JP4907181B2

JP4907181B2 - 静電容量型圧力センサ

Info

Publication number: JP4907181B2
Application number: JP2006020456A
Authority: JP
Inventors: 学田村; 章広阿部
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-01-30
Also published as: WO2007086489A1; JP2007199011A

Description

本発明は、静電容量を用いて圧力を検知する静電容量型圧力センサに関する。

静電容量型物理量センサ、例えば静電容量型圧力センサは、可動電極であるダイヤフラムを有する基板と、固定電極を有する基板とを、ダイヤフラムと固定電極との間に所定の間隔（キャビティ）を有するように接合することにより構成されている。この静電容量型圧力センサにおいては、ダイヤフラムに圧力が加わるとダイヤフラムが変形し、これによりダイヤフラムと固定電極との間隔が変わる。この間隔の変化によりダイヤフラムと固定電極との間の静電容量が変化し、この静電容量の変化を利用して圧力の変化を検出する。

上記静電容量型圧力センサは、例えば、特許文献１に記載されているように、ダイヤフラム３１を有するベース３２に、凹部３３及び凹部３３の底面に形成された固定電極３４を有する基板３５が接合されて構成されている。このような静電容量型圧力センサにおいては、圧力が加わると、ダイヤフラム３１が可動して固定電極３４との間の間隔が変わる。
特開平９−４３０８３号公報

しかしながら、このような構成では、静電容量は電極間距離に反比例するため、可動電極であるダイヤフラム３１と固定電極３４との間の間隔（ギャップ）が狭くなると、急激に容量が変化してしまうので、センサ出力（圧力に対する容量変化）の直線性が低くなるという問題がある。また、センサ個体間のばらつきが大きくなるという問題もある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、圧力に対する容量変化の直線性に優れ、しかもセンサ個体間のばらつきの小さい静電容量型圧力センサを提供することを目的とする。

本発明の静電容量型圧力センサは、圧力により可動する可動電極と、前記可動電極と対向するように配置された固定電極と、を有する静電容量型圧力センサであって、前記可動電極は少なくとも一つの突出部を有しており、前記固定電極は前記突出部が挿入自在となる収容領域を有しており、前記可動電極において複数の突出部により櫛歯が形成されており、前記固定電極における前記収容領域は、前記可動電極の櫛歯に対向する位置に設けられた前記固定電極の櫛歯の間の領域で構成されており、前記可動電極と前記固定電極との間に設けられ前記固定電極の前記櫛歯を横切る方向に延在する支持壁を有し、前記可動電極の前記突出部が前記固定電極の前記収容領域に進退することによる、前記可動電極と前記固定電極の、相互に対向する面における対向面積の変化により静電容量の変化を検出することを特徴とする。

この構成によれば、可動電極の突出部が固定電極の収容領域に進退することによって可動電極と固定電極との間の対向面積が変化する。すなわち、Ｃ＝εＳ／ｄの式におけるＳ（面積）が圧力に比例して変化するので、静電容量の変化が直線的に変化することになる。その結果、圧力に対する容量変化の直線性に優れ、しかもセンサ個体間のばらつきの小さい静電容量型圧力センサを実現することができる。また、この構成によれば、静電容量の変化量が大きくなり、センサ感度を高くすることができると共に、支持壁の領域にわたって可動電極の突出部を略垂直に変位させることができる。その結果、突出部の間隔が狭くても、可動電極の突出部と固定電極の突出部とを接触させることなく、突出部間に挿入させることができる。

本発明によれば、圧力により可動する可動電極と、前記可動電極と対向するように配置された固定電極と、を有する静電容量型圧力センサであって、前記可動電極は少なくとも一つの突出部を有しており、前記固定電極は前記突出部が挿入自在となる収容領域を有しており、前記可動電極において複数の突出部により櫛歯が形成されており、前記固定電極における前記収容領域は、前記可動電極の櫛歯に対向する位置に設けられた前記固定電極の櫛歯の間の領域で構成されており、前記可動電極と前記固定電極との間に設けられ前記固定電極の前記櫛歯を横切る方向に延在する支持壁を有し、前記可動電極の前記突出部が前記固定電極の前記収容領域に進退することによる、前記可動電極と前記固定電極の、相互に対向する面における対向面積の変化により静電容量の変化を検出するので、圧力に対する容量変化の直線性に優れ、しかもセンサ個体間のばらつきの小さい静電容量型圧力センサを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態においては、圧力により可動する可動電極と、可動電極と対向するように配置された固定電極と、を有する静電容量型圧力センサであって、可動電極において複数の突出部により櫛歯が形成されており、固定電極における収容領域は可動電極側に延在する櫛歯の間の領域で構成されている態様について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す平面図である。なお、図１においては、図面の簡略化のために櫛歯の数を図２に示す櫛歯の数よりも少なくしている。

図中１はシリコン基板を示す。シリコン基板１上には絶縁層２が形成されている。絶縁層２上には、固定電極３が形成されている。この固定電極３は、シリコン基板１の主面の法線方向（可動電極側）に延在する、すなわち、固定電極３シリコン基板１の表面から突出する複数の突出部を有する。本実施の形態においては、突出部は櫛歯３ａで構成されている。この櫛歯３ａの間は、後述する可動電極の突出部が挿入自在となる収容領域３ｂを構成する。

固定電極３上又は側部には、可動電極との間を絶縁するための絶縁層４，５が設けられている。絶縁層５は、固定電極３と可動電極との間の空間（キャビティ）を封止する役割も果たす。絶縁層４，５上には、圧力により可動する可動電極６が設けられている。この可動電極６は、固定電極３と対向するように配置されている。可動電極６は、固定電極３側に突出する複数の突出部を有する。本実施の形態においては、突出部は櫛歯６ａで構成されている。

可動電極６は、圧力により可動することにより上下に変位して、櫛歯６ａが固定電極３の櫛歯３ａの間の領域（収容領域）３ｂ内に挿入されるようになっている。このとき、固定電極３の櫛歯３ａが可動電極６の櫛歯６ａの間の領域６ｂ内に挿入されるようになっている。なお、本実施の形態においては、各櫛歯３ａの間に一つの櫛歯６ａが挿入されるように、すなわち各櫛歯６ａの間に一つの櫛歯３ａが挿入されるようになっているが、本発明においては、一方の櫛歯間に複数の他方の櫛歯が挿入されるように構成しても良い。また、櫛歯３ａ，６ａの幅は、櫛歯間の領域３ｂ，６ｂの幅を考慮して適宜決定する。

図２から分かるように、可動電極６と固定電極３との間であって、櫛歯３ａを横切る方向（図中のＡ方向）に延在する支持壁８が設けられている。本実施の形態においては、支持壁８は固定電極３に立設されている。支持壁８を設けることにより、支持壁８の長さ領域（図中のＤ）にわたって可動電極６の櫛歯６ａを略垂直に変位させることができる。その結果、櫛歯３ａ，６ａの間隔が狭くても、可動電極６の櫛歯６ａと固定電極３の櫛歯３ａとを接触させることなく、領域３ｂ，６ｂ内に挿入させることができる。なお、本実施の形態においては、櫛歯３ａを横切る方向（図中のＡ方向）に延在するように支持壁８を設けた場合について説明しているが、可動電極６の櫛歯６ａを略垂直に変位させることができれば、支持壁８を設ける延在方向については特に制限はない。また、支持壁８を可動電極６側に設けても良い。

このように構成された静電容量型圧力センサにおいては、可動電極６と固定電極３との間に所定の静電容量を有する。可動電極６が圧力により可動して変位すると、可動電極６の櫛歯６ａが固定電極３の収容領域３ｂに進退する。これにより、可動電極６の櫛歯６ａと固定電極３の櫛歯３ａとの間の対向面積が変わる。すなわち、可動電極６と固定電極３との間の対向面積が変化する。その結果、可動電極６と固定電極３との間の静電容量が変化する。この静電容量変化を検出する。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。

本実施の形態における静電容量型圧力センサにおいては、可動電極６の突出部である櫛歯６ａが固定電極３の収容領域３ｂに進退することによって可動電極６と固定電極３との間の対向面積が変化する。すなわち、Ｃ＝εＳ／ｄの式におけるＳ（面積）が圧力に比例して変化するので、静電容量の変化が直線的に変化することになる。その結果、圧力に対する容量変化の直線性に優れ、しかもセンサ個体間のばらつきの小さい静電容量型圧力センサを実現することができる。

次に、本実施の形態の静電容量型圧力センサの製造方法について説明する。図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、シリコン基板１上に熱酸化などにより絶縁層２を形成し、絶縁層２上に固定電極３の材料として多結晶シリコンを被着して多結晶シリコン層１１を形成する。なお、多結晶シリコン層１１の加工は、例えば、多結晶シリコン層１１上に加工領域を開口したマスクを形成し、そのマスクを介してドライエッチングすることにより行う。エッチャントやエッチング条件については通常行われているものを用いることができる。次いで、図３（ｂ）に示すように、多結晶シリコン層１１を加工することにより、櫛歯３ａ及び櫛歯３ａ間の収容領域３ｂを有する固定電極３を形成する。

次いで、図３（ｃ）に示すように、固定電極３及び絶縁層２上に電気的分離のための、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁層４を形成し、所定の形状にパターニングする。なお、絶縁層４の加工は、例えば、絶縁層４上に加工領域を開口したマスクを形成し、そのマスクを介してエッチングすることにより行う。エッチャントやエッチング条件については通常行われているものを用いることができる。そして、固定電極３及び絶縁層４上のキャビティ領域に相当する領域に犠牲層１２を形成して平坦化する。犠牲層１２としては、例えば、リンドープのシリコン酸化膜（ＰＳＧ）を用いることができる。次いで、図３（ｄ）に示すように、犠牲層１２上に可動電極６の櫛歯６ａの材料として多結晶シリコンを被着して多結晶シリコン層１３を形成する。

次いで、図４（ａ）に示すように、多結晶シリコン層１３を加工して櫛歯６ａを構成する突出部を形成する。なお、多結晶シリコン層１３の加工は、例えば、多結晶シリコン層１３上に加工領域を開口したマスクを形成し、そのマスクを介してドライエッチングすることにより行う。エッチャントやエッチング条件については通常行われているものを用いることができる。そして、犠牲層１２上の可動電極に相当する領域に犠牲層１４を形成して平坦化する。犠牲層１４としては、例えば、リンドープのシリコン酸化膜（ＰＳＧ）を用いることができる。

次いで、図４（ｂ）に示すように、絶縁層４及び犠牲層１２を所定の形状にエッチングした後、その開口部内に接続部材１５及び可動電極６の材料となる多結晶シリコンを被着して形成する。このとき、多結晶シリコン層１３と多結晶シリコン層１６とは接合された状態となり、可動電極６を構成する。

次いで、図４（ｃ）に示すように、犠牲層１２，１４をエッチングして除去し、キャビティ７を形成する。なお、エッチャントやエッチング条件については通常行われているものを用いることができる。次いで、可動電極６上に、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁層５を形成し、可動電極６と接続部材１５との間の開口部を塞ぐように加工する。絶縁層５の加工は、例えば、絶縁層５上に加工領域を開口したマスクを形成し、そのマスクを介してドライエッチングすることにより行う。なお、エッチャントやエッチング条件については通常行われているものを用いることができる。

このようにして得られた静電容量型圧力センサにおいては、可動電極６と固定電極３との間での対向面積の変化による静電容量の変化の信号に基づいて測定圧力を検出することができる。また、この静電容量型圧力センサにおいては、可動電極６の突出部である櫛歯６ａが固定電極３の収容領域３ｂに進退することによって可動電極６と固定電極３との間の対向面積が変化するので、静電容量の変化が直線的に変化することになる。その結果、圧力に対する容量変化の直線性に優れ、しかもセンサ個体間のばらつきの小さい静電容量型圧力センサを実現することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態においては、圧力により可動する可動電極と、可動電極と対向するように配置された固定電極と、を有する静電容量型圧力センサであって、可動電極が第１基板に設けられており、固定電極が第２基板に設けられており、固定電極が第１基板に埋め込まれており、第１基板は突出部が挿入自在となる収容領域を有する態様について説明する。

図５は、本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す断面図である。また、図６は、本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す平面図である。

図中２１はガラス基板を示す。ガラス基板２１は、対向する一対の主面２１ａ，２１ｂを有する。このガラス基板２１の後述するキャビティ２８内には、接続部材２２ａ及び固定電極２２ｂが埋設されている。接続部材２２ａは、可動電極用の接続部材であり、主面２１ａ，２１ｂでそれぞれ露出している。また、固定電極２２ｂも主面２１ａ，２１ｂで露出している。この固定電極２２ｂは、図６に示すように、矩形の環状に設けられている。

ガラス基板２１の主面２１ａの接続部材２２ａ上には、可動電極と電気的に接続する接続電極２３が形成されている。また、ガラス基板２１の主面２１ｂの接続部材２２ａ上には、引き出し電極２４ａが形成されており、ガラス基板２１の主面２１ｂの固定電極２２ｂ上には、引き出し電極２４ｂが形成されている。このように引き出し電極２４ａ，２４ｂがそれぞれ主面２１ｂ上に設けられていることにより、外部への取り出し電極を一つの面上に形成できるので、表面実装に適したデバイスとすることができる。接続部材２２ａ及び固定電極２２ｂを構成する材料としては、シリコン、金属などの導電性材料を用いることができるが、上記のようにガラスとの間の密閉性を考慮して、シリコンで構成することが好ましい。

ガラス基板２１の主面２１ａであって、固定電極２２ｂの内側に可動電極側の突出部を収容する領域である凹部２１ｃが形成されている。したがって、この凹部２１ｃの外周部に固定電極２２ｂが位置する。この凹部２１ｃの幅については、可動電極側の突出部と衝突することなく、突出部が進退可能なように設定する。また、凹部２１ｃの深さについては特に制限はないが、高圧が付与されたときのストッパーとし、可動電極の破損を防ぐこともできる。

ガラス基板２１の主面２１ａの接合面２１ｄ上には、突出部２５ａを有する可動電極であるシリコン基板２５が接合されている。シリコン基板２５は、突出部２５ａの周囲に凹部２５ｂが形成されており、突出部２５ａが変位できるようになっている。このため、可動電極に圧力が加わると、突出部２５ａが変位して突出部２５ａがガラス基板２１の凹部２１ｃに挿入するようになっている。これらの凹部２１ｃ，２５ｂによりキャビティ２８が形成される。これにより、可動電極と固定電極２２ｂとの間に静電容量が発生する。

ガラス基板２１の主面２１ａとシリコン基板２５との間の界面（接合面２１ｄ）は、高い密着性を有することが好ましい。ガラス基板２１にシリコン基板２５を接合する場合には、ガラス基板２１の接合面２１ｄ上にシリコン基板２５を搭載し、陽極接合処理を施すことにより、両基板２１，２５の密着性を高くすることができる。このようにガラス基板２１とシリコン基板２５との界面で高い密着性を発揮することにより、シリコン基板２５の凹部２５ｂとガラス基板２１の凹部２１ｃで構成するキャビティ２８内の気密性を高く保つことができる。

ここで、陽極接合処理とは、所定の温度（例えば４００℃以下）で所定の電圧（例えば３００Ｖ〜１ｋＶ）を印加することにより、シリコンとガラスとの間に大きな静電引力が発生して、界面で共有結合を起こさせる処理をいう。この界面での共有結合は、シリコンのＳｉ原子とガラスに含まれるＳｉ原子との間のＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合である。したがって、このＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合により、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮する。このような陽極接合を効率良く行うために、ガラス基板１１のガラス材料としては、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）であることが好ましい。

接続部材２２ａや固定電極２２ｂがシリコンで構成されている場合には、ガラス基板２１と接続部材２２ａや固定電極２２ｂとの間の界面も陽極接合されていることが好ましい。後述するように、これらの界面は、加熱下において接続部材２２ａや固定電極２２ｂをガラス基板２１に押し込むことにより形成される。このような方法により得られた界面でも高い密着性を発揮できるが、接続部材２２ａや固定電極２２ｂをガラス基板２１に押し込んだ後に、陽極接合処理を施すことにより、密着性をより高くすることができる。

このように構成された静電容量型圧力センサにおいては、可動電極２５と固定電極２２ｂとの間に所定の静電容量を有する。可動電極２５が圧力により可動して変位すると、可動電極２５の突出部２５ａが収容領域である凹部２１ｃに進退する。これにより、可動電極２５の突出部２５ａと固定電極２２ｂとの間の対向面積が変わる。すなわち、可動電極２５と固定電極２２ｂとの間の対向面積が変化する。その結果、可動電極２５と固定電極２２ｂとの間の静電容量が変化する。この静電容量変化を検出する。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。

本実施の形態における静電容量型圧力センサにおいては、可動電極２５の突出部２５ａが収容領域である凹部２１ｃに進退することによって可動電極２５と固定電極２２ｂとの間の対向面積が変化する。すなわち、Ｃ＝εＳ／ｄの式におけるＳ（面積）が圧力に比例して変化するので、静電容量の変化が直線的に変化することになる。その結果、圧力に対する容量変化の直線性に優れ、しかもセンサ個体間のばらつきの小さい静電容量型圧力センサを実現することができる。

次に、本実施の形態の静電容量型圧力センサの製造方法について説明する。図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。

まず、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板２５を準備する。不純物としては、ｎ型不純物でも良く、ｐ型不純物でも良い。抵抗率としては、例えば０．０１Ω・ｃｍ程度とする。そして、図７（ａ）に示すように、このシリコン基板２５の一方の主面にエッチングマスク２６を形成する。エッチングマスク２６は、シリコン基板２５を熱酸化し、シリコン基板２５の表面に形成された熱酸化膜をパターニングすることにより形成する。そして、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板２５をドライエッチングして、突出部２５ａ及び凹部２５ｂを形成する。なお、エッチングのエッチャントやエッチング条件は通常行われているものを用いることができる。

次いで、図８（ａ）に示すように、シリコン基板２７の一方の主面をエッチングして接続部材２２ａ及び固定電極２２ｂ用の突出部２７ａを形成し、突出部２７ａを形成したシリコン基板２７上にガラス基板２１を置き、さらに、真空下で、このシリコン基板２７及びガラス基板２１を加熱して、シリコン基板２７をガラス基板２１に押圧して突出部２７ａをガラス基板２１の主面２１ｂに押し込んで、シリコン基板２７とガラス基板２１とを接合する。このときの温度は、ガラスの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度（例えば、ガラスの軟化点温度以下）が好ましい。例えば加熱温度は約８００℃である。このとき、シリコン基板２７の突出部２７ａとガラス基板２１との界面での密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。この場合、シリコン基板２７及びガラス基板２１にそれぞれ電極をつけて、約４００℃以下の加熱下で約３００Ｖ〜１ｋＶの電圧を印加することにより行う。これにより両者の界面での密着性がより高くなり、静電容量型圧力センサのキャビティ２８の気密性を向上させることができる。

次いで、図８（ｂ）に示すように、ガラス基板２１の主面２１ａ側を研磨処理して、接続部材２２ａ及び固定電極２２ｂを主面１１ａで露出させ、シリコン基板２７の裏面（突出部２７ａを設けない面）側をエッチングしてガラス基板２１の主面２１ｂで接続部材２２ａ及び固定電極２２ｂを露出させる。エッチングとしては、ドライエッチングでも良く、ウェットエッチングでも良い。また、裏面のシリコンは研磨による加工で除去しても良い。

次いで、図８（ｃ）に示すように、ガラス基板２１の固定電極２２ｂの間の領域に主面２１ａ側から凹部２１ｃを形成する。凹部２１ｃは、例えばレジストでパターニングした後にエッチングやミリングにより形成する。次いで、図８（ｄ）に示すように、ガラス基板２１の主面２１ａ上に、接続部材２２ａと電気的に接続するように、接続電極２３を形成する。この場合、ガラス基板２１の主面２１ａ上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。次いで、図８（ｄ）に示すように、ガラス基板２１の主面２１ｂ上に、接続部材２２ａ及び固定電極２２ｂと電気的に接続するように、引き出し電極２４ａ，２４ｂを形成する。この場合、ガラス基板２１の主面２１ｂ上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。

次いで、シリコン基板２５の突出部２５ａがガラス基板２１の凹部２１ｃと対向するように、かつ、突出部２５ａが凹部２１ｃ内に進退可能になるように位置合わせして、シリコン基板２５とガラス基板２１の一方の主面２１ａとを接合する。このとき、シリコン基板２５及びガラス基板２１に対して、約４００℃以下の加熱下で約５００Ｖ程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板２５とガラス基板２１との間の界面での密着性がより高くなり、キャビティ２８の気密性を向上させることができる。

このようにして得られた静電容量型圧力センサは、固定電極２２ｂが引き出し電極２４ｂと電気的に接続され、可動電極が接続電極２３を介して引き出し電極２４ａと電気的に接続されている。したがって、可動電極と固定電極２２ｂとの間で検知された静電容量の変化の信号は、引き出し電極２４ａ，２４ｂから取得することができる。この信号に基づいて測定圧力を算出することができる。また、この静電容量型圧力センサにおいては、可動電極の突出部２５ａが収容領域である凹部２１ｃに進退することによって可動電極と固定電極２２ｂとの間の対向面積が変化するので、静電容量の変化が直線的に変化することになる。その結果、圧力に対する容量変化の直線性に優れ、しかもセンサ個体間のばらつきの小さい静電容量型圧力センサを実現することができる。

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
図１に示す構成の静電容量型圧力センサと、可動電極に感圧ダイヤフラムを用いた静電容量型圧力センサを作製し、それぞれについて容量と圧力との関係を調べた。その結果を図９に示す。図９から分かるように、本発明に係る静電容量型圧力センサ（実施例）は、どの圧力領域においても容量変化がほぼ一定であり、直線性の高い特性が得られた。一方、従来の静電容量型圧力センサ（従来例）は、高圧力側で容量が急激に上昇しており、直線性が低かった。

本発明は上記実施の形態１，２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態１，２で説明した数値、材質、部材形状については特に制限はなく、本発明の効果を発揮できる範囲において適宜変更することができる。また、上記実施の形態で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。

本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す平面図である。（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す平面図である。（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。静電容量型圧力センサにおける圧力と容量との関係を示す特性図である。従来の静電容量型圧力センサを説明するための図である。

符号の説明

１，２５，２７シリコン基板
２，４，５絶縁層
３，２２ｂ固定電極
３ａ，６ａ櫛歯
３ｂ，６ｂ収容領域
７，２８キャビティ
８支持壁
１１，１３，１６多結晶シリコン層
１２，１４犠牲層
２１ガラス基板
２１ａ，２１ｂ主面
２１ｃ，２５ｂ凹部
２２ａ接続部材
２３接続電極
２４ａ，２４ｂ引き出し電極
２６エッチングマスク
２７ａ突出部

Claims

圧力により可動する可動電極と、前記可動電極と対向するように配置された固定電極と、を有する静電容量型圧力センサであって、前記可動電極は少なくとも一つの突出部を有しており、前記固定電極は前記突出部が挿入自在となる収容領域を有しており、前記可動電極において複数の突出部により櫛歯が形成されており、前記固定電極における前記収容領域は、前記可動電極の櫛歯に対向する位置に設けられた前記固定電極の櫛歯の間の領域で構成されており、前記可動電極と前記固定電極との間に設けられ前記固定電極の前記櫛歯を横切る方向に延在する支持壁を有し、前記可動電極の前記突出部が前記固定電極の前記収容領域に進退することによる、前記可動電極と前記固定電極の、相互に対向する面における対向面積の変化により静電容量の変化を検出することを特徴とする静電容量型圧力センサ。