WO2018135273A1 - 圧力センサ - Google Patents

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WO2018135273A1
WO2018135273A1 PCT/JP2017/046938 JP2017046938W WO2018135273A1 WO 2018135273 A1 WO2018135273 A1 WO 2018135273A1 JP 2017046938 W JP2017046938 W JP 2017046938W WO 2018135273 A1 WO2018135273 A1 WO 2018135273A1
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diaphragm
electrode
reference electrode
base
region
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PCT/JP2017/046938
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偉伸 栃木
卓也 石原
将 添田
正志 関根
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アズビル株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure

Definitions

  • the present invention relates to a pressure sensor that measures pressure by detecting a change in capacitance.
  • a pressure sensor such as a capacitance diaphragm gauge is used by attaching a sensor chip including a diaphragm to a pipe or the like through which a gas to be measured flows.
  • This pressure sensor converts the amount of deflection of the diaphragm under pressure, that is, displacement, into a capacitance value, and outputs a pressure value from the capacitance value. Since this pressure sensor is less dependent on the gas type, it is widely used in industrial applications including semiconductor equipment (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • the sensor chip of the pressure sensor such as the diaphragm vacuum gauge described above includes a diaphragm 302 that receives pressure from a measurement target, and a base 301 that includes a support portion 301 a that supports the diaphragm 302.
  • the base 301 has a recess at the center in plan view.
  • the diaphragm 302 and the base 301 form a capacity chamber 303.
  • the movable region 302 a separated from the base 301 can be displaced in the direction of the base 301.
  • the diaphragm 302 and the base 301 are made of an insulator such as sapphire.
  • the sensor chip of the pressure sensor includes a movable electrode 304 formed in the movable region 302a of the diaphragm 302, and a fixed electrode 305 formed on the base 301 and facing the movable electrode 304.
  • the sensor chip of the pressure sensor is formed on the movable reference electrode 306 formed around the movable electrode 304 in the movable region 302 a of the diaphragm 302 and the base 301 around the fixed electrode 305. And a fixed reference electrode 307 facing each other.
  • a capacitance is formed by the movable electrode 304 and the fixed electrode 305.
  • the diaphragm 302 receives pressure from the outside and the center part warps in the direction of the base 301, the distance between the movable electrode 304 and the fixed electrode 305 changes, and the capacitance between them changes. If this change in capacitance is detected, the pressure received by the diaphragm 302 can be detected.
  • a capacitance is formed between the movable reference electrode 306 and the fixed reference electrode 307.
  • the movable reference electrode 306 is provided near the support portion 301a, the amount of displacement due to the warp of the diaphragm 302 is smaller than that of the movable electrode 304 disposed at the central portion. Therefore, by detecting the capacitance change between the fixed electrode 305 and the movable electrode 304 based on the capacitance change between the fixed electrode 305 and the movable reference electrode 306, the displacement amount of the diaphragm 302 can be detected while suppressing variations. It becomes like this.
  • the miniaturization of the semiconductor chip is advanced, and the measurement of the pressure with high accuracy is required.
  • the conventional pressure sensor may have insufficient accuracy.
  • Patent Document 1 there has been proposed a technique for obtaining higher measurement accuracy by making the structure less susceptible to thermal stress due to heat from the outside (see Patent Document 1).
  • the measurement accuracy can be increased by forming the movable electrode in a rectangular shape extending in the direction of the C-axis projection surface of sapphire.
  • Patent Document 2 has been proposed (see Patent Document 2).
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to enable pressure measurement with higher accuracy even at a smaller pressure.
  • the pressure sensor according to the present invention includes a base, a diaphragm having a facing surface that is spaced apart from the surface of the base and faces the base, and a movable diaphragm in which the diaphragm can be displaced among the facing surfaces facing the base of the diaphragm.
  • the first electrode provided on the inner side of the region, the second electrode provided on the surface of the base and facing the first electrode, and the displacement of the diaphragm outside the movable region among the opposed surfaces of the diaphragm is regulated
  • a first reference electrode provided in the region; and a second reference electrode provided on a surface of the base and facing the first reference electrode.
  • a third reference electrode provided around the first electrode on the opposing surface of the diaphragm and connected to the first reference electrode, and provided on the surface of the base and connected to the second reference electrode.
  • the capacitance between the first reference electrode and the second reference electrode is used as a reference, and the capacitance change between the first electrode and the second electrode due to the displacement of the diaphragm is converted into a pressure value and output.
  • a pressure value output unit In the pressure sensor, the capacitance between the first reference electrode and the second reference electrode is used as a reference, and the capacitance change between the first electrode and the second electrode due to the displacement of the diaphragm is converted into a pressure value and output.
  • the reference region in which the distance between the diaphragm and the base is not changed is provided, and the reference electrode is provided in the reference region, so that pressure measurement can be performed with higher accuracy even at a smaller pressure. An excellent effect that it can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the pressure sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the pressure sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view showing a partial configuration of the pressure sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing a partial configuration of the pressure sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the pressure sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the pressure sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the pressure sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the pressure sensor according to Embodiment 1 of
  • FIG. 7 is a plan view showing a partial configuration of the pressure sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view showing a partial configuration of the pressure sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a partially broken perspective view showing another partial configuration of the pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a partially broken perspective view showing a part of the configuration of the detection unit of the diaphragm vacuum gauge.
  • FIGS. 1 and 2 are schematic cross-sectional views showing the configuration of a pressure sensor (sensor chip) according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 3 and 4 are plan views showing a partial configuration of the pressure sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross section taken along line aa ′ of FIG.
  • FIG. 2 shows a cross section taken along line bb ′ of FIG.
  • the pressure sensor includes a base 101, a diaphragm 102, a movable electrode (first electrode) 104, and a fixed electrode (second electrode) 105.
  • the diaphragm 102 serving as a pressure receiving portion is provided in a predetermined region of the diaphragm substrate 111.
  • the diaphragm 102 is supported on the base 101 by a support portion 112 provided on the diaphragm substrate 111.
  • the support part 112 is disposed so as to surround the periphery of the diaphragm 102.
  • the diaphragm 102 is disposed away from the base 101 in the movable region 121.
  • the diaphragm 102 has a facing surface that faces the base 101.
  • the base 101 and the diaphragm substrate 111 are square in plan view.
  • the diaphragm 102 is circular in plan view.
  • Diaphragm 102 includes a movable region 121 in which the diaphragm 102 can be displaced on an opposing surface facing the base 101.
  • the diaphragm 102 can be displaced in the normal direction of the plane of the base 101 in the movable region 121.
  • the base 101 and the diaphragm substrate 111 are made of an insulator such as sapphire or alumina ceramic.
  • a support part may be provided on the base 101.
  • a volume chamber 103 is formed between the diaphragm 102 and the base 101 in the movable region 121.
  • the capacity chamber 103 is evacuated, for example.
  • the movable electrode 104 is provided inside the movable region 121 where the diaphragm 102 can be displaced on the facing surface of the diaphragm 102 facing the base 101.
  • the fixed electrode 105 is provided on the surface of the base 101 and faces the movable electrode 104. Note that the movable electrode 104 and the fixed electrode 105 are disposed inside the capacity chamber 103.
  • the movable electrode 104 and the fixed electrode 105 form a capacitance. This capacity changes when the movable area 121 of the diaphragm 102 is displaced (bends).
  • a capacitance type pressure sensor has a pressure received in a pressure receiving region (movable region 121) of the diaphragm 102 due to a change in capacitance formed between the fixed electrode 105 and the movable electrode 104. Measure.
  • the first reference electrode 106 is provided in the reference region 122 where the displacement of the diaphragm 102 outside the movable region 121 is restricted on the opposing surface of the diaphragm 102.
  • the second reference electrode 107 facing the first reference electrode 106 is provided on the surface of the base 101.
  • the reference region 122 is formed in a convex shape from the peripheral portion of the movable region 121 in a direction away from the center of the movable region 121 in plan view.
  • four reference regions 122 are provided at equal intervals on the circumference of the peripheral portion of the movable region 121. Even if the diaphragm 102 receives pressure and the movable area 121 is displaced, the distance between the diaphragm 102 and the base 101 hardly changes in the reference area 122.
  • a region where the diaphragm 102 is displaced by pressure reception is the movable region 121.
  • a region where the diaphragm 102 is not displaced by pressure reception is a reference region 122.
  • the reference area 122 is partially provided outside the movable area 121, but the support portion 112 is present in other areas.
  • a reference chamber 108 is formed between the diaphragm 102 and the base 101 in the reference region 122.
  • the reference chamber 108 is continuous with the capacity chamber 103.
  • the reference regions 122 are arranged at four positions having a point-symmetrical positional relationship in which the rotation angle is different by 90 ° in a plan view.
  • the first reference electrode 106 is arranged in each reference region 122, and the second reference electrode 107 is arranged facing the first reference electrode 106.
  • this pressure sensor includes a pressure value output unit 110.
  • the pressure value output unit 110 detects a change in capacitance between the movable electrode 104 and the fixed electrode 105 due to warpage (displacement) of the diaphragm 102 based on the capacitance between the first reference electrode 106 and the second reference electrode 107. To do.
  • the pressure value output unit 110 converts the detected capacitance change into a pressure value using the set sensor sensitivity and outputs the pressure value.
  • the reference capacity hardly changes due to pressure reception.
  • the difference between the movable electrode 104, the fixed electrode 105, the capacitance change, and the capacitance due to the first reference electrode 106 and the second reference electrode 107 is larger than the case where the capacitance also changes between the reference electrodes.
  • Sensor sensitivity is improved. As a result, even with a smaller pressure, the pressure can be measured with higher accuracy.
  • one end of the lead-out wiring 205 is electrically connected to a part of the movable electrode 104.
  • a terminal portion 206 is electrically connected to the other end of the lead wiring 205.
  • the terminal portion 206 is provided in the bonding region 113.
  • the lead wiring 205 is drawn from the capacity chamber 103 to the junction region 113.
  • the terminal portion 206 is electrically connected to a through wiring (not shown) provided on the base 101, and the through wiring is electrically connected to an external terminal (not shown) on the back surface of the base 101.
  • one end of the lead wiring 207 is electrically connected to a part of the first reference electrode 106.
  • a portion of the lead wiring 207 connected to a part of the first reference electrode 106 is omitted in FIG.
  • a terminal portion 208 is electrically connected to the other end of the lead wiring 207.
  • the terminal portion 208 is provided in the bonding region 113.
  • the lead wiring 207 is drawn from the capacity chamber 103 to the junction region 113.
  • the terminal portion 208 is electrically connected to a through wiring (not shown) provided on the base 101, and the through wiring is electrically connected to an external terminal (not shown) on the back surface of the base 101.
  • One end of the lead wiring 201 is electrically connected to a part of the fixed electrode 105. Further, the terminal portion 202 is electrically connected to the other end of the lead wiring 201. The terminal portion 202 is provided in the bonding region 113. The lead wiring 201 is drawn from the capacity chamber 103 to the junction region 113. The terminal portion 202 is electrically connected to a through wiring (not shown) provided on the base 101, and the through wiring is electrically connected to an external terminal (not shown) on the back surface of the base 101.
  • one end of the lead wiring 203 is electrically connected to a part of the second reference electrode 107.
  • a terminal portion 204 is electrically connected to the other end of the lead wiring 203.
  • the terminal portion 204 is provided in the bonding region 113.
  • the lead wiring 203 is drawn from the capacity chamber 103 to the junction region 113.
  • the terminal unit 204 is electrically connected to a through wiring (not shown) provided on the base 101, and the through wiring is electrically connected to an external terminal (not shown) on the back surface of the base 101.
  • the movable electrode 104 and the first reference electrode 106 and the fixed electrode 105 and the second reference electrode 107 may be electrically insulated and separated. Therefore, the movable electrode 104 and the first reference electrode 106 may be electrically connected. In this case, only one of the lead wiring 205 and the lead wiring 207 may be connected to the external terminal.
  • FIGS. 5 and 6 are schematic cross-sectional views showing the configuration of the pressure sensor (sensor chip) according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 7 and 8 are plan views showing a partial configuration of the pressure sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 shows a cross section taken along line aa ′ of FIG.
  • FIG. 6 shows a cross section taken along line bb ′ of FIG.
  • the pressure sensor includes a base 101, a diaphragm 102, a movable electrode (first electrode) 104, and a fixed electrode (second electrode) 105.
  • the diaphragm 102 serving as a pressure receiving portion is provided in a predetermined region of the diaphragm substrate 111.
  • the diaphragm 102 is supported on the base 101 by a support portion 112 provided on the diaphragm substrate 111.
  • the support part 112 is disposed so as to surround the periphery of the diaphragm 102.
  • the diaphragm 102 is disposed away from the base 101 in the movable region 121.
  • the diaphragm 102 has a facing surface that faces the base 101.
  • the base 101 and the diaphragm substrate 111 are square in plan view.
  • the diaphragm 102 is circular in plan view.
  • Diaphragm 102 includes a movable region 121 in which the diaphragm 102 can be displaced on an opposing surface facing the base 101.
  • the diaphragm 102 can be displaced in the normal direction of the plane of the base 101 in the movable region 121.
  • the base 101 and the diaphragm substrate 111 are made of an insulator such as sapphire or alumina ceramic.
  • a support part may be provided on the base 101.
  • a volume chamber 103 is formed between the diaphragm 102 and the base 101 in the movable region 121.
  • the capacity chamber 103 is evacuated, for example.
  • the movable electrode 104 is provided inside the movable region 121 where the diaphragm 102 can be displaced on the facing surface of the diaphragm 102 facing the base 101.
  • the fixed electrode 105 is provided on the surface of the base 101 and faces the movable electrode 104. Note that the movable electrode 104 and the fixed electrode 105 are disposed inside the capacity chamber 103.
  • the movable electrode 104 and the fixed electrode 105 form a capacitance. This capacity changes when the movable area 121 of the diaphragm 102 is displaced (bends).
  • a capacitance type pressure sensor has a pressure received in a pressure receiving region (movable region 121) of the diaphragm 102 due to a change in capacitance formed between the fixed electrode 105 and the movable electrode 104. Measure.
  • the first reference electrode 106 is provided in the reference region 122 where the displacement of the diaphragm 102 outside the movable region 121 is restricted on the opposed surface of the diaphragm 102.
  • the second reference electrode 107 facing the first reference electrode 106 is provided on the surface of the base 101.
  • the reference region 122 is formed in a convex shape from the peripheral portion of the movable region 121 in a direction away from the center of the movable region 121 in plan view.
  • four reference regions 122 are provided at equal intervals on the circumference of the peripheral edge of the movable region 121. Even if the diaphragm 102 receives pressure and the movable area 121 is displaced, the distance between the diaphragm 102 and the base 101 hardly changes in the reference area 122.
  • a region where the diaphragm 102 is displaced by pressure reception is the movable region 121.
  • a region where the diaphragm 102 is not displaced by pressure reception is a reference region 122.
  • the reference area 122 is partially provided outside the movable area 121, but the support portion 112 is present in other areas.
  • a reference chamber 108 is formed between the diaphragm 102 and the base 101 in the reference region 122.
  • the reference chamber 108 is continuous with the capacity chamber 103.
  • the reference regions 122 are arranged at four locations having a point-symmetrical positional relationship in which the rotation angle is different by 90 ° in plan view.
  • the first reference electrode 106 is arranged in each reference region 122, and the second reference electrode 107 is arranged facing the first reference electrode 106.
  • the above configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the third reference electrode 106 a connected to the first reference electrode 106 is also disposed in the movable region 121.
  • the third reference electrode 106 a is formed continuously with the first reference electrode 106.
  • the third reference electrode 106a is disposed between the movable electrode 104 and the support portion 112 (bonding region 113).
  • the third reference electrode 106a is disposed so as to surround the movable electrode 104 within the range of the movable region 121 (capacitance chamber 103).
  • the fourth reference electrode 107a is formed on the surface of the base 101 so as to face the third reference electrode 106a.
  • the fourth reference electrode 107 a is formed so as to be connected to the second reference electrode 107.
  • the fourth reference electrode 107 a is formed continuously with the second reference electrode 107.
  • the fourth reference electrode 107 a is disposed so as to surround the fixed electrode 105.
  • the third reference electrode 106 a and the fourth reference electrode 107 a are disposed to face each other in the capacitor chamber 103.
  • At least one of the movable electrode 104 and the third reference electrode 106a and the fixed electrode 105 and the fourth reference electrode 107a is electrically insulated and separated. Both the movable electrode 104 and the third reference electrode 106a and the fixed electrode 105 and the fourth reference electrode 107a may be electrically insulated and separated.
  • this pressure sensor includes a pressure value output unit 110.
  • the pressure value output unit 110 detects a change in capacitance between the movable electrode 104 and the fixed electrode 105 due to warpage (displacement) of the diaphragm 102 based on the capacitance between the first reference electrode 106 and the second reference electrode 107. To do.
  • the pressure value output unit 110 converts the detected capacitance change into a pressure value using the set sensor sensitivity and outputs the pressure value.
  • the reference capacity hardly changes due to pressure reception.
  • the difference between the movable electrode 104, the fixed electrode 105, the capacitance change, and the capacitance due to the first reference electrode 106 and the second reference electrode 107 is larger than the case where the capacitance also changes between the reference electrodes.
  • Sensor sensitivity is improved. As a result, even with a smaller pressure, the pressure can be measured with higher accuracy.
  • the third reference electrode 106 a is formed continuously with the first reference electrode 106.
  • the fourth reference electrode 107 a is continuously formed on the second reference electrode 107.
  • the distance between the third reference electrode 106 a and the fourth reference electrode 107 a provided in the movable region 121 changes depending on the displacement of the diaphragm 102.
  • the capacitance of the third reference electrode 106a and the fourth reference electrode 107a changes due to pressure reception.
  • the capacitance due to [first reference electrode 106 + third reference electrode 106a] and [second reference electrode 107 + fourth reference electrode 107a] also changes due to the displacement of diaphragm 102.
  • the reference capacitance can be kept unchanged.
  • an area where capacitance is generated can be further increased. As is well known, a larger capacity can be obtained by increasing the area.
  • one end of the lead-out wiring 205 is electrically connected to a part of the movable electrode 104.
  • a terminal portion 206 is electrically connected to the other end of the lead wiring 205.
  • the terminal portion 206 is provided in the bonding region 113.
  • the lead wiring 205 is drawn from the capacity chamber 103 to the junction region 113.
  • the terminal portion 206 is electrically connected to a through wiring (not shown) provided on the base 101, and the through wiring is electrically connected to an external terminal (not shown) on the back surface of the base 101.
  • one end of the lead wiring 207 is electrically connected to a part of the first reference electrode 106.
  • the lead-out wiring 207 is connected through the third reference electrode 106 a formed continuously with the first reference electrode 106.
  • a terminal portion 208 is electrically connected to the other end of the lead wiring 207.
  • the terminal portion 208 is provided in the bonding region 113.
  • the lead wiring 207 is drawn from the capacity chamber 103 to the junction region 113.
  • the terminal portion 208 is electrically connected to a through wiring (not shown) provided on the base 101, and the through wiring is electrically connected to an external terminal (not shown) on the back surface of the base 101.
  • One end of the lead wiring 201 is electrically connected to a part of the fixed electrode 105. Further, the terminal portion 202 is electrically connected to the other end of the lead wiring 201. The terminal portion 202 is provided in the bonding region 113. The lead wiring 201 is drawn from the capacity chamber 103 to the junction region 113. The terminal portion 202 is electrically connected to a through wiring (not shown) provided on the base 101, and the through wiring is electrically connected to an external terminal (not shown) on the back surface of the base 101.
  • one end of the lead wiring 203 is electrically connected to a part of the second reference electrode 107.
  • the lead-out wiring 203 is connected through the fourth reference electrode 107 a formed continuously with the second reference electrode 107.
  • a terminal portion 204 is electrically connected to the other end of the lead wiring 203.
  • the terminal portion 204 is provided in the bonding region 113.
  • the lead wiring 203 is drawn from the capacity chamber 103 to the junction region 113.
  • the terminal unit 204 is electrically connected to a through wiring (not shown) provided on the base 101, and the through wiring is electrically connected to an external terminal (not shown) on the back surface of the base 101.
  • a spacer 131 may be provided on the diaphragm substrate 111.
  • the spacer part 131 is provided on the outer upper surface of the diaphragm substrate 111.
  • the spacer portion 131 is formed in a ring shape surrounding (surrounding) the movable region 121.
  • the spacer part 131 is a thicker area of the diaphragm substrate 111 provided around the movable area 121.
  • the sensor chip is mounted by the spacer portion 131.
  • the sensor chip is mounted by bonding the upper surface of the spacer 131 to the mounting surface.
  • the displacement of the diaphragm 102 is restricted at the spacer portion 131 of the diaphragm 102. Therefore, in the configuration in which the spacer portion 131 is provided, the inner region of the spacer portion 131 becomes the movable region 121 in plan view.
  • the reference region in which the change in the distance between the diaphragm and the base is regulated is provided and the reference electrode is provided in the reference region, the reference electrode is provided at a lower pressure. Pressure can be measured with accuracy.

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Abstract

可動領域（１２１）の外側にダイアフラム（１０２）の変位が規制されている参照領域（１２２）を備える。参照領域（１２２）においては、ダイアフラム（１０２）と基台（１０１）との間隔が変化しない。ダイアフラム（１０２）の参照領域（１２２）に、第１参照電極（１０６）を配置している。また、第１参照電極（１０６）に向かい合う位置の基台（１０１）に、第２参照電極（１０７）を形成している。

Description

圧力センサ
　本発明は、静電容量の変化を検出することで圧力を計測する圧力センサに関する。
　静電容量式の隔膜真空計などの圧力センサは、ダイアフラム（隔膜）を含むセンサチップを測定対象のガスが流れる配管などに取り付けて用いられる。この圧力センサは、圧力を受けたダイアフラムのたわみ量、すなわち変位を静電容量値に変換し、静電容量値から圧力値を出力する。この圧力センサは、ガス種依存性が少ないことから、半導体設備をはじめ、工業用途で広く使用されている（特許文献１，特許文献２参照）。
　上述した隔膜真空計などの圧力センサのセンサチップは、図１０に示すように、測定対象からの圧力を受けるダイアフラム３０２と、ダイアフラム３０２を支持する支持部３０１ａを有する基台３０１とを有する。基台３０１は、平面視中央に凹部を有している。ダイアフラム３０２と基台３０１とは、容量室３０３を形成する。支持部３０１ａによって支持されたダイアフラム３０２のうち基台３０１と離間した可動領域３０２ａは、基台３０１の方向に変位可能となる。ダイアフラム３０２と基台３０１は、例えばサファイアなどの絶縁体から構成されている。
　また、圧力センサのセンサチップは、ダイアフラム３０２の可動領域３０２ａに形成された可動電極３０４と、基台３０１の上に形成されて可動電極３０４に向かい合う固定電極３０５とを備える。また、圧力センサのセンサチップは、ダイアフラム３０２の可動領域３０２ａにおいて可動電極３０４の周囲に形成された可動参照電極３０６と、固定電極３０５の周囲の基台３０１の上に形成され、可動参照電極３０６に向かい合う固定参照電極３０７とを備える。
　以上のように構成されたセンサチップでは、可動電極３０４と固定電極３０５とで容量が形成される。ダイアフラム３０２が外部より圧力を受けて中央部が基台３０１の方向に反れば、可動電極３０４と固定電極３０５との間隔が変化し、これらの間の容量が変化する。この容量変化を検出すれば、ダイアフラム３０２に受けた圧力を検出することができる。
　また、可動参照電極３０６と、固定参照電極３０７との間にも容量が形成される。ただし、可動参照電極３０６は、支持部３０１ａに近い所に設けられているため、ダイアフラム３０２の反りによる変位量は、より中央部に配置された可動電極３０４より小さい。従って、固定電極３０５と可動参照電極３０６との間の容量変化を基準として固定電極３０５と可動電極３０４との間の容量変化をとらえることで、ダイアフラム３０２の変位量がばらつきを抑制して検出できるようになる。
特開２００６－００３２３４号公報 特開２０００－１０５１６４号公報
　ところで、前述したような半導体装置の製造プロセスでは、半導体チップの微細化が進んでおり、圧力についても高い精度の計測が要求されている。これに伴い、従来の圧力センサでは、精度が不十分になることも生じている。
　例えば、外部からの熱による熱応力の影響を受け難くする構造とすることで、より高い測定精度を得る技術が提案されている（特許文献１参照）。また、より安価に入手できるＲ面としたサファイアから基台およびダイアフラムを構成する場合、可動電極を、サファイアのＣ軸投影面方向に延在している長方形に形成することで、より高い測定精度を得る技術が提案されている（特許文献２参照）。
　近年、半導体製造プロセスでは、より小さな圧力でより高い精度の圧力計測が要求されている。しかしながら従来の技術では、受圧したダイアフラム３０２の反りにより、可動参照電極３０６と固定参照電極３０７との間の容量も変化する。このように、従来では、基準とする容量も変化するため、上述したより高い精度による圧力計測の要求に応えられていないという問題があった。
　本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より小さな圧力においてもより高い精度で圧力計測できるようにすることを目的とする。
　本発明に係る圧力センサは、基台と、基台の表面から離間して基台と向かい合う対向面を有するダイアフラムと、ダイアフラムの基台と向かい合う対向面のうちダイアフラムが変位可能とされている可動領域の内側に設けられた第１電極と、基台の表面に設けられて第１電極と向かい合う第２電極と、ダイアフラムの対向面のうち可動領域の外側のダイアフラムの変位が規制されている参照領域に設けられた第１参照電極と、基台の表面に設けられて第１参照電極に向かい合う第２参照電極とを備える。
　上記圧力センサにおいて、ダイアフラムの対向面上の第１電極の周囲に設けられて第１参照電極に接続された第３参照電極と、基台の表面に設けられ、第２参照電極に接続されて第３参照電極に向かい合う第４参照電極とを備え、第１電極と第３参照電極および第２電極と第４参照電極の少なくとも一方は電気的に絶縁され、第３参照電極の少なくとも一部は、ダイアフラムの可動領域に配置されているようにしてもよい。
　上記圧力センサにおいて、第１参照電極と第２参照電極との間の容量を基準とし、ダイアフラムの変位による第１電極と第２電極と容量変化を圧力値に変換して出力するように構成された圧力値出力部を備える。
　以上説明したように、本発明によれば、ダイアフラムと基台との間隔が変化しない参照領域を設け、参照領域に参照電極を設けるようにしたので、より小さな圧力においてもより高い精度で圧力計測できるという優れた効果が得られる。
図１は、本発明の実施の形態１における圧力センサの構成を示す模式的な断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１における圧力センサの構成を示す模式的な断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１における圧力センサの一部構成を示す平面図である。 図４は、本発明の実施の形態１における圧力センサの一部構成を示す平面図である。 図５は、本発明の実施の形態２における圧力センサの構成を示す模式的な断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２における圧力センサの構成を示す模式的な断面図である。 図７は、本発明の実施の形態２における圧力センサの一部構成を示す平面図である。 図８は、本発明の実施の形態２における圧力センサの一部構成を示す平面図である。 図９は、本発明の他の実施の形態における圧力センサの他の一部構成を一部破断して示す斜視図である。 図１０は、隔膜真空計の検出部の一部構成を一部破断して示す斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
［実施の形態１］
　はじめに、本発明の実施の形態１について図１，２，３，４を参照して説明する。図１，図２は、本発明の実施の形態１における圧力センサ（センサチップ）の構成を示す模式的な断面図である。また、図３，図４は、本発明の実施の形態１における圧力センサの一部構成を示す平面図である。図１は、図３のａａ’線の断面を示している。また、図２は、図３の、ｂｂ’線の断面を示している。
　この圧力センサは、基台１０１、ダイアフラム１０２、可動電極（第１電極）１０４、固定電極（第２電極）１０５、を備える。実施の形態１では、受圧部となるダイアフラム１０２は、ダイアフラム基板１１１の所定領域に設けられている。また、ダイアフラム１０２は、ダイアフラム基板１１１に設けられた支持部１１２によって、基台１０１の上に支持されている。支持部１１２は、ダイアフラム１０２の周囲を取り囲むように配置されている。また、ダイアフラム１０２は、可動領域１２１で基台１０１と離間して配置されている。また、ダイアフラム１０２は、基台１０１と向かい合う対向面を有している。例えば、基台１０１，ダイアフラム基板１１１は、平面視正方形とされている。また、ダイアフラム１０２は、平面視円形とされている。
　ダイアフラム基板１１１の支持部１１２と基台１０１とは、可動領域１２１の外側の接合領域１１３で接合されている。ダイアフラム１０２は、基台１０１と向かい合う対向面のうちダイアフラム１０２が変位可能とされている可動領域１２１を備える。ダイアフラム１０２は、可動領域１２１で基台１０１の平面の法線方向に変位可能とされている。ダイアフラム１０２が測定対象からの圧力を受けると、可動領域１２１が変位する。
　基台１０１およびダイアフラム基板１１１は、例えばサファイアやアルミナセラミックなどの絶縁体から構成されている。なお、基台１０１の方に、支持部を設けてもよい。可動領域１２１におけるダイアフラム１０２と基台１０１との間には、容量室１０３が形成される。容量室１０３は、例えば、真空とされている。
　ダイアフラム１０２の基台１０１と向かい合う対向面のうちダイアフラム１０２が変位可能とされている可動領域１２１の内側に、可動電極１０４が設けられている。また、固定電極１０５は、基台１０１の表面に設けられて可動電極１０４と向かい合っている。なお、可動電極１０４および固定電極１０５は、容量室１０３の内部に配置されていることになる。
　可動電極１０４と固定電極１０５とは、容量を形成する。この容量は、ダイアフラム１０２の可動領域１２１が変位する（撓む）ことで、変化する。よく知られているように、静電容量式の圧力センサは、固定電極１０５と可動電極１０４との間に形成される容量の変化により、ダイアフラム１０２の受圧領域（可動領域１２１）で受けた圧力を測定する。
　また、実施の形態１における圧力センサは、ダイアフラム１０２の対向面のうち可動領域１２１の外側のダイアフラム１０２の変位が規制されている参照領域１２２に第１参照電極１０６を設けている。また、実施の形態１における圧力センサは、基台１０１の表面に、第１参照電極１０６に向かい合う第２参照電極１０７を設けている。
　例えば、参照領域１２２は、平面視で可動領域１２１の中心より離れる方向に、可動領域１２１の周縁部から凸状に形成されている。実施の形態１では、可動領域１２１の周縁部の円周上に等間隔に４つの参照領域１２２を設けている。ダイアフラム１０２が受圧して可動領域１２１が変位しても、参照領域１２２においては、ダイアフラム１０２と基台１０１との間隔がほとんど変化しない。
　言い換えると、受圧によりダイアフラム１０２が変位する領域が可動領域１２１である。一方、受圧によりダイアフラム１０２が変位しない領域が参照領域１２２である。参照領域１２２は、可動領域１２１の外側に部分的に設けられているが、これ以外の領域は、支持部１１２が存在している。なお、参照領域１２２のダイアフラム１０２と基台１０１との間には、参照室１０８が形成される。参照室１０８は、容量室１０３と連続している。
　実施の形態１では、図３，図４に示すように、平面視で回転角が９０°ずつ異なる点対称の位置関係となる４カ所に参照領域１２２を配置している。また、各々の参照領域１２２に第１参照電極１０６を配置し、これに向かい合って第２参照電極１０７を配置している。
　また、この圧力センサは、圧力値出力部１１０を備える。圧力値出力部１１０は、第１参照電極１０６と第２参照電極１０７との間の容量を基準とし、ダイアフラム１０２の反り（変位）による可動電極１０４と固定電極１０５との間の容量変化を検出する。圧力値出力部１１０は、検出した容量変化を、設定されているセンサ感度を用いて圧力値に変換して出力する。
　実施の形態１によれば、ダイアフラム１０２が受圧しても、第１参照電極１０６と第２参照電極１０７との間隔はほとんど変化せず、これらの間の容量はほとんど変化しない。このように、実施の形態１によれば、基準とする容量が受圧によりほとんど変化しない。
　これにより、可動電極１０４と固定電極１０５と容量変化と、第１参照電極１０６と第２参照電極１０７とによる容量との差は、参照電極間も容量が変化してしまう場合よりも大きくなり、センサ感度が向上する。この結果、より小さな圧力であっても、より高い精度で圧力が計測できるようになる。
　なお、可動電極１０４の一部には、引き出し配線２０５の一端が電気的に接続している。また、引き出し配線２０５の他端には、端子部２０６が電気的に接続している。端子部２０６は、接合領域１１３に設けられている。引き出し配線２０５は、容量室１０３より接合領域１１３にかけて引き出されている。端子部２０６は、基台１０１に設けられた図示しない貫通配線に電気的に接続し、貫通配線は、基台１０１裏面の図示しない外部端子に電気的に接続する。
　また、第１参照電極１０６の一部には、引き出し配線２０７の一端が電気的に接続している。第１参照電極１０６の一部に接続する引き出し配線２０７の部分は、図２においては省略している。引き出し配線２０７の他端には、端子部２０８が電気的に接続している。端子部２０８は、接合領域１１３に設けられている。引き出し配線２０７は、容量室１０３より接合領域１１３にかけて引き出されている。端子部２０８は、基台１０１に設けられた図示しない貫通配線に電気的に接続し、貫通配線は、基台１０１裏面の図示しない外部端子に電気的に接続する。
　固定電極１０５の一部には、引き出し配線２０１の一端が電気的に接続している。また、引き出し配線２０１の他端には、端子部２０２が電気的に接続している。端子部２０２は、接合領域１１３に設けられている。引き出し配線２０１は、容量室１０３より接合領域１１３にかけて引き出されている。端子部２０２は、基台１０１に設けられた図示しない貫通配線に電気的に接続し、貫通配線は、基台１０１裏面の図示しない外部端子に電気的に接続する。
　また、第２参照電極１０７の一部には、引き出し配線２０３の一端が電気的に接続している。引き出し配線２０３の他端には、端子部２０４が電気的に接続している。端子部２０４は、接合領域１１３に設けられている。引き出し配線２０３は、容量室１０３より接合領域１１３にかけて引き出されている。端子部２０４は、基台１０１に設けられた図示しない貫通配線に電気的に接続し、貫通配線は、基台１０１裏面の図示しない外部端子に電気的に接続する。
　なお、可動電極１０４と第１参照電極１０６および固定電極１０５と第２参照電極１０７の少なくとも一方が、電気的に絶縁分離されていればよい。従って、可動電極１０４と第１参照電極１０６とが電気的に接続されている構成としてもよい。この場合、引き出し配線２０５および引き出し配線２０７の一方のみを外部端子へと接続する構成としてもよい。
［実施の形態２］
　次に、本発明の実施の形態２について図５，６，７，８を参照して説明する。図５，図６は、本発明の実施の形態２における圧力センサ（センサチップ）の構成を示す模式的な断面図である。また、図７，図８は、本発明の実施の形態２における圧力センサの一部構成を示す平面図である。図５は、図７のａａ’線の断面を示している。また、図６は、図７の、ｂｂ’線の断面を示している。
　この圧力センサは、基台１０１、ダイアフラム１０２、可動電極（第１電極）１０４、固定電極（第２電極）１０５、を備える。実施の形態２では、受圧部となるダイアフラム１０２は、ダイアフラム基板１１１の所定領域に設けられている。また、ダイアフラム１０２は、ダイアフラム基板１１１に設けられた支持部１１２によって、基台１０１の上に支持されている。支持部１１２は、ダイアフラム１０２の周囲を取り囲むように配置されている。また、ダイアフラム１０２は、可動領域１２１で基台１０１と離間して配置されている。また、ダイアフラム１０２は、基台１０１と向かい合う対向面を有している。例えば、基台１０１，ダイアフラム基板１１１は、平面視正方形とされている。また、ダイアフラム１０２は、平面視円形とされている。
　ダイアフラム基板１１１の支持部１１２と基台１０１とは、可動領域１２１の外側の接合領域１１３で接合されている。ダイアフラム１０２は、基台１０１と向かい合う対向面のうちダイアフラム１０２が変位可能とされている可動領域１２１を備える。ダイアフラム１０２は、可動領域１２１で基台１０１の平面の法線方向に変位可能とされている。ダイアフラム１０２が測定対象からの圧力を受けると、可動領域１２１が変位する。
　基台１０１およびダイアフラム基板１１１は、例えばサファイアやアルミナセラミックなどの絶縁体から構成されている。なお、基台１０１の方に、支持部を設けてもよい。可動領域１２１におけるダイアフラム１０２と基台１０１との間には、容量室１０３が形成される。容量室１０３は、例えば、真空とされている。
　ダイアフラム１０２の基台１０１と向かい合う対向面のうちダイアフラム１０２が変位可能とされている可動領域１２１の内側に、可動電極１０４が設けられている。また、固定電極１０５は、基台１０１の表面に設けられて可動電極１０４と向かい合っている。なお、可動電極１０４および固定電極１０５は、容量室１０３の内部に配置されていることになる。
　可動電極１０４と固定電極１０５とは、容量を形成する。この容量は、ダイアフラム１０２の可動領域１２１が変位する（撓む）ことで、変化する。よく知られているように、静電容量式の圧力センサは、固定電極１０５と可動電極１０４との間に形成される容量の変化により、ダイアフラム１０２の受圧領域（可動領域１２１）で受けた圧力を測定する。
　また、実施の形態２における圧力センサは、ダイアフラム１０２の対向面のうち可動領域１２１の外側のダイアフラム１０２の変位が規制されている参照領域１２２に第１参照電極１０６を設けている。また、実施の形態２における圧力センサは、基台１０１の表面に、第１参照電極１０６に向かい合う第２参照電極１０７を設けている。
　例えば、参照領域１２２は、平面視で可動領域１２１の中心より離れる方向に、可動領域１２１の周縁部から凸状に形成されている。実施の形態２では、可動領域１２１の周縁部の円周上に等間隔に４つの参照領域１２２を設けている。ダイアフラム１０２が受圧して可動領域１２１が変位しても、参照領域１２２においては、ダイアフラム１０２と基台１０１との間隔がほとんど変化しない。
　言い換えると、受圧によりダイアフラム１０２が変位する領域が可動領域１２１である。一方、受圧によりダイアフラム１０２が変位しない領域が参照領域１２２である。参照領域１２２は、可動領域１２１の外側に部分的に設けられているが、これ以外の領域は、支持部１１２が存在している。なお、参照領域１２２のダイアフラム１０２と基台１０１との間には、参照室１０８が形成される。参照室１０８は、容量室１０３と連続している。
　実施の形態２では、図７，図８に示すように、平面視で回転角が９０°ずつ異なる点対称の位置関係となる４カ所に参照領域１２２を配置している。また、各々の参照領域１２２に第１参照電極１０６を配置し、これに向かい合って第２参照電極１０７を配置している。上記構成は、前述した実施の形態１と同様である。
　なお、実施の形態２では、可動領域１２１においても、第１参照電極１０６に接続する第３参照電極１０６ａが配置されている。実施の形態２において、第３参照電極１０６ａは、第１参照電極１０６に連続して形成されている。第３参照電極１０６ａは、可動電極１０４と支持部１１２（接合領域１１３）との間に配置されている。また、第３参照電極１０６ａは、可動領域１２１（容量室１０３）の範囲内で、可動電極１０４の周囲を取り巻くように配置されている。
　また、実施の形態２では、第３参照電極１０６ａに向かい合って基台１０１の表面に第４参照電極１０７ａが形成されている。第４参照電極１０７ａは、第２参照電極１０７に接続して形成されている。実施の形態２において、第４参照電極１０７ａは、第２参照電極１０７に連続して形成されている。第４参照電極１０７ａは、固定電極１０５の周囲を取り巻くように配置されている。第３参照電極１０６ａと第４参照電極１０７ａとは、容量室１０３内で向かい合って配置されている。
　ここで、可動電極１０４と第３参照電極１０６ａおよび固定電極１０５と第４参照電極１０７ａの少なくとも一方は電気的に絶縁分離されている。可動電極１０４と第３参照電極１０６ａおよび固定電極１０５と第４参照電極１０７ａの両者が電気的に絶縁分離されていてもよい。
　また、この圧力センサは、圧力値出力部１１０を備える。圧力値出力部１１０は、第１参照電極１０６と第２参照電極１０７との間の容量を基準とし、ダイアフラム１０２の反り（変位）による可動電極１０４と固定電極１０５との間の容量変化を検出する。圧力値出力部１１０は、検出した容量変化を、設定されているセンサ感度を用いて圧力値に変換して出力する。
　実施の形態２によれば、ダイアフラム１０２が受圧しても、第１参照電極１０６と第２参照電極１０７との間隔はほとんど変化せず、これらの間の容量はほとんど変化しない。このように、実施の形態２によれば、基準とする容量が受圧によりほとんど変化しない。これにより、可動電極１０４と固定電極１０５と容量変化と、第１参照電極１０６と第２参照電極１０７とによる容量との差は、参照電極間も容量が変化してしまう場合よりも大きくなり、センサ感度が向上する。この結果、より小さな圧力であっても、より高い精度で圧力が計測できるようになる。
　ところで、実施の形態２では、第１参照電極１０６に第３参照電極１０６ａが連続して形成されている。また、第２参照電極１０７に第４参照電極１０７ａが、連続して形成されている。可動領域１２１に設けられている第３参照電極１０６ａと第４参照電極１０７ａとの間隔は、ダイアフラム１０２の変位により変化する。このため、第３参照電極１０６ａと第４参照電極１０７ａとによる容量は、受圧により変化する。このため、［第１参照電極１０６＋第３参照電極１０６ａ］と［第２参照電極１０７＋第４参照電極１０７ａ］とによる容量も、ダイアフラム１０２の変位により変化する。
　しかしながら、第１参照電極１０６と第２参照電極１０７との間において容量はほとんど変化がない。このため、第３参照電極１０６ａおよび第４参照電極１０７ａのみの場合に比較し、第１参照電極１０６および第２参照電極１０７を設けることで、基準とする容量の受圧による変化が抑制できるようになる。この結果、［第１参照電極１０６＋第３参照電極１０６ａ］と［第２参照電極１０７＋第４参照電極１０７ａ］との構成であっても、精度は向上する。
　ここで、第３参照電極１０６ａおよび第４参照電極１０７ａを設けず、第１参照電極１０６および第２参照電極１０７のみとすることで、基準とする容量は変化しないものとすることが可能となる。ただし、［第１参照電極１０６＋第３参照電極１０６ａ］および［第２参照電極１０７＋第４参照電極１０７ａ］の構成とすることで、容量が発生する面積をより大きくすることができる。よく知られているように、面積を大きくすることで、より大きな容量が得られるようになる。
　なお、可動電極１０４の一部には、引き出し配線２０５の一端が電気的に接続している。また、引き出し配線２０５の他端には、端子部２０６が電気的に接続している。端子部２０６は、接合領域１１３に設けられている。引き出し配線２０５は、容量室１０３より接合領域１１３にかけて引き出されている。端子部２０６は、基台１０１に設けられた図示しない貫通配線に電気的に接続し、貫通配線は、基台１０１裏面の図示しない外部端子に電気的に接続する。
　また、第１参照電極１０６の一部には、引き出し配線２０７の一端が電気的に接続している。実施の形態２では、第１参照電極１０６に連続して形成されている第３参照電極１０６ａを介して引き出し配線２０７が接続されている。引き出し配線２０７の他端には、端子部２０８が電気的に接続している。端子部２０８は、接合領域１１３に設けられている。引き出し配線２０７は、容量室１０３より接合領域１１３にかけて引き出されている。端子部２０８は、基台１０１に設けられた図示しない貫通配線に電気的に接続し、貫通配線は、基台１０１裏面の図示しない外部端子に電気的に接続する。
　固定電極１０５の一部には、引き出し配線２０１の一端が電気的に接続している。また、引き出し配線２０１の他端には、端子部２０２が電気的に接続している。端子部２０２は、接合領域１１３に設けられている。引き出し配線２０１は、容量室１０３より接合領域１１３にかけて引き出されている。端子部２０２は、基台１０１に設けられた図示しない貫通配線に電気的に接続し、貫通配線は、基台１０１裏面の図示しない外部端子に電気的に接続する。
　また、第２参照電極１０７の一部には、引き出し配線２０３の一端が電気的に接続している。実施の形態２では、第２参照電極１０７に連続して形成されている第４参照電極１０７ａを介して、引き出し配線２０３が接続されている。引き出し配線２０３の他端には、端子部２０４が電気的に接続している。端子部２０４は、接合領域１１３に設けられている。引き出し配線２０３は、容量室１０３より接合領域１１３にかけて引き出されている。端子部２０４は、基台１０１に設けられた図示しない貫通配線に電気的に接続し、貫通配線は、基台１０１裏面の図示しない外部端子に電気的に接続する。
　ところで、図９に示すように、ダイアフラム基板１１１に、スペーサ部１３１を設けてもよい。スペーサ部１３１は、ダイアフラム基板１１１の外側上面に設けられる。また、スペーサ部１３１は、可動領域１２１を取り囲む（取り巻く）リング状に形成されている。スペーサ部１３１は、可動領域１２１の周囲に設けられた、ダイアフラム基板１１１のより厚い領域である。スペーサ部１３１により、このセンサチップの実装を行う。スペーサ部１３１の上面を、実装面に接合することでセンサチップの実装を行う。
　ダイアフラム１０２のスペーサ部１３１の部分は、ダイアフラム１０２の変位が規制される。従って、スペーサ部１３１を設ける構成では、平面視でスペーサ部１３１の内側領域が可動領域１２１となる。
　以上に説明したように、本発明によれば、ダイアフラムと基台との間隔の変化が規制された参照領域を設け、参照領域に参照電極を設けるようにしたので、より小さな圧力においてもより高い精度で圧力計測できるようになる。
　なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
　１０１…基台、１０２…ダイアフラム、１０３…容量室、１０４…可動電極（第１電極）、１０５…固定電極（第２電極）、１０６…第１参照電極、１０６ａ…第３参照電極、１０７…第２参照電極、１０７ａ…第４参照電極、１０８…参照室、１１０…圧力値出力部、１１１…ダイアフラム基板、１１２…支持部、１１３…接合領域、１２１…可動領域、１２２…参照領域。

Claims (3)

  1. 　基台と、
    　前記基台の表面から離間して前記基台と向かい合う対向面を有するダイアフラムと、
    　前記ダイアフラムの前記基台と向かい合う対向面のうち前記ダイアフラムが変位可能とされている可動領域の内側に設けられた第１電極と、
    　前記基台の表面に設けられて前記第１電極と向かい合う第２電極と、
    　前記ダイアフラムの前記対向面のうち前記可動領域の外側の前記ダイアフラムの変位が規制されている参照領域に設けられた第１参照電極と、
    　前記基台の表面に設けられて前記第１参照電極に向かい合う第２参照電極と
    　を備えることを特徴とする圧力センサ。
  2. 　請求項１記載の圧力センサにおいて、
    　前記ダイアフラムの前記対向面の上の前記第１電極の周囲に設けられて前記第１参照電極に接続された第３参照電極と、
    　前記基台の表面に設けられ、前記第２参照電極に接続されて前記第３参照電極に向かい合う第４参照電極と
    　を備え、
    　前記第１電極と前記第３参照電極および前記第２電極と前記第４参照電極の少なくとも一方は電気的に絶縁され、
    　前記第３参照電極の少なくとも一部は、前記ダイアフラムの前記可動領域に配置されている
    　ことを特徴とする圧力センサ。
  3. 　請求項１または２記載の圧力センサにおいて、
    　前記第１参照電極と前記第２参照電極との間の容量を基準とし、前記ダイアフラムの変位による前記第１電極と前記第２電極と容量変化を圧力値に変換して出力するように構成された圧力値出力部を備える
    　ことを特徴とする圧力センサ。
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