JPH07167725A - 静電容量型圧力センサとその製造方法 - Google Patents
静電容量型圧力センサとその製造方法Info
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- JPH07167725A JPH07167725A JP31303293A JP31303293A JPH07167725A JP H07167725 A JPH07167725 A JP H07167725A JP 31303293 A JP31303293 A JP 31303293A JP 31303293 A JP31303293 A JP 31303293A JP H07167725 A JPH07167725 A JP H07167725A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造工程を短縮し、寸法精度を向上させ、製
品特性を安定化させる。 【構成】 ダイアフラム１は単結晶シリコン基板にレジ
ストマスクを形成し、一方の面からのエッチングで凹部
４、薄肉部５、厚肉部６を形成することにより作られ
る。厚肉部６の厚さは元のシリコン基板と同じ厚さであ
る。厚肉部６を従来品より厚くしたので圧力印加による
変形が殆どなく、電極９との平行度が維持され、容量が
安定する。薄肉部５、厚肉部６から成る感圧部に対向す
る電極９は上部ガラス板の凹部に形成する。台座ガラス
板３の凹部１１は厚肉部６の可動範囲を設定し、定格以
上の圧力印加でダイアフラム１が破壊するのを防ぐ。ダ
イアフラム１は一方の面からのみのエッチングで形成さ
れるので薄肉部５、厚肉部６の寸法制御が容易になり、
寸法精度が向上し製品特性が安定すると同時に製造工程
が大幅に短縮され、製造歩留りも向上する。
品特性を安定化させる。 【構成】 ダイアフラム１は単結晶シリコン基板にレジ
ストマスクを形成し、一方の面からのエッチングで凹部
４、薄肉部５、厚肉部６を形成することにより作られ
る。厚肉部６の厚さは元のシリコン基板と同じ厚さであ
る。厚肉部６を従来品より厚くしたので圧力印加による
変形が殆どなく、電極９との平行度が維持され、容量が
安定する。薄肉部５、厚肉部６から成る感圧部に対向す
る電極９は上部ガラス板の凹部に形成する。台座ガラス
板３の凹部１１は厚肉部６の可動範囲を設定し、定格以
上の圧力印加でダイアフラム１が破壊するのを防ぐ。ダ
イアフラム１は一方の面からのみのエッチングで形成さ
れるので薄肉部５、厚肉部６の寸法制御が容易になり、
寸法精度が向上し製品特性が安定すると同時に製造工程
が大幅に短縮され、製造歩留りも向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン基板を用いた
静電容量型圧力センサに関する。
静電容量型圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンを用いた圧力センサは、シリコ
ン基板の一部をエッチングして感圧ダイアフラムとし、
感圧部に向い合う部分に電極を設けたガラス板を設けて
ダイアフラムと電極との間にコンデンサを形成し、圧力
変化に伴う容量の変化を検出するように構成されてい
る。
ン基板の一部をエッチングして感圧ダイアフラムとし、
感圧部に向い合う部分に電極を設けたガラス板を設けて
ダイアフラムと電極との間にコンデンサを形成し、圧力
変化に伴う容量の変化を検出するように構成されてい
る。
【０００３】しかしながら、ダイアフラムの感圧部は広
く薄肉に形成されているので過大な圧力が加わると破壊
してしまうという問題があり、感圧部の薄肉部中央付近
に厚肉部を設けて強度改善をする構造が提案されてい
る。
く薄肉に形成されているので過大な圧力が加わると破壊
してしまうという問題があり、感圧部の薄肉部中央付近
に厚肉部を設けて強度改善をする構造が提案されてい
る。
【０００４】図５は従来の静電容量型圧力センサの一例
の断面図である。
の断面図である。
【０００５】この圧力センサは、実開平４−１３３４５
８号公報に開示されたものであって、ダイアフラム４０
は単結晶シリコン基板をエッチングして一面に凹部４
３，薄肉部４４，厚肉部４５を形成し、他面に凹部４６
を形成して感圧部とする構造になっている。
８号公報に開示されたものであって、ダイアフラム４０
は単結晶シリコン基板をエッチングして一面に凹部４
３，薄肉部４４，厚肉部４５を形成し、他面に凹部４６
を形成して感圧部とする構造になっている。
【０００６】上部ガラス板４１にはダイアフラム４０の
感圧部に向い合う領域に電極４７が形成され、また凹部
４６と電極４７との間に形成される空洞に連絡する通気
孔４９が形成されている。
感圧部に向い合う領域に電極４７が形成され、また凹部
４６と電極４７との間に形成される空洞に連絡する通気
孔４９が形成されている。
【０００７】台座ガラス板４２にはダイアフラム４０の
感圧部に向い合う突出部４８と、この突出部４８と感圧
部との間に形成される空洞に連結する通気孔５０とが形
成される。
感圧部に向い合う突出部４８と、この突出部４８と感圧
部との間に形成される空洞に連結する通気孔５０とが形
成される。
【０００８】ダイアフラム４０は、Ｐ型またはＮ型の不
純物を高濃度に含有した高伝導度の単結晶シリコン基板
で造られ、コンデンサの一方の電極を構成しており、電
極４７がコンデンサの他方の電極を構成している。通気
孔４９を通ってくる流体の圧力によりダイアフラム４０
の感圧部が電極４７に近寄ったり離れたりすることによ
り容量が変化する。この容量を検出して圧力を算出す
る。この圧力センサは、定格以上の圧力がかかった時、
厚肉部４５が台座ガラス板４２の突出部４８に突き当た
り、ダイアフラム４０はそれ以上の変形をしないので、
定格以上の圧力がかかっても破壊を免れるという利点を
有している。
純物を高濃度に含有した高伝導度の単結晶シリコン基板
で造られ、コンデンサの一方の電極を構成しており、電
極４７がコンデンサの他方の電極を構成している。通気
孔４９を通ってくる流体の圧力によりダイアフラム４０
の感圧部が電極４７に近寄ったり離れたりすることによ
り容量が変化する。この容量を検出して圧力を算出す
る。この圧力センサは、定格以上の圧力がかかった時、
厚肉部４５が台座ガラス板４２の突出部４８に突き当た
り、ダイアフラム４０はそれ以上の変形をしないので、
定格以上の圧力がかかっても破壊を免れるという利点を
有している。
【０００９】図６は図５のダイアフラムの製造方法を説
明するための工程順に示した断面図である。
明するための工程順に示した断面図である。
【００１０】まず、（ａ）図に示すように、主面が（１
００）面の単結晶でＰ型またはＮ型の不純物を高濃度に
含有するシリコン基板５１の下面に耐エッチング性の異
なるレジストマスク５２，５３を設け、上面にレジスト
マスク５４を形成する。耐エッチング性の異なるレジス
ト材として、例えばSiO2とSi3N4 とが挙げられる。例え
ば、レジストマスク５２にSiO2を使用し、レジストマス
ク５３，５４にSi3N4を使用する。ホトレジストを用い
るリソグラフィ技術によって感圧部形成領域に対応する
領域のレジストマスク５３に開口５５を形成する。再び
ホトレジストを用いて感圧部の厚肉部形成領域に対応す
る領域のレジストマスク５２を残すように開口５６を形
成する。この時、レジストマスク５４はホトレジストを
被覆して保護しておく。
００）面の単結晶でＰ型またはＮ型の不純物を高濃度に
含有するシリコン基板５１の下面に耐エッチング性の異
なるレジストマスク５２，５３を設け、上面にレジスト
マスク５４を形成する。耐エッチング性の異なるレジス
ト材として、例えばSiO2とSi3N4 とが挙げられる。例え
ば、レジストマスク５２にSiO2を使用し、レジストマス
ク５３，５４にSi3N4を使用する。ホトレジストを用い
るリソグラフィ技術によって感圧部形成領域に対応する
領域のレジストマスク５３に開口５５を形成する。再び
ホトレジストを用いて感圧部の厚肉部形成領域に対応す
る領域のレジストマスク５２を残すように開口５６を形
成する。この時、レジストマスク５４はホトレジストを
被覆して保護しておく。
【００１１】次に、（ｂ）図に示すように、開口５６を
通してシリコン基板５１を異方性エッチングして凹部４
３を形成する。凹部４３の深さは、薄肉部４４と厚肉部
４５との厚さの差にする。
通してシリコン基板５１を異方性エッチングして凹部４
３を形成する。凹部４３の深さは、薄肉部４４と厚肉部
４５との厚さの差にする。
【００１２】次に、（ｃ）図に示すように、開口５５内
のレジストマスク５２を除去し、シリコン基板５１をエ
ッチングする。このエッチングは、薄肉部４４の厚さが
所定厚さになるまで行う。この時、厚肉部４５もエッチ
ングされ、厚肉部４５の下面はシリコン基板５１の下面
よりも引込むことになる。
のレジストマスク５２を除去し、シリコン基板５１をエ
ッチングする。このエッチングは、薄肉部４４の厚さが
所定厚さになるまで行う。この時、厚肉部４５もエッチ
ングされ、厚肉部４５の下面はシリコン基板５１の下面
よりも引込むことになる。
【００１３】次に、（ｄ）図に示すように、シリコン基
板５１の下面とレジストマスク５２，５３の表面をホト
レジストなどのレジストマスク５７で覆い、ホトレジス
トを用いるリソグラフィ技術によりレジストマスク５４
に開口５８を形成する。
板５１の下面とレジストマスク５２，５３の表面をホト
レジストなどのレジストマスク５７で覆い、ホトレジス
トを用いるリソグラフィ技術によりレジストマスク５４
に開口５８を形成する。
【００１４】次に、（ｅ）図に示すように、開口５８を
通してシリコン基板５１をエッチングして浅い凹部４６
を形成する。
通してシリコン基板５１をエッチングして浅い凹部４６
を形成する。
【００１５】次に、（ｆ）図に示すように、レジストマ
スク５２〜５４，５７を除去し、ダイアフラム４０を得
る。
スク５２〜５４，５７を除去し、ダイアフラム４０を得
る。
【００１６】図７は図５の上部ガラス板の製造方法を説
明するための工程順に示した断面図である。
明するための工程順に示した断面図である。
【００１７】まず、（ａ）図に示すように、上部ガラス
板４１の両面にホトレジスト等でレジストマスク６１，
６２を設け、レジストマスク６１に通気孔形成用の開口
６３を設ける。
板４１の両面にホトレジスト等でレジストマスク６１，
６２を設け、レジストマスク６１に通気孔形成用の開口
６３を設ける。
【００１８】次に、（ｂ）図に示すように、開口６３を
通して上部ガラス板４１をエッチングして通気孔４９を
形成する。
通して上部ガラス板４１をエッチングして通気孔４９を
形成する。
【００１９】次に、（ｃ）図に示すように、レジストマ
スク６１，６２を除去し、ダイアフラム４０の凹部４６
に向い合う面に金属の蒸着、選択エッチングを行って電
極４７を形成する。これにより図５の上部ガラス板４１
が得られる。
スク６１，６２を除去し、ダイアフラム４０の凹部４６
に向い合う面に金属の蒸着、選択エッチングを行って電
極４７を形成する。これにより図５の上部ガラス板４１
が得られる。
【００２０】図８は図５の台座ガラス板の製造方法を説
明するための工程順に示した断面図である。
明するための工程順に示した断面図である。
【００２１】まず、（ａ）図に示すように、台座ガラス
板４２の両面をホトレジスト等のレジストマスク７１，
７２で覆い、レジストマスク７１を露光現像して突出部
４８を形成する領域の上にレジストマスク７１を残す。
台座ガラス板４２をエッチングして突出部４８を形成す
る。
板４２の両面をホトレジスト等のレジストマスク７１，
７２で覆い、レジストマスク７１を露光現像して突出部
４８を形成する領域の上にレジストマスク７１を残す。
台座ガラス板４２をエッチングして突出部４８を形成す
る。
【００２２】次に、（ｂ）図に示すように、レジストマ
スク７１，７２を除去し、台座ガラス板４２の両面に新
しくホトレジスト等のレジストマスク７３，７４を設
け、露光現像してレジストマスク７３に通気孔形成用の
開口を設け、この開口を通して台座ガラス板４２をエッ
チングして通気孔５０を形成する。
スク７１，７２を除去し、台座ガラス板４２の両面に新
しくホトレジスト等のレジストマスク７３，７４を設
け、露光現像してレジストマスク７３に通気孔形成用の
開口を設け、この開口を通して台座ガラス板４２をエッ
チングして通気孔５０を形成する。
【００２３】次に、（ｃ）図に示すように、レジストマ
スク７３，７４を除去し、台座ガラス板４２を得る。
スク７３，７４を除去し、台座ガラス板４２を得る。
【００２４】このようにして製造されたダイアフラム４
０，上部ガラス板４１，台座ガラス板４２を重ねて位置
合わせして陽極接合法などにより貼合わせることにより
図５に示す圧力センサが製造される。
０，上部ガラス板４１，台座ガラス板４２を重ねて位置
合わせして陽極接合法などにより貼合わせることにより
図５に示す圧力センサが製造される。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の圧
力センサは、定格以上の圧力を受けても破壊から免れる
という利点があるが、製造工程が長く、精度よく加工す
ることが難しいという問題がある。シリコン基板は非常
に脆いもので、少しの衝撃を受けても簡単に破壊するか
ら製造工程が長いと製品歩留りも悪くなる。また、薄肉
部４４と厚肉部４５の形成を２回のエッチングを行って
形成するため寸法精度の制御が難しく手間がかかってい
ること、電極４７に向い合う面もエッチングして凹部４
６を形成するため工程が余分に加わっている上に薄肉部
４４形成で壊れやすくなっているシリコン基板５１を加
工するのは難しいという問題がある。凹部４６を先に形
成し、後から薄肉部４４、厚肉部４５を形成しても加工
の難しさ、歩留りには大差はない。
力センサは、定格以上の圧力を受けても破壊から免れる
という利点があるが、製造工程が長く、精度よく加工す
ることが難しいという問題がある。シリコン基板は非常
に脆いもので、少しの衝撃を受けても簡単に破壊するか
ら製造工程が長いと製品歩留りも悪くなる。また、薄肉
部４４と厚肉部４５の形成を２回のエッチングを行って
形成するため寸法精度の制御が難しく手間がかかってい
ること、電極４７に向い合う面もエッチングして凹部４
６を形成するため工程が余分に加わっている上に薄肉部
４４形成で壊れやすくなっているシリコン基板５１を加
工するのは難しいという問題がある。凹部４６を先に形
成し、後から薄肉部４４、厚肉部４５を形成しても加工
の難しさ、歩留りには大差はない。
【００２６】本発明の目的は、工程を短縮し、寸法精度
を向上させることが容易な構造を有し、製品特性が安定
な静電容量型圧力センサとその製造方法を提供すること
にある。
を向上させることが容易な構造を有し、製品特性が安定
な静電容量型圧力センサとその製造方法を提供すること
にある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明の静電容量型圧力
センサは、シリコン基板に設けられた薄肉部と厚肉部と
から成る感圧部を有するダイアフラムと、前記ダイアフ
ラムの上面に取付けられ前記感圧部に間隔をおいて対向
する電極と前記間隔に連結する通気孔を有する上部ガラ
ス板と、前記ダイアフラムの下面に取付けられ前記感圧
部との間に形成される空洞に連結する通気孔を有する台
座ガラス板とを備えて構成される静電容量型圧力センサ
において、前記感圧部の厚肉部が前記シリコン基板の厚
さと同じ厚さを有し、前記電極が形成されている部分の
前記上部ガラス板に凹部が設けられて前記感圧部と前記
電極との間に空洞が形成され、前記厚肉部に向い合う台
座ガラス板面の部分に前記通気孔に連絡する凹部が形成
されていることを特徴とする。
センサは、シリコン基板に設けられた薄肉部と厚肉部と
から成る感圧部を有するダイアフラムと、前記ダイアフ
ラムの上面に取付けられ前記感圧部に間隔をおいて対向
する電極と前記間隔に連結する通気孔を有する上部ガラ
ス板と、前記ダイアフラムの下面に取付けられ前記感圧
部との間に形成される空洞に連結する通気孔を有する台
座ガラス板とを備えて構成される静電容量型圧力センサ
において、前記感圧部の厚肉部が前記シリコン基板の厚
さと同じ厚さを有し、前記電極が形成されている部分の
前記上部ガラス板に凹部が設けられて前記感圧部と前記
電極との間に空洞が形成され、前記厚肉部に向い合う台
座ガラス板面の部分に前記通気孔に連絡する凹部が形成
されていることを特徴とする。
【００２８】本発明の静電容量型圧力センサの製造方法
は、（Ａ）シリコン基板の両面に耐エッチング性のレジ
ストマスクを設け、その一面の所定位置に開口を設ける
工程と、前記開口からエッチングして前記シリコン基板
に凹部を形成することにより薄肉部と厚肉部とから成る
感圧部を形成する工程と、前記レジストマスクを除去す
る工程とを備えたダイアフラム形成工程、（Ｂ）ガラス
板の両面に耐エッチング性のレジストマスクを設け、前
記ダイアフラムの感圧部に向い合う領域及び通気孔形成
場所のレジストマスクに開口を設ける工程と、前記開口
を通して前記ガラスをエッチングして前記感圧部に向い
合う領域に凹部を形成し前記通気孔形成場所に通気孔を
形成する工程と、前記レジストマスクを除去する工程
と、前記凹部に電極を形成する工程とを備えた上部ガラ
ス板形成工程、（Ｃ）ガラス板の一面に耐エッチング性
の異なる第１及び第２のレジストマスクを積層し他面に
第３のレジストマスクを形成する工程と、前記第２のレ
ジストマスクの前記感圧部に向い合う領域に第１開口を
形成し該第１開口内の第１のレジストマスクに通気孔形
成用の第２開口を設ける工程と、前記第２開口を通して
前記ガラス板をエッチングして通気孔を形成する工程
と、前記第１開口内に露出している第１のレジストマス
クを除去する工程と、前記第１開口を通して前記ガラス
板をエッチングして浅い凹部を形成する工程とを備えた
台座ガラス板形成工程、（Ｄ）前記ダイアフラムの上面
に前記上部ガラス板を前記感圧部と前記電極とが向い合
うように位置合わせして貼合わせる工程と、前記ダイア
フラムの下面に前記台座ガラス板を前記感圧部と前記凹
部とが向い合うように位置合わせして貼合わせる工程を
備えたことを特徴とする。
は、（Ａ）シリコン基板の両面に耐エッチング性のレジ
ストマスクを設け、その一面の所定位置に開口を設ける
工程と、前記開口からエッチングして前記シリコン基板
に凹部を形成することにより薄肉部と厚肉部とから成る
感圧部を形成する工程と、前記レジストマスクを除去す
る工程とを備えたダイアフラム形成工程、（Ｂ）ガラス
板の両面に耐エッチング性のレジストマスクを設け、前
記ダイアフラムの感圧部に向い合う領域及び通気孔形成
場所のレジストマスクに開口を設ける工程と、前記開口
を通して前記ガラスをエッチングして前記感圧部に向い
合う領域に凹部を形成し前記通気孔形成場所に通気孔を
形成する工程と、前記レジストマスクを除去する工程
と、前記凹部に電極を形成する工程とを備えた上部ガラ
ス板形成工程、（Ｃ）ガラス板の一面に耐エッチング性
の異なる第１及び第２のレジストマスクを積層し他面に
第３のレジストマスクを形成する工程と、前記第２のレ
ジストマスクの前記感圧部に向い合う領域に第１開口を
形成し該第１開口内の第１のレジストマスクに通気孔形
成用の第２開口を設ける工程と、前記第２開口を通して
前記ガラス板をエッチングして通気孔を形成する工程
と、前記第１開口内に露出している第１のレジストマス
クを除去する工程と、前記第１開口を通して前記ガラス
板をエッチングして浅い凹部を形成する工程とを備えた
台座ガラス板形成工程、（Ｄ）前記ダイアフラムの上面
に前記上部ガラス板を前記感圧部と前記電極とが向い合
うように位置合わせして貼合わせる工程と、前記ダイア
フラムの下面に前記台座ガラス板を前記感圧部と前記凹
部とが向い合うように位置合わせして貼合わせる工程を
備えたことを特徴とする。
【００２９】
【作用】ダイアフラムの厚肉部は、ダイアフラムを構成
しているシリコン基板と同じ厚さに形成され、従来品よ
りも厚くなっている。従って、圧力を受けた時、厚肉部
が殆ど変形せず、電極との平行度が保たれ、感度が安定
する。また、薄肉部はシリコン基板の一面からのエッチ
ングで形成されるから、従来品のような両面からのエッ
チングによる形成に比べて寸法の制御が容易になり、位
置ずれもなくなり寸法精度が向上し、従って感度が安定
し、製造歩留りが向上する。
しているシリコン基板と同じ厚さに形成され、従来品よ
りも厚くなっている。従って、圧力を受けた時、厚肉部
が殆ど変形せず、電極との平行度が保たれ、感度が安定
する。また、薄肉部はシリコン基板の一面からのエッチ
ングで形成されるから、従来品のような両面からのエッ
チングによる形成に比べて寸法の制御が容易になり、位
置ずれもなくなり寸法精度が向上し、従って感度が安定
し、製造歩留りが向上する。
【００３０】また、本発明の製造方法によれば、加工が
難しいダイアフラム製造工程が短く、かつ単純になり製
造が容易になり、寸法精度が向上する。上部ガラス板の
製造工程は少し増えるが、台座ガラス板の加工工程は逆
に短縮され、ガラス加工全体から見れば殆ど変わらず、
圧力センサ製造の全工程は大きく短縮される。
難しいダイアフラム製造工程が短く、かつ単純になり製
造が容易になり、寸法精度が向上する。上部ガラス板の
製造工程は少し増えるが、台座ガラス板の加工工程は逆
に短縮され、ガラス加工全体から見れば殆ど変わらず、
圧力センサ製造の全工程は大きく短縮される。
【００３１】
【実施例】図１は本発明の一実施例の断面図である。
【００３２】ダイアフラム１は、結晶方位が〔１００〕
である主面を有する高伝導度の単結晶シリコン基板を一
方の面からのエッチングにより薄肉部５と厚肉部６、凹
部４を形成することにより製造される。厚肉部５は、シ
リコン基板の厚さと同じであるので、図５に示した従来
品の厚肉部４５に比べて充分に厚く、大きな圧力がかか
っても殆ど変形せず電極９とダイアフラム１との平行度
が安定に保たれ、感度が安定する。また、シリコン基板
の一方の面からのみのエッチングで形成されるので、薄
肉部６の厚さ制御が容易になり、寸法精度が向上する。
更に、電極９に向い合うダイアフラム１の面は何らの加
工も受けないので平面度が維持され電極９との平行度も
良くなる。
である主面を有する高伝導度の単結晶シリコン基板を一
方の面からのエッチングにより薄肉部５と厚肉部６、凹
部４を形成することにより製造される。厚肉部５は、シ
リコン基板の厚さと同じであるので、図５に示した従来
品の厚肉部４５に比べて充分に厚く、大きな圧力がかか
っても殆ど変形せず電極９とダイアフラム１との平行度
が安定に保たれ、感度が安定する。また、シリコン基板
の一方の面からのみのエッチングで形成されるので、薄
肉部６の厚さ制御が容易になり、寸法精度が向上する。
更に、電極９に向い合うダイアフラム１の面は何らの加
工も受けないので平面度が維持され電極９との平行度も
良くなる。
【００３３】上部ガラス板２は、薄肉部５と厚肉部６と
から成る感圧部に向い合う領域に凹部を形成し、そこに
電極９を設けてダイアフラム１との間に空洞７が形成さ
れ、この空洞７の通気孔として空洞８を形成することに
より作られる。
から成る感圧部に向い合う領域に凹部を形成し、そこに
電極９を設けてダイアフラム１との間に空洞７が形成さ
れ、この空洞７の通気孔として空洞８を形成することに
より作られる。
【００３４】台座ガラス板３は、ダイアフラム１の厚肉
部６の可動範囲を決める深さに凹部１１が形成され、凹
部１１に連絡する通気孔１０を形成する。定格以上の圧
力がかかると厚肉部６は凹部１１の底面に突き当たり、
それ以上は動かないからダイアフラム１が破壊すること
がないのは従来品と同じである。凹部１１の深さは、製
品定格をいくらにするかによって決定される。
部６の可動範囲を決める深さに凹部１１が形成され、凹
部１１に連絡する通気孔１０を形成する。定格以上の圧
力がかかると厚肉部６は凹部１１の底面に突き当たり、
それ以上は動かないからダイアフラム１が破壊すること
がないのは従来品と同じである。凹部１１の深さは、製
品定格をいくらにするかによって決定される。
【００３５】図２は図１のダイアフラムの製造方法を説
明するための工程順に示した断面図である。
明するための工程順に示した断面図である。
【００３６】まず、（ａ）図に示すように、結晶方位が
〔１００〕である主面を有する高伝導度の半結晶のシリ
コン基板１２の両面にレジストマスク１３，１４を設
け、ダイアフラムの薄肉部形成位置に開口１５をあけ
る。レジストマスクとしてホトレジスト、SiO2、Si3N4
等を任意に選択して使用することができる。図６で説明
した従来の製造方法では、シリコン基板下面のレジスト
マスクは二層にする必要があったが、本発明では一層で
良く、製造工程が短縮される。
〔１００〕である主面を有する高伝導度の半結晶のシリ
コン基板１２の両面にレジストマスク１３，１４を設
け、ダイアフラムの薄肉部形成位置に開口１５をあけ
る。レジストマスクとしてホトレジスト、SiO2、Si3N4
等を任意に選択して使用することができる。図６で説明
した従来の製造方法では、シリコン基板下面のレジスト
マスクは二層にする必要があったが、本発明では一層で
良く、製造工程が短縮される。
【００３７】次に、（ｂ）図に示すように、アルカリ系
のエッチング液で異方性エッチングを行い、凹部４、薄
肉部５、厚肉部６を同時に形成する。図６で説明した従
来の製造方法と比べてレジストマスク加工工程とエッチ
ング工程が大きく短縮されて製造が容易になる。また、
エッチングはシリコン基板１２の一方の面（下面）のみ
から行うので、従来の両面からのエッチングに比べて薄
肉部５の厚さの制御、厚肉部６の寸法の制御が容易にな
り、寸法精度が大きく向上する。シリコン基板は非常に
脆く、少しの衝撃で簡単に割れてしまうから、シリコン
基板の加工工程数が短ければ短い程製造歩留りが向上す
る。本発明によれば、作業工程数が低減されるばかりで
なく、寸法精度向上と製造歩留りとが向上するという効
果が得られる。
のエッチング液で異方性エッチングを行い、凹部４、薄
肉部５、厚肉部６を同時に形成する。図６で説明した従
来の製造方法と比べてレジストマスク加工工程とエッチ
ング工程が大きく短縮されて製造が容易になる。また、
エッチングはシリコン基板１２の一方の面（下面）のみ
から行うので、従来の両面からのエッチングに比べて薄
肉部５の厚さの制御、厚肉部６の寸法の制御が容易にな
り、寸法精度が大きく向上する。シリコン基板は非常に
脆く、少しの衝撃で簡単に割れてしまうから、シリコン
基板の加工工程数が短ければ短い程製造歩留りが向上す
る。本発明によれば、作業工程数が低減されるばかりで
なく、寸法精度向上と製造歩留りとが向上するという効
果が得られる。
【００３８】次に、（ｃ）図に示すように、レジストマ
スク１３，１４を除去することによりダイアフラム１を
得る。
スク１３，１４を除去することによりダイアフラム１を
得る。
【００３９】図３は図１の上部ガラスの製造方法を説明
するための工程順に示した断面図である。
するための工程順に示した断面図である。
【００４０】まず、（ａ）図に示すように、ガラス板２
０の上面にレジストマスク２１を、下面にレジストマス
ク２２，２３を設ける。ガラスのエッチングはフッ化水
素酸系のエッチング液を用いるので、レジストマスク材
は、このエッチング液に耐えるものであることが必要で
ある。また、レジストマスク２２と２３は、耐エッチン
グ性（耐現像液性を含む）が異なるものであることが必
要である。このようなレジスト材として、例えばポジ型
とネガ型のホトレジストがある。レジストマスク２２に
ポジ型ホトレジストを、レジストマスク２３にネガ型ホ
トレジストを用いるのも一つの方法であり、この逆の用
い方もできる。レジストマスク２１，２２，２３を形成
した後、空洞７，８を形成する領域のレジストマスク２
３に開口２４，２５を設け、更に開口２５のレジストマ
スク２２を除去し、ガラス板２０の表面を露出させる。
０の上面にレジストマスク２１を、下面にレジストマス
ク２２，２３を設ける。ガラスのエッチングはフッ化水
素酸系のエッチング液を用いるので、レジストマスク材
は、このエッチング液に耐えるものであることが必要で
ある。また、レジストマスク２２と２３は、耐エッチン
グ性（耐現像液性を含む）が異なるものであることが必
要である。このようなレジスト材として、例えばポジ型
とネガ型のホトレジストがある。レジストマスク２２に
ポジ型ホトレジストを、レジストマスク２３にネガ型ホ
トレジストを用いるのも一つの方法であり、この逆の用
い方もできる。レジストマスク２１，２２，２３を形成
した後、空洞７，８を形成する領域のレジストマスク２
３に開口２４，２５を設け、更に開口２５のレジストマ
スク２２を除去し、ガラス板２０の表面を露出させる。
【００４１】次に、（ｂ）図に示すように、開口２５を
通してエッチングを行い、凹部２６を形成する。
通してエッチングを行い、凹部２６を形成する。
【００４２】次に、（ｃ）図に示すように、開口２４の
レジストマスク２２を除去し、開口２４，２５を通して
エッチングして凹部２７を形成すると共に凹部２６を更
に深くエッチングする。従って、（ｂ）図に示す凹部２
６の深さは、最終深さから凹部２７の深さを引いた値に
調整しておく。
レジストマスク２２を除去し、開口２４，２５を通して
エッチングして凹部２７を形成すると共に凹部２６を更
に深くエッチングする。従って、（ｂ）図に示す凹部２
６の深さは、最終深さから凹部２７の深さを引いた値に
調整しておく。
【００４３】次に、（ｄ）図に示すように、レジストマ
スク２１〜２３を除去した後、金属の蒸着と選択除去に
より電極９を形成して上部ガラス板２を得る。
スク２１〜２３を除去した後、金属の蒸着と選択除去に
より電極９を形成して上部ガラス板２を得る。
【００４４】図４は図１の台座ガラス板の製造方法を説
明するための工程順に示した断面図である。
明するための工程順に示した断面図である。
【００４５】まず、（ａ）図に示すように、ガラス板３
０の上面にレジストマスク３１，３２を積層して設け、
下面にレジストマスク３３を設ける。レジストマスク３
１〜３３の材質は、上部ガラス板の製造に用いたものと
同じ材質のものを用いる。ダイアフラムの感圧部に対応
する領域のレジストマスク３２に第１開口３４を設け
る。第１開口３４内に通気孔１０を形成するための第２
開口３５をレジストマスク３１に形成する。
０の上面にレジストマスク３１，３２を積層して設け、
下面にレジストマスク３３を設ける。レジストマスク３
１〜３３の材質は、上部ガラス板の製造に用いたものと
同じ材質のものを用いる。ダイアフラムの感圧部に対応
する領域のレジストマスク３２に第１開口３４を設け
る。第１開口３４内に通気孔１０を形成するための第２
開口３５をレジストマスク３１に形成する。
【００４６】次に、（ｂ）図に示すように、第２開口３
５を通してガラス板のエッチングを行い、通気孔１０を
形成する。
５を通してガラス板のエッチングを行い、通気孔１０を
形成する。
【００４７】次に、（ｃ）図に示すように、第１開口３
４内に露出しているレジストマスク３１を除去する。ガ
ラス板３０をエッチングして凹部１１を形成する。この
時通気孔１０もエッチングされるから第２開口３５を形
成する時にこのことを見込んで寸法設定をしておかなく
てはならない。凹部１１は、厚肉部６を受け入れるに充
分な広さであることが必要であり、凹部１１の深さは、
製品定格から定められるものである。
４内に露出しているレジストマスク３１を除去する。ガ
ラス板３０をエッチングして凹部１１を形成する。この
時通気孔１０もエッチングされるから第２開口３５を形
成する時にこのことを見込んで寸法設定をしておかなく
てはならない。凹部１１は、厚肉部６を受け入れるに充
分な広さであることが必要であり、凹部１１の深さは、
製品定格から定められるものである。
【００４８】次に、（ｄ）図に示すように、レジストマ
スク３１〜３３を除去することにより台座ガラス３を得
る。
スク３１〜３３を除去することにより台座ガラス３を得
る。
【００４９】以上のようにして得られた上部ガラス板
２、ダイアフラム１、台座ガラス板３を重ね合わせ、位
置合わせして陽極接合することにより本発明の静電容量
型圧力センサが製造される。
２、ダイアフラム１、台座ガラス板３を重ね合わせ、位
置合わせして陽極接合することにより本発明の静電容量
型圧力センサが製造される。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、シリ
コン基板の一方の面からのみのエッチングを行ってダイ
アフラムを製造し、今までシリコン基板に行っていた加
工を上部ガラス板と台座ガラス板に移すことができるよ
うな構造にしたので、製造工程の短縮、作業工程数の低
減のみならず寸法精度の向上と製品特性の安定化が図れ
るという効果が得られる。
コン基板の一方の面からのみのエッチングを行ってダイ
アフラムを製造し、今までシリコン基板に行っていた加
工を上部ガラス板と台座ガラス板に移すことができるよ
うな構造にしたので、製造工程の短縮、作業工程数の低
減のみならず寸法精度の向上と製品特性の安定化が図れ
るという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例の断面図である。
【図２】図１のダイアフラムの製造方法を説明するため
の工程順に示した断面図である。
の工程順に示した断面図である。
【図３】図１の上部ガラスの製造方法を説明するための
工程順に示した断面図である。
工程順に示した断面図である。
【図４】図１の台座ガラスの製造方法を説明するための
工程順に示した断面図である。
工程順に示した断面図である。
【図５】従来の静電容量型圧力センサの一例の断面図で
ある。
ある。
【図６】図５のダイアフラムの製造方法を説明するため
の工程順に示した断面図である。
の工程順に示した断面図である。
【図７】図５の上部ガラス板の製造方法を説明するため
の工程順に示した断面図である。
の工程順に示した断面図である。
【図８】図５の台座ガラス板の製造方法を説明するため
の工程順に示した断面図である。
の工程順に示した断面図である。
１ ダイアフラム ２ 上部ガラス板 ３ 台座ガラス板 ４ 凹部 ５ 薄肉部 ６ 厚肉部 ７ 凹部 ８ 空洞 ９ 電極 １０ 通気孔 １１ 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/84 Ｚ 8932−4Ｍ
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン基板に設けられた薄肉部と厚肉
部とから成る感圧部を有するダイアフラムと、前記ダイ
アフラムの上面に取付けられ前記感圧部に間隔をおいて
対向する電極と前記間隔に連結する通気孔を有する上部
ガラス板と、前記ダイアフラムの下面に取付けられ前記
感圧部との間に形成される空洞に連結する通気孔を有す
る台座ガラス板とを備えて構成される静電容量型圧力セ
ンサにおいて、前記感圧部の厚肉部が前記シリコン基板
の厚さと同じ厚さを有し、前記電極が形成されている部
分の前記上部ガラス板に凹部が設けられて前記感圧部と
前記電極との間に空洞が形成され、前記厚肉部に向い合
う台座ガラス板面の部分に前記通気孔に連絡する凹部が
形成されていることを特徴とする静電容量型圧力セン
サ。 - 【請求項２】 （Ａ）シリコン基板の両面に耐エッチン
グ性のレジストマスクを設け、その一面の所定位置に開
口を設ける工程と、前記開口からエッチングして前記シ
リコン基板に凹部を形成することにより薄肉部と厚肉部
とから成る感圧部を形成する工程と、前記レジストマス
クを除去する工程とを備えたダイアフラム形成工程、 （Ｂ）ガラス板の両面に耐エッチング性のレジストマス
クを設け、前記ダイアフラムの感圧部に向い合う領域及
び通気孔形成場所のレジストマスクに開口を設ける工程
と、前記開口を通して前記ガラスをエッチングして前記
感圧部に向い合う領域に凹部を形成し前記通気孔形成場
所に通気孔を形成する工程と、前記レジストマスクを除
去する工程と、前記凹部に電極を形成する工程とを備え
た上部ガラス板形成工程、 （Ｃ）ガラス板の一面に耐エッチング性の異なる第１及
び第２のレジストマスクを積層し他面に第３のレジスト
マスクを形成する工程と、前記第２のレジストマスクの
前記感圧部に向い合う領域に第１開口を形成しこの第１
開口内の第１のレジストマスクに通気孔形成用の第２開
口を設ける工程と、前記第２開口を通して前記ガラス板
をエッチングして通気孔を形成する工程と、前記第１開
口内に露出している第１のレジストマスクを除去する工
程と、前記第１開口を通して前記ガラス板をエッチング
して浅い凹部を形成する工程とを備えた台座ガラス板形
成工程、 （Ｄ）前記ダイアフラムの上面に前記上部ガラス板を前
記感圧部と前記電極とが向い合うように位置合わせして
貼合わせる工程と、前記ダイアフラムの下面に前記台座
ガラス板を前記感圧部と前記凹部とが向い合うように位
置合わせして貼合わせる工程を備えたことを特徴とする
静電容量型圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31303293A JPH07167725A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 静電容量型圧力センサとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31303293A JPH07167725A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 静電容量型圧力センサとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167725A true JPH07167725A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18036396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31303293A Withdrawn JPH07167725A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 静電容量型圧力センサとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167725A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997042477A1 (de) * | 1996-05-03 | 1997-11-13 | Thomas Bilger | Mikromechanischer druck- und kraftsensor |
| WO1999013342A1 (fr) * | 1997-09-11 | 1999-03-18 | Zexel Corporation | Detecteur capacitif de microdebit, son procede de fabrication et son accessoire de fixation exterieure |
| JPH11101701A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Tokai Rika Co Ltd | 圧力センサチップ及びその製造方法並びにセンサ機構を有するカテーテル |
| US6874367B2 (en) * | 2002-05-01 | 2005-04-05 | Sensonor Asa | Pressure sensor |
| US6941812B2 (en) | 2002-08-20 | 2005-09-13 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Converter and method of manufacturing the same |
| JP2009027733A (ja) * | 2008-08-25 | 2009-02-05 | Yamaha Corp | コンデンサマイクロホンの製造方法 |
| US7932117B2 (en) | 2006-07-10 | 2011-04-26 | Yamaha Corporation | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
| CN107290083A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-24 | 佛山市川东磁电股份有限公司 | 一种可单面封装的双膜电容式压力传感器及制作方法 |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP31303293A patent/JPH07167725A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997042477A1 (de) * | 1996-05-03 | 1997-11-13 | Thomas Bilger | Mikromechanischer druck- und kraftsensor |
| WO1999013342A1 (fr) * | 1997-09-11 | 1999-03-18 | Zexel Corporation | Detecteur capacitif de microdebit, son procede de fabrication et son accessoire de fixation exterieure |
| JPH11101701A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Tokai Rika Co Ltd | 圧力センサチップ及びその製造方法並びにセンサ機構を有するカテーテル |
| US6874367B2 (en) * | 2002-05-01 | 2005-04-05 | Sensonor Asa | Pressure sensor |
| US6941812B2 (en) | 2002-08-20 | 2005-09-13 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Converter and method of manufacturing the same |
| US7932117B2 (en) | 2006-07-10 | 2011-04-26 | Yamaha Corporation | Pressure sensor and manufacturing method therefor |
| JP2009027733A (ja) * | 2008-08-25 | 2009-02-05 | Yamaha Corp | コンデンサマイクロホンの製造方法 |
| CN107290083A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-24 | 佛山市川东磁电股份有限公司 | 一种可单面封装的双膜电容式压力传感器及制作方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |