JP5824385B2 - 静電容量型物理量センサとその製造方法 - Google Patents
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Description
前記可動部、前記可動部の周囲に広がる接合領域、及びベース基板から離れる方向に突出する凸部を前記周縁部に備える前記絶縁層、を有する第1シリコン基板を形成する工程(a)と、
前記ベース基板となる第2シリコン基板を用意し、前記可動部と前記ベース基板との間に間隔を空けると共に前記可動部と前記ベース基板とを対向させて、前記第1シリコン基板と前記第2シリコン基板とを前記絶縁層を介して接合する工程(b)と、
前記センサ基板を前記ベース基板の外周側面よりも内側に残した状態で、前記接合領域の不要部分を除去して、前記周縁部が前記凸部の全体を覆うように形成する工程(c)と、
を含むことを特徴とする。
図1、図2、及び図3に示す静電容量型物理量センサ1は、シリコン基板から形成されたセンサ基板11と、シリコン基板から形成されたベース基板12と、センサ基板11とベース基板12とを接合する絶縁層13と、を有して構成されている。
本実施形態では、図12に示すように、可動部14は、ベース基板12との対向面14aの全体がベース基板12から離れる方向(Z1方向)に凹む薄肉部18を有して構成されている。
本実施形態では、図13に示すように、可動部14は、周縁部15よりもベース基板12との対向面14aが、ベース基板12から離れる方向(Z1方向)に凹む薄肉部18を有して構成されている。また、可動部14の中央には、対向面14aが薄肉部18よりもベース基板12に近づく方向(Z2方向)に突出する厚肉部19が形成されている。すなわち図13に示す可動部14は略中央に厚肉部19があり、その周囲に対向面14aが凹んだリング状の薄肉部18が形成された構造である。図13に示すように可動部14に薄肉部18を設けることで、可動部14を高さ方向(Z)に変位させやすい。また薄肉部18よりもベース基板12に近づく方向に突出する厚肉部19を設けたことで、可動部14とベース基板12と間の間隔17が、厚肉部19の位置で狭くなる。
本実施形態では、図14に示すように、可動部14は、周縁部15よりもベース基板12との対向面14aが、ベース基板12から離れる方向(Z1方向)に凹む薄肉部18を有して構成されている。また、可動部14の中央には、ベース基板12から離れる方向(Z1方向)に凹む第2の薄肉部20が形成されている。そして、薄肉部18と第2の薄肉部20との間に、対向面14aが薄肉部18よりもベース基板12に近づく方向(Z2方向)に突出する厚肉部19が形成されている。すなわち図14に示す可動部14は略中央に第2の薄肉部20があり、その周囲にリング状に厚肉部19、更にその周囲にリング状に薄肉部18が形成された構造である。
11 センサ基板
11a センサ基板の外周側面
12 ベース基板
12a ベース基板の外周側面
13、33、34 絶縁層
14 可動部
15 周縁部
16 凸部
16a 頂部
16b 内周側部
16c 外周側部
16d 薄肉絶縁層
16e 空洞
17 間隔
18 薄肉部
19 厚肉部
20 第2の薄肉部
21 延出表面
22 第1端子部
23 第2端子部
24 引き出し配線層
25 第1電極パッド
26 分離層
27 コンタクトホール
28 第2電極パッド
30 第1シリコン基板
31、35、41、42 レジスト層
32 凹部
40 第2シリコン基板
Claims (21)
- 物理量を検知するセンサ基板と、
前記センサ基板に接合されるベース基板と、
前記センサ基板と前記ベース基板を接合する絶縁層と、を有して構成され、
前記センサ基板が、変位が可能な可動部と、前記可動部の周囲に位置し前記ベース基板と前記絶縁層を介して接合される周縁部と、を有し、
前記可動部と前記ベース基板との間の静電容量の変化に基づき前記物理量を検知可能とし、
前記絶縁層が前記ベース基板から離れる方向に突出する凸部を有し、前記凸部の全体が前記周縁部に覆われていることを特徴とする静電容量型物理量センサ。 - 前記凸部が、前記センサ基板の外周に沿って設けられていることを特徴とする請求項1に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記凸部が、前記ベース基板から離れる方向に凹む凹部、または空洞を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記センサ基板が前記ベース基板の外周側面よりも内側に形成されてなり、
前記絶縁層が、前記周縁部と前記ベース基板との間から、前記ベース基板の表面であって、少なくとも前記センサ基板の周囲に、はみ出して形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の静電容量型物理量センサ。 - 前記絶縁層が、前記周縁部と前記ベース基板との間から、前記ベース基板の外周側面と前記センサ基板の周囲との間に位置する前記ベース基板の延出表面の全域にかけて形成されていることを特徴とする請求項4に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記ベース基板と前記凹部の内面とを前記ベース基板に直交する方向に隔てる最大距離が、前記凸部に位置しない前記絶縁層の厚さより大きいことを特徴とする請求項3に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記可動部が、前記ベース基板と対向する面に、前記周縁部よりも前記ベース基板から離れる方向に凹む薄肉部を有していることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記可動部が、前記ベース基板と対向する面に、該面と平行する方向で前記薄肉部の内側に位置すると共に前記ベース基板に近づく方向に突出する厚肉部を有していることを特徴とする請求項7に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記可動部が、前記ベース基板と対向する面に、該面と平行する方向で前記厚肉部の内側に位置すると共に前記厚肉部よりも前記ベース基板から離れる方向に凹む第2の薄肉部を有していることを特徴とする請求項8に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記絶縁層が、前記センサ基板の外周側面よりはみ出さずに形成されていることを特徴とする請求項1に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記センサ基板及び前記ベース基板がシリコン基板を有してなると共に、前記絶縁層が前記センサ基板を構成する前記シリコン基板を熱酸化したものであることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の静電容量型物理量センサ。
- 前記ベース基板の表面には、前記センサ基板と共に第1端子部及び第2端子部が設けられ、前記第1端子部は、前記センサ基板の前記周縁部から前記シリコン基板により一体となって引き出された部分を備えて前記ベース基板と前記絶縁層を介して形成されており、前記第2端子部は、前記センサ基板から分離され前記ベース基板と前記絶縁層を介して形成された前記シリコン基板からなる分離層と、前記分離層及び前記絶縁層を貫通し前記ベース基板の表面に通じるコンタクトホール内に設けられ前記ベース基板と電気的に接続される電極パッドとを有することを特徴とする請求項11に記載の静電容量型物理量センサ。
- 物理量を検知するセンサ基板と、
前記センサ基板に接合されるベース基板と、
前記センサ基板と前記ベース基板を接合する絶縁層と、を有して構成され、
前記センサ基板が、変位が可能な可動部と、前記可動部の周囲に位置し前記ベース基板と前記絶縁層を介して接合される周縁部と、を有し、
前記可動部と前記ベース基板との間の静電容量の変化に基づき前記物理量を検知可能とし、
前記絶縁層が前記ベース基板から離れる方向に突出する凸部を有し、前記凸部の全体が前記周縁部に覆われている静電容量型物理量センサの製造方法であって、
前記可動部、前記可動部の周囲に広がる接合領域、及びベース基板から離れる方向に突出する凸部を前記周縁部に備える前記絶縁層、を有する第1シリコン基板を形成する工程(a)と、
前記ベース基板となる第2シリコン基板を用意し、前記可動部と前記ベース基板との間に間隔を空けると共に前記可動部と前記ベース基板とを対向させて、前記第1シリコン基板と前記第2シリコン基板とを前記絶縁層を介して接合する工程(b)と、
前記センサ基板を前記ベース基板の外周側面よりも内側に残した状態で、前記接合領域の不要部分を除去して、前記周縁部が前記凸部の全体を覆うように形成する工程(c)と、
を含むことを特徴とする静電容量型物理量センサの製造方法。 - 前記工程(c)において、前記絶縁層を、前記ベース基板の表面であって前記センサ基板の外周にはみ出すように残すことを特徴とする請求項13に記載の静電容量型物理量センサの製造方法。
- 前記工程(c)において、前記絶縁層を、前記ベース基板の外周側面と前記センサ基板の周囲との間に位置する前記ベース基板の延出表面の全域に残すことを特徴とする請求項14に記載の静電容量型物理量センサの製造方法。
- 前記工程(a)において、前記第1シリコン基板の前記周縁部となる部分に凹む凹部を形成した後に、前記第1シリコン基板を熱酸化して、前記周縁部となる部分に前記凸部を有する前記絶縁層を形成することを特徴とする請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の静電容量型物理量センサの製造方法。
- 前記工程(b)において、前記第1シリコン基板と前記第2シリコン基板とをシリコンフュージョンボンディングにより接合することを特徴とする請求項13から請求項16のいずれか1項に記載の静電容量型物理量センサの製造方法。
- 前記工程(a)において、前記可動部に、前記第1シリコン基板の表面を除去して該表面から離れる方向に凹む薄肉部を形成することを特徴とする請求項13から請求項17のいずれか1項に記載の静電容量型物理量センサの製造方法。
- 前記工程(a)において、前記第1シリコン基板の前記表面と平行する方向で前記薄肉部の内側に位置すると共に前記薄肉部の表面から突出する厚肉部を残すことを特徴とする請求項18に記載の静電容量型物理量センサの製造方法。
- 前記工程(a)において、前記第1シリコン基板の前記表面と平行する方向で前記厚肉部の内側に位置すると共に前記厚肉部の表面を除去して該表面から離れる方向に凹む第2の薄肉部を形成することを特徴とする請求項19に記載の静電容量型物理量センサの製造方法。
- 前記第1シリコン基板の不要部分を除去する際、前記センサ基板と、前記ベース基板の表面に前記センサ基板の前記周縁部から一体となって引き出された引き出し配線層と、前記センサ基板から分離された分離層と、を残し、
前記第1シリコン基板の不要部分を除去する工程(c)の前後であって、前記第1シリコン基板と前記第2シリコン基板とを前記絶縁層を介して接合する工程(b)以後に、前記分離層の位置に、前記分離層及び前記絶縁層を貫通して前記第2シリコン基板からなる前記ベース基板の表面にまで通じるコンタクトホールを形成する工程と、
前記引き出し配線層の表面及び前記コンタクトホール内に電極パッドを形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項13から請求項20のいずれか1項に記載の静電容量型物理量センサの製造方法。
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JP2012042606A JP5824385B2 (ja) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | 静電容量型物理量センサとその製造方法 |
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