA−A断面
図、第6図は第5図の動作説明図である。 1……基板、2……測定ダイアフラム、3……振動梁、
4……シェル、5……真空室、11……凸部、30……磁
石、31……第一振動子、32……第二振動子、40……励振
手段、41……入力トランス、42……入力端子、50……振
動検出手段、51……出力トランス、52……増幅器、53…
…出力端子、201……膜、202……所要箇所、203……凹
部、204……第1エピタキシャル層、205……第2エピタ
キシャル層、2051……凸部層、206……第3エピタキシ
ャル層、207……第4エピタキシャル層、208……エッチ
ング注入口、209……エピタキシャル成長層。
FIG. 1 is an explanatory view of a main part of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of the production of FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory view of a main part of an example of use of the apparatus of the present invention, FIG. FIG. 5 is an explanatory view of the structure of a conventional example generally used from the prior art, FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of FIG. 4, and FIG. 6 is an explanatory view of the operation of FIG. 1 ... substrate, 2 ... measurement diaphragm, 3 ... vibrating beam,
4 shell, 5 vacuum chamber, 11 convex part, 30 magnet, 31 first oscillator, 32 second oscillator, 40 excitation means, 41 input transformer, 42 ... input terminal, 50 ... vibration detection means, 51 ... output transformer, 52 ... amplifier, 53 ...
... Output terminal, 201... Film, 202... 207: Fourth epitaxial layer, 208: Etching injection port, 209: Epitaxially grown layer.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シリコンの基板に設けられた振動梁と、 該振動梁の周囲に隙間が維持されるように該振動梁を囲
み前記基板と真空室を構成するシリコン材よりなるシェ
ルと、 該振動梁を励振する励振手段と、 前記振動梁の振動を検出する励振検出手段と を具備する振動形トランスデュサにおいて、 前記振動梁が前記真空室の壁面に付着しないように前記
真空室の前記シェル側壁面に対向して前記振動梁の長手
側面に沿って設けられた角状の凸部を 具備したことを特徴とする振動形トランスデュサ。
1. A vibrating beam provided on a silicon substrate, a shell made of a silicon material surrounding the vibrating beam so as to maintain a gap around the vibrating beam and constituting a vacuum chamber with the substrate, In a vibratory transducer comprising: an exciting unit that excites a vibrating beam; and an excitation detecting unit that detects vibration of the vibrating beam, the shell side of the vacuum chamber so that the vibrating beam does not adhere to a wall surface of the vacuum chamber. A vibratory transducer, comprising: a rectangular convex portion provided along a longitudinal side surface of the vibrating beam facing a wall surface.
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