JP5540602B2

JP5540602B2 - Sensor manufacturing method

Info

Publication number: JP5540602B2
Application number: JP2009188484A
Authority: JP
Inventors: 茂良梅宮; 剛青木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-08-17
Also published as: JP2011038971A

Description

本発明は、センサ、発電装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a sensor, a power generation device, and a manufacturing method thereof.

従来、薄膜型のセンサが用いられている。薄膜型のセンサは、厚さが薄いので、外力を受けて大きく歪むため、小さな外力を検知することができる。 Conventionally, a thin film type sensor has been used. Since the thin film type sensor is thin, it is greatly distorted by receiving an external force, so that a small external force can be detected.

そこで、薄膜型のセンサは、外力を受けた場合の加速度を検知する加速度センサ、又は外力の振動周波数が共振周波数であるかを検知する共振センサ等に用いられている。 Therefore, the thin film sensor is used as an acceleration sensor that detects acceleration when an external force is applied, or a resonance sensor that detects whether the vibration frequency of the external force is a resonance frequency.

例えば、薄膜の圧電体を一対の電極層で挟んで、薄膜型の加速度センサが形成される。圧電体は、外力を受けて歪むと、歪み量に対応した電圧を発生するので、この電圧を一対の電極層から取り出して、外力により生じた加速度を調べることができる。 For example, a thin film type acceleration sensor is formed by sandwiching a thin film piezoelectric body between a pair of electrode layers. When the piezoelectric body is distorted by receiving an external force, a voltage corresponding to the amount of distortion is generated. Therefore, the voltage generated from the pair of electrode layers can be taken out and the acceleration generated by the external force can be examined.

また、近年では、ＭＥＭＳデバイス等に用いるために、センサの小型が要求されており、厚さを薄くすることと共に、平面積を低減することが求められている。 In recent years, a sensor is required to be small for use in a MEMS device or the like, and it is required to reduce the thickness and reduce the plane area.

特開２００６−３１９１５６号公報JP 2006-319156 A 特開平６−１２７１０号公報JP-A-6-12710 特開２００４−１８４２７４号公報JP 2004-184274 A

また、上述したセンサの小型化への要求に対応して、平面積を低減した場合には、更に、出力電圧が減少して、感度が低下するおそれがある。 Further, when the plane area is reduced in response to the above-described demand for downsizing of the sensor, the output voltage may be further reduced and the sensitivity may be lowered.

本明細書は、良好な感度を有する小型のセンサを提供することを目的とする。 The present specification aims to provide a small sensor having good sensitivity.

上記課題を解決するために、本明細書で開示するセンサの一形態によれば、複数の活性部と、支柱部と、を備え、前記複数の活性部それぞれは、下部電極層と、前記下部電極層の上に積層された誘電体層と、前記誘電体層の上に積層された上部電極層と、を有し、且つ、自由端部と、前記自由端部とは反対側の固定端部とを有し、且つ、面同士を対向させて且つ間隔をあけて、前記固定端部が前記支柱部に固定されている。 In order to solve the above-described problem, according to one embodiment of the sensor disclosed in the present specification, the sensor includes a plurality of active portions and support columns, and each of the plurality of active portions includes a lower electrode layer and the lower portion. A dielectric layer laminated on the electrode layer; and an upper electrode layer laminated on the dielectric layer; and a free end and a fixed end opposite to the free end And the fixed end portion is fixed to the support column with the surfaces facing each other and spaced apart from each other.

上述したセンサまたは発電装置の一形態によれば、小型であると共に、良好な感度を有する。 According to one embodiment of the sensor or the power generation device described above, the sensor is small and has good sensitivity.

本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。 The objects and advantages of the invention will be realized and obtained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims.

前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、クレームされている本発明を制限するものではない。 Both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention as claimed.

（Ａ）は本明細書に開示するセンサの一実施形態の正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。(A) is a front view of one embodiment of a sensor indicated to this specification, and (B) is a top view of (A). 図１（Ａ）の右側側面図である。FIG. 2 is a right side view of FIG. 図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。It is the XX sectional view taken on the line of FIG. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その１）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１線断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure (the 1) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification, (A) is a top view, (B) is the Y1-Y1 sectional view taken on the line of (A). It is. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その２）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２線断面図である。It is a figure (the 2) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification, (A) is a top view, (B) is the Y2-Y2 sectional view taken on the line of (A). It is. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その３）である。It is FIG. (The 3) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その４）である。It is FIG. (The 4) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その５）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ３−Ｙ３線断面図である。FIGS. 5A and 5B are views (No. 5) illustrating a manufacturing process of an embodiment of a method for manufacturing a sensor disclosed in the specification, wherein FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line Y3-Y3 in FIG. It is. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その６）である。It is FIG. (6) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その７）である。It is FIG. (The 7) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その８）である。It is FIG. (The 8) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その９）である。It is FIG. (9) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その１０）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ４−Ｙ４線断面図である。It is a figure (the 10) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed in this specification, (A) is a top view, (B) is the Y4-Y4 sectional view taken on the line of (A). It is. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その１１）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ５−Ｙ５線断面図である。It is a figure (the 11) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification, (A) is a top view, (B) is the Y5-Y5 sectional view taken on the line of (A). It is. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その１２）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ６−Ｙ６線断面図である。It is a figure (the 12) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification, (A) is a top view, (B) is the Y6-Y6 sectional view taken on the line of (A). It is. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その１３）である。It is FIG. (13) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed in this specification. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その１４）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ７−Ｙ７線断面図である。It is a figure (the 14) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification, (A) is a top view, (B) is the Y7-Y7 sectional view taken on the line of (A). It is. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その１５）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ８−Ｙ８線断面図である。It is a figure (the 15) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed to this specification, (A) is a top view, (B) is the Y8-Y8 sectional view taken on the line of (A). It is. 本明細書に開示するセンサの製造方法の一実施形態の製造工程を示す図（その１６）であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＹ９−Ｙ９線断面図である。It is a figure (the 16) which shows the manufacturing process of one Embodiment of the manufacturing method of the sensor disclosed in this specification, (A) is a top view, (B) is the Y9-Y9 sectional view taken on the line of (A). It is.

以下、本明細書で開示するセンサの好ましい一実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, a preferred embodiment of the sensor disclosed in the present specification will be described with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.

図１（Ａ）は、本明細書に開示するセンサの一実施形態の正面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図である。図２は、図１（Ａ）の右側側面図である。図３は、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。 FIG. 1A is a front view of one embodiment of a sensor disclosed in this specification, and FIG. 1B is a plan view of FIG. FIG. 2 is a right side view of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.

本実施形態のセンサ１は、下部電極層１１と、下部電極層１１の上に積層された誘電体層１２と、誘電体層１２の上に積層された上部電極層１３と、を有する層状の活性部１０を複数備えている。活性部１０はキャパシタ構造を有する。活性部１０は、薄膜型センサである。 The sensor 1 according to this embodiment includes a lower electrode layer 11, a dielectric layer 12 stacked on the lower electrode layer 11, and an upper electrode layer 13 stacked on the dielectric layer 12. A plurality of active portions 10 are provided. The active part 10 has a capacitor structure. The active part 10 is a thin film type sensor.

活性部１０は、図１（Ｂ）に示すように、平面視した形状が縦長矩形である。活性部１０は、その長手方向の一方の端部に自由端部１０ａを有する。また、活性部１０は、この自由端部１０ａとは反対側の長手方向の他方の端部に固定端部１０ｂを有する。 As shown in FIG. 1B, the active portion 10 has a vertically long shape in plan view. The active portion 10 has a free end portion 10a at one end portion in the longitudinal direction. Further, the active portion 10 has a fixed end portion 10b at the other end portion in the longitudinal direction opposite to the free end portion 10a.

誘電体層１２は、その平面形状が、活性部１０の輪郭と同じ外形を有する。活性部１０における上部電極層１３及び下部電極層１１は、活性部１０の外形よりもやや小さく形成されている。 The planar shape of the dielectric layer 12 has the same outer shape as that of the active portion 10. The upper electrode layer 13 and the lower electrode layer 11 in the active part 10 are formed slightly smaller than the outer shape of the active part 10.

センサ１は、複数の活性部１０それぞれが、その面同士を対向させて且つ間隔をあけて、活性部１０の固定端部１０ｂが固定される支柱部２０を備えている。各活性部１０は、支柱部２０に垂直に固定されている。 In the sensor 1, each of the plurality of active portions 10 includes a column portion 20 to which the fixed end portion 10 b of the active portion 10 is fixed with the surfaces facing each other and spaced apart from each other. Each active portion 10 is fixed vertically to the column portion 20.

センサ１は、支柱部２０が立設された基板部３０を備えており、基板部３０に最も近い位置の活性部１０は、図２に示すように、基板部３０とは離間して支柱部２０に固定さている。 The sensor 1 includes a substrate portion 30 on which a support portion 20 is erected. The active portion 10 closest to the substrate portion 30 is separated from the substrate portion 30 as shown in FIG. 20 is fixed.

最上部の活性部１０の上部電極層１２は、図１（Ｂ）に示すように、支柱部２０の上面に延出している。他の上部電極層１３及び下部電極層１１それぞれは、図２に示すように、支柱部２０の内方に向かって延出している。 The upper electrode layer 12 of the uppermost active part 10 extends to the upper surface of the support 20 as shown in FIG. Each of the other upper electrode layer 13 and lower electrode layer 11 extends toward the inside of the column 20 as shown in FIG.

図３に示すように、支柱部２０には、ビアホール２１ａが設けられており、このビアホール２１ａ内にはビア導伝体２２ａが充填されている。各上部電極層１３は、このビア導伝体２２ａによって、並列に接続されている。即ち、このビア導伝体２２ａは、最上部の上部電極層１３と接続される。この最上部の活性部１０の上部電極層１３は、センサからの出力を外部に取り出すための第１出力端子２３としても機能する。 As shown in FIG. 3, the support column 20 is provided with a via hole 21a, and the via hole 21a is filled with a via conductor 22a. The upper electrode layers 13 are connected in parallel by the via conductor 22a. That is, the via conductor 22 a is connected to the uppermost upper electrode layer 13. The upper electrode layer 13 of the uppermost active part 10 also functions as a first output terminal 23 for taking out the output from the sensor.

同様に、支柱部２０では、ビアホール２１ｂ内にビア導伝体２２ｂが充填されている。各下部電極層１１は、このビア導伝体２２ｂによって、並列に接続されている。支柱部２０の上面には、センサからの出力を外部に取り出すための第２出力端子２４が配置されている。第２出力端子２４には、ビア導伝体２２ｂが接続する。各下部電極層１１は、ビア導伝体２２ｂを介して、第２出力端子２３と接続する。 Similarly, in the support column 20, the via conductor 22b is filled in the via hole 21b. The lower electrode layers 11 are connected in parallel by the via conductor 22b. A second output terminal 24 for taking out the output from the sensor to the outside is disposed on the upper surface of the support column 20. A via conductor 22 b is connected to the second output terminal 24. Each lower electrode layer 11 is connected to the second output terminal 23 via the via conductor 22b.

また、センサ１は、下部電極層１１の下側に活性部１０を支持する支持層１４を有する。支持層１４は、活性部１０の機械的強度を補強する働きを有する。支持層１４は、その平面形状が、活性部１０と同じ輪郭を有する。 In addition, the sensor 1 includes a support layer 14 that supports the active portion 10 below the lower electrode layer 11. The support layer 14 has a function of reinforcing the mechanical strength of the active portion 10. The support layer 14 has the same outline as that of the active portion 10 in plan view.

センサ１は、図２に示すように、複数の活性部１０が梁として支柱部２０に固定される片持ち梁構造を有する。 As shown in FIG. 2, the sensor 1 has a cantilever structure in which a plurality of active portions 10 are fixed to a column portion 20 as beams.

また、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、複数の活性部１０それぞれは、輪郭を一致させて、支柱部２０に固定されているので、複数の活性部１０を平面視した場合の面積は、一個の活性部１０の面積に等しい。そして、複数の活性部１０の上部電極層１３及び下部電極層１１それぞれは、並列に接続されているので、センサとして十分な大きさの出力値が得られる。 In addition, as shown in FIGS. 1A and 1B, each of the plurality of active portions 10 is fixed to the column portion 20 with the same contour, so that the plurality of active portions 10 are viewed in plan view. Is equal to the area of one active part 10. Since each of the upper electrode layer 13 and the lower electrode layer 11 of the plurality of active portions 10 is connected in parallel, an output value sufficiently large as a sensor can be obtained.

センサ１は、例えば、基板部３０を被検査体に固定して使用される。センサ１が、被検査体の動きに伴って外力を受けると、活性部１０の固定端部１０ｂは、被検査体と共に動く。一方、活性部１０の自由端部１０ａは、慣性によって元の状態に留まろうとする。その結果、活性部１０には自由端部１０ａと固定端部１０ｂとの間で歪みが生じる。この歪みによって変形した誘電体層１２は、電気的物性が変化して、その変化した電気的物性がセンサ値として出力される。 The sensor 1 is used, for example, by fixing the substrate unit 30 to an object to be inspected. When the sensor 1 receives an external force accompanying the movement of the object to be inspected, the fixed end 10b of the active part 10 moves with the object to be inspected. On the other hand, the free end portion 10a of the active portion 10 tends to remain in its original state due to inertia. As a result, the active portion 10 is distorted between the free end portion 10a and the fixed end portion 10b. The dielectric layer 12 deformed by this distortion changes its electrical properties, and the changed electrical properties are output as a sensor value.

センサ１は、上部電極層１３を鉛直方向の上方に向けて、且つ下部電極層１１を鉛直方向の下方に向けて、用いられても良い。しかし、センサ１は、上部電極層１３及び下部電極層１１の向きを鉛直方向と関係ない方向に向けて、用いられても良い。例えば、センサ１は、上部電極層１３及び下部電極層１１の面を、鉛直方向と平行な方向に向けて用いられても良い。 The sensor 1 may be used with the upper electrode layer 13 facing upward in the vertical direction and the lower electrode layer 11 facing downward in the vertical direction. However, the sensor 1 may be used with the direction of the upper electrode layer 13 and the lower electrode layer 11 oriented in a direction unrelated to the vertical direction. For example, the sensor 1 may be used with the surfaces of the upper electrode layer 13 and the lower electrode layer 11 oriented in a direction parallel to the vertical direction.

次に、センサ１を形成する各要素の好ましい寸法について、以下に説明する。 Next, the preferable dimension of each element which forms the sensor 1 is demonstrated below.

誘電体層１２の厚さは、５００ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。誘電体層１２の厚さが５００ｎｍ以上であることによって、安定したセンサ出力を確保することができる。また、誘電体層１２の厚さが１０μｍ以下であることによって、センサ１が外力を受けた場合の活性部１０の歪み量を確保して、良好なセンサ感度を維持することができる。また、誘電体層１２の厚さが１０μｍよりも大きいと、エッチングを用いてセンサを精度良く形成することが困難となるおそれもある。 The thickness of the dielectric layer 12 is preferably 500 nm to 10 μm. When the thickness of the dielectric layer 12 is 500 nm or more, a stable sensor output can be ensured. Moreover, when the thickness of the dielectric layer 12 is 10 μm or less, it is possible to secure a sufficient sensor sensitivity by securing the amount of distortion of the active portion 10 when the sensor 1 receives an external force. In addition, if the thickness of the dielectric layer 12 is larger than 10 μm, it may be difficult to accurately form the sensor using etching.

上部電極層１３又は下部電極層１１の厚さは、１０ｎｍ〜３００ｎｍであることが好ましい。上部電極１３又は下部電極１１の厚さが１０ｎｍ以上であることによって、機械的強度が確保される。上部電極又は下部電極の厚さが３００ｎｍ以下であることによって、センサ１が外力を受けた場合の活性部１０の大きな歪み量を確保して、良好なセンサ感度を維持することができる。また、上部電極又は下部電極の厚さが３００ｎｍ以下であることによって、貴金属等を形成材料として用いる上部電極又は下部電極の製造コストを抑制することができる。 The thickness of the upper electrode layer 13 or the lower electrode layer 11 is preferably 10 nm to 300 nm. When the thickness of the upper electrode 13 or the lower electrode 11 is 10 nm or more, mechanical strength is ensured. When the thickness of the upper electrode or the lower electrode is 300 nm or less, a large amount of distortion of the active portion 10 when the sensor 1 receives an external force can be secured, and good sensor sensitivity can be maintained. Further, when the thickness of the upper electrode or the lower electrode is 300 nm or less, the manufacturing cost of the upper electrode or the lower electrode using a noble metal or the like as a forming material can be suppressed.

支持層１４の厚さは、０．１μｍ〜５μｍであることが好ましい。支持層１４の厚さが０．１μｍ以上であることによって、活性部１０の機械的強度を補強して、その耐久性を向上することができる。また、支持層１４の厚さが５μｍ以下であることによって、センサ１が外力を受けた場合の活性部１０の歪み量を確保できる。また、支持層１４の厚さが５μｍよりも大きいと、エッチングを用いてセンサを精度良く形成することが困難となるおそれもある。 The thickness of the support layer 14 is preferably 0.1 μm to 5 μm. When the thickness of the support layer 14 is 0.1 μm or more, the mechanical strength of the active portion 10 can be reinforced and its durability can be improved. Moreover, when the thickness of the support layer 14 is 5 μm or less, the strain amount of the active portion 10 when the sensor 1 receives an external force can be secured. In addition, if the thickness of the support layer 14 is larger than 5 μm, it may be difficult to form the sensor with high accuracy using etching.

活性部１０の平面積は、０．２５ｍｍ²〜１００ｍｍ²であることが好ましい。活性部１０の平面積が０．２５ｍｍ²以上であることによって、安定したセンサ出力を確保することができる。また、活性部１０の平面積が１００ｍｍ²以下であることによって、ＭＥＭＳデバイス等に用いるのに適したセンサ寸法を確保することができる。 Plane area of the active portion 10 is preferably 0.25 mm ² 100 mm ^2. When the plane area of the active part 10 is 0.25 mm ² or more, a stable sensor output can be ensured. Moreover, when the plane area of the active part 10 is 100 mm ² or less, a sensor size suitable for use in a MEMS device or the like can be ensured.

２つの活性部１０同士の間隔は、３００ｎｍ〜２μｍであることが好ましい。２つの活性部１０同士の間隔が３００ｎｍ以上であることによって、外力を受けて歪んだ活性部１０同士が接触することを防止できる。また、複数の活性部１０同士の間隔が２μｍ以下であることによって、センサ１の高さを抑制して、寸法を小さくすることができる。また、複数の活性部１０同士の間隔が２μｍよりも大きいと、エッチングを用いてセンサを精度良く形成することが困難となるおそれもある。 The distance between the two active portions 10 is preferably 300 nm to 2 μm. When the interval between the two active portions 10 is 300 nm or more, it is possible to prevent the active portions 10 that are distorted by receiving an external force from contacting each other. Moreover, the height of the sensor 1 can be suppressed and a dimension can be made small because the space | interval of several active part 10 is 2 micrometers or less. Further, if the interval between the plurality of active portions 10 is larger than 2 μm, it may be difficult to form a sensor with high accuracy using etching.

センサ１では、基板部３０と最下部の活性部１０との間隔は、２つの活性部１０同士の間隔と同じである。 In the sensor 1, the distance between the substrate part 30 and the lowermost active part 10 is the same as the distance between the two active parts 10.

次に、センサ１を形成する各要素の好ましい形成材料について、以下に説明する。 Next, the preferable forming material of each element forming the sensor 1 will be described below.

誘電体層１２の形成材料としては、圧電体の性質を有する材料を用いることが好ましい。圧電体の性質を有する形成材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニッケル酸ニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、ランタン添加チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＬＺＴ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等を用いることができる。 As a material for forming the dielectric layer 12, it is preferable to use a material having a piezoelectric property. For example, lead zirconate titanate (PZT), lead niobate niobate (PNN), lead lanthanum zirconate titanate (PLZT), aluminum nitride (AlN), or the like is used as a forming material having piezoelectric properties. be able to.

誘電体層１２の形成材料として、上述した圧電体を用いると、センサ１は、活性部１０の歪みに対応した大きさの電圧を、第１出力端子２３及び第２出力端子２４から出力する。そこで、センサ１の出力電圧を測定することによって、活性部１０の歪み量を調べることができる。 When the above-described piezoelectric body is used as the material for forming the dielectric layer 12, the sensor 1 outputs a voltage having a magnitude corresponding to the strain of the active portion 10 from the first output terminal 23 and the second output terminal 24. Therefore, by measuring the output voltage of the sensor 1, the amount of distortion of the active portion 10 can be examined.

また、活性部１０は、キャパシタ構造を有するので、誘電体層１２が外力を受けて変形すると、その静電容量が変化する。そこで、第１出力端子２３及び第２出力端子２４を用いて、活性部１０の静電容量を測定することによって、活性部１０の歪み量を調べることができる。 In addition, since the active portion 10 has a capacitor structure, when the dielectric layer 12 is deformed by receiving an external force, its capacitance changes. Therefore, by measuring the capacitance of the active part 10 using the first output terminal 23 and the second output terminal 24, the amount of distortion of the active part 10 can be examined.

上部電極層１３又は下部電極層１１の形成材料としては、例えば、Ｐｔ，Ｉｒ、Ｒｕ等の貴金属、又はＩｒＯ₂，ＳＲＯ，ＩＴＯ、ＲｕＯ等の酸化物電極を用いることができる。 As a material for forming the upper electrode layer 13 or the lower electrode layer 11, for example, a noble metal such as Pt, Ir, Ru, or an oxide electrode such as IrO ₂ , SRO, ITO, RuO can be used.

支持層１４の形成材料としては、例えば、酸化シリコンを用いることができる。 As a material for forming the support layer 14, for example, silicon oxide can be used.

上述した本実施形態のセンサによれば、小型で良好な感度を有する。 According to the sensor of the present embodiment described above, the sensor is small and has good sensitivity.

センサ１は、活性部１０の圧電体としての性質又はキャパシタとしての性質を用いることによって、例えば、加速度センサ又は共振センサとして機能する。 The sensor 1 functions as, for example, an acceleration sensor or a resonance sensor by using the property of the active portion 10 as a piezoelectric body or the property as a capacitor.

例えば、センサ１の第１出力端子２３及び第２出力端子２４をチャージアンプに接続し、出力信号を増幅することによって、センサ１を加速度センサとして用いることができる。誘電体層１２として、圧電定数がｄ３１＝１００ｐＣ／Ｎを有する圧電体を用いた場合について、活性部の面積を１ｍｍ²，活性部の厚さを２μｍ（誘電体層１μｍ＋支持層１μｍ）で簡易計算を行った所、０．８１ｐＣ／Ｇの感度が期待できることが分かった。１つの活性部１０を用いた場合の感度は、０．２７ｐＣ／Ｇであるので、３つの活性部１０を有するセンサ１を用いることによって、加速度センサの感度を３倍に向上させることができる。 For example, the sensor 1 can be used as an acceleration sensor by connecting the first output terminal 23 and the second output terminal 24 of the sensor 1 to a charge amplifier and amplifying the output signal. When a piezoelectric material having a piezoelectric constant of d31 = 100 pC / N is used as the dielectric layer 12, the area of the active portion is 1 mm ² and the thickness of the active portion is 2 μm (dielectric layer 1 μm + support layer 1 μm). As a result of calculation, it was found that a sensitivity of 0.81 pC / G can be expected. Since the sensitivity when one active part 10 is used is 0.27 pC / G, the sensitivity of the acceleration sensor can be improved three times by using the sensor 1 having the three active parts 10.

加速度センサとしての感度を更に向上させたい場合には、支柱部２０に固定する活性部１０の数を増加するか、又は、基板部３０に２つ以上の支柱部２０を設けても良い。 In order to further improve the sensitivity as an acceleration sensor, the number of active portions 10 fixed to the support column 20 may be increased, or two or more support columns 20 may be provided on the substrate unit 30.

また、センサ１において、圧電体である誘電体層１２を用いた場合には、センサ１を発電装置の発電部として備えることができる。例えば、センサ１の第１出力端子２３及び第２出力端子２４にブリッジ整流回路などを接続すれば，直流電圧が得られるので，圧電発電デバイスとして機能する。更に多段ブリッジ整流回路を用いれば，出力電圧を変更することもできる。このように発電した電力は、直接使用しても良いが、電圧等が安定しない場合には、発電した電力を、一度蓄電素子等に貯めて、蓄電素子から電力を取り出して使用しても良い。 Further, in the sensor 1, when the dielectric layer 12 that is a piezoelectric body is used, the sensor 1 can be provided as a power generation unit of the power generation device. For example, if a bridge rectifier circuit or the like is connected to the first output terminal 23 and the second output terminal 24 of the sensor 1, a DC voltage can be obtained, so that it functions as a piezoelectric power generation device. Furthermore, if a multistage bridge rectifier circuit is used, the output voltage can be changed. The power generated in this way may be used directly, but if the voltage or the like is not stable, the generated power may be stored once in a power storage element or the like, and the power may be taken out from the power storage element. .

次に、上述したセンサの好ましい製造方法の一実施形態を、図４〜図１９を参照して、以下に説明する。 Next, an embodiment of a preferred method for manufacturing the sensor described above will be described below with reference to FIGS.

まず、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、Ｓｉ基板４０の上に、支持層１４が形成される。この支持層１４としては、酸化シリコンを用いた。また、この支持層１４の厚さは、１μｍとした。 First, as shown in FIGS. 4A and 4B, the support layer 14 is formed on the Si substrate 40. As the support layer 14, silicon oxide was used. The thickness of the support layer 14 was 1 μm.

そして、支持層１４上に、密着層としてＴｉ層（図示せず）が形成される。密着層は、下部電極層１１と支持層１４との密着性を高める。そして、密着層の上に下部電極層１１として、Ｐｔ層が形成される。密着層及び下部電極層１１は、基板４０の温度を６００℃にして、スパッタ法を用いて形成された。密着層の厚さは１０ｎｍとし、下部電極層１１の厚さは１００ｎｍとした。 A Ti layer (not shown) is formed on the support layer 14 as an adhesion layer. The adhesion layer enhances the adhesion between the lower electrode layer 11 and the support layer 14. Then, a Pt layer is formed as the lower electrode layer 11 on the adhesion layer. The adhesion layer and the lower electrode layer 11 were formed using a sputtering method with the temperature of the substrate 40 set to 600 ° C. The thickness of the adhesion layer was 10 nm, and the thickness of the lower electrode layer 11 was 100 nm.

次に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、下部電極層１１が、上記Ｔｉ層と共にパターニングされる。このパターニングでは、ドライエッチングを用いた。エッチングガスとしては、Ｃｌ系ガス、又はＣｌ系ガスとＡｒガスとの混合ガス、又はＡｒガスを用いることが好ましい。活性部１０を形成する下部電極層１１の部分の寸法を１ｍｍ×１ｍｍとし、支柱部２０内に延出する下部電極層１１の部分の寸法を１ｍｍ²とした。 Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the lower electrode layer 11 is patterned together with the Ti layer using a photolithography technique. In this patterning, dry etching was used. As the etching gas, it is preferable to use Cl-based gas, a mixed gas of Cl-based gas and Ar gas, or Ar gas. The size of the portion of the lower electrode layer 11 forming the active portion 10 was 1 mm × 1 mm, and the size of the portion of the lower electrode layer 11 extending into the column portion 20 was 1 mm ² .

次に、図６に示すように、下部電極層１１が形成された基板４０の上に、誘電体層１２が形成される。誘電体層１２は、基板４０の温度を６００℃にして、スパッタ法を用いて形成された。誘電体層１２の形成材料として、ＰＺＴを用いた。誘電体層１２の厚さは、１μｍとした。酸化物である誘電体に酸素欠陥ができないように、Ａｒ及びＯ₂の混合ガスを用いた。 Next, as shown in FIG. 6, the dielectric layer 12 is formed on the substrate 40 on which the lower electrode layer 11 is formed. The dielectric layer 12 was formed using the sputtering method with the temperature of the substrate 40 set to 600 ° C. PZT was used as a material for forming the dielectric layer 12. The thickness of the dielectric layer 12 was 1 μm. A mixed gas of Ar and O ₂ was used so that the oxide dielectric could not have oxygen defects.

次に、図７に示すように、誘電体層１２の上に、上部電極層１３が形成される。上部電極層１３は、基板４０の温度を６００℃にして、スパッタ法を用いて形成された。上部電極層１３の形成材料として、Ｐｔを用いた。上部電極層１３の厚さは、１００ｎｍとした。 Next, as shown in FIG. 7, the upper electrode layer 13 is formed on the dielectric layer 12. The upper electrode layer 13 was formed using the sputtering method with the temperature of the substrate 40 set to 600 ° C. Pt was used as a material for forming the upper electrode layer 13. The thickness of the upper electrode layer 13 was 100 nm.

次に、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、上部電極層１３がパターニングされる。このパターニングでは、ドライエッチングを用いた。エッチングガスとしては、Ｃｌ系ガス、又はＣｌ系ガスとＡｒガスとの混合ガス、又はＡｒガスを用いることが好ましい。活性部１０を形成する上部電極層１３の部分の寸法を１ｍｍ×１ｍｍとし、支柱部２０内に延出する上部電極層１３の部分の寸法を１ｍｍ²とした。また、活性部１０を形成する上部電極層１３は、下部電極層１１と積層方向に輪郭が一致するように形成された。 Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, the upper electrode layer 13 is patterned by using a photolithography technique. In this patterning, dry etching was used. As the etching gas, it is preferable to use Cl-based gas, a mixed gas of Cl-based gas and Ar gas, or Ar gas. The size of the portion of the upper electrode layer 13 forming the active portion 10 was 1 mm × 1 mm, and the size of the portion of the upper electrode layer 13 extending into the column portion 20 was 1 mm ² . Further, the upper electrode layer 13 forming the active portion 10 was formed so as to have the same contour as the lower electrode layer 11 in the stacking direction.

次に、図９に示すように、上部電極層１３が形成された誘電体層１２の上に、犠牲層４１が形成される。犠牲層４１は、活性部１０同士の間の空間を形成するための層であり、犠牲層４１のこの部分は、後の工程で除去される。犠牲層４１は、基板４０の温度を常温にして、スパッタ法を用いて形成された。犠牲層４１の形成材料として、シリコンを用いた。犠牲層４１の厚さは、５００ｎｍとした。 Next, as shown in FIG. 9, a sacrificial layer 41 is formed on the dielectric layer 12 on which the upper electrode layer 13 is formed. The sacrificial layer 41 is a layer for forming a space between the active portions 10, and this portion of the sacrificial layer 41 is removed in a later step. The sacrificial layer 41 was formed using the sputtering method with the temperature of the substrate 40 set to room temperature. Silicon was used as a material for forming the sacrificial layer 41. The thickness of the sacrificial layer 41 was 500 nm.

次に、図１０に示すように、犠牲層４１の上に、支持層１４が形成される。支持層１４は、基板４０の温度を常温にして、スパッタ法を用いて形成された。支持層１４の形成材料として、酸化シリコンを用いた。支持層１４の厚さは、１μｍとした。酸化物である酸化シリコン層の形成の際には、酸素欠陥ができないように、Ａｒ及びＯ₂の混合ガスを用いた。 Next, as shown in FIG. 10, the support layer 14 is formed on the sacrificial layer 41. The support layer 14 was formed using the sputtering method with the temperature of the substrate 40 set to room temperature. Silicon oxide was used as a material for forming the support layer 14. The thickness of the support layer 14 was 1 μm. When forming the oxide silicon oxide layer, a mixed gas of Ar and O ₂ was used so as to prevent oxygen defects.

次に、図１１に示すように、支持層１４が形成された犠牲層４１の上に、上記密着層の形成工程から上記支持層１４の形成工程までが繰り返される。その結果、基板４０の上に、２つの密着層と、２つの下部電極層１１と、２つの誘電体層１２と、２つの上部電極層１３と、２つの犠牲層４１と、３つの支持層１４と、が積層された第１積層体４２が形成される。 Next, as shown in FIG. 11, the steps from the formation of the adhesion layer to the formation of the support layer 14 are repeated on the sacrificial layer 41 on which the support layer 14 is formed. As a result, two adhesion layers, two lower electrode layers 11, two dielectric layers 12, two upper electrode layers 13, two sacrificial layers 41, and three support layers are formed on the substrate 40. 14 and the first laminated body 42 are formed.

本実施形態では、上記密着層の形成工程から上記支持層１４の形成工程までが１回繰り返されたが、上記密着層の形成工程から上記支持層１４の形成工程までを２回以上繰り返しても良い。 In this embodiment, the process from the formation of the adhesion layer to the formation process of the support layer 14 is repeated once. However, the process from the formation of the adhesion layer to the formation process of the support layer 14 may be repeated twice or more. good.

次に、図１２に示すように、第１積層体４２の上に、上記密着層の形成工程から上記誘電体層１２の形成工程までが繰り返される。その結果、３つの密着層と、３つの下部電極層１１と、３つの誘電体層１２と、２つの上部電極層１３と、２つの犠牲層４１と、３つの支持層１４と、が積層された第２積層体４３が形成される。 Next, as shown in FIG. 12, the steps from the formation of the adhesion layer to the formation of the dielectric layer 12 are repeated on the first stacked body 42. As a result, three adhesion layers, three lower electrode layers 11, three dielectric layers 12, two upper electrode layers 13, two sacrificial layers 41, and three support layers 14 are laminated. The second laminated body 43 is formed.

次に、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、第２積層体４３の上に、支柱部パターン４４ａ及び支柱部パターンから延出する活性部パターン４４ｂを有するマスクパターン４４が形成される。活性部パターン４４ｂの寸法は、１０１０μｍ×１０１０μｍとした。支柱部パターン４４ａには、第２積層体４３内にビアホール２１ａ，２１ｂを形成するための開口部４４ｃが形成される。開口部４４ｃの直径は、２０μｍとした。 Next, as shown in FIGS. 13A and 13B, a mask pattern 44 having a support part pattern 44 a and an active part pattern 44 b extending from the support part pattern is formed on the second stacked body 43. It is formed. The dimension of the active portion pattern 44b was 1010 μm × 1010 μm. An opening 44 c for forming the via holes 21 a and 21 b in the second stacked body 43 is formed in the support pattern 44 a. The diameter of the opening 44c was 20 μm.

支柱部パターン４４ａの長さ（図１３（Ａ）における支柱部パターン４４ａの左右の寸法）は、活性部パターン４４ｂの幅（図１３（Ａ）における活性部パターン４４ｂの左右の寸法）の１〜２倍であることが好ましい。支柱部パターン４４ａの面積が、活性部パターン４４ｂの面積の１倍以上であることによって、後述する犠牲層をエッチングする工程において、支柱部における犠牲層の部分を残しつつ、活性部間の犠牲層を除去することができる。また、支柱部パターン４４ａの長さが、活性部パターン４４ｂの幅の２倍以下であることによって、ＭＥＭＳデバイス等に用いるのに適したセンサ寸法を確保することができる。 The length of the support portion pattern 44a (the left and right dimensions of the support portion pattern 44a in FIG. 13A) is 1 to 1 of the width of the active portion pattern 44b (the left and right dimensions of the active portion pattern 44b in FIG. 13A). It is preferable that it is 2 times. Since the area of the pillar pattern 44a is one or more times the area of the active part pattern 44b, the sacrificial layer between the active parts is left in the step of etching the sacrificial layer to be described later while leaving the part of the sacrificial layer in the pillar part Can be removed. In addition, since the length of the support portion pattern 44a is not more than twice the width of the active portion pattern 44b, a sensor size suitable for use in a MEMS device or the like can be ensured.

次に、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、マスクパターン４４をマスクとして、第２積層体４３が積層方向にエッチングされると共に、活性部パターン４４ｂの最も下に位置する下部電極層１１の下側の基板４０の表面部分が除去される。このエッチングの結果、支柱部２０と、支柱部２０から延出する活性部積層体４５とが形成される。また、このエッチングによって、支柱部２０内にビアホール２１ａ，２１ｂが形成される。ビアホール２１ａ，２１ｂは、最下部に位置する下部電極層１１まで到達するように形成される。図１４（Ｂ）に示すように、活性部積層体４５の下面は、基板４０の表面から離間している。 Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, with the mask pattern 44 as a mask, the second stacked body 43 is etched in the stacking direction and positioned at the bottom of the active portion pattern 44b. The surface portion of the substrate 40 below the lower electrode layer 11 is removed. As a result of this etching, the support column 20 and the active portion stacked body 45 extending from the support column 20 are formed. In addition, via holes 21 a and 21 b are formed in the column portion 20 by this etching. The via holes 21a and 21b are formed so as to reach the lower electrode layer 11 located at the lowermost part. As shown in FIG. 14B, the lower surface of the active part stacked body 45 is separated from the surface of the substrate 40.

このエッチングでは、基板４０の温度を２００〜４００℃として、プラズマエッチングを用いた。エッチングガスとしては、Ｆ系ガス、又はＣｌ系ガス、又はＣｌ系ガスとＡｒガスとの混合ガスを用いることができる。基板４０と垂直な方向に縦長のビアホール２１ａ，２１ｂを精度良く形成する観点から、異方性の高いエッチングを用いることが好ましい。異方性の高いエッチングを行うためには、プラズマエッチングの際にバイアス出力として１００〜３００Ｗを用いることが好ましい。また、異方性の高いエッチングガスとして、Ｃｌ系ガス、特にＣｌ系ガスとＡｒガスとの混合ガスを用いることが好ましい。 In this etching, the temperature of the substrate 40 was set to 200 to 400 ° C., and plasma etching was used. As the etching gas, F-based gas, Cl-based gas, or a mixed gas of Cl-based gas and Ar gas can be used. From the viewpoint of accurately forming the vertically long via holes 21a and 21b in the direction perpendicular to the substrate 40, it is preferable to use highly anisotropic etching. In order to perform highly anisotropic etching, it is preferable to use 100 to 300 W as a bias output during plasma etching. Further, as an etching gas having high anisotropy, it is preferable to use a Cl-based gas, particularly a mixed gas of Cl-based gas and Ar gas.

次に、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、マスク層４６が形成される。マスク層４６には、上部電極層１３を形成するための開口部分と、第２出力端子２４を形成するための開口部分とが形成される。マスク層４６は、上部電極層１３及び第２出力端子２４を形成するために用いられるマスクパターンであり、活性部積層体４５を埋め込むように形成される。 Next, as shown in FIGS. 15A and 15B, a mask layer 46 is formed by photolithography. In the mask layer 46, an opening for forming the upper electrode layer 13 and an opening for forming the second output terminal 24 are formed. The mask layer 46 is a mask pattern used for forming the upper electrode layer 13 and the second output terminal 24, and is formed so as to bury the active part stacked body 45.

次に、図１６に示すように、マスク層４６の上に、導伝層４７が形成される。導伝層４７によって、ビアホール２１ａ，２１ｂ内も充填されて、ビア導伝体２２ａ，２２ｂが形成される。導伝層４７は、基板４０の温度を常温にして、スパッタ法を用いて形成された。導伝層４７の形成材料として、Ｐｔを用いた。導伝層４７の厚さは、１００ｎｍとした。 Next, as shown in FIG. 16, a conductive layer 47 is formed on the mask layer 46. The via holes 21 a and 21 b are also filled by the conductive layer 47 to form via conductors 22 a and 22 b. The conductive layer 47 was formed using a sputtering method with the temperature of the substrate 40 set to room temperature. Pt was used as a material for forming the conductive layer 47. The thickness of the conductive layer 47 was 100 nm.

次に、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すように、リフトオフによって、マスク層４６を除去して、上部電極層１３及び第２出力端子２４が形成される。 Next, as shown in FIGS. 17A and 17B, the mask layer 46 is removed by lift-off, and the upper electrode layer 13 and the second output terminal 24 are formed.

次に、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すように、活性部積層体４５における犠牲層４１の部分がエッチングされて除去されて、２つのセンサが連結したセンサ連続体４８が形成される。このエッチングでは、活性部積層体４５における犠牲層４１の部分が選択的に除去されるエッチングを行うことが好ましい。また、犠牲層４１は、活性部積層体４５において内部に層状に配置されているので、等方性エッチングを用いて、横方向に犠牲層４１がエッチングされることが好ましい。 Next, as shown in FIGS. 18A and 18B, a portion of the sacrificial layer 41 in the active portion stack 45 is removed by etching to form a sensor continuum 48 in which two sensors are connected. Is done. In this etching, it is preferable to perform etching in which the portion of the sacrificial layer 41 in the active portion stacked body 45 is selectively removed. In addition, since the sacrificial layer 41 is disposed in a layered manner inside the active portion stacked body 45, it is preferable that the sacrificial layer 41 is etched in the lateral direction using isotropic etching.

本実施形態では、犠牲層４１がシリコンによって形成されているので、基板４０の温度を室温として、Ｆ系ガスを用いたプラズマエッチングを行った。具体的には、プラズマエッチングの際にバイアス出力として０〜５０Ｗを用いた。また、エッチングガスとして、ＳＦ₆を用いた。 In the present embodiment, since the sacrificial layer 41 is formed of silicon, the temperature of the substrate 40 is set to room temperature, and plasma etching using F-based gas is performed. Specifically, 0 to 50 W was used as a bias output during plasma etching. Further, SF ₆ was used as an etching gas.

そして、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、センサ連続体４８が、ダイシングソー等によって切断されて、個々のセンサ１が形成される。センサ１の基板部３０は、基板４０の下側の部分によって形成される。また、支柱部２０の一部は基板４０の上側の部分によって形成される。 Then, as shown in FIGS. 19A and 19B, the sensor continuum 48 is cut by a dicing saw or the like to form individual sensors 1. The substrate portion 30 of the sensor 1 is formed by the lower portion of the substrate 40. Further, a part of the support column 20 is formed by the upper part of the substrate 40.

本発明では、上述した実施形態のセンサ及びその製造方法は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。 In the present invention, the sensor of the above-described embodiment and the manufacturing method thereof can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

例えば、センサ１は、３つの活性部１０を有していたが、活性部１０の数は、２つでも良いし、３つより多くても良い。 For example, the sensor 1 has three active portions 10, but the number of the active portions 10 may be two or more than three.

また、活性部１０の形状、及び具体的な寸法等は、個別の用途に応じて適宜設定されることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the shape of the active part 10, a specific dimension, etc. are suitably set according to each use.

ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。 All examples and conditional words mentioned herein are intended for educational purposes to help the reader deepen and understand the inventions and concepts contributed by the inventor. All examples and conditional words mentioned herein are to be construed without limitation to such specifically stated examples and conditions. Also, such exemplary mechanisms in the specification are not related to showing the superiority and inferiority of the present invention. While embodiments of the present invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions or modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

以上の上述した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 Regarding the above-described embodiments, the following additional notes are disclosed.

（付記１）
複数の活性部と、
支柱部と、
を備え、
前記複数の活性部それぞれは、
下部電極層と、前記下部電極層の上に積層された誘電体層と、前記誘電体層の上に積層された上部電極層と、を有し、且つ、
自由端部と、前記自由端部とは反対側の固定端部とを有し、且つ、
面同士を対向させて且つ間隔をあけて、前記固定端部が前記支柱部に固定されている、センサ。 (Appendix 1)
A plurality of active parts;
A strut,
With
Each of the plurality of active parts is
A lower electrode layer, a dielectric layer laminated on the lower electrode layer, and an upper electrode layer laminated on the dielectric layer, and
A free end and a fixed end opposite to the free end; and
A sensor in which the fixed end portion is fixed to the support column with the surfaces facing each other and spaced apart.

（付記２）
前記支柱部が立設された基板部を備えており、
前記基板部に最も近い位置の前記活性部は、前記基板部とは離間して前記支柱部に固定さている付記１に記載のセンサ。 (Appendix 2)
It is provided with a substrate part on which the support part is erected,
The sensor according to appendix 1, wherein the active portion closest to the substrate portion is fixed to the support column apart from the substrate portion.

（付記３）
前記複数の活性部それぞれは、輪郭を一致させて、前記支柱部に固定されているセンサ付記１又は２に記載のセンサ。 (Appendix 3)
The sensor according to appendix 1 or 2, wherein each of the plurality of active portions has a contour matched and is fixed to the column portion.

（付記４）
前記下部電極層の外側に前記活性部を支持する支持層を有する付記１から３の何れか一項に記載のセンサ。 (Appendix 4)
The sensor according to any one of appendices 1 to 3, further comprising a support layer that supports the active portion outside the lower electrode layer.

（付記５）
前記複数の活性部それぞれは、前記上部電極層同士及び前記下部電極層同士が並列に接続されている付記１から４の何れか一項に記載のセンサ。 (Appendix 5)
Each of the plurality of active portions is the sensor according to any one of appendices 1 to 4, wherein the upper electrode layers and the lower electrode layers are connected in parallel.

（付記６）
前記誘電体層は、圧電体である付記１から５の何れか一項に記載のセンサ。 (Appendix 6)
The sensor according to any one of appendices 1 to 5, wherein the dielectric layer is a piezoelectric body.

（付記７）
複数の活性部と、
支柱部と、
を備え、
前記複数の活性部それぞれは、
下部電極層と、前記下部電極層の上に積層された圧電体層と、前記圧電体層の上に積層された上部電極層と、を有し、且つ、
自由端部と、前記自由端部とは反対側の固定端部とを有し、且つ、
面同士を対向させて且つ間隔をあけて、前記固定端部が前記支柱部に固定されている、発電装置。 (Appendix 7)
A plurality of active parts;
A strut,
With
Each of the plurality of active parts is
A lower electrode layer, a piezoelectric layer laminated on the lower electrode layer, and an upper electrode layer laminated on the piezoelectric layer, and
A free end and a fixed end opposite to the free end; and
The power generation device, wherein the fixed end portion is fixed to the support column with the surfaces facing each other and spaced apart.

（付記８）
基板の上に、
下部電極層を形成する第１工程と、
前記下部電極層の上に誘電体層を形成する第２工程と、
前記誘電体層の上に上部電極層を形成する第３工程と、
前記上部電極層の上に犠牲層を形成する第４工程と、
前記第４工程で形成された前記犠牲層の上に、前記第１工程から前記第４工程までを繰り返して、複数の前記下部電極層と、複数の前記誘電体層と、複数の前記上部電極層と、複数の前記犠牲層とが積層された第１積層体を形成する第５工程と、
前記第１積層体の上に、前記１工程から前記第２工程までを繰り返して、複数の前記下部電極層と、複数の前記誘電体層と、複数の前記上部電極層と、複数の前記犠牲層とが積層された第２積層体を形成する第６工程と、
前記第２積層体の上に、支柱部パターン及び前記支柱部パターンから延出する活性部パターンを有するマスクパターンを形成する第７工程と、
前記マスクパターンをマスクとして、前記第２積層体を積層方向にエッチングすると共に、前記活性部パターンの最も下に位置する前記下部電極層の下側の前記基板の表面部分を除去して、支柱部と、前記支柱部から延出する活性部積層体を形成する第８工程と、
前記活性部積層体の上に、更に、上部電極層を形成する第９工程と、
前記活性部積層体における前記犠牲層の部分をエッチングする第１０工程と、
を備えるセンサの製造方法。 (Appendix 8)
On the board,
A first step of forming a lower electrode layer;
A second step of forming a dielectric layer on the lower electrode layer;
A third step of forming an upper electrode layer on the dielectric layer;
A fourth step of forming a sacrificial layer on the upper electrode layer;
The plurality of lower electrode layers, the plurality of dielectric layers, and the plurality of upper electrodes are repeated on the sacrificial layer formed in the fourth step by repeating the first to fourth steps. A fifth step of forming a first stacked body in which a layer and a plurality of the sacrificial layers are stacked;
The plurality of lower electrode layers, the plurality of dielectric layers, the plurality of upper electrode layers, and the plurality of sacrificial layers are repeated on the first stacked body by repeating the first step to the second step. A sixth step of forming a second laminate in which the layers are laminated;
A seventh step of forming a mask pattern having a support part pattern and an active part pattern extending from the support part pattern on the second stacked body;
Using the mask pattern as a mask, the second stacked body is etched in the stacking direction, and the surface portion of the substrate on the lower side of the lower electrode layer located at the bottom of the active portion pattern is removed. And an eighth step of forming an active part laminate extending from the support part,
A ninth step of further forming an upper electrode layer on the active part laminate;
A tenth step of etching a portion of the sacrificial layer in the active part laminate;
A method for manufacturing a sensor comprising:

１センサ
１０活性部
１１下部電極層
１２誘電体層
１３上部電極層
１４支持層
２０支柱部
２１ａ、２１ｂビアホール
２２ａ、２２ｂビア導伝体
２３第１出力端子
２４第２出力端子
３０基板部
４０基板
４１犠牲層
４２第１積層体
４３第２積層体
４４マスクパターン
４４ａ支柱部パターン
４４ｂ活性部パターン
４４ｃ開口部
４５活性部積層体
４６マスク層
４７導伝層
４８センサ連続体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor 10 Active part 11 Lower electrode layer 12 Dielectric layer 13 Upper electrode layer 14 Support layer 20 Support | pillar part 21a, 21b Via hole 22a, 22b Via conductor 23 First output terminal 24 Second output terminal 30 Substrate part 40 Substrate 41 Sacrificial layer 42 1st laminated body 43 2nd laminated body 44 Mask pattern 44a Support | pillar part pattern 44b Active part pattern 44c Opening part 45 Active part laminated body 46 Mask layer 47 Conductive layer 48 Sensor continuum

Claims

On the board,
A first step of forming a lower electrode layer;
A second step of forming a dielectric layer on the lower electrode layer;
A third step of forming an upper electrode layer on the dielectric layer;
A fourth step of forming a sacrificial layer on the upper electrode layer;
The plurality of lower electrode layers, the plurality of dielectric layers, and the plurality of upper electrodes are repeated on the sacrificial layer formed in the fourth step by repeating the first to fourth steps. A fifth step of forming a first stacked body in which a layer and a plurality of the sacrificial layers are stacked;
The plurality of lower electrode layers, the plurality of dielectric layers, the plurality of upper electrode layers, and the plurality of sacrificial layers are repeated on the first stacked body by repeating the first step to the second step. A sixth step of forming a second laminate in which the layers are laminated;
A seventh step of forming a mask pattern having a support part pattern and an active part pattern extending from the support part pattern on the second stacked body;
Using the mask pattern as a mask, the second stacked body is etched in the stacking direction, and the surface portion of the substrate on the lower side of the lower electrode layer located at the bottom of the active portion pattern is removed. And an eighth step of forming an active part laminate extending from the support part,
A ninth step of further forming an upper electrode layer on the active part laminate;
A tenth step of etching a portion of the sacrificial layer in the active part laminate;
A method for manufacturing a sensor comprising: