JP3393370B2 - 圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents
圧力センサおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超小型素子の形成
が容易で、医療用カテーテルやガイドワイヤーに組み込
んだり、直接刺入することにより、血圧などの体内のさ
まざまな圧力や、細管用などの光検知式圧力センサ形成
に最適な圧力センサおよびその製造方法に関するもので
ある。
が容易で、医療用カテーテルやガイドワイヤーに組み込
んだり、直接刺入することにより、血圧などの体内のさ
まざまな圧力や、細管用などの光検知式圧力センサ形成
に最適な圧力センサおよびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバーを用いて、光学的検
出原理を利用する圧力センサは、ピエゾ抵抗型等の電気
信号を利用しないため、電気、磁気による周囲の外乱を
受けにくく、生体内への、適用の可能性を有する（特公
平２−３１２８号公報、特開昭６１−２３５７３１号公
報、特開平８−２０１１９６号公報参照）。光ファイバ
ーを用いた、圧力センサには、大別すると、光ファイバ
ーの側面に、片持ち梁構造のシリコン構造体が固定され
ており、梁の先端には、光ファイバー端面と向かい合う
ミラーが付いており、圧力変化により、梁がたわみ、ミ
ラー位置が変わることで、反射光量が変化することを利
用するタイプと、光ファイバーの先端に、全反射ミラー
兼可動ダイヤフラムを有した、シリコン構造体をガラス
構造体と接合し、接着剤を用いて、光ファイバー端面に
固定し、ダイヤフラムのたわみ量を、光強度変化とし
て、測定するタイプがある。
出原理を利用する圧力センサは、ピエゾ抵抗型等の電気
信号を利用しないため、電気、磁気による周囲の外乱を
受けにくく、生体内への、適用の可能性を有する（特公
平２−３１２８号公報、特開昭６１−２３５７３１号公
報、特開平８−２０１１９６号公報参照）。光ファイバ
ーを用いた、圧力センサには、大別すると、光ファイバ
ーの側面に、片持ち梁構造のシリコン構造体が固定され
ており、梁の先端には、光ファイバー端面と向かい合う
ミラーが付いており、圧力変化により、梁がたわみ、ミ
ラー位置が変わることで、反射光量が変化することを利
用するタイプと、光ファイバーの先端に、全反射ミラー
兼可動ダイヤフラムを有した、シリコン構造体をガラス
構造体と接合し、接着剤を用いて、光ファイバー端面に
固定し、ダイヤフラムのたわみ量を、光強度変化とし
て、測定するタイプがある。
【０００３】しかしながら、光ファイバーの側面を利用
したタイプでは、側壁のテーパー化で、大きなエッチン
グ窓となり、圧力センサ部の大型化を招いて、カテーテ
ル及び内視鏡のワーキングチャネルに挿入したり、血管
等の細管に直接挿入可能な圧力センサを得ることが、困
難であるという問題点もあった。一方、光ファイバーの
先端に、全反射ミラー兼可動ダイヤフラムを、光ファイ
バーの先端に固定する方法として、ガラス板上に設けた
ポジレジスト層に対して、Ａｌマスクを介し、露光して
微細リング状の接着剤層を形成し、それを光ファイバー
先端に転写した後、シリコン基板の枠内に保持部を介し
形成保持させたダイヤフラムに固着し、前記保持部をレ
ーザー光で切断する方法からなる先行技術がある。しか
しながら、この方法では、光ファイバー先端への接着層
の転写効率が低く、また前記保持部をレーザー光で、切
断してダイヤフラムを、シリコン基板枠より分離するの
に、多時間、多労力を要し、圧力センサ作製の効率に劣
り、歩留りに劣る問題点があった。
したタイプでは、側壁のテーパー化で、大きなエッチン
グ窓となり、圧力センサ部の大型化を招いて、カテーテ
ル及び内視鏡のワーキングチャネルに挿入したり、血管
等の細管に直接挿入可能な圧力センサを得ることが、困
難であるという問題点もあった。一方、光ファイバーの
先端に、全反射ミラー兼可動ダイヤフラムを、光ファイ
バーの先端に固定する方法として、ガラス板上に設けた
ポジレジスト層に対して、Ａｌマスクを介し、露光して
微細リング状の接着剤層を形成し、それを光ファイバー
先端に転写した後、シリコン基板の枠内に保持部を介し
形成保持させたダイヤフラムに固着し、前記保持部をレ
ーザー光で切断する方法からなる先行技術がある。しか
しながら、この方法では、光ファイバー先端への接着層
の転写効率が低く、また前記保持部をレーザー光で、切
断してダイヤフラムを、シリコン基板枠より分離するの
に、多時間、多労力を要し、圧力センサ作製の効率に劣
り、歩留りに劣る問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、血管等の生
体内や細管で使用可能な、光ファイバー型圧力センサ
の、従来技術にみられる、圧力センサ部作製の低歩留
り、または、圧力センサと光ファイバーとの接続の低歩
留りという、欠点を解決するために、考案されたもので
ある。
体内や細管で使用可能な、光ファイバー型圧力センサ
の、従来技術にみられる、圧力センサ部作製の低歩留
り、または、圧力センサと光ファイバーとの接続の低歩
留りという、欠点を解決するために、考案されたもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、円形のＳｉＯ
2薄膜にて形成されたダイアフラム部の中央に円形のＳ
ｉＯ2厚膜のメサ部とＡｌ薄膜によって形成された光反
射ミラー部を有し、周縁部にリング状のポリイミド厚膜
からなるスペーサー兼接着剤層を有する反射型可動ダイ
アフラムユニットが、先端にハーフミラー層を有する直
径１２５μｍ以下の光ファイバー先端に固定、封止され
ていることを特徴とする圧力センサを提供するものであ
る。
2薄膜にて形成されたダイアフラム部の中央に円形のＳ
ｉＯ2厚膜のメサ部とＡｌ薄膜によって形成された光反
射ミラー部を有し、周縁部にリング状のポリイミド厚膜
からなるスペーサー兼接着剤層を有する反射型可動ダイ
アフラムユニットが、先端にハーフミラー層を有する直
径１２５μｍ以下の光ファイバー先端に固定、封止され
ていることを特徴とする圧力センサを提供するものであ
る。
【０００６】また、本発明は、シリコン基板表面にＳｉ
Ｏ2層を堆積してそのＳｉＯ2層を円形に残しメサ部を形
成する工程、シリコン基板裏面にＳｉＯ2層を堆積して
そのＳｉＯ2層をシリコン基板から反射型可動ダイアフ
ラムユニットで分離するためのマスクとする工程、シリ
コン基板表面にさらにＳｉＯ2層を堆積させダイアフラ
ム部を形成する工程、前記メサ部にＡｌ層を堆積させ光
反射ミラー部を形成する工程、前記ダイアフラム部周縁
にポリイミドからなるスペーサー兼接着層を形成する工
程、シリコン基板からその反射型可動ダイアフラムユニ
ットを分離する工程、光ファイバー先端にハーフミラー
層を形成する工程、前記反射型可動ダイアフラムユニッ
トを前記光ファイバー先端に固定、封止する工程、反射
型可動ダイアフラムユニット裏面のシリコンを除去する
工程からなることを特徴とする圧力センサの製造方法を
提供するものである。
Ｏ2層を堆積してそのＳｉＯ2層を円形に残しメサ部を形
成する工程、シリコン基板裏面にＳｉＯ2層を堆積して
そのＳｉＯ2層をシリコン基板から反射型可動ダイアフ
ラムユニットで分離するためのマスクとする工程、シリ
コン基板表面にさらにＳｉＯ2層を堆積させダイアフラ
ム部を形成する工程、前記メサ部にＡｌ層を堆積させ光
反射ミラー部を形成する工程、前記ダイアフラム部周縁
にポリイミドからなるスペーサー兼接着層を形成する工
程、シリコン基板からその反射型可動ダイアフラムユニ
ットを分離する工程、光ファイバー先端にハーフミラー
層を形成する工程、前記反射型可動ダイアフラムユニッ
トを前記光ファイバー先端に固定、封止する工程、反射
型可動ダイアフラムユニット裏面のシリコンを除去する
工程からなることを特徴とする圧力センサの製造方法を
提供するものである。
【０００７】さらに、上記ハーフミラー層形成工程まで
を適用して反射型可動ダイアフラムユニットと光ファイ
バーを形成後、キャピラリ中に前記反射型可動ダイアフ
ラムユニットと光ファイバーの端面を合わせるように挿
入、他端からマイクロビーズと別の光ファイバーにより
前記反射型可動ダイアフラムユニットと光ファイバーを
密着、さらに加熱することによりポリイミド層が接着剤
となり前記反射型可動ダイアフラムユニットが光ファイ
バー先端に固定されることを特徴とする圧力センサの製
造方法を提供するものである。
を適用して反射型可動ダイアフラムユニットと光ファイ
バーを形成後、キャピラリ中に前記反射型可動ダイアフ
ラムユニットと光ファイバーの端面を合わせるように挿
入、他端からマイクロビーズと別の光ファイバーにより
前記反射型可動ダイアフラムユニットと光ファイバーを
密着、さらに加熱することによりポリイミド層が接着剤
となり前記反射型可動ダイアフラムユニットが光ファイ
バー先端に固定されることを特徴とする圧力センサの製
造方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の圧力センサは、円形のＳ
ｉＯ2薄膜にて形成されたダイアフラム部の中央にＳｉ
Ｏ2厚膜のメサ部とＡｌ薄膜の光反射ミラー部を有し、
前記ダイアフラム部周縁にポリイミド厚膜からなるスペ
ーサー兼接着層を有する反射型可動ダイアフラムユニッ
トが、先端にＺｎＳからなるハーフミラー層を有する直
径１２５μｍ以下の光ファイバーの先端に固定、封止さ
れたものである。その例を図１に示した。１が光ファイ
バーで、１１がそのＺｎＳ層（ハーフミラー層）であ
り、２が反射型可動ダイアフラムユニットで、２１がそ
のＳｉＯ2層（ダイアフラム部）、２２がそのＳｉＯ2層
（メサ部）、２３がそのＡｌ層（光反射ミラー部）、２
４がそのポリイミド層（スペーサー兼接着層）である。
ｉＯ2薄膜にて形成されたダイアフラム部の中央にＳｉ
Ｏ2厚膜のメサ部とＡｌ薄膜の光反射ミラー部を有し、
前記ダイアフラム部周縁にポリイミド厚膜からなるスペ
ーサー兼接着層を有する反射型可動ダイアフラムユニッ
トが、先端にＺｎＳからなるハーフミラー層を有する直
径１２５μｍ以下の光ファイバーの先端に固定、封止さ
れたものである。その例を図１に示した。１が光ファイ
バーで、１１がそのＺｎＳ層（ハーフミラー層）であ
り、２が反射型可動ダイアフラムユニットで、２１がそ
のＳｉＯ2層（ダイアフラム部）、２２がそのＳｉＯ2層
（メサ部）、２３がそのＡｌ層（光反射ミラー部）、２
４がそのポリイミド層（スペーサー兼接着層）である。
【０００９】前記の圧力センサの反射型可動ダイアフラ
ムユニットの製造は、例えば次の方法により行うことが
できる。すなわち図２の（ａ）〜（ｈ）に工程例を示し
た如く、シリコン基板３表面にＳｉＯ2層を堆積させそ
のＳｉＯ2層を円形に残しメサ部２２を形成する工程
（ａ、ｂ）、さらにシリコン基板３裏面にＳｉＯ2層を
堆積させそのＳｉＯ2層をシリコン基板３から反射型可
動ダイアフラムユニット２で分離するためのマスク３１
とする工程（ａ、ｂ）、シリコン基板３表面にさらにＳ
ｉＯ2層を堆積させダイアフラム部２１を形成する工程
（ｃ、ｄ）、前記メサ部２２にＡｌ膜を堆積させ光反射
ミラー部２３を形成する工程（ｅ、ｆ）、さらに前記ダ
イアフラム部２１周縁にポリイミドからなるスペーサー
兼接着層２４を形成する工程（ｅ、ｆ）、シリコン基板
３からその反射型可動ダイアフラムユニット２で分離す
る工程（ｇ、ｈ）にて、圧力センサの反射型可動ダイア
フラムユニットを製造することができる。
ムユニットの製造は、例えば次の方法により行うことが
できる。すなわち図２の（ａ）〜（ｈ）に工程例を示し
た如く、シリコン基板３表面にＳｉＯ2層を堆積させそ
のＳｉＯ2層を円形に残しメサ部２２を形成する工程
（ａ、ｂ）、さらにシリコン基板３裏面にＳｉＯ2層を
堆積させそのＳｉＯ2層をシリコン基板３から反射型可
動ダイアフラムユニット２で分離するためのマスク３１
とする工程（ａ、ｂ）、シリコン基板３表面にさらにＳ
ｉＯ2層を堆積させダイアフラム部２１を形成する工程
（ｃ、ｄ）、前記メサ部２２にＡｌ膜を堆積させ光反射
ミラー部２３を形成する工程（ｅ、ｆ）、さらに前記ダ
イアフラム部２１周縁にポリイミドからなるスペーサー
兼接着層２４を形成する工程（ｅ、ｆ）、シリコン基板
３からその反射型可動ダイアフラムユニット２で分離す
る工程（ｇ、ｈ）にて、圧力センサの反射型可動ダイア
フラムユニットを製造することができる。
【００１０】前記の図２に例示の製造工程は、１枚のシ
リコン基板に複数の反射型可動ダイアフラムユニットを
形成し、分離する場合を示したものである。従って大面
積のシリコン基板を用いて反射型可動ダイアフラムユニ
ットを多数同時に形成でき、さらに製造工程自体も単純
であるためスループットが高く、歩留りも高くなり、製
造効率の向上を容易にはかりうる。前記の図２で製造し
た反射型可動ダイアフラムユニットと先端にＺｎＳから
なるハーフミラー層を有する直径１２５μｍ以下の光フ
ァイバーとの接合は、例えば次の方法により行うことが
できる。すなわち図３の（ａ）〜（ｄ）に工程例を示し
た如く、キャピラリ４中に前記反射型可動ダイアフラム
ユニット２と先端にＺｎＳからなるハーフミラー層を有
する直径１２５μｍ以下の光ファイバー１との端面を合
わせるように挿入し、他端からマイクロビーズ５と別の
接合用光ファイバー６を挿入する工程（ａ）、前記マイ
クロビーズ５と接合用光ファイバー６にて前記反射型可
動ダイアフラムユニット２と光ファイバー１を密着、加
熱することにより（ｂ）、ポリイミド層２４が接着層と
なり固定、封止した後（ｃ）、シリコン基板３をエッチ
ング除去する工程（ｄ）となっている。図２において、
使用するシリコン基板３の厚さについては、反射型可動
ダイアフラムユニット２と光ファイバー１との接合工程
において適宜に決定される。シリコン基板が薄すぎると
キャピラリ４へのハンドリングが困難になり、厚すぎる
と反射型可動ダイアフラムユニット２に分離する工程で
シリコン基板３がテーパー状になってしまい、キャピラ
リ４に挿入できなくなる。一般には、５ｍｍ以下、就中
１ｍｍ以下、特に０．１〜０．５ｍｍのものが用いられ
る。
リコン基板に複数の反射型可動ダイアフラムユニットを
形成し、分離する場合を示したものである。従って大面
積のシリコン基板を用いて反射型可動ダイアフラムユニ
ットを多数同時に形成でき、さらに製造工程自体も単純
であるためスループットが高く、歩留りも高くなり、製
造効率の向上を容易にはかりうる。前記の図２で製造し
た反射型可動ダイアフラムユニットと先端にＺｎＳから
なるハーフミラー層を有する直径１２５μｍ以下の光フ
ァイバーとの接合は、例えば次の方法により行うことが
できる。すなわち図３の（ａ）〜（ｄ）に工程例を示し
た如く、キャピラリ４中に前記反射型可動ダイアフラム
ユニット２と先端にＺｎＳからなるハーフミラー層を有
する直径１２５μｍ以下の光ファイバー１との端面を合
わせるように挿入し、他端からマイクロビーズ５と別の
接合用光ファイバー６を挿入する工程（ａ）、前記マイ
クロビーズ５と接合用光ファイバー６にて前記反射型可
動ダイアフラムユニット２と光ファイバー１を密着、加
熱することにより（ｂ）、ポリイミド層２４が接着層と
なり固定、封止した後（ｃ）、シリコン基板３をエッチ
ング除去する工程（ｄ）となっている。図２において、
使用するシリコン基板３の厚さについては、反射型可動
ダイアフラムユニット２と光ファイバー１との接合工程
において適宜に決定される。シリコン基板が薄すぎると
キャピラリ４へのハンドリングが困難になり、厚すぎる
と反射型可動ダイアフラムユニット２に分離する工程で
シリコン基板３がテーパー状になってしまい、キャピラ
リ４に挿入できなくなる。一般には、５ｍｍ以下、就中
１ｍｍ以下、特に０．１〜０．５ｍｍのものが用いられ
る。
【００１１】さらに、シリコン基板両面でフォトリソグ
ラフィーを行うため、両面研磨の基板が用いられる。面
方位については、半導体回路の形成に準じたマイクロマ
シニング方式でのドライエッチング方法により前記シリ
コン基板をエッチング除去する場合は特に限定はない
が、ウェットエッチングを行う場合は適宜に面方位が決
定される。一般には、（１００）または（１１０）が使
用される。
ラフィーを行うため、両面研磨の基板が用いられる。面
方位については、半導体回路の形成に準じたマイクロマ
シニング方式でのドライエッチング方法により前記シリ
コン基板をエッチング除去する場合は特に限定はない
が、ウェットエッチングを行う場合は適宜に面方位が決
定される。一般には、（１００）または（１１０）が使
用される。
【００１２】図２の（ａ）、（ｂ）において、シリコン
基板３の表面に設けるＳｉＯ2層は、反射型可動ダイア
フラムユニット２のメサ部２２を形成するものであり、
その厚さはダイアフラム変形時にＡｌ層からなる光反射
ミラー部２３がたわまないようにするというメサ部の機
能などにより適宜に決定することができる。一般には、
１５μｍ以下、就中１０μｍ以下、特に２〜５μｍの厚
さとされる。従って、基板表面の前記ＳｉＯ2層を円形
に残しメサ部２２を形成する方法は、ＣＶＤ方式などの
適宜な方式でＳｉＯ2層を付設し、そのＳｉＯ2層をフォ
トリソグラフィーによるパターニングとエッチングを施
す半導体回路の形成に準じたマイクロマシニング方式な
どでＳｉＯ2層の不必要部分を除去して（ａ、ｂ）、メ
サ部のＳｉＯ2層２２を円形に残存させることにより行
いうる。さらに図２の（ａ）、（ｂ）において、シリコ
ン基板３の裏面に設けるＳｉＯ 2層は、シリコン基板３
から反射型可動ダイアフラムユニット２で分離するため
のエッチング用マスク３１とするため、その厚さはＳｉ
Ｏ2とシリコンとのエッチング選択率により適宜に決定
することができる。一般には、２μｍ以下、就中１μｍ
以下、特に０．５〜１μｍの厚さとされる。従って、基
板裏面の前記ＳｉＯ2層を円形に残しエッチング用マス
ク３１を形成する方法は、前記シリコン表面のメサ部２
２形成と同様の方法により行いうる。
基板３の表面に設けるＳｉＯ2層は、反射型可動ダイア
フラムユニット２のメサ部２２を形成するものであり、
その厚さはダイアフラム変形時にＡｌ層からなる光反射
ミラー部２３がたわまないようにするというメサ部の機
能などにより適宜に決定することができる。一般には、
１５μｍ以下、就中１０μｍ以下、特に２〜５μｍの厚
さとされる。従って、基板表面の前記ＳｉＯ2層を円形
に残しメサ部２２を形成する方法は、ＣＶＤ方式などの
適宜な方式でＳｉＯ2層を付設し、そのＳｉＯ2層をフォ
トリソグラフィーによるパターニングとエッチングを施
す半導体回路の形成に準じたマイクロマシニング方式な
どでＳｉＯ2層の不必要部分を除去して（ａ、ｂ）、メ
サ部のＳｉＯ2層２２を円形に残存させることにより行
いうる。さらに図２の（ａ）、（ｂ）において、シリコ
ン基板３の裏面に設けるＳｉＯ 2層は、シリコン基板３
から反射型可動ダイアフラムユニット２で分離するため
のエッチング用マスク３１とするため、その厚さはＳｉ
Ｏ2とシリコンとのエッチング選択率により適宜に決定
することができる。一般には、２μｍ以下、就中１μｍ
以下、特に０．５〜１μｍの厚さとされる。従って、基
板裏面の前記ＳｉＯ2層を円形に残しエッチング用マス
ク３１を形成する方法は、前記シリコン表面のメサ部２
２形成と同様の方法により行いうる。
【００１３】図２の（ｃ）、（ｄ）の如く、シリコン基
板表面のＳｉＯ2からなる円形のダイアフラム部２１
は、実質的な可動部分となる。従ってそのダイアフラム
部２１の形成は、前記ＳｉＯ2層成膜時の残留応力に対
するダイアフラム部２１の圧力変位性などにより、適宜
に決定することができる。例えば、低応力の膜を形成す
る事ができる熱ＣＶＤや、残留応力を制御できるＴＥＯ
Ｓを原料とするプラズマＣＶＤなどで容易に形成でき
る。さらに前記ＳｉＯ2層からなる円形のダイアフラム
部２１の厚さは、ダイアフラムとしての圧力変位性など
により適宜に決定することができる。一般には、５μｍ
以下、就中２μｍ以下、特に０．５〜１μｍとされる。
図２の（ｅ）、（ｆ）の如く、Ａｌ層からなる光反射ミ
ラー部２３の形成は、フォトリソグラフィーによるパタ
ーニングとリフトオフを施す半導体回路の形成に準じた
マイクロマシニング方式で、蒸着などの適宜な方式で付
設したＡｌ層の不必要部分を除去して、そのＡｌ層を円
形に残存させることにより行いうる。なお、前記光反射
ミラー部２３の形成は、Ａｌ層を蒸着などの適宜な方式
で付設した後、フォトリソグラフィー方式を利用してそ
のＡｌ層の不必要部分をエッチング処理する方式などで
も行いうる。そのＡｌ層２３の厚さは、Ａｌ層が全反射
ミラーとして機能する必要性により適宜に決定すること
ができる。一般には、０．２μｍ以上、就中０．２〜１
μｍ、特に０．２〜０．５μｍとされる。
板表面のＳｉＯ2からなる円形のダイアフラム部２１
は、実質的な可動部分となる。従ってそのダイアフラム
部２１の形成は、前記ＳｉＯ2層成膜時の残留応力に対
するダイアフラム部２１の圧力変位性などにより、適宜
に決定することができる。例えば、低応力の膜を形成す
る事ができる熱ＣＶＤや、残留応力を制御できるＴＥＯ
Ｓを原料とするプラズマＣＶＤなどで容易に形成でき
る。さらに前記ＳｉＯ2層からなる円形のダイアフラム
部２１の厚さは、ダイアフラムとしての圧力変位性など
により適宜に決定することができる。一般には、５μｍ
以下、就中２μｍ以下、特に０．５〜１μｍとされる。
図２の（ｅ）、（ｆ）の如く、Ａｌ層からなる光反射ミ
ラー部２３の形成は、フォトリソグラフィーによるパタ
ーニングとリフトオフを施す半導体回路の形成に準じた
マイクロマシニング方式で、蒸着などの適宜な方式で付
設したＡｌ層の不必要部分を除去して、そのＡｌ層を円
形に残存させることにより行いうる。なお、前記光反射
ミラー部２３の形成は、Ａｌ層を蒸着などの適宜な方式
で付設した後、フォトリソグラフィー方式を利用してそ
のＡｌ層の不必要部分をエッチング処理する方式などで
も行いうる。そのＡｌ層２３の厚さは、Ａｌ層が全反射
ミラーとして機能する必要性により適宜に決定すること
ができる。一般には、０．２μｍ以上、就中０．２〜１
μｍ、特に０．２〜０．５μｍとされる。
【００１４】さらに図２の（ｅ）、（ｆ）において、ダ
イアフラム部２１周縁のポリイミドからなるスペーサー
兼接着層２４の形成は、通常のフォトレジストのパター
ニングを施す半導体回路の形成に準じたマイクロマシニ
ング方式と同様に、ポリイミドをパターニングして行
う。そのポリイミドのパターニング後のキュア条件は、
光ファイバー１との接着層として利用する必要性から適
宜に決定することができる。一般には、２５０℃以下で
１時間以内、就中１００〜２００℃で３０分以内、特に
１２０〜１８０℃で１０〜３０分とされる。さらにポリ
イミド層２４の厚さは、ハーフミラー層１１による反射
光Ａと、光反射ミラー部２３による反射光Ｂによる干渉
条件により適宜に決定することができる。一般には、５
０μｍ以下、就中１０μｍ以下、特に２〜５μｍとされ
る。
イアフラム部２１周縁のポリイミドからなるスペーサー
兼接着層２４の形成は、通常のフォトレジストのパター
ニングを施す半導体回路の形成に準じたマイクロマシニ
ング方式と同様に、ポリイミドをパターニングして行
う。そのポリイミドのパターニング後のキュア条件は、
光ファイバー１との接着層として利用する必要性から適
宜に決定することができる。一般には、２５０℃以下で
１時間以内、就中１００〜２００℃で３０分以内、特に
１２０〜１８０℃で１０〜３０分とされる。さらにポリ
イミド層２４の厚さは、ハーフミラー層１１による反射
光Ａと、光反射ミラー部２３による反射光Ｂによる干渉
条件により適宜に決定することができる。一般には、５
０μｍ以下、就中１０μｍ以下、特に２〜５μｍとされ
る。
【００１５】図２の（ｇ）、（ｈ）の如く、シリコン基
板３からの前記反射型可動ダイアフラムユニット２の分
離は、エッチング除去などの適宜な方法で行うことがで
きる。エッチング方法については、前記反射型可動ダイ
アフラムユニット２の各構成要素がエッチング除去され
ることなく、シリコン基板３の当該箇所のみがエッチン
グ除去されるのならば、特に限定はない。一般に、ドラ
イエッチングなどで行われる。図３において、光ファイ
バー１は、ファイバーの長手方向と垂直に平坦な面が出
るように加工した端面に、ハーフミラー層１１を形成し
たものである。そのハーフミラー層１１は、反射光強度
と可視度を大きくするという条件により適宜に決定され
る。たとえば、屈折率が大きく、一層で充分な反射率を
持つＺｎＳなどが蒸着により形成される。その厚さは、
一般には、２００ｎｍ以下、就中１００ｎｍ以下、特に
５０〜１００ｎｍのものが用いられる。なお、前記光フ
ァイバー１の太さ、形状については特に限定はなく、適
宜な太さ、形状のものを用いうる。細さに優れる圧力セ
ンサの形状、特に血管等の生体内や細管等への適用を目
的とする場合には、一般には直径２５０μｍ以下、就中
２００μｍ以下、特に１００〜１５０μｍのものが好ま
しい。材質は、プラスチックやガラスなどの適宜なもの
でよい。
板３からの前記反射型可動ダイアフラムユニット２の分
離は、エッチング除去などの適宜な方法で行うことがで
きる。エッチング方法については、前記反射型可動ダイ
アフラムユニット２の各構成要素がエッチング除去され
ることなく、シリコン基板３の当該箇所のみがエッチン
グ除去されるのならば、特に限定はない。一般に、ドラ
イエッチングなどで行われる。図３において、光ファイ
バー１は、ファイバーの長手方向と垂直に平坦な面が出
るように加工した端面に、ハーフミラー層１１を形成し
たものである。そのハーフミラー層１１は、反射光強度
と可視度を大きくするという条件により適宜に決定され
る。たとえば、屈折率が大きく、一層で充分な反射率を
持つＺｎＳなどが蒸着により形成される。その厚さは、
一般には、２００ｎｍ以下、就中１００ｎｍ以下、特に
５０〜１００ｎｍのものが用いられる。なお、前記光フ
ァイバー１の太さ、形状については特に限定はなく、適
宜な太さ、形状のものを用いうる。細さに優れる圧力セ
ンサの形状、特に血管等の生体内や細管等への適用を目
的とする場合には、一般には直径２５０μｍ以下、就中
２００μｍ以下、特に１００〜１５０μｍのものが好ま
しい。材質は、プラスチックやガラスなどの適宜なもの
でよい。
【００１６】図３の（ａ）におけるキャピラリ４の内径
は、接合する光ファイバー１と反射型可動ダイアフラム
ユニット２の外径により適宜決定することができる。前
記光ファイバー１と反射型可動ダイアフラムユニット２
の結合が可能であれば、キャピラリ４の内径は特に限定
はない。また前記キャピラリ４の外径についても、特に
限定はない。さらに、キャピラリ４の材質についても、
前記光ファイバー１と反射型可動ダイアフラムユニット
２との密着、加熱が可能であれば、材質についても特に
限定はない。例えば、ガラスなどを用いることができ
る。さらに、マイクロビーズ５、接合用光ファイバー６
についても、前記光ファイバー１と反射型可動ダイアフ
ラムユニット２との密着、加熱が可能であれば、これら
の材質、大きさ等特に限定はない。例えば、マイクロビ
ーズ５はガラスなどを用いることもできる。また、接合
用光ファイバー６についてもステンレス線などで代用で
きる。また、マイクロビーズ５の形状については、前記
反射型可動ダイアフラムユニット２のスペーサー兼接着
層２４が前記光ファイバー１の端面と均一に密着するこ
とができれば特に限定はない。例えば、マイクロビーズ
５を球形にすることにより、そのマイクロビーズ５と前
記反射型可動ダイアフラムユニット２とを点接触させ、
接合用光ファイバー６の端面が前記光ファイバー１の端
面と平行でなくても、前記スペーサー兼接着層２４と光
ファイバー１の端面とを均一に密着させることができ
る。
は、接合する光ファイバー１と反射型可動ダイアフラム
ユニット２の外径により適宜決定することができる。前
記光ファイバー１と反射型可動ダイアフラムユニット２
の結合が可能であれば、キャピラリ４の内径は特に限定
はない。また前記キャピラリ４の外径についても、特に
限定はない。さらに、キャピラリ４の材質についても、
前記光ファイバー１と反射型可動ダイアフラムユニット
２との密着、加熱が可能であれば、材質についても特に
限定はない。例えば、ガラスなどを用いることができ
る。さらに、マイクロビーズ５、接合用光ファイバー６
についても、前記光ファイバー１と反射型可動ダイアフ
ラムユニット２との密着、加熱が可能であれば、これら
の材質、大きさ等特に限定はない。例えば、マイクロビ
ーズ５はガラスなどを用いることもできる。また、接合
用光ファイバー６についてもステンレス線などで代用で
きる。また、マイクロビーズ５の形状については、前記
反射型可動ダイアフラムユニット２のスペーサー兼接着
層２４が前記光ファイバー１の端面と均一に密着するこ
とができれば特に限定はない。例えば、マイクロビーズ
５を球形にすることにより、そのマイクロビーズ５と前
記反射型可動ダイアフラムユニット２とを点接触させ、
接合用光ファイバー６の端面が前記光ファイバー１の端
面と平行でなくても、前記スペーサー兼接着層２４と光
ファイバー１の端面とを均一に密着させることができ
る。
【００１７】図３の（ｂ）の如く、前記光ファイバー１
と反射型可動ダイアフラムユニット２を接合するには、
光ファイバー１のハーフミラー層１１を有する端面と反
射型可動ダイアフラムユニット２のスペーサー兼接着層
２４を有する面の端面とを合わせるように挿入し、他端
よりマイクロビーズ５と接合用光ファイバー６にて密
着、加熱することにより行われる。その密着力について
は、加熱後に前記反射型可動ダイアフラムユニット２が
光ファイバー１に固定されれば良く、特に限定はない。
さらに加熱については、ポリイミド層からなるスペーサ
ー兼接着層が接着性を有するための条件により適宜決定
することができる。一般には、３００〜５００℃で２時
間以内、就中３００〜４５０℃で１時間以内、特に３０
０〜４００℃で２０〜４０分とされる。
と反射型可動ダイアフラムユニット２を接合するには、
光ファイバー１のハーフミラー層１１を有する端面と反
射型可動ダイアフラムユニット２のスペーサー兼接着層
２４を有する面の端面とを合わせるように挿入し、他端
よりマイクロビーズ５と接合用光ファイバー６にて密
着、加熱することにより行われる。その密着力について
は、加熱後に前記反射型可動ダイアフラムユニット２が
光ファイバー１に固定されれば良く、特に限定はない。
さらに加熱については、ポリイミド層からなるスペーサ
ー兼接着層が接着性を有するための条件により適宜決定
することができる。一般には、３００〜５００℃で２時
間以内、就中３００〜４５０℃で１時間以内、特に３０
０〜４００℃で２０〜４０分とされる。
【００１８】図３の（ｃ）、（ｄ）の如く、反射型可動
ダイアフラムユニット２裏面の不必要なシリコン３は、
エッチング除去する方法などの適宜な方法で行うことが
できる。エッチング方法については、光ファイバー１と
反射型可動ダイアフラムユニット２の各構成要素がエッ
チング除去されることなく、不必要なシリコン基板３の
みがエッチング除去されるのならば、特に限定はない。
一般に、ドライエッチングなどで行われる。
ダイアフラムユニット２裏面の不必要なシリコン３は、
エッチング除去する方法などの適宜な方法で行うことが
できる。エッチング方法については、光ファイバー１と
反射型可動ダイアフラムユニット２の各構成要素がエッ
チング除去されることなく、不必要なシリコン基板３の
みがエッチング除去されるのならば、特に限定はない。
一般に、ドライエッチングなどで行われる。
【００１９】本発明の圧力センサは、円形のＳｉＯ2薄
膜にて形成されたコルゲート型ダイアフラム部の中央に
ＳｉＯ2厚膜のメサ部とＡｌ薄膜の光反射ミラー部を有
し、前記ダイアフラム部周縁にポリイミド厚膜からなる
スペーサー兼接着層を有する反射型可動ダイアフラムユ
ニットが、先端にＺｎＳからなるハーフミラー層を有す
る直径１２５μｍ以下の光ファイバーの先端に固定、封
止されたものである。その例を図４に示した。図４に示
す構成中、図１と同構成部分については図１に用いられ
たものと同一符号を用いている。
膜にて形成されたコルゲート型ダイアフラム部の中央に
ＳｉＯ2厚膜のメサ部とＡｌ薄膜の光反射ミラー部を有
し、前記ダイアフラム部周縁にポリイミド厚膜からなる
スペーサー兼接着層を有する反射型可動ダイアフラムユ
ニットが、先端にＺｎＳからなるハーフミラー層を有す
る直径１２５μｍ以下の光ファイバーの先端に固定、封
止されたものである。その例を図４に示した。図４に示
す構成中、図１と同構成部分については図１に用いられ
たものと同一符号を用いている。
【００２０】前記の圧力センサの反射型可動ダイアフラ
ムユニットの製造は、例えば次の方法により行うことが
できる。すなわち図５（ａ）〜（ｈ）に工程例を示した
如く、シリコン基板３表面にコルゲート用の環状の溝２
６を掘り、溝２６により画定される中央円形部にＳｉＯ
2層を堆積させそのＳｉＯ2層を円形に残しメサ部２２を
形成する工程（ａ、ｂ）、さらにシリコン基板３裏面に
ＳｉＯ2層を堆積させそのＳｉＯ2層を、シリコン基板３
から反射型可動ダイアフラムユニット２を個々に分離す
るためのマスク３１とする工程（ａ、ｂ）、溝２６を含
むシリコン基板３表面にさらにＳｉＯ2層を堆積させコ
ルゲート型ダイアフラム部２５を形成する工程（ｃ、
ｄ）、前記メサ部２２にＡｌ膜を堆積させ光反射ミラー
部２３を形成する工程（ｅ、ｆ）、さらに前記コルゲー
ト型ダイアフラム部２５周縁にポリイミドからなるスペ
ーサー兼接着層２４を形成する工程（ｅ、ｆ）、シリコ
ン基板３からその反射型可動ダイアフラムユニット２で
分離する工程（ｇ、ｈ）にて、圧力センサの反射型可動
ダイアフラムユニットを製造することができる。
ムユニットの製造は、例えば次の方法により行うことが
できる。すなわち図５（ａ）〜（ｈ）に工程例を示した
如く、シリコン基板３表面にコルゲート用の環状の溝２
６を掘り、溝２６により画定される中央円形部にＳｉＯ
2層を堆積させそのＳｉＯ2層を円形に残しメサ部２２を
形成する工程（ａ、ｂ）、さらにシリコン基板３裏面に
ＳｉＯ2層を堆積させそのＳｉＯ2層を、シリコン基板３
から反射型可動ダイアフラムユニット２を個々に分離す
るためのマスク３１とする工程（ａ、ｂ）、溝２６を含
むシリコン基板３表面にさらにＳｉＯ2層を堆積させコ
ルゲート型ダイアフラム部２５を形成する工程（ｃ、
ｄ）、前記メサ部２２にＡｌ膜を堆積させ光反射ミラー
部２３を形成する工程（ｅ、ｆ）、さらに前記コルゲー
ト型ダイアフラム部２５周縁にポリイミドからなるスペ
ーサー兼接着層２４を形成する工程（ｅ、ｆ）、シリコ
ン基板３からその反射型可動ダイアフラムユニット２で
分離する工程（ｇ、ｈ）にて、圧力センサの反射型可動
ダイアフラムユニットを製造することができる。
【００２１】前記の図５に例示の製造工程は、１枚のシ
リコン基板に複数の反射型可動ダイアフラムユニットを
形成し、分離する場合を示したものである。従って大面
積のシリコン基板を用いて反射型可動ダイアフラムユニ
ットを多数同時に形成でき、さらに製造工程自体も単純
であるためスループットが高く、歩留りも高くなり、製
造効率の向上を容易にはかりうる。
リコン基板に複数の反射型可動ダイアフラムユニットを
形成し、分離する場合を示したものである。従って大面
積のシリコン基板を用いて反射型可動ダイアフラムユニ
ットを多数同時に形成でき、さらに製造工程自体も単純
であるためスループットが高く、歩留りも高くなり、製
造効率の向上を容易にはかりうる。
【００２２】前記の図５で製造した反射型可動ダイアフ
ラムユニットと先端にＺｎＳからなるハーフミラー層を
有する直径１２５μｍ以下の光ファイバーとの接合は、
例えば次の方法により行うことができる。すなわち図６
の（ａ）〜（ｄ）に工程例を示した如く、キャピラリ４
中に前記反射型可動ダイアフラムユニット２と先端にＺ
ｎＳからなるハーフミラー層を有する直径１２５μｍ以
下の光ファイバー１との端面を合わせるように挿入し、
他端からマイクロビーズ５と別の接合用光ファイバー６
を挿入する工程（ａ）、前記マイクロビーズ５と接合用
光ファイバー６にて前記反射型可動ダイアフラムユニッ
ト２と光ファイバー１を密着、加熱することにより
（ｂ）、ポリイミド層２４が接着層となり固定、封止し
た後（ｃ）、シリコン基板３をエッチング除去する工程
（ｄ）となっている。この手段は図３に示す例と実質的
に同じである。
ラムユニットと先端にＺｎＳからなるハーフミラー層を
有する直径１２５μｍ以下の光ファイバーとの接合は、
例えば次の方法により行うことができる。すなわち図６
の（ａ）〜（ｄ）に工程例を示した如く、キャピラリ４
中に前記反射型可動ダイアフラムユニット２と先端にＺ
ｎＳからなるハーフミラー層を有する直径１２５μｍ以
下の光ファイバー１との端面を合わせるように挿入し、
他端からマイクロビーズ５と別の接合用光ファイバー６
を挿入する工程（ａ）、前記マイクロビーズ５と接合用
光ファイバー６にて前記反射型可動ダイアフラムユニッ
ト２と光ファイバー１を密着、加熱することにより
（ｂ）、ポリイミド層２４が接着層となり固定、封止し
た後（ｃ）、シリコン基板３をエッチング除去する工程
（ｄ）となっている。この手段は図３に示す例と実質的
に同じである。
【００２３】図５において、使用するシリコン基板３の
厚さについては、図１〜図３に示す例と同じでよい。さ
らに、シリコン基板両面でフォトリソグラフィーを行う
ため、両面研磨の基板が用いられるが、これも図１〜図
３に示す例と同じでよい。
厚さについては、図１〜図３に示す例と同じでよい。さ
らに、シリコン基板両面でフォトリソグラフィーを行う
ため、両面研磨の基板が用いられるが、これも図１〜図
３に示す例と同じでよい。
【００２４】図５の（ａ）、（ｂ）において、シリコン
基板３の表面に掘るコルゲート用の環状の溝２６は、コ
ルゲート型ダイアフラム部２５の形状を決定するもので
あり、その溝２６の形状は前記コルゲート型ダイアフラ
ム部２５の残留応力や圧力変形性などにより適宜に決定
することができる。環状の溝２６の深さは２〜６μｍ、
好ましくは５μｍ、幅は８〜１２μｍ、好ましくは１０
μｍ、環状の溝２６の中心径は７１〜７９μｍ、好まし
くは７５μｍとする。
基板３の表面に掘るコルゲート用の環状の溝２６は、コ
ルゲート型ダイアフラム部２５の形状を決定するもので
あり、その溝２６の形状は前記コルゲート型ダイアフラ
ム部２５の残留応力や圧力変形性などにより適宜に決定
することができる。環状の溝２６の深さは２〜６μｍ、
好ましくは５μｍ、幅は８〜１２μｍ、好ましくは１０
μｍ、環状の溝２６の中心径は７１〜７９μｍ、好まし
くは７５μｍとする。
【００２５】また、シリコン基板３の表面に設けるＳｉ
Ｏ2層は、反射型可動ダイアフラムユニット２のメサ部
２２を形成するものであり、その厚さ及びメサ部２２を
形成する方法は、図１〜図３に示す例と同じでよい。さ
らに図５の（ａ）、（ｂ）において、シリコン基板３の
裏面に設けるＳｉＯ 2層は、エッチング用マスク３１と
するためのもので、その厚さ及び成形方法は、図１〜図
３の例と同様でよい。
Ｏ2層は、反射型可動ダイアフラムユニット２のメサ部
２２を形成するものであり、その厚さ及びメサ部２２を
形成する方法は、図１〜図３に示す例と同じでよい。さ
らに図５の（ａ）、（ｂ）において、シリコン基板３の
裏面に設けるＳｉＯ 2層は、エッチング用マスク３１と
するためのもので、その厚さ及び成形方法は、図１〜図
３の例と同様でよい。
【００２６】図５の（ｃ）、（ｄ）の如く、シリコン基
板表面のＳｉＯ2からなる円形のコルゲート型ダイアフ
ラム部２５は、実質的な可動部分となる。従ってそのダ
イアフラム部２５の形成は、前記ＳｉＯ2層成膜時の残
留応力に対するダイアフラム部２１の圧力変位性などに
より、適宜に決定することができる。例えば、低応力の
膜を形成する事ができる熱ＣＶＤや、残留応力を制御で
きるＴＥＯＳを原料とするプラズマＣＶＤなどで容易に
形成できる。さらに前記ＳｉＯ2層からなる円形のコル
ゲート型ダイアフラム部２５の厚さは、ダイアフラムと
しての圧力変位性などにより適宜に決定することができ
る。一般には、５μｍ以下、就中２μｍ以下、特に０．
５〜１μｍとされる。
板表面のＳｉＯ2からなる円形のコルゲート型ダイアフ
ラム部２５は、実質的な可動部分となる。従ってそのダ
イアフラム部２５の形成は、前記ＳｉＯ2層成膜時の残
留応力に対するダイアフラム部２１の圧力変位性などに
より、適宜に決定することができる。例えば、低応力の
膜を形成する事ができる熱ＣＶＤや、残留応力を制御で
きるＴＥＯＳを原料とするプラズマＣＶＤなどで容易に
形成できる。さらに前記ＳｉＯ2層からなる円形のコル
ゲート型ダイアフラム部２５の厚さは、ダイアフラムと
しての圧力変位性などにより適宜に決定することができ
る。一般には、５μｍ以下、就中２μｍ以下、特に０．
５〜１μｍとされる。
【００２７】図５の（ｅ）、（ｆ）に示すＡｌ層からな
る光反射ミラー部２３の形成及びそのＡｌ層２３の厚さ
は、図１〜図３の例と同じでよい。さらに図５の
（ｅ）、（ｆ）におけるコルゲート型ダイアフラム部２
１周縁のポリイミドからなるスペーサー兼接着層２４の
形成及びポリイミド層２４の厚さは、図１〜図３の例と
同じでよい。図５の（ｇ）、（ｈ）に示すシリコン基板
３からの前記反射型可動ダイアフラムユニット２の分離
は、図１〜図３の例と同じでよい。
る光反射ミラー部２３の形成及びそのＡｌ層２３の厚さ
は、図１〜図３の例と同じでよい。さらに図５の
（ｅ）、（ｆ）におけるコルゲート型ダイアフラム部２
１周縁のポリイミドからなるスペーサー兼接着層２４の
形成及びポリイミド層２４の厚さは、図１〜図３の例と
同じでよい。図５の（ｇ）、（ｈ）に示すシリコン基板
３からの前記反射型可動ダイアフラムユニット２の分離
は、図１〜図３の例と同じでよい。
【００２８】図６において、光ファイバー１は、ファイ
バーの長手方向と垂直に平坦な面の端面に、ハーフミラ
ー層１１を形成したもので、そのハーフミラー層１１
は、図１の例と同じように、反射光強度と可視度を大き
くするという条件により適宜に決定される。たとえば、
屈折率が大きく、一層で充分な反射率を持つＺｎＳなど
が蒸着により形成される。その厚さは、一般には、２０
０ｎｍ以下、就中１００ｎｍ以下、特に５０〜１００ｎ
ｍのものが用いられる。なお、前記光ファイバー１の太
さ、形状については特に限定はなく、図１の例と同じよ
うに、適宜な太さ、形状のものを用い得る。細さに優れ
る圧力センサの形状、特に血管等の生体内や細管等への
適用を目的とする場合には、一般には直径２５０μｍ以
下、就中２００μｍ以下、特に１００〜１５０μｍのも
のが好ましい。材質は、プラスチックやガラスなどの適
宜なものでよい。
バーの長手方向と垂直に平坦な面の端面に、ハーフミラ
ー層１１を形成したもので、そのハーフミラー層１１
は、図１の例と同じように、反射光強度と可視度を大き
くするという条件により適宜に決定される。たとえば、
屈折率が大きく、一層で充分な反射率を持つＺｎＳなど
が蒸着により形成される。その厚さは、一般には、２０
０ｎｍ以下、就中１００ｎｍ以下、特に５０〜１００ｎ
ｍのものが用いられる。なお、前記光ファイバー１の太
さ、形状については特に限定はなく、図１の例と同じよ
うに、適宜な太さ、形状のものを用い得る。細さに優れ
る圧力センサの形状、特に血管等の生体内や細管等への
適用を目的とする場合には、一般には直径２５０μｍ以
下、就中２００μｍ以下、特に１００〜１５０μｍのも
のが好ましい。材質は、プラスチックやガラスなどの適
宜なものでよい。
【００２９】図６の（ａ）におけるキャピラリ４、マイ
クロビーズ５、接合用光ファイバー６は、図３の例の如
く、前記光ファイバー１と反射型可動ダイアフラムユニ
ット２との密着、加熱が可能であれば、これらの材質、
大きさ等特に限定はない。例えば、マイクロビーズ５は
ガラスなどを用いることもできる。また、接合用光ファ
イバー６についてもステンレス線などで代用できる。図
６の（ｂ）の如く、前記光ファイバー１と反射型可動ダ
イアフラムユニット２を接合するには、光ファイバー１
のハーフミラー層１１を有する端面と反射型可動ダイア
フラムユニット２のスペーサー兼接着層２４を有する面
の端面とを合わせるように挿入し、他端よりマイクロビ
ーズ５と接合用光ファイバー６にて密着、加熱すること
により行われるが、図３の例と同じでよい。図６の
（ｃ）、（ｄ）の如く、反射型可動ダイアフラムユニッ
ト２裏面の不必要なシリコン３は、エッチング除去する
方法などの適宜な方法で行うことができる。エッチング
方法については、図３の例と同じでよい。
クロビーズ５、接合用光ファイバー６は、図３の例の如
く、前記光ファイバー１と反射型可動ダイアフラムユニ
ット２との密着、加熱が可能であれば、これらの材質、
大きさ等特に限定はない。例えば、マイクロビーズ５は
ガラスなどを用いることもできる。また、接合用光ファ
イバー６についてもステンレス線などで代用できる。図
６の（ｂ）の如く、前記光ファイバー１と反射型可動ダ
イアフラムユニット２を接合するには、光ファイバー１
のハーフミラー層１１を有する端面と反射型可動ダイア
フラムユニット２のスペーサー兼接着層２４を有する面
の端面とを合わせるように挿入し、他端よりマイクロビ
ーズ５と接合用光ファイバー６にて密着、加熱すること
により行われるが、図３の例と同じでよい。図６の
（ｃ）、（ｄ）の如く、反射型可動ダイアフラムユニッ
ト２裏面の不必要なシリコン３は、エッチング除去する
方法などの適宜な方法で行うことができる。エッチング
方法については、図３の例と同じでよい。
【００３０】なお、ハーフミラー層１１と光反射ミラー
部２３との間の空隙内は、アルゴンや窒素や空気等の適
宜なガスによる大気圧や減圧ないし加熱雰囲気として形
成することができる。空隙内の圧力制御は、減圧雰囲気
や加圧雰囲気で固着密封処理する方式などにより行うこ
とができ、それにより空隙内の真空化による絶対圧測定
用の圧力センサや小径内の高圧化による高圧測定用の圧
力センサなどを得ることができる。本発明の圧力センサ
は、ハーフミラー層１１による反射光Ａと、光反射ミラ
ー部２３による反射光Ｂの干渉を利用し、その圧力セン
サを測定対象の圧力雰囲気中に供することにより、ダイ
アフラム部２１が圧力に応じ変形して反射光Ａと反射光
Ｂとに位相のズレが生じそのズレが反映された干渉光が
形成されて、その干渉光の特性より圧力が検出される。
すなわち測定対象の圧力に基づくダイアフラム部２１の
変位による光学距離の変化と反射光の位相、あるいは反
射光量との対応関係より圧力を検知することができる。
本発明の圧力センサは、血管等の生体内や細管、あるい
はその他の狭部の圧力測定などに用いる圧力センサの形
状に好ましく用いることができる。さらに、圧力センサ
を歩留まりよく製造でき、反射型可動ダイアフラムユニ
ット２と光ファイバー１との接続も効率よく行うことが
できる。
部２３との間の空隙内は、アルゴンや窒素や空気等の適
宜なガスによる大気圧や減圧ないし加熱雰囲気として形
成することができる。空隙内の圧力制御は、減圧雰囲気
や加圧雰囲気で固着密封処理する方式などにより行うこ
とができ、それにより空隙内の真空化による絶対圧測定
用の圧力センサや小径内の高圧化による高圧測定用の圧
力センサなどを得ることができる。本発明の圧力センサ
は、ハーフミラー層１１による反射光Ａと、光反射ミラ
ー部２３による反射光Ｂの干渉を利用し、その圧力セン
サを測定対象の圧力雰囲気中に供することにより、ダイ
アフラム部２１が圧力に応じ変形して反射光Ａと反射光
Ｂとに位相のズレが生じそのズレが反映された干渉光が
形成されて、その干渉光の特性より圧力が検出される。
すなわち測定対象の圧力に基づくダイアフラム部２１の
変位による光学距離の変化と反射光の位相、あるいは反
射光量との対応関係より圧力を検知することができる。
本発明の圧力センサは、血管等の生体内や細管、あるい
はその他の狭部の圧力測定などに用いる圧力センサの形
状に好ましく用いることができる。さらに、圧力センサ
を歩留まりよく製造でき、反射型可動ダイアフラムユニ
ット２と光ファイバー１との接続も効率よく行うことが
できる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、光ファイバーの先端に
同径以下で円形の反射型可動ダイアフラムユニットを有
し、血管等の生体内や細管で使用可能な圧力センサを得
ることができる。また本発明の製造方法により、光ファ
イバー型圧力センサの従来技術にみられる圧力センサ部
作製の低歩留り、圧力センサと光ファイバーとの接続の
低歩留りを解決でき、前記特徴を有する圧力センサを歩
留まり良く、さらに製造効率良く得ることができる。
同径以下で円形の反射型可動ダイアフラムユニットを有
し、血管等の生体内や細管で使用可能な圧力センサを得
ることができる。また本発明の製造方法により、光ファ
イバー型圧力センサの従来技術にみられる圧力センサ部
作製の低歩留り、圧力センサと光ファイバーとの接続の
低歩留りを解決でき、前記特徴を有する圧力センサを歩
留まり良く、さらに製造効率良く得ることができる。
【図１】図１は圧力センサ例の断面図である。
【図２】図２の（ａ）〜（ｈ）は反射型可動ダイアフラ
ムユニットの製造工程例の説明図である。
ムユニットの製造工程例の説明図である。
【図３】図３の（ａ）〜（ｄ）は反射型可動ダイアフラ
ムユニットと光ファイバーの接合工程例の説明図であ
る。
ムユニットと光ファイバーの接合工程例の説明図であ
る。
【図４】図４は圧力センサの別の例の断面図である。
【図５】図５は反射型可動ダイアフラムユニットの製造
工程例の説明図である。
工程例の説明図である。
【図６】図６は反射型可動ダイアフラムユニットと光フ
ァイバーの接合工程例の説明図である。
ァイバーの接合工程例の説明図である。
【符号の説明】
１ 光ファイバー
２ 反射型可動ダイアフラムユニット
３ シリコン基板
４ キャピラリ
５ マイクロビーズ
６ 接合用光ファイバー
１１ ＺｎＳ層（ハーフミラー層）
２１ ＳｉＯ2層（ダイアフラム部）
２２ ＳｉＯ2層（メサ部）
２３ Ａｌ層（光反射ミラー部）
２４ ポリイミド層（スペーサー兼接着層）
２５ ＳｉＯ2層（コルゲート型ダイアフラム部）
３１ ＳｉＯ2層（エッチング用マスク）
Ａ ハーフミラー層１１による反射光
Ｂ 光反射ミラー部２３による反射光
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−201196（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01L 9/00
G01H 9/00
H01L 29/84
Claims (10)
- 【請求項１】 円形のＳｉＯ2薄膜にて形成されたダイ
アフラム部の中央に円形のＳｉＯ2厚膜のメサ部とＡｌ
薄膜によって形成された光反射ミラー部を有し、周縁部
にリング状のスペーサー兼接着剤層を有する反射型可動
ダイアフラムユニットが、先端にハーフミラー層を有す
る直径１２５μｍ以下の光ファイバー先端に固定、封止
されていることを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 ダイアフラム部が断面略半円形部を有す
る請求項１に記載の圧力センサ。 - 【請求項３】 シリコン基板表面にＳｉＯ2層を堆積し
てそのＳｉＯ2層を円形に残しメサ部を形成する工程、
シリコン基板裏面にＳｉＯ2層を堆積してそのＳｉＯ2層
をシリコン基板から反射型可動ダイアフラムユニットで
分離するためのマスクとする工程、シリコン基板表面に
さらにＳｉＯ2層を堆積させダイアフラム部を形成する
工程、前記メサ部にＡｌ層を堆積させ光反射ミラー部を
形成する工程、前記ダイアフラム部周縁にポリイミドか
らなるスペーサー兼接着層を形成する工程、シリコン基
板からその反射型可動ダイアフラムユニットを分離する
工程、光ファイバー先端にハーフミラー層を形成する工
程、前記反射型可動ダイアフラムユニットを前記光ファ
イバー先端に固定、封止する工程、反射型可動ダイアフ
ラムユニット裏面のシリコン基板を除去する工程からな
ることを特徴とする圧力センサの製造方法。 - 【請求項４】 シリコン基板表面にＳｉＯ2層を堆積し
てそのＳｉＯ2層を円形に残しメサ部を形成する工程、
シリコン基板裏面にＳｉＯ2層を堆積してそのＳｉＯ2層
をシリコン基板から反射型可動ダイアフラムユニットで
分離するためのマスクとする工程、シリコン基板表面に
さらにＳｉＯ2層を堆積させダイアフラム部を形成する
工程、前記メサ部にＡｌ層を堆積させ光反射ミラー部を
形成する工程、前記ダイアフラム部周縁にポリイミドか
らなるスペーサー兼接着層を形成する工程、シリコン基
板からその反射型可動ダイアフラムユニットを分離する
工程、光ファイバー先端にハーフミラー層を形成する工
程後、キャピラリ中に前記反射型可動ダイアフラムユニ
ットと光ファイバーの端面を合わせるように挿入、他端
からマイクロビーズと別の光ファイバーにより前記反射
型可動ダイアフラムユニットと光ファイバーを密着、さ
らに加熱することによりポリイミド層が接着剤となり前
記反射型可動ダイアフラムユニットが光ファイバー先端
に固定させる工程、およびキャピラリから光ファイバー
を抜去させる工程よりなることを特徴とする圧力センサ
の製造方法。 - 【請求項５】 ダイアフラム部を形成する工程がシリコ
ン基板表面に設けた環状の溝にＳｉＯ2層を堆積させ、
断面略半円形部を作る工程を含む請求項３又は４に記載
の圧力センサ。 - 【請求項６】 シリコン基板から反射型可動ダイアフラ
ムユニットを分離する工程がマスクに沿ってシリコン基
板をエッチングする工程を含む請求項３に記載の圧力セ
ンサの製造方法。 - 【請求項７】 スペーサの高さがハーフミラーと光反射
ミラー部との間に空間を形成するものである請求項４に
記載の圧力センサの製造方法。 - 【請求項８】 スペーサがポリイミド厚膜からなる請求
項１に記載の圧力センサ。 - 【請求項９】 円形のＳｉＯ2薄膜にて形成されたダイ
アフラム部の中央に円形のＳｉＯ2厚膜のメサ部とＡｌ
薄膜によって形成された光反射ミラー部を有し、周縁部
にリング状のスペーサー兼接着剤層を有する反射型可動
ダイアフラムユニットを含む圧力センサ。 - 【請求項１０】 ダイアフラム部が断面略半円形部を有
する請求項９に記載の圧力センサ。
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|---|---|---|---|
| JP32659998A JP3393370B2 (ja) | 1998-05-14 | 1998-11-17 | 圧力センサおよびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13198798 | 1998-05-14 | ||
| JP10-131987 | 1998-05-14 | ||
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|---|---|
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ID=26466668
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| JP32659998A Expired - Lifetime JP3393370B2 (ja) | 1998-05-14 | 1998-11-17 | 圧力センサおよびその製造方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005037314A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Myotoku Ltd | 光干渉型圧力センサ |
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| JP2021058422A (ja) * | 2019-10-07 | 2021-04-15 | 学校法人関西医科大学 | 潅流液供給システム及び潅流装置の制御方法 |
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-
1998
- 1998-11-17 JP JP32659998A patent/JP3393370B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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