Mems壓力傳感器、電子器件、高度計以及電子設(shè)備的制作方法
Mems壓力傳感器、電子器件、高度計以及電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】MEMS壓力傳感器、電子器件、高度計以及電子設(shè)備，能夠在基板上形成薄壁的隔膜部，即使壓力低，也能夠使隔膜部變形，從而能夠構(gòu)成可計測準(zhǔn)確的微小壓力的壓力傳感器。MEMS壓力傳感器具有：隔膜部，其根據(jù)壓力進(jìn)行移位；以及諧振器，其形成在所述隔膜部的主面上，所述諧振器具有：第1固定電極，其設(shè)置在所述主面上；以及驅(qū)動電極，其具有第2固定電極、可動電極以及支撐電極，該第2固定電極設(shè)置在所述主面上，該可動電極與所述第1固定電極隔開，在從所述主面的法線方向俯視時與所述第1固定電極重疊，并在與所述主面交叉的方向上進(jìn)行驅(qū)動，該支撐電極支撐所述可動電極并與所述第2固定電極連接。
【專利說明】MEMS壓力傳感器、電子器件、高度計以及電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及MEMS壓力傳感器、電子器件、高度計、電子設(shè)備以及移動體。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，作為檢測壓力的器件，公知有專利文獻(xiàn)1所示的半導(dǎo)體壓力傳感器。專利文 獻(xiàn)1所示的半導(dǎo)體壓力傳感器是在硅片上形成應(yīng)變敏感元件，通過對硅片的應(yīng)變敏感元件 形成面相反側(cè)的面進(jìn)行研磨使其變薄而形成隔膜部，通過應(yīng)變敏感元件檢測在由于壓力而 移位的隔膜部中產(chǎn)生的應(yīng)變，并將其檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成壓力。
[0003] 【專利文獻(xiàn)1】日本特開2001-332746號公報
[0004] 但是，在專利文獻(xiàn)1所示的具有應(yīng)變敏感元件的壓力傳感器中，需要使硅片變薄， 從而很難實現(xiàn)與作為對來自壓力傳感器的信號進(jìn)行處理的運(yùn)算部的半導(dǎo)體裝置（1C)之間 的一體化。
[0005] 另一方面，通過半導(dǎo)體裝置的制造方法、裝置制造微小機(jī)械系統(tǒng)的所謂MEMS (Micro Electro Mechanical Systems:微電子機(jī)械系統(tǒng))元件受到關(guān)注。通過使用MEMS元 件，能夠得到極小型的各種傳感器或振蕩器等。這些器件通過MEMS技術(shù)在基板上形成細(xì)微 的振動元件，能夠得到利用振動元件的振動特性進(jìn)行加速度的檢測、基準(zhǔn)信號的生成等的 元件。
[0006] 使用該MEMS技術(shù)形成振動元件，構(gòu)成根據(jù)MEMS振動元件的振動頻率的變動檢測 壓力的壓力傳感器，由此能夠?qū)崿F(xiàn)與1C 一體化的壓力傳感器。進(jìn)而得到如下的MEMS壓力 傳感器，其能夠在基板上形成薄壁的隔膜部，即使壓力低也能夠使隔膜部變形，從而能夠構(gòu) 成可計測準(zhǔn)確的微小壓力的壓力傳感器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明正是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，其可以作為以下的方式或 應(yīng)用例來實現(xiàn)。
[0008] [應(yīng)用例1]本應(yīng)用例的MEMS壓力傳感器的特征在于，該MEMS壓力傳感器具有： 隔膜部，其根據(jù)壓力進(jìn)行移位；以及諧振器，其配置在所述隔膜部的主面上，所述諧振器具 有：第1固定電極，其設(shè)置在所述主面上；驅(qū)動電極，其具有第2固定電極、可動電極以及支 撐電極，該第2固定電極設(shè)置在所述主面上，該可動電極與所述第1固定電極隔開，在從所 述主面的法線方向俯視時與所述第1固定電極重疊，并在與所述主面交叉的方向上進(jìn)行驅(qū) 動，該支撐電極支撐所述可動電極并與所述第2固定電極連接。
[0009] 根據(jù)本應(yīng)用例的MEMS壓力傳感器，通過向隔膜部附加外部壓力而在隔膜部產(chǎn)生 撓曲，從而對諧振器的振動特性即諧振頻率帶來變化。能夠通過導(dǎo)出該外部壓力與諧振器 的頻率特性變化之間的關(guān)系，得到根據(jù)諧振器的頻率特性的變化檢測外部壓力的MEMS壓 力傳感器。
[0010][應(yīng)用例2]在上述應(yīng)用例中，其特征在于，所述隔膜部具有配置于所述主面的背 面?zhèn)鹊陌疾俊⒁约坝伤霭疾康牡酌婧退鲋髅鏄?gòu)成的薄壁部，在設(shè)所述第1固定電極與 所述第2固定電極的相對的端部間的距離為a，所述隔膜部的所述凹部的從所述主面的法 線方向俯視時的平面形狀中的內(nèi)切圓的直徑為b B的情況下，
[0011] 0 < a ^ 0. 3bB〇
[0012] 根據(jù)上述應(yīng)用例，能夠在不降低信號強(qiáng)度的情況下，將附加的壓力引起的隔膜部 的變形高效轉(zhuǎn)換成第1固定電極與可動電極之間的間隙變化，從而可得到具有能夠可靠地 檢測伴隨間隙部變化的諧振頻率變化的諧振器的MEMS壓力傳感器。
[0013] [應(yīng)用例3]在上述應(yīng)用例中，其特征在于，在所述隔膜部的所述凹部的從所述主 面的法線方向俯視時的平面形狀中的所述內(nèi)切圓的具有直徑c的同心圓的區(qū)域中，配置所 述第1固定電極，所述直徑C為0 < C < 0. 93bB。
[0014] 根據(jù)上述應(yīng)用例，即使附加到隔膜部的壓力較小，從而隔膜部的移位量即撓曲量 較小，也能夠較大地產(chǎn)生第1固定電極與可動電極之間的間隙，能夠得到可檢測微小壓力 的MEMS壓力傳感器。
[0015] [應(yīng)用例4]在上述應(yīng)用例中，其特征在于，當(dāng)設(shè)在從所述主面的法線方向俯視時， 所述凹部的所述底面處的平面形狀的底面內(nèi)切圓的直徑為匕，所述背面處的所述凹部的開 口的平面形狀的開口內(nèi)切圓的直徑為、的情況下，
[0016] bB<bw。
[0017] 根據(jù)上述應(yīng)用例，由凹部的底面和凹部的側(cè)壁構(gòu)成的角部不會成為銳角，即使反 復(fù)產(chǎn)生隔膜部的撓曲變形，也能夠抑制角部處的應(yīng)力集中等引起的構(gòu)成基板的晶片損傷。 而且，能夠提高形成凹部時的蝕刻性，能夠提高生產(chǎn)率。
[0018] [應(yīng)用例5]本應(yīng)用例的電子器件的特征在于，該電子器件具有：上述應(yīng)用例所述 的MEMS壓力傳感器；以及保持單元，其以使基板的所述背面處的所述凹部的所述開口和所 述底面露出到壓力變動區(qū)域的方式保持所述MEMS壓力傳感器。
[0019] 根據(jù)本應(yīng)用例的電子器件，通過向隔膜部附加外部壓力而在隔膜部產(chǎn)生撓曲，從 而對諧振器的振動特性即諧振頻率帶來變化。能夠通過導(dǎo)出該外部壓力與諧振器的頻率特 性變化之間的關(guān)系，得到作為根據(jù)諧振器的頻率特性變化來檢測外部壓力的電子器件的壓 力傳感器。
[0020] [應(yīng)用例6]本應(yīng)用例的高度計的特征在于，該高度計具有：上述應(yīng)用例所述的 MEMS壓力傳感器；保持單元，其以使所述背面處的所述凹部的所述開口和所述底面露出到 壓力變動區(qū)域的方式保持所述MEMS壓力傳感器；以及數(shù)據(jù)處理部，其對所述MEMS壓力傳感 器的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0021] 根據(jù)本應(yīng)用例的高度計，通過向隔膜部附加外部壓力而在隔膜部產(chǎn)生撓曲，從而 對諧振器的振動特性即諧振頻率帶來變化。通過導(dǎo)出該外部壓力與諧振器的頻率特性變化 之間的關(guān)系，得到能夠根據(jù)諧振器的頻率特性變化來檢測外部壓力并根據(jù)該壓力值計算高 度的高度計。
[0022] [應(yīng)用例7]本應(yīng)用例的電子設(shè)備的特征在于，該電子設(shè)備具有上述應(yīng)用例所述的 MEMS壓力傳感器、電子器件或高度計。
[0023] 根據(jù)本應(yīng)用例的電子設(shè)備，能夠得到可得到極低的壓力值并根據(jù)該壓力值進(jìn)行動 作的電子設(shè)備。
[0024] [應(yīng)用例8]本應(yīng)用例的移動體的特征在于，該移動體具有上述應(yīng)用例所述的MEMS 壓力傳感器、電子器件、高度計或電子設(shè)備。
[0025] 根據(jù)本應(yīng)用例的移動體，能夠得到具有可得到極低的壓力值并根據(jù)該壓力值進(jìn)行 動作的電子設(shè)備的移動體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1示出第1實施方式的MEMS壓力傳感器，（a)是俯視圖，（b)是（a)所示的A - A'部的剖視圖，（c)是（a)所示的B - B'部的剖視圖。
[0027] 圖2是說明第1實施方式的MEMS壓力傳感器的MEMS振子部的結(jié)構(gòu)圖，（a)是說 明靜止?fàn)顟B(tài)的動作的MEMS振子部的結(jié)構(gòu)圖，（b)是說明加壓狀態(tài)的動作的MEMS振子部的 結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖3示出第1實施方式的MEMS壓力傳感器，（a)是隔膜部具有圓形平面形狀的俯 視圖，（b)是隔膜部具有六邊形平面形狀的俯視圖，（c)是示出加壓狀態(tài)的剖視圖。
[0029] 圖4是說明第1實施方式的MEMS壓力傳感器中的第1固定電極的配置的俯視圖。
[0030] 圖5不出第1實施方式的MEMS壓力傳感器的另一方式，（a)是俯視圖，（b)是（a) 所示的C 一 C'部的剖視圖，（C)是MEMS振子部的放大剖視圖。
[0031] 圖6是示出第1實施方式的MEMS壓力傳感器的又一方式的剖視圖。
[0032] 圖7示出第2實施方式的高度計，（a)是結(jié)構(gòu)圖，（b)是（a)所示的D部放大圖。
[0033] 圖8是示出另一方式的高度計的部分剖視圖。
[0034] 圖9是示出第3實施方式的移動體的外觀圖。
[0035] 標(biāo)號說明
[0036] 10 :基板；20 :MEMS振子；30 :空間壁部；40 :第2氧化膜；50 :第3氧化膜；60 :保護(hù) 膜；70 :覆蓋層；100 :MEMS壓力傳感器。
【具體實施方式】
[0037] 以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0038] (第1實施方式）
[0039] 圖1示出第1實施方式的MEMS壓力傳感器，（a)是透過后述的覆蓋層的狀態(tài)下的 俯視圖，（b)是（a)所不的A - A'部的剖視圖，（c)是（a)所不的B - IV部的剖視圖。如 圖1的（b)所示，本實施方式的MEMS壓力傳感器100具有基板10,該基板10由晶片基板 11、形成在晶片基板11的主面11a上的第1氧化膜12和形成在第1氧化膜12上的氮化膜 13構(gòu)成。晶片基板11是硅基板，還被用作形成后述的半導(dǎo)體裝置即所謂1C的晶片基板11。
[0040] 在基板10的作為第1面的主面10a即氮化膜13的正面13a形成有作為諧振器的 MEMS振子20。MEMS振子20由圖1的（b)所示的第1導(dǎo)電層21具備的第1固定電極21a 和第2導(dǎo)電層22具備的作為驅(qū)動電極的可動電極22a構(gòu)成。還如圖1的（b)所示，第1導(dǎo) 電層21具有第1固定電極21a和與未圖示的外部布線連接的第1布線部21b。此外，第2 導(dǎo)電層22具有可動電極22a、形成在主面10a上的第2固定電極22c、和支撐可動電極22a 并與第2固定電極22c連接的支撐電極22b，第2導(dǎo)電層22還具有將第2固定電極22c連 接到未圖示的外部布線的第2布線部22d。第1導(dǎo)電層21和第2導(dǎo)電層22通過利用光刻 對導(dǎo)電性的多晶硅進(jìn)行構(gòu)圖而形成。另外，在本實施方式中，第1導(dǎo)電層21和第2導(dǎo)電層 22示出使用多晶硅的例子，但是不限于此。
[0041] MEMS振子20在第1固定電極21a與可動電極22a之間形成有作為可動電極22a 能夠移動的空間的間隙部G。此外，MEMS振子20形成為被收納在形成于基板10的主面10a 上的空間S內(nèi)。空間S如下形成。在形成第1導(dǎo)電層21和第2導(dǎo)電層22后，形成第2氧 化膜40。在第2氧化膜40中，與形成第2導(dǎo)電層22同時，以與由多晶硅形成的后述的空間 壁部30的最下層33連接的方式形成使最下層33露出的孔，通過利用光刻的構(gòu)圖而形成第 1布線層31。
[0042] 進(jìn)而，在第2氧化膜40上形成第3氧化膜50。在第3氧化膜50中形成使第1布 線層31露出的孔，通過利用光刻的構(gòu)圖而形成第2布線層32。第2布線層32具有：構(gòu)成 后述的空間壁部30的最上層的壁部32a ;以及構(gòu)成收納MEMS振子20的空間S的蓋部32b。 進(jìn)而，第2布線層32的蓋部32b具備開口 32c，該開口 32c用于對為了形成空間S而在制造 過程中形成的處于空間S的區(qū)域中的第2氧化膜40和第3氧化膜50進(jìn)行釋放蝕刻。
[0043] 接著，以使第2布線層32的開口 32c露出的方式形成保護(hù)膜60,從開口 32c導(dǎo)入 對第2氧化膜40和第3氧化膜50進(jìn)行蝕刻的蝕刻液，通過釋放蝕刻形成空間S?？臻gS是 被由最下層33、第1布線層31和第2布線層32形成的空間壁部30圍成的區(qū)域。
[0044] 設(shè)置于MEMS振子20的間隙部G通過形成上述空間S時的釋放蝕刻而形成。即， 在形成第1導(dǎo)電層21后，在第1固定電極21a上形成未圖示的第4氧化膜，并在第4氧化 膜上形成可動電極22a。然后，第4氧化膜通過釋放蝕刻，與第2氧化膜40和第3氧化膜 50-起被去除，從而形成間隙部G。另外，將上述通過釋放蝕刻去除的與空間S對應(yīng)的區(qū)域 的第2氧化膜40、第3氧化膜50以及第4氧化膜稱作犧牲層。
[0045] 在釋放蝕刻結(jié)束并形成空間S后，形成覆蓋層70,覆蓋未被保護(hù)膜60覆蓋的第2 布線層32的蓋部32b，從而對開口 32c進(jìn)行密封。由此，空間S被密閉。
[0046] 由此形成MEMS壓力傳感器100。在本實施方式的MEMS壓力傳感器100中，從作為 第2面的基板10的背面10c側(cè)起在晶片基板11中形成有凹部11b，該背面10c是與MEMS 振子20對應(yīng)的基板10的主面10a的相反面。通過形成凹部11b，在形成MEMS振子20的 主面l〇a的區(qū)域中形成薄壁部11c。通過該薄壁部11c、形成在薄壁部11c上的第1氧化膜 12和氮化膜13構(gòu)成隔膜部10b。換言之，在隔膜部10b的區(qū)域的主面10a上形成有MEMS 振子20。
[0047] 圖2是說明MEMS壓力傳感器100的動作的結(jié)構(gòu)圖。圖2的（a)所示的MEMS壓力 傳感器100的動作狀態(tài)示出在未向隔膜部l〇b施加作為外力的外部壓力的、所謂靜止?fàn)顟B(tài) 下的MEMS振子20的動作。如圖2的（a)所示，靜止?fàn)顟B(tài)下的MEMS振子20與第1固定電 極21a隔開間隙部G地配置可動電極22a?？蓜与姌O22a成為將基板10的主面10a與支撐 電極22b的接合點(diǎn)Pf作為固定點(diǎn)，被第2固定電極22c固定到基板10的懸臂構(gòu)造。通過 附加到第1固定電極21a和可動電極22a的電荷而產(chǎn)生的靜電力使可動電極22a在F方向 上進(jìn)行振動。此外，能夠通過檢測間隙部G的靜電電容的變化，取得MEMS振子20的振動頻 率等振動特性。
[0048] 在具有能夠如上述那樣進(jìn)行振動的MEMS振子20的MEMS壓力傳感器100中，如圖 2的（b)所示，向基板10的隔膜部10b附加壓力p作為外力，通過施加到隔膜部10b的底面 lOd的壓力p，向隔膜部10b施加應(yīng)力，基板10的主面10a變形成為主面10a'而產(chǎn)生撓曲 δ。此時，接合點(diǎn)Pf處的變形后隔膜部10b'的變形后主面10a'的切線Lt方向相對于未 形成隔膜部l〇b的基板10的主面10a產(chǎn)生角度Θ的傾斜。
[0049] 由于變形后主面10a<相對于主面10a的傾斜角Θ，可動電極22a也產(chǎn)生相對于 主面10a的傾斜，結(jié)果變形后的間隙部G'相對于靜止?fàn)顟B(tài)的MEMS振子20的間隙部G被放 大，第1固定電極21a與可動電極22a之間的靜電力發(fā)生變化，從而諧振頻率發(fā)生變化。能 夠通過得到該諧振頻率的變化與附加到隔膜部l〇b的壓力p之間的關(guān)系，得到MEMS壓力傳 感器100。
[0050] 如上所述，隔膜部10b由于壓力p而產(chǎn)生變形，由此間隙部G變化成間隙部G'，并 檢測為諧振頻率的變化。因此，優(yōu)選以增大向變化后的間隙部G'的變化量的方式配置第1 固定電極21a和可動電極22a。使用圖3說明第1固定電極21a和可動電極22a的配置。 圖3的（a)示出MEMS壓力傳感器100的俯視圖，圖3的（b)示出MEMS壓力傳感器110的俯 視圖，圖3的（a)所示的MEMS壓力傳感器100是隔膜部10b的平面形狀為圓形的情況，與 圖1的（a)所示的方式相同。圖3的（b)所示的MEMS壓力傳感器110示出隔膜部10e的平 面形狀為作為多邊形的一例的六邊形的情況。圖3的（c)是示出向隔膜部10b、10e附加壓 力P的狀態(tài)下的MEMS振子20的概略剖視圖。
[0051] 在圖3的（a)所示的MEMS壓力傳感器100中，隔膜部10b的平面形狀形成為圓形。 如圖3的（a)所示，第1固定電極21a與可動電極22a之間的位置關(guān)系如下，第1固定電極 21a的與第2固定電極22c相對的第1固定電極端部21c、和第2固定電極22c的與第1固 定電極21a相對的第2固定電極端部22e之間的距離隔開距離a，即第1固定電極端部21c 與第2固定電極端部22e是相對的端部，第1固定電極端部21c與第2固定電極端部22e 隔開距離a。
[0052] 此外，隔膜部10b的平面形狀的圓形直徑形成為(pbB。該情況下，優(yōu)選以滿足
[0053] 0 < a < 0. 3bB (1)
[0054] 的條件的方式，設(shè)定第1固定電極端部21c與第2固定電極端部22e之間的距離 a。如圖3的（c)所示，由于接合點(diǎn)Pf處的變形后隔膜部10b'的變形后主面10a'的切線 Lt方向相對于未形成隔膜部10b的基板10的主面10a的傾斜角度Θ，可動電極22a與第 1固定電極21a隔開，成為附加壓力p引起的間隙部G'。因此，通過在式（1)所示的條件 下設(shè)定距離a，能夠得到具有如下MEMS振子20的MEMS壓力傳感器100,該MEMS振子20在 持續(xù)可動電極22a的激勵驅(qū)動的同時，將附加的壓力p引起的隔膜部10b的變形高效轉(zhuǎn)換 成向間隙部G'的變化，從而能夠可靠地檢測伴隨間隙部G向間隙部G'的變化的諧振頻率 的變化。
[0055] 此外，如圖3的（b)所示的MEMS壓力傳感器110那樣，在隔膜部10e的平面形狀 具有六邊形的情況下，將與六邊形的平面形狀內(nèi)切的假想形狀的內(nèi)切圓l〇f的直徑設(shè)為直 徑1^，符合式（1)的條件地設(shè)定第1固定電極端部21c與第2固定電極端部22e之間的距 離a即可。
[0056] 圖4是示出圖3的（a)、（b)所示的MEMS振子20的另一配置的俯視圖，圖4的（a) 是MEMS壓力傳感器100具備的隔膜部10b的平面形狀為圓形的情況，圖4的（b)示出MEMS 壓力傳感器110具備的隔膜部l〇e的平面形狀為作為多邊形的一例的六邊形的情況。
[0057] 如圖4的（a)所示，第1固定電極21a的平面形狀（圖示的陰影部）的中心CE被配 置成處于與隔膜部l〇b的俯視時的直徑b B的圓形為同心圓的直徑c的圓形區(qū)域內(nèi)。配置 中心CE的圓形區(qū)域的直徑c優(yōu)選為
[0058] 0 < c ^ 0. 93bB (2)。
[0059] 以在根據(jù)式（2)所示的條件設(shè)定的區(qū)域內(nèi)配置第1固定電極21a的平面形狀中心 CE的方式配置第1固定電極21a，并且根據(jù)式（1)所示的條件設(shè)定第1固定電極端部21c與 第2固定電極端部22e之間的距離a，由此，即使附加到隔膜部10b的壓力p較小且撓曲δ 較小，也能夠較大地產(chǎn)生間隙部(V。
[0060] 如圖3的（c)所示，對于構(gòu)成隔膜部10b的凹部11b，相對于底面10d中的平面形 狀的直徑b B，將基板10的背面10c中的凹部lib的開口的直徑bw設(shè)為bB < bw的關(guān)系。由 此，由作為凹部lib的底面10d的晶片基板11的凹部底面lid和凹部壁面lie構(gòu)成的角部 Ilf不會成為銳角，即使反復(fù)產(chǎn)生隔膜部l〇b的撓曲變形，也能夠抑制角部Ilf處的應(yīng)力集 中等引起的晶片基板11的損傷。而且，能夠提1?形成凹部lib的蝕刻性。
[0061] 在圖4的（b)所示的MEMS壓力傳感器110的情況下，第1固定電極21a的平面形 狀（圖示的陰影部)的中心(^被配置成處于與隔膜部10e的俯視時的假想形狀的內(nèi)切圓10f 為同心圓的直徑c的圓形區(qū)域內(nèi)。配置中心CE的圓形區(qū)域的直徑c優(yōu)選為式（2)所示的條 件。
[0062] 圖5示出MEMS壓力傳感器的另一方式。圖5示出MEMS壓力傳感器200,圖5的 (a)是透過覆蓋層70的狀態(tài)下的俯視圖，圖5的（b)是圖5的（a)所示的C 一（T部的剖視 圖。另外，MEMS壓力傳感器200僅上述MEMS壓力傳感器100、110具備的第2導(dǎo)電層22的 結(jié)構(gòu)不同，其他結(jié)構(gòu)均相同，因此對與MEMS傳感器100U10相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同標(biāo)號，并省 略說明。
[0063] 如圖5的（b)所示，MEMS壓力傳感器200在基板10的作為第1面的主面10a即氮 化膜13的正面13a形成有作為諧振器的MEMS振子20。MEMS振子20由第1導(dǎo)電層21具 備的第1固定電極21a、和第3導(dǎo)電層24具備的可動電極24a構(gòu)成。在第3導(dǎo)電層24中， 從可動電極24a起延伸設(shè)置有支撐電極24b。并且，從支撐電極24b起延伸設(shè)置有作為第2 固定電極的連接電極24c。此外，在基板10的主面10a上配設(shè)有第2導(dǎo)電層23。第2導(dǎo)電 層23具有基板電極23a，通過在基板電極23a上連接第3導(dǎo)電層24具備的連接電極24c， 第3導(dǎo)電層24經(jīng)由基板電極23a被固定到基板10。此外，第1導(dǎo)電層21具有第1固定電 極21a和與未圖示的外部布線連接的第1布線部21b。此外，第2導(dǎo)電層23具有基板電極 23a和與未圖示的外部布線連接的第2布線部23b。
[0064] 對于第1導(dǎo)電層21和第2導(dǎo)電層23,在基板10的主面10a上，利用光刻對導(dǎo)電 性的多晶硅進(jìn)行構(gòu)圖，形成第1固定電極21a和基板電極23a。在形成的第1固定電極21a 和基板電極23a上形成未圖示的第4氧化膜。在基板電極23a上的第4氧化膜中，設(shè)置用 于在基板電極23a上形成第3導(dǎo)電層24的連接電極24c的開口。然后，在第4氧化膜上形 成第3導(dǎo)電層24。然后，第4氧化膜通過釋放蝕刻，與第2氧化膜40和第3氧化膜50 -起 被去除，從而形成間隙部G，作為第1固定電極21a與可動電極24a之間的間隙。
[0065] 在圖5所示的MEMS壓力傳感器200中，隔膜部10b的平面形狀形成為圓形。如作 為MEMS振子20部分的放大圖的圖5的（c)所示，第1固定電極21a與可動電極24a之間 的位置關(guān)系如下，第1固定電極21a的與基板電極23a相對的第1固定電極端部21c、和第 3導(dǎo)電層24的連接電極24c的與第1固定電極21a相對的連接電極端部24d之間的距離隔 開距離d，即第1固定電極端部21c與連接電極端部24d是相對的端部，第1固定電極端部 21c與連接電極端部24d隔開距離d。
[0066] 第1固定電極端部21c與連接電極端部24d之間的距離d在隔膜部10b的平面形 狀的圓形直徑形成為的情況下，優(yōu)選以滿足
[0067] 0 < d < 0. 3bB (3)
[0068] 的條件的方式進(jìn)行設(shè)定。即，距離d與上述MEMS壓力傳感器100U10中的式（1) 的距離a對應(yīng)。此外，即使在構(gòu)成與MEMS壓力傳感器110中的具有六邊形的平面形狀的隔 膜部10e相同的隔膜的情況下，只要將與六邊形的平面形狀內(nèi)切的假想形狀的內(nèi)切圓10f 的直徑設(shè)為直徑匕（參照圖3)，符合式（3)的條件地設(shè)定第1固定電極端部21c與連接電 極端部24d之間的距離d即可。
[0069] 此外，如圖5的（a)所示，第1固定電極21a的平面形狀（圖示的陰影部）的中心CE 被配置成處于與隔膜部l〇b的俯視時的直徑bB的圓形為同心圓的直徑c的圓形區(qū)域內(nèi)。配 置中心CE的圓形區(qū)域的直徑c在MEMS壓力傳感器200的情況下也優(yōu)選在式（2)的條件下 進(jìn)行設(shè)定。
[0070] 上述MEMS壓力傳感器100、110、200在由于外部壓力而產(chǎn)生撓曲變形的隔膜部10b 的主面l〇a部上形成MEMS振子20,由此即使是隔膜部10b的略微的撓曲變形，換言之即使 是微小的外部壓力，也會對MEMS振子20的諧振頻率帶來變化，從而能夠得到可檢測上述變 化的壓力傳感器。而且，能夠得到可通過與半導(dǎo)體工藝相同的工藝形成的小型的壓力傳感 器。
[0071] 如上所述，本實施方式的MEMS壓力傳感器100、110、200使用半導(dǎo)體制造工藝進(jìn) 行制造。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)與半導(dǎo)體裝置即所謂1C的一體化。圖6示出將上述MEMS壓力傳 感器100和半導(dǎo)體裝置構(gòu)成為單芯片后的方式。圖6所示的MEMS壓力傳感器300具有將 MEMS壓力傳感器100和半導(dǎo)體裝置310形成為單芯片的結(jié)構(gòu)。MEMS壓力傳感器100由于是 能夠使用半導(dǎo)體制造裝置通過半導(dǎo)體制造方法制造的細(xì)微裝置，因此能夠容易地在與MEMS 壓力傳感器100相同的晶片基板11形成半導(dǎo)體裝置310。半導(dǎo)體裝置310具有對MEMS壓 力傳感器100進(jìn)行驅(qū)動的振蕩電路、和對MEMS壓力傳感器100的頻率變動進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算 電路等。如MEMS壓力傳感器300所示，能夠通過將半導(dǎo)體裝置310和MEMS壓力傳感器100 形成為單芯片，得到作為小型的傳感器器件的MEMS壓力傳感器。
[0072] (第2實施方式）
[0073] 根據(jù)【專利附圖】
【附圖說明】高度計，作為第2實施方式。第2實施方式的高度計是具有作為電 子器件的壓力傳感器的電子設(shè)備的1個方式，該電子器件具有第1實施方式的MEMS壓力傳 感器 100、110、200、300。
[0074] 如圖7的（a)所示，第2實施方式的高度計1000在殼體1100中具有：第1實施方 式的MEMS壓力傳感器300 ;作為保持MEMS壓力傳感器300并安裝于殼體1100的保持單元 的傳感器固定框1200 ;以及作為將從MEMS壓力傳感器300得到的數(shù)據(jù)信號運(yùn)算成高度數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)處理部的運(yùn)算部1300。在殼體1100中設(shè)置有使得MEMS壓力傳感器300具備的 MEMS壓力傳感器100的隔膜部10b (參照圖1)能夠與大氣連通的開口 1100a。
[0075] 圖7的（b)示出圖7的（a)所示的D部即MEMS壓力傳感器300的安裝部截面的 詳細(xì)情況。如圖7的（b)所示，配置成MEMS壓力傳感器100的隔膜部10b在開口 1100a偵U 露出。此外，傳感器固定框1200還具有貫通孔1200a，貫通孔1200a也以MEMS壓力傳感器 100的隔膜部l〇b露出的方式進(jìn)行配置。傳感器固定框1200與MEMS壓力傳感器300通過 粘接等手段被接合到傳感器固定框1200的接合面1200b。接合有MEMS壓力傳感器300的 傳感器固定框1200通過螺釘1400被安裝到殼體1100。另外，傳感器固定框1200在殼體上 的固定方法不限于螺釘1400，也可以是粘接等粘著手段。
[0076] 作為附加到經(jīng)由殼體1100的開口 1100a和傳感器固定框1200的貫通孔1200a被 通氣的MEMS壓力傳感器100的隔膜部10b的壓力變動區(qū)域，高度計1000被連通到大氣中， 高度計1000檢測大氣的壓力（以下稱作大氣壓）并輸出高度數(shù)據(jù)。輸出的高度數(shù)據(jù)被發(fā)送 到圖7的（a)所示的具有顯示單元2100的個人計算機(jī)2000 (以下稱作PC2000)，并顯示在 PC2000的顯示單元2100上。此時，能夠通過PC2000具備的處理軟件，進(jìn)行高度數(shù)據(jù)的存 儲、圖形化、地圖數(shù)據(jù)上的顯示等各種數(shù)據(jù)處理。另外，還能夠替代PC2000而在高度計1000 中具備數(shù)據(jù)處理裝置、顯示部和外部操作部等。
[0077] 圖8示出第2實施方式的高度計1000具備的MEMS壓力傳感器300的另一方式。 圖8示出圖7的（a)所示的高度計1000的圖7的（a)的D部。如圖8所示，MEMS壓力傳 感器300將具有撓性和氣密性的撓性膜400粘著到MEMS壓力傳感器300上。作為撓性膜 400,例如優(yōu)選為氟樹脂、合成橡膠等具有彈性且氣體透過率小的材料或者金屬薄膜。
[0078] 撓性膜400被配置成覆蓋MEMS壓力傳感器100的隔膜部10b，在凸緣部400a處被 粘著到基板10。此時，由基板10和撓性膜400形成的空間Q (圖示點(diǎn)狀陰影部）被填充例 如空氣、惰性氣體等氣體，從而形成為壓力變動區(qū)域。具有撓性膜400的MEMS壓力傳感器 300被粘著到傳感器固定框1200,從而被安裝到殼體1100。
[0079] MEMS壓力傳感器300由于具有撓性膜400,因而能夠防止外部的異物、灰塵等附著 到MEMS壓力傳感器100而將其保持潔凈，從而能夠得到穩(wěn)定的高度計的性能。此外，即使 撓性膜400的外部環(huán)境是液體、腐蝕氣體等也能夠抑制MEMS壓力傳感器300的損傷。
[0080] (第3實施方式）
[0081] 對作為具有第1實施方式的MEMS壓力傳感器100、110、200、300或第2實施方式 的高度計1000的電子設(shè)備的導(dǎo)航系統(tǒng)、和作為搭載該導(dǎo)航系統(tǒng)的移動體的一個方式的汽 車進(jìn)行說明。
[0082] 圖9是具有作為電子設(shè)備的導(dǎo)航系統(tǒng)3000的作為移動體的汽車4000的外觀圖。 導(dǎo)航系統(tǒng)3000具有：未圖示的地圖信息；來自GPS (全球定位系統(tǒng)：Global Positioning System)的位置信息取得單元；基于陀螺儀傳感器以及加速度傳感器和車速數(shù)據(jù)的自主導(dǎo) 航單元；以及第2實施方式的高度計1000,導(dǎo)航系統(tǒng)3000在配設(shè)于駕駛員可視覺觀察到的 位置處的顯示單元3100上顯示預(yù)定的位置信息或路線信息。
[0083] 在圖9所示的汽車4000中，導(dǎo)航系統(tǒng)3000具有高度計1000,由此，能夠除了取得 的位置信息以外還取得高度信息。通過取得高度信息，例如在位置信息上表示與一般道路 大致相同的位置的高架道路上行駛的情況下，即不具有高度信息的情況下，無法在導(dǎo)航系 統(tǒng)中判斷是在一般道路上行駛還是在高架道路上行駛，從而導(dǎo)致向駕駛員提供一般道路的 信息作為優(yōu)先信息。因此，在本實施方式的導(dǎo)航系統(tǒng)3000中，能夠通過高度計1000取得高 度信息，能夠檢測從一般道路進(jìn)入高架道路而引起的高度變化，從而向駕駛員提供高架道 路的行駛狀態(tài)下的導(dǎo)航信息。
[0084] 此外，能夠通過第1實施方式的MEMS壓力傳感器100、110、200、300構(gòu)成小型的壓 力檢測設(shè)備，能夠在汽車4000中容易地組裝利用油壓或氣壓的驅(qū)動系統(tǒng)。由此，能夠容易 地取得裝置的壓力監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種MEMS壓力傳感器，其特征在于，該MEMS壓力傳感器具有： 隔膜部，其根據(jù)壓力進(jìn)行移位；以及 諧振器，其配置在所述隔膜部的主面上， 所述諧振器具有： 第1固定電極，其設(shè)置在所述主面上；以及 驅(qū)動電極，其具有第2固定電極、可動電極以及支撐電極，該第2固定電極設(shè)置在所述 主面上，該可動電極與所述第1固定電極隔開，在從所述主面的法線方向俯視時與所述第1 固定電極重疊，并在與所述主面交叉的方向上進(jìn)行驅(qū)動，該支撐電極支撐所述可動電極并 與所述第2固定電極連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于， 所述隔膜部具有配置于所述主面的背面?zhèn)鹊陌疾?、以及由所述凹部的底面和所述主?構(gòu)成的薄壁部， 在設(shè)所述第1固定電極與所述第2固定電極的相對的端部間的距離為a，所述隔膜部的 所述凹部的從所述主面的法線方向俯視時的平面形狀中的內(nèi)切圓的直徑為bB的情況下， 0. a ^ 0. 3bB〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于， 在所述隔膜部的所述凹部的從所述主面的法線方向俯視時的平面形狀中的所述內(nèi)切 圓的具有直徑c的同心圓的區(qū)域中，配置所述第1固定電極， 所述直徑c為0 < c < 0· 93bB。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于， 當(dāng)設(shè)在從所述主面的法線方向俯視時，所述凹部的所述底面處的平面形狀的底面內(nèi)切 圓的直徑為bB，所述背面處的所述凹部的開口的平面形狀的開口內(nèi)切圓的直徑為bw的情況 下， 〈 bw。
5. -種電子器件，其特征在于，該電子器件具有： 權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器；以及 保持單元，其以使基板的所述背面處的所述凹部的所述開口和所述底面露出到壓力變 動區(qū)域的方式保持所述MEMS壓力傳感器。
6. -種高度計，其特征在于，該高度計具有： 權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器； 保持單元，其以使所述背面處的所述凹部的所述開口和所述底面露出到壓力變動區(qū)域 的方式保持所述MEMS壓力傳感器；以及 數(shù)據(jù)處理部，其對所述MEMS壓力傳感器的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
7. -種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備具有權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器。
8. -種移動體，其特征在于，該移動體具有權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器。
【文檔編號】B81B7/02GK104108678SQ201410160370
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】北野洋司 申請人:精工愛普生株式會社
【專利摘要】MEMS壓力傳感器、電子器件、高度計以及電子設(shè)備，能夠在基板上形成薄壁的隔膜部，即使壓力低，也能夠使隔膜部變形，從而能夠構(gòu)成可計測準(zhǔn)確的微小壓力的壓力傳感器。MEMS壓力傳感器具有：隔膜部，其根據(jù)壓力進(jìn)行移位；以及諧振器，其形成在所述隔膜部的主面上，所述諧振器具有：第1固定電極，其設(shè)置在所述主面上；以及驅(qū)動電極，其具有第2固定電極、可動電極以及支撐電極，該第2固定電極設(shè)置在所述主面上，該可動電極與所述第1固定電極隔開，在從所述主面的法線方向俯視時與所述第1固定電極重疊，并在與所述主面交叉的方向上進(jìn)行驅(qū)動，該支撐電極支撐所述可動電極并與所述第2固定電極連接。
【專利說明】MEMS壓力傳感器、電子器件、高度計以及電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及MEMS壓力傳感器、電子器件、高度計、電子設(shè)備以及移動體。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，作為檢測壓力的器件，公知有專利文獻(xiàn)1所示的半導(dǎo)體壓力傳感器。專利文 獻(xiàn)1所示的半導(dǎo)體壓力傳感器是在硅片上形成應(yīng)變敏感元件，通過對硅片的應(yīng)變敏感元件 形成面相反側(cè)的面進(jìn)行研磨使其變薄而形成隔膜部，通過應(yīng)變敏感元件檢測在由于壓力而 移位的隔膜部中產(chǎn)生的應(yīng)變，并將其檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換成壓力。
[0003] 【專利文獻(xiàn)1】日本特開2001-332746號公報
[0004] 但是，在專利文獻(xiàn)1所示的具有應(yīng)變敏感元件的壓力傳感器中，需要使硅片變薄， 從而很難實現(xiàn)與作為對來自壓力傳感器的信號進(jìn)行處理的運(yùn)算部的半導(dǎo)體裝置（1C)之間 的一體化。
[0005] 另一方面，通過半導(dǎo)體裝置的制造方法、裝置制造微小機(jī)械系統(tǒng)的所謂MEMS (Micro Electro Mechanical Systems:微電子機(jī)械系統(tǒng))元件受到關(guān)注。通過使用MEMS元 件，能夠得到極小型的各種傳感器或振蕩器等。這些器件通過MEMS技術(shù)在基板上形成細(xì)微 的振動元件，能夠得到利用振動元件的振動特性進(jìn)行加速度的檢測、基準(zhǔn)信號的生成等的 元件。
[0006] 使用該MEMS技術(shù)形成振動元件，構(gòu)成根據(jù)MEMS振動元件的振動頻率的變動檢測 壓力的壓力傳感器，由此能夠?qū)崿F(xiàn)與1C 一體化的壓力傳感器。進(jìn)而得到如下的MEMS壓力 傳感器，其能夠在基板上形成薄壁的隔膜部，即使壓力低也能夠使隔膜部變形，從而能夠構(gòu) 成可計測準(zhǔn)確的微小壓力的壓力傳感器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明正是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，其可以作為以下的方式或 應(yīng)用例來實現(xiàn)。
[0008] [應(yīng)用例1]本應(yīng)用例的MEMS壓力傳感器的特征在于，該MEMS壓力傳感器具有： 隔膜部，其根據(jù)壓力進(jìn)行移位；以及諧振器，其配置在所述隔膜部的主面上，所述諧振器具 有：第1固定電極，其設(shè)置在所述主面上；驅(qū)動電極，其具有第2固定電極、可動電極以及支 撐電極，該第2固定電極設(shè)置在所述主面上，該可動電極與所述第1固定電極隔開，在從所 述主面的法線方向俯視時與所述第1固定電極重疊，并在與所述主面交叉的方向上進(jìn)行驅(qū) 動，該支撐電極支撐所述可動電極并與所述第2固定電極連接。
[0009] 根據(jù)本應(yīng)用例的MEMS壓力傳感器，通過向隔膜部附加外部壓力而在隔膜部產(chǎn)生 撓曲，從而對諧振器的振動特性即諧振頻率帶來變化。能夠通過導(dǎo)出該外部壓力與諧振器 的頻率特性變化之間的關(guān)系，得到根據(jù)諧振器的頻率特性的變化檢測外部壓力的MEMS壓 力傳感器。
[0010][應(yīng)用例2]在上述應(yīng)用例中，其特征在于，所述隔膜部具有配置于所述主面的背 面?zhèn)鹊陌疾俊⒁约坝伤霭疾康牡酌婧退鲋髅鏄?gòu)成的薄壁部，在設(shè)所述第1固定電極與 所述第2固定電極的相對的端部間的距離為a，所述隔膜部的所述凹部的從所述主面的法 線方向俯視時的平面形狀中的內(nèi)切圓的直徑為b B的情況下，
[0011] 0 < a ^ 0. 3bB〇
[0012] 根據(jù)上述應(yīng)用例，能夠在不降低信號強(qiáng)度的情況下，將附加的壓力引起的隔膜部 的變形高效轉(zhuǎn)換成第1固定電極與可動電極之間的間隙變化，從而可得到具有能夠可靠地 檢測伴隨間隙部變化的諧振頻率變化的諧振器的MEMS壓力傳感器。
[0013] [應(yīng)用例3]在上述應(yīng)用例中，其特征在于，在所述隔膜部的所述凹部的從所述主 面的法線方向俯視時的平面形狀中的所述內(nèi)切圓的具有直徑c的同心圓的區(qū)域中，配置所 述第1固定電極，所述直徑C為0 < C < 0. 93bB。
[0014] 根據(jù)上述應(yīng)用例，即使附加到隔膜部的壓力較小，從而隔膜部的移位量即撓曲量 較小，也能夠較大地產(chǎn)生第1固定電極與可動電極之間的間隙，能夠得到可檢測微小壓力 的MEMS壓力傳感器。
[0015] [應(yīng)用例4]在上述應(yīng)用例中，其特征在于，當(dāng)設(shè)在從所述主面的法線方向俯視時， 所述凹部的所述底面處的平面形狀的底面內(nèi)切圓的直徑為匕，所述背面處的所述凹部的開 口的平面形狀的開口內(nèi)切圓的直徑為、的情況下，
[0016] bB<bw。
[0017] 根據(jù)上述應(yīng)用例，由凹部的底面和凹部的側(cè)壁構(gòu)成的角部不會成為銳角，即使反 復(fù)產(chǎn)生隔膜部的撓曲變形，也能夠抑制角部處的應(yīng)力集中等引起的構(gòu)成基板的晶片損傷。 而且，能夠提高形成凹部時的蝕刻性，能夠提高生產(chǎn)率。
[0018] [應(yīng)用例5]本應(yīng)用例的電子器件的特征在于，該電子器件具有：上述應(yīng)用例所述 的MEMS壓力傳感器；以及保持單元，其以使基板的所述背面處的所述凹部的所述開口和所 述底面露出到壓力變動區(qū)域的方式保持所述MEMS壓力傳感器。
[0019] 根據(jù)本應(yīng)用例的電子器件，通過向隔膜部附加外部壓力而在隔膜部產(chǎn)生撓曲，從 而對諧振器的振動特性即諧振頻率帶來變化。能夠通過導(dǎo)出該外部壓力與諧振器的頻率特 性變化之間的關(guān)系，得到作為根據(jù)諧振器的頻率特性變化來檢測外部壓力的電子器件的壓 力傳感器。
[0020] [應(yīng)用例6]本應(yīng)用例的高度計的特征在于，該高度計具有：上述應(yīng)用例所述的 MEMS壓力傳感器；保持單元，其以使所述背面處的所述凹部的所述開口和所述底面露出到 壓力變動區(qū)域的方式保持所述MEMS壓力傳感器；以及數(shù)據(jù)處理部，其對所述MEMS壓力傳感 器的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0021] 根據(jù)本應(yīng)用例的高度計，通過向隔膜部附加外部壓力而在隔膜部產(chǎn)生撓曲，從而 對諧振器的振動特性即諧振頻率帶來變化。通過導(dǎo)出該外部壓力與諧振器的頻率特性變化 之間的關(guān)系，得到能夠根據(jù)諧振器的頻率特性變化來檢測外部壓力并根據(jù)該壓力值計算高 度的高度計。
[0022] [應(yīng)用例7]本應(yīng)用例的電子設(shè)備的特征在于，該電子設(shè)備具有上述應(yīng)用例所述的 MEMS壓力傳感器、電子器件或高度計。
[0023] 根據(jù)本應(yīng)用例的電子設(shè)備，能夠得到可得到極低的壓力值并根據(jù)該壓力值進(jìn)行動 作的電子設(shè)備。
[0024] [應(yīng)用例8]本應(yīng)用例的移動體的特征在于，該移動體具有上述應(yīng)用例所述的MEMS 壓力傳感器、電子器件、高度計或電子設(shè)備。
[0025] 根據(jù)本應(yīng)用例的移動體，能夠得到具有可得到極低的壓力值并根據(jù)該壓力值進(jìn)行 動作的電子設(shè)備的移動體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1示出第1實施方式的MEMS壓力傳感器，（a)是俯視圖，（b)是（a)所示的A - A'部的剖視圖，（c)是（a)所示的B - B'部的剖視圖。
[0027] 圖2是說明第1實施方式的MEMS壓力傳感器的MEMS振子部的結(jié)構(gòu)圖，（a)是說 明靜止?fàn)顟B(tài)的動作的MEMS振子部的結(jié)構(gòu)圖，（b)是說明加壓狀態(tài)的動作的MEMS振子部的 結(jié)構(gòu)圖。
[0028] 圖3示出第1實施方式的MEMS壓力傳感器，（a)是隔膜部具有圓形平面形狀的俯 視圖，（b)是隔膜部具有六邊形平面形狀的俯視圖，（c)是示出加壓狀態(tài)的剖視圖。
[0029] 圖4是說明第1實施方式的MEMS壓力傳感器中的第1固定電極的配置的俯視圖。
[0030] 圖5不出第1實施方式的MEMS壓力傳感器的另一方式，（a)是俯視圖，（b)是（a) 所示的C 一 C'部的剖視圖，（C)是MEMS振子部的放大剖視圖。
[0031] 圖6是示出第1實施方式的MEMS壓力傳感器的又一方式的剖視圖。
[0032] 圖7示出第2實施方式的高度計，（a)是結(jié)構(gòu)圖，（b)是（a)所示的D部放大圖。
[0033] 圖8是示出另一方式的高度計的部分剖視圖。
[0034] 圖9是示出第3實施方式的移動體的外觀圖。
[0035] 標(biāo)號說明
[0036] 10 :基板；20 :MEMS振子；30 :空間壁部；40 :第2氧化膜；50 :第3氧化膜；60 :保護(hù) 膜；70 :覆蓋層；100 :MEMS壓力傳感器。
【具體實施方式】
[0037] 以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0038] (第1實施方式）
[0039] 圖1示出第1實施方式的MEMS壓力傳感器，（a)是透過后述的覆蓋層的狀態(tài)下的 俯視圖，（b)是（a)所不的A - A'部的剖視圖，（c)是（a)所不的B - IV部的剖視圖。如 圖1的（b)所示，本實施方式的MEMS壓力傳感器100具有基板10,該基板10由晶片基板 11、形成在晶片基板11的主面11a上的第1氧化膜12和形成在第1氧化膜12上的氮化膜 13構(gòu)成。晶片基板11是硅基板，還被用作形成后述的半導(dǎo)體裝置即所謂1C的晶片基板11。
[0040] 在基板10的作為第1面的主面10a即氮化膜13的正面13a形成有作為諧振器的 MEMS振子20。MEMS振子20由圖1的（b)所示的第1導(dǎo)電層21具備的第1固定電極21a 和第2導(dǎo)電層22具備的作為驅(qū)動電極的可動電極22a構(gòu)成。還如圖1的（b)所示，第1導(dǎo) 電層21具有第1固定電極21a和與未圖示的外部布線連接的第1布線部21b。此外，第2 導(dǎo)電層22具有可動電極22a、形成在主面10a上的第2固定電極22c、和支撐可動電極22a 并與第2固定電極22c連接的支撐電極22b，第2導(dǎo)電層22還具有將第2固定電極22c連 接到未圖示的外部布線的第2布線部22d。第1導(dǎo)電層21和第2導(dǎo)電層22通過利用光刻 對導(dǎo)電性的多晶硅進(jìn)行構(gòu)圖而形成。另外，在本實施方式中，第1導(dǎo)電層21和第2導(dǎo)電層 22示出使用多晶硅的例子，但是不限于此。
[0041] MEMS振子20在第1固定電極21a與可動電極22a之間形成有作為可動電極22a 能夠移動的空間的間隙部G。此外，MEMS振子20形成為被收納在形成于基板10的主面10a 上的空間S內(nèi)。空間S如下形成。在形成第1導(dǎo)電層21和第2導(dǎo)電層22后，形成第2氧 化膜40。在第2氧化膜40中，與形成第2導(dǎo)電層22同時，以與由多晶硅形成的后述的空間 壁部30的最下層33連接的方式形成使最下層33露出的孔，通過利用光刻的構(gòu)圖而形成第 1布線層31。
[0042] 進(jìn)而，在第2氧化膜40上形成第3氧化膜50。在第3氧化膜50中形成使第1布 線層31露出的孔，通過利用光刻的構(gòu)圖而形成第2布線層32。第2布線層32具有：構(gòu)成 后述的空間壁部30的最上層的壁部32a ;以及構(gòu)成收納MEMS振子20的空間S的蓋部32b。 進(jìn)而，第2布線層32的蓋部32b具備開口 32c，該開口 32c用于對為了形成空間S而在制造 過程中形成的處于空間S的區(qū)域中的第2氧化膜40和第3氧化膜50進(jìn)行釋放蝕刻。
[0043] 接著，以使第2布線層32的開口 32c露出的方式形成保護(hù)膜60,從開口 32c導(dǎo)入 對第2氧化膜40和第3氧化膜50進(jìn)行蝕刻的蝕刻液，通過釋放蝕刻形成空間S?？臻gS是 被由最下層33、第1布線層31和第2布線層32形成的空間壁部30圍成的區(qū)域。
[0044] 設(shè)置于MEMS振子20的間隙部G通過形成上述空間S時的釋放蝕刻而形成。即， 在形成第1導(dǎo)電層21后，在第1固定電極21a上形成未圖示的第4氧化膜，并在第4氧化 膜上形成可動電極22a。然后，第4氧化膜通過釋放蝕刻，與第2氧化膜40和第3氧化膜 50-起被去除，從而形成間隙部G。另外，將上述通過釋放蝕刻去除的與空間S對應(yīng)的區(qū)域 的第2氧化膜40、第3氧化膜50以及第4氧化膜稱作犧牲層。
[0045] 在釋放蝕刻結(jié)束并形成空間S后，形成覆蓋層70,覆蓋未被保護(hù)膜60覆蓋的第2 布線層32的蓋部32b，從而對開口 32c進(jìn)行密封。由此，空間S被密閉。
[0046] 由此形成MEMS壓力傳感器100。在本實施方式的MEMS壓力傳感器100中，從作為 第2面的基板10的背面10c側(cè)起在晶片基板11中形成有凹部11b，該背面10c是與MEMS 振子20對應(yīng)的基板10的主面10a的相反面。通過形成凹部11b，在形成MEMS振子20的 主面l〇a的區(qū)域中形成薄壁部11c。通過該薄壁部11c、形成在薄壁部11c上的第1氧化膜 12和氮化膜13構(gòu)成隔膜部10b。換言之，在隔膜部10b的區(qū)域的主面10a上形成有MEMS 振子20。
[0047] 圖2是說明MEMS壓力傳感器100的動作的結(jié)構(gòu)圖。圖2的（a)所示的MEMS壓力 傳感器100的動作狀態(tài)示出在未向隔膜部l〇b施加作為外力的外部壓力的、所謂靜止?fàn)顟B(tài) 下的MEMS振子20的動作。如圖2的（a)所示，靜止?fàn)顟B(tài)下的MEMS振子20與第1固定電 極21a隔開間隙部G地配置可動電極22a?？蓜与姌O22a成為將基板10的主面10a與支撐 電極22b的接合點(diǎn)Pf作為固定點(diǎn)，被第2固定電極22c固定到基板10的懸臂構(gòu)造。通過 附加到第1固定電極21a和可動電極22a的電荷而產(chǎn)生的靜電力使可動電極22a在F方向 上進(jìn)行振動。此外，能夠通過檢測間隙部G的靜電電容的變化，取得MEMS振子20的振動頻 率等振動特性。
[0048] 在具有能夠如上述那樣進(jìn)行振動的MEMS振子20的MEMS壓力傳感器100中，如圖 2的（b)所示，向基板10的隔膜部10b附加壓力p作為外力，通過施加到隔膜部10b的底面 lOd的壓力p，向隔膜部10b施加應(yīng)力，基板10的主面10a變形成為主面10a'而產(chǎn)生撓曲 δ。此時，接合點(diǎn)Pf處的變形后隔膜部10b'的變形后主面10a'的切線Lt方向相對于未 形成隔膜部l〇b的基板10的主面10a產(chǎn)生角度Θ的傾斜。
[0049] 由于變形后主面10a<相對于主面10a的傾斜角Θ，可動電極22a也產(chǎn)生相對于 主面10a的傾斜，結(jié)果變形后的間隙部G'相對于靜止?fàn)顟B(tài)的MEMS振子20的間隙部G被放 大，第1固定電極21a與可動電極22a之間的靜電力發(fā)生變化，從而諧振頻率發(fā)生變化。能 夠通過得到該諧振頻率的變化與附加到隔膜部l〇b的壓力p之間的關(guān)系，得到MEMS壓力傳 感器100。
[0050] 如上所述，隔膜部10b由于壓力p而產(chǎn)生變形，由此間隙部G變化成間隙部G'，并 檢測為諧振頻率的變化。因此，優(yōu)選以增大向變化后的間隙部G'的變化量的方式配置第1 固定電極21a和可動電極22a。使用圖3說明第1固定電極21a和可動電極22a的配置。 圖3的（a)示出MEMS壓力傳感器100的俯視圖，圖3的（b)示出MEMS壓力傳感器110的俯 視圖，圖3的（a)所示的MEMS壓力傳感器100是隔膜部10b的平面形狀為圓形的情況，與 圖1的（a)所示的方式相同。圖3的（b)所示的MEMS壓力傳感器110示出隔膜部10e的平 面形狀為作為多邊形的一例的六邊形的情況。圖3的（c)是示出向隔膜部10b、10e附加壓 力P的狀態(tài)下的MEMS振子20的概略剖視圖。
[0051] 在圖3的（a)所示的MEMS壓力傳感器100中，隔膜部10b的平面形狀形成為圓形。 如圖3的（a)所示，第1固定電極21a與可動電極22a之間的位置關(guān)系如下，第1固定電極 21a的與第2固定電極22c相對的第1固定電極端部21c、和第2固定電極22c的與第1固 定電極21a相對的第2固定電極端部22e之間的距離隔開距離a，即第1固定電極端部21c 與第2固定電極端部22e是相對的端部，第1固定電極端部21c與第2固定電極端部22e 隔開距離a。
[0052] 此外，隔膜部10b的平面形狀的圓形直徑形成為(pbB。該情況下，優(yōu)選以滿足
[0053] 0 < a < 0. 3bB (1)
[0054] 的條件的方式，設(shè)定第1固定電極端部21c與第2固定電極端部22e之間的距離 a。如圖3的（c)所示，由于接合點(diǎn)Pf處的變形后隔膜部10b'的變形后主面10a'的切線 Lt方向相對于未形成隔膜部10b的基板10的主面10a的傾斜角度Θ，可動電極22a與第 1固定電極21a隔開，成為附加壓力p引起的間隙部G'。因此，通過在式（1)所示的條件 下設(shè)定距離a，能夠得到具有如下MEMS振子20的MEMS壓力傳感器100,該MEMS振子20在 持續(xù)可動電極22a的激勵驅(qū)動的同時，將附加的壓力p引起的隔膜部10b的變形高效轉(zhuǎn)換 成向間隙部G'的變化，從而能夠可靠地檢測伴隨間隙部G向間隙部G'的變化的諧振頻率 的變化。
[0055] 此外，如圖3的（b)所示的MEMS壓力傳感器110那樣，在隔膜部10e的平面形狀 具有六邊形的情況下，將與六邊形的平面形狀內(nèi)切的假想形狀的內(nèi)切圓l〇f的直徑設(shè)為直 徑1^，符合式（1)的條件地設(shè)定第1固定電極端部21c與第2固定電極端部22e之間的距 離a即可。
[0056] 圖4是示出圖3的（a)、（b)所示的MEMS振子20的另一配置的俯視圖，圖4的（a) 是MEMS壓力傳感器100具備的隔膜部10b的平面形狀為圓形的情況，圖4的（b)示出MEMS 壓力傳感器110具備的隔膜部l〇e的平面形狀為作為多邊形的一例的六邊形的情況。
[0057] 如圖4的（a)所示，第1固定電極21a的平面形狀（圖示的陰影部）的中心CE被配 置成處于與隔膜部l〇b的俯視時的直徑b B的圓形為同心圓的直徑c的圓形區(qū)域內(nèi)。配置 中心CE的圓形區(qū)域的直徑c優(yōu)選為
[0058] 0 < c ^ 0. 93bB (2)。
[0059] 以在根據(jù)式（2)所示的條件設(shè)定的區(qū)域內(nèi)配置第1固定電極21a的平面形狀中心 CE的方式配置第1固定電極21a，并且根據(jù)式（1)所示的條件設(shè)定第1固定電極端部21c與 第2固定電極端部22e之間的距離a，由此，即使附加到隔膜部10b的壓力p較小且撓曲δ 較小，也能夠較大地產(chǎn)生間隙部(V。
[0060] 如圖3的（c)所示，對于構(gòu)成隔膜部10b的凹部11b，相對于底面10d中的平面形 狀的直徑b B，將基板10的背面10c中的凹部lib的開口的直徑bw設(shè)為bB < bw的關(guān)系。由 此，由作為凹部lib的底面10d的晶片基板11的凹部底面lid和凹部壁面lie構(gòu)成的角部 Ilf不會成為銳角，即使反復(fù)產(chǎn)生隔膜部l〇b的撓曲變形，也能夠抑制角部Ilf處的應(yīng)力集 中等引起的晶片基板11的損傷。而且，能夠提1?形成凹部lib的蝕刻性。
[0061] 在圖4的（b)所示的MEMS壓力傳感器110的情況下，第1固定電極21a的平面形 狀（圖示的陰影部)的中心(^被配置成處于與隔膜部10e的俯視時的假想形狀的內(nèi)切圓10f 為同心圓的直徑c的圓形區(qū)域內(nèi)。配置中心CE的圓形區(qū)域的直徑c優(yōu)選為式（2)所示的條 件。
[0062] 圖5示出MEMS壓力傳感器的另一方式。圖5示出MEMS壓力傳感器200,圖5的 (a)是透過覆蓋層70的狀態(tài)下的俯視圖，圖5的（b)是圖5的（a)所示的C 一（T部的剖視 圖。另外，MEMS壓力傳感器200僅上述MEMS壓力傳感器100、110具備的第2導(dǎo)電層22的 結(jié)構(gòu)不同，其他結(jié)構(gòu)均相同，因此對與MEMS傳感器100U10相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同標(biāo)號，并省 略說明。
[0063] 如圖5的（b)所示，MEMS壓力傳感器200在基板10的作為第1面的主面10a即氮 化膜13的正面13a形成有作為諧振器的MEMS振子20。MEMS振子20由第1導(dǎo)電層21具 備的第1固定電極21a、和第3導(dǎo)電層24具備的可動電極24a構(gòu)成。在第3導(dǎo)電層24中， 從可動電極24a起延伸設(shè)置有支撐電極24b。并且，從支撐電極24b起延伸設(shè)置有作為第2 固定電極的連接電極24c。此外，在基板10的主面10a上配設(shè)有第2導(dǎo)電層23。第2導(dǎo)電 層23具有基板電極23a，通過在基板電極23a上連接第3導(dǎo)電層24具備的連接電極24c， 第3導(dǎo)電層24經(jīng)由基板電極23a被固定到基板10。此外，第1導(dǎo)電層21具有第1固定電 極21a和與未圖示的外部布線連接的第1布線部21b。此外，第2導(dǎo)電層23具有基板電極 23a和與未圖示的外部布線連接的第2布線部23b。
[0064] 對于第1導(dǎo)電層21和第2導(dǎo)電層23,在基板10的主面10a上，利用光刻對導(dǎo)電 性的多晶硅進(jìn)行構(gòu)圖，形成第1固定電極21a和基板電極23a。在形成的第1固定電極21a 和基板電極23a上形成未圖示的第4氧化膜。在基板電極23a上的第4氧化膜中，設(shè)置用 于在基板電極23a上形成第3導(dǎo)電層24的連接電極24c的開口。然后，在第4氧化膜上形 成第3導(dǎo)電層24。然后，第4氧化膜通過釋放蝕刻，與第2氧化膜40和第3氧化膜50 -起 被去除，從而形成間隙部G，作為第1固定電極21a與可動電極24a之間的間隙。
[0065] 在圖5所示的MEMS壓力傳感器200中，隔膜部10b的平面形狀形成為圓形。如作 為MEMS振子20部分的放大圖的圖5的（c)所示，第1固定電極21a與可動電極24a之間 的位置關(guān)系如下，第1固定電極21a的與基板電極23a相對的第1固定電極端部21c、和第 3導(dǎo)電層24的連接電極24c的與第1固定電極21a相對的連接電極端部24d之間的距離隔 開距離d，即第1固定電極端部21c與連接電極端部24d是相對的端部，第1固定電極端部 21c與連接電極端部24d隔開距離d。
[0066] 第1固定電極端部21c與連接電極端部24d之間的距離d在隔膜部10b的平面形 狀的圓形直徑形成為的情況下，優(yōu)選以滿足
[0067] 0 < d < 0. 3bB (3)
[0068] 的條件的方式進(jìn)行設(shè)定。即，距離d與上述MEMS壓力傳感器100U10中的式（1) 的距離a對應(yīng)。此外，即使在構(gòu)成與MEMS壓力傳感器110中的具有六邊形的平面形狀的隔 膜部10e相同的隔膜的情況下，只要將與六邊形的平面形狀內(nèi)切的假想形狀的內(nèi)切圓10f 的直徑設(shè)為直徑匕（參照圖3)，符合式（3)的條件地設(shè)定第1固定電極端部21c與連接電 極端部24d之間的距離d即可。
[0069] 此外，如圖5的（a)所示，第1固定電極21a的平面形狀（圖示的陰影部）的中心CE 被配置成處于與隔膜部l〇b的俯視時的直徑bB的圓形為同心圓的直徑c的圓形區(qū)域內(nèi)。配 置中心CE的圓形區(qū)域的直徑c在MEMS壓力傳感器200的情況下也優(yōu)選在式（2)的條件下 進(jìn)行設(shè)定。
[0070] 上述MEMS壓力傳感器100、110、200在由于外部壓力而產(chǎn)生撓曲變形的隔膜部10b 的主面l〇a部上形成MEMS振子20,由此即使是隔膜部10b的略微的撓曲變形，換言之即使 是微小的外部壓力，也會對MEMS振子20的諧振頻率帶來變化，從而能夠得到可檢測上述變 化的壓力傳感器。而且，能夠得到可通過與半導(dǎo)體工藝相同的工藝形成的小型的壓力傳感 器。
[0071] 如上所述，本實施方式的MEMS壓力傳感器100、110、200使用半導(dǎo)體制造工藝進(jìn) 行制造。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)與半導(dǎo)體裝置即所謂1C的一體化。圖6示出將上述MEMS壓力傳 感器100和半導(dǎo)體裝置構(gòu)成為單芯片后的方式。圖6所示的MEMS壓力傳感器300具有將 MEMS壓力傳感器100和半導(dǎo)體裝置310形成為單芯片的結(jié)構(gòu)。MEMS壓力傳感器100由于是 能夠使用半導(dǎo)體制造裝置通過半導(dǎo)體制造方法制造的細(xì)微裝置，因此能夠容易地在與MEMS 壓力傳感器100相同的晶片基板11形成半導(dǎo)體裝置310。半導(dǎo)體裝置310具有對MEMS壓 力傳感器100進(jìn)行驅(qū)動的振蕩電路、和對MEMS壓力傳感器100的頻率變動進(jìn)行運(yùn)算的運(yùn)算 電路等。如MEMS壓力傳感器300所示，能夠通過將半導(dǎo)體裝置310和MEMS壓力傳感器100 形成為單芯片，得到作為小型的傳感器器件的MEMS壓力傳感器。
[0072] (第2實施方式）
[0073] 根據(jù)【專利附圖】
【附圖說明】高度計，作為第2實施方式。第2實施方式的高度計是具有作為電 子器件的壓力傳感器的電子設(shè)備的1個方式，該電子器件具有第1實施方式的MEMS壓力傳 感器 100、110、200、300。
[0074] 如圖7的（a)所示，第2實施方式的高度計1000在殼體1100中具有：第1實施方 式的MEMS壓力傳感器300 ;作為保持MEMS壓力傳感器300并安裝于殼體1100的保持單元 的傳感器固定框1200 ;以及作為將從MEMS壓力傳感器300得到的數(shù)據(jù)信號運(yùn)算成高度數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)處理部的運(yùn)算部1300。在殼體1100中設(shè)置有使得MEMS壓力傳感器300具備的 MEMS壓力傳感器100的隔膜部10b (參照圖1)能夠與大氣連通的開口 1100a。
[0075] 圖7的（b)示出圖7的（a)所示的D部即MEMS壓力傳感器300的安裝部截面的 詳細(xì)情況。如圖7的（b)所示，配置成MEMS壓力傳感器100的隔膜部10b在開口 1100a偵U 露出。此外，傳感器固定框1200還具有貫通孔1200a，貫通孔1200a也以MEMS壓力傳感器 100的隔膜部l〇b露出的方式進(jìn)行配置。傳感器固定框1200與MEMS壓力傳感器300通過 粘接等手段被接合到傳感器固定框1200的接合面1200b。接合有MEMS壓力傳感器300的 傳感器固定框1200通過螺釘1400被安裝到殼體1100。另外，傳感器固定框1200在殼體上 的固定方法不限于螺釘1400，也可以是粘接等粘著手段。
[0076] 作為附加到經(jīng)由殼體1100的開口 1100a和傳感器固定框1200的貫通孔1200a被 通氣的MEMS壓力傳感器100的隔膜部10b的壓力變動區(qū)域，高度計1000被連通到大氣中， 高度計1000檢測大氣的壓力（以下稱作大氣壓）并輸出高度數(shù)據(jù)。輸出的高度數(shù)據(jù)被發(fā)送 到圖7的（a)所示的具有顯示單元2100的個人計算機(jī)2000 (以下稱作PC2000)，并顯示在 PC2000的顯示單元2100上。此時，能夠通過PC2000具備的處理軟件，進(jìn)行高度數(shù)據(jù)的存 儲、圖形化、地圖數(shù)據(jù)上的顯示等各種數(shù)據(jù)處理。另外，還能夠替代PC2000而在高度計1000 中具備數(shù)據(jù)處理裝置、顯示部和外部操作部等。
[0077] 圖8示出第2實施方式的高度計1000具備的MEMS壓力傳感器300的另一方式。 圖8示出圖7的（a)所示的高度計1000的圖7的（a)的D部。如圖8所示，MEMS壓力傳 感器300將具有撓性和氣密性的撓性膜400粘著到MEMS壓力傳感器300上。作為撓性膜 400,例如優(yōu)選為氟樹脂、合成橡膠等具有彈性且氣體透過率小的材料或者金屬薄膜。
[0078] 撓性膜400被配置成覆蓋MEMS壓力傳感器100的隔膜部10b，在凸緣部400a處被 粘著到基板10。此時，由基板10和撓性膜400形成的空間Q (圖示點(diǎn)狀陰影部）被填充例 如空氣、惰性氣體等氣體，從而形成為壓力變動區(qū)域。具有撓性膜400的MEMS壓力傳感器 300被粘著到傳感器固定框1200,從而被安裝到殼體1100。
[0079] MEMS壓力傳感器300由于具有撓性膜400,因而能夠防止外部的異物、灰塵等附著 到MEMS壓力傳感器100而將其保持潔凈，從而能夠得到穩(wěn)定的高度計的性能。此外，即使 撓性膜400的外部環(huán)境是液體、腐蝕氣體等也能夠抑制MEMS壓力傳感器300的損傷。
[0080] (第3實施方式）
[0081] 對作為具有第1實施方式的MEMS壓力傳感器100、110、200、300或第2實施方式 的高度計1000的電子設(shè)備的導(dǎo)航系統(tǒng)、和作為搭載該導(dǎo)航系統(tǒng)的移動體的一個方式的汽 車進(jìn)行說明。
[0082] 圖9是具有作為電子設(shè)備的導(dǎo)航系統(tǒng)3000的作為移動體的汽車4000的外觀圖。 導(dǎo)航系統(tǒng)3000具有：未圖示的地圖信息；來自GPS (全球定位系統(tǒng)：Global Positioning System)的位置信息取得單元；基于陀螺儀傳感器以及加速度傳感器和車速數(shù)據(jù)的自主導(dǎo) 航單元；以及第2實施方式的高度計1000,導(dǎo)航系統(tǒng)3000在配設(shè)于駕駛員可視覺觀察到的 位置處的顯示單元3100上顯示預(yù)定的位置信息或路線信息。
[0083] 在圖9所示的汽車4000中，導(dǎo)航系統(tǒng)3000具有高度計1000,由此，能夠除了取得 的位置信息以外還取得高度信息。通過取得高度信息，例如在位置信息上表示與一般道路 大致相同的位置的高架道路上行駛的情況下，即不具有高度信息的情況下，無法在導(dǎo)航系 統(tǒng)中判斷是在一般道路上行駛還是在高架道路上行駛，從而導(dǎo)致向駕駛員提供一般道路的 信息作為優(yōu)先信息。因此，在本實施方式的導(dǎo)航系統(tǒng)3000中，能夠通過高度計1000取得高 度信息，能夠檢測從一般道路進(jìn)入高架道路而引起的高度變化，從而向駕駛員提供高架道 路的行駛狀態(tài)下的導(dǎo)航信息。
[0084] 此外，能夠通過第1實施方式的MEMS壓力傳感器100、110、200、300構(gòu)成小型的壓 力檢測設(shè)備，能夠在汽車4000中容易地組裝利用油壓或氣壓的驅(qū)動系統(tǒng)。由此，能夠容易 地取得裝置的壓力監(jiān)視和控制數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種MEMS壓力傳感器，其特征在于，該MEMS壓力傳感器具有： 隔膜部，其根據(jù)壓力進(jìn)行移位；以及 諧振器，其配置在所述隔膜部的主面上， 所述諧振器具有： 第1固定電極，其設(shè)置在所述主面上；以及 驅(qū)動電極，其具有第2固定電極、可動電極以及支撐電極，該第2固定電極設(shè)置在所述 主面上，該可動電極與所述第1固定電極隔開，在從所述主面的法線方向俯視時與所述第1 固定電極重疊，并在與所述主面交叉的方向上進(jìn)行驅(qū)動，該支撐電極支撐所述可動電極并 與所述第2固定電極連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于， 所述隔膜部具有配置于所述主面的背面?zhèn)鹊陌疾?、以及由所述凹部的底面和所述主?構(gòu)成的薄壁部， 在設(shè)所述第1固定電極與所述第2固定電極的相對的端部間的距離為a，所述隔膜部的 所述凹部的從所述主面的法線方向俯視時的平面形狀中的內(nèi)切圓的直徑為bB的情況下， 0. a ^ 0. 3bB〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于， 在所述隔膜部的所述凹部的從所述主面的法線方向俯視時的平面形狀中的所述內(nèi)切 圓的具有直徑c的同心圓的區(qū)域中，配置所述第1固定電極， 所述直徑c為0 < c < 0· 93bB。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的MEMS壓力傳感器，其特征在于， 當(dāng)設(shè)在從所述主面的法線方向俯視時，所述凹部的所述底面處的平面形狀的底面內(nèi)切 圓的直徑為bB，所述背面處的所述凹部的開口的平面形狀的開口內(nèi)切圓的直徑為bw的情況 下， 〈 bw。
5. -種電子器件，其特征在于，該電子器件具有： 權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器；以及 保持單元，其以使基板的所述背面處的所述凹部的所述開口和所述底面露出到壓力變 動區(qū)域的方式保持所述MEMS壓力傳感器。
6. -種高度計，其特征在于，該高度計具有： 權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器； 保持單元，其以使所述背面處的所述凹部的所述開口和所述底面露出到壓力變動區(qū)域 的方式保持所述MEMS壓力傳感器；以及 數(shù)據(jù)處理部，其對所述MEMS壓力傳感器的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
7. -種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備具有權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器。
8. -種移動體，其特征在于，該移動體具有權(quán)利要求1所述的MEMS壓力傳感器。
【文檔編號】B81B7/02GK104108678SQ201410160370
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】北野洋司 申請人:精工愛普生株式會社
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