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    Ein kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe erkennt die physikalische Größe. Der Sensor beinhaltet einen beweglichen Abschnitt (10) mit einer beweglichen Elektrode (11, 12) und einem festen Abschnitt (20, 30) mit einer festen Elektrode (21, 31). Die feste Elektrode (21, 31) beinhaltet eine Erkennungsoberfläche, welche einer Erkennungsoberfläche der beweglichen Elektrode (11, 12) gegenüberliegt. Die bewegliche Elektrode (11, 12) ist in Richtung der festen Elektrode (21, 31) abhängig von der physikalischen Größe bewegbar, so daß ein Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen änderbar ist. Wenigstens entweder die beweglichen oder die festen Elektroden (11, 12, 21, 31) beinhalten eine Ausnehmung (40, 40a). Die Ausnehmung (40, 40a) liegt auf einer Ober- oder einer Unterseite entweder der beweglichen oder der festen Elektroden (11, 12, 21, 31), hat ausgehend von der Ober- oder der Unterseite eine bestimmte Tiefe und erstreckt sich von der Erkennungsoberfläche zu einer gegenüberliegenden Oberfläche.
    公开号:DE102004023207A1
    申请号:DE200410023207
    申请日:2004-05-11
    公开日:2004-12-09
    发明作者:Kazuhiko Kariya Kano；Junji Kariya Ohara；Yukihiro Kariya Takeuchi；Akihiko Kariya Teshigahara；Toshimasa Kariya Yamamoto；Tetsuo Kariya Yoshioka
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:G01P15-08
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen Sensor vom kapazitiven Typfür einephysikalische Größe zur Erkennungdieser physikalischen Größe, beispielsweiseeiner Beschleunigung, einer Gierrate, einer Winkelgeschwindigkeitoder dergleichen.
    [0002] Einkapazitiver Sensor füreine physikalische Größe, um einephysikalische Größe zu erfassen,ist beispielsweise in der veröffentlichtenjapanischen Patentanmeldung Nr. H11-326365 (entsprechend der US-PS6,151,966) beschrieben. Der Sensor beinhaltet eine bewegliche Elektrodemit mehrfachen kammartigen Elektroden und eine feste Elektrode mit mehrfachenkammartigen Elektroden. Der Sensor beinhaltet weiterhin einen beweglichenAbschnitt mit einem massiven Abschnitt und die bewegliche Elektrodeist einstückigan dem massiven Abschnitt ausgebildet. Wenn eine physikalische Größe auf den Sensoreinwirkt, wird der bewegliche Abschnitt abhängig von der physikalischenGröße verschoben. Zudiesem Zeitpunkt ist eine Verschiebungsrichtung des beweglichenAbschnittes senkrecht zu einer Erkennungsoberfläche sowohl der beweglichenElektrode als auch der festen Elektrode. Die Erkennungsoberfläche derbeweglichen Elektrode liegt der Erkennungsoberfläche der festen Elektrode gegenüber, sodaß einKondensator mit einer Kapazitätdazwischen gebildet wird. Wenn ein Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen geringerwird, nimmt die Kapazitätdes Kondensators zu und wenn der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen größer wird, nimmtdie Kapazitätab. Infolgedessen wird die physikalische Größe auf der Grundlage einerKapazitätsänderungerkannt, welche von einer Abstandsänderung bewirkt wird.
    [0003] Wennjedoch bei dem genannten Sensor für eine physikalische Größe der beweglicheAbschnitt (d.h. die bewegliche Elektrode) verschoben wird, wirktein Dämpfungseffektin einer Zusammendrückrichtung(d.h. der Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnittes) zwischenden Erkennungsoberflächender beweglichen und festen Elektroden aufgrund einer Viskosität einesFluides (d.h. eines Gases, einer Flüssigkeit oder dergleichen),welches zwischen den Erkennungsoberflächen angeordnet ist. Infolgedessenwird die Verschiebung der beweglichen Elektrode aufgrund des Dämpfungseffektesgering, so daß dieKapazitätsänderungdes Kondensators abhängigvon der Verschiebung der beweglichen Elektrode ebenfalls klein wird.von daher verringert sich die Empfindlichkeit des Sensors. Insbesondere beeinflußt, wennder Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen geringer ist, der Dämpfungseffekt dieVerschiebung der beweglichen Elektrode erheblich, d.h. die Verschiebungwird erheblich verringert. In diesem Fall kann daher der Sensoreine geringe oder feine physikalische Größe nicht erkennen.
    [0004] Angesichtsdes geschilderten Problemes ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,einen kapazitiven Sensor füreine physikalische Größe mit hoher Empfindlichkeitzu schaffen.
    [0005] Einkapazitiver Sensor füreine physikalische Größe erkennteine physikalische Größe. DerSensor beinhaltet einen beweglichen Abschnitt mit einer beweglichenElektrode und einen festen Abschnitt mit einer festen Elektrode.Die bewegliche Elektrode beinhaltet eine Erkennungsoberfläche. Diefeste Elektrode beinhaltet eine Erkennungsoberfläche, welche der Erkennungsoberfläche derbeweglichen Elektrode gegenüberliegt.Die bewegliche Elektrode ist in Richtung der festen Elektrode abhängig vonder physikalischen Größe beweglich,welche auf den Sensor einwirkt, so daß ein Abstand zwischen denErkennungsoberflächenvon beweglicher und fester Elektrode änderbar ist. Wenigstens entwederdie bewegliche Elektrode oder die feste Elektrode beinhaltet eineAusnehmung oder Vertiefung. Die Ausnehmung ist an der Ober- oderUnterseite entweder der beweglichen oder der festen Elektrode ausgebildetund hat eine bestimmte Tiefe ausgehend von der Ober- oder der Unterseiteund erstreckt sich von der Erkennungsoberfläche zu einer gegenüberliegendenOberfläche,welche gegenüberder Erkennungsoberfläche entwederder beweglichen oder der festen Elektrode ist.
    [0006] Beidem obigen Sensor wird der Dämpfungseffektim Wesentlichen daran gehindert, wirksam zu sein, da die Ausnehmungvorhanden ist, so daß eine elektrostatischeKapazitätsänderunggrößer im Vergleichzu einem herkömmlichenSensor wird. Von daher kann der Sensor eine feine Beschleunigungerkennen, d. h. der Sensor hat hohe Empfindlichkeit. Somit hat derSensor einen geringen Dämpfungseffekt.
    [0007] Bevorzugtbeinhaltet der Sensor weiterhin ein Substrat. Der bewegliche Abschnittbeinhaltet weiterhin eine Feder und einen massiven Abschnitt. Derfeste Abschnitt beinhaltet weiterhin einen Anker. Der beweglicheAbschnitt ist auf dem Substrat über dieFeder gelagert. Der massive Abschnitt ist zusammen mit der beweglichenElektrode abhängigvon der auf den Sensor wirkenden physikalischen Größe verschiebbar.Die bewegliche Elektrode ist auf einer Seite des massiven Abschnitteseinstückigangeordnet, um sich vom massiven Abschnitt aus zu erstrecken. Diefeste Elektrode erstreckt sich von dem Anker so, daß die festeElektrode auf dem Substrat überden Anker gelagert ist. Der Sensor erkennt die physikalische Größe auf derGrundlage einer Kapazitätsänderung,erzeugt durch einen Kondensator zwischen den Erkennungsoberflä chen vonbeweglicher und fester Elektrode, wobei die Kapazitätsänderung durcheine Verschiebung der beweglichen Elektrode abhängig von der physikalischenGröße bewirktwird, welche auf den massiven Abschnitt einwirkt. Insbesondere istdie Ausnehmung von der Oberseite zur Unterseite der festen Elektrodederart angeordnet oder ausgebildet, daß die feste Elektrode in eine Mehrzahlvon Teilen unterteilt wird. Jedes Teil der festen Elektrode istvon dem Substrat isoliert, mit anderen über eine Verdrahtung auf demSubstrat verbunden und auf dem Substrat über die Verdrahtung gelagert.
    [0008] Bevorzugtwirkt die Ausnehmung als ein Strömungspfadzur Führungeines Fluides zwischen den beweglichen und festen Abschnitten ineinem Fall, in dem sich der bewegliche Teil in Richtung der festenElektrode oder auf diese zu bewegt.
    [0009] Bevorzugtist der bewegliche Abschnitt in einer Richtung senkrecht zu denErkennungsoberflächenvon beweglicher und fester Elektrode verschiebbar.
    [0010] Bevorzugthat der bewegliche Abschnitt eine Verschiebbarkeitsrichtung, indie der bewegliche Abschnitt verschiebbar ist. Die Ausnehmung hateine Durchdringungsrichtung, in der die Ausnehmung die andere vonbeweglicher und fester Elektrode durchdringt. Die Verschiebbarkeitsrichtungliegt parallel zu der Durchdringungsrichtung.
    [0011] Bevorzugthat der bewegliche Abschnitt eine Verschiebbarkeitsrichtung, inder der bewegliche Abschnitt verschiebbar ist. Die Ausnehmung istsowohl an der beweglichen als auch der festen Elektrode angeordnet.Die Ausnehmung an der beweglichen Elektrode liegt nicht in einer Liniemit der Ausnehmung an der festen Elektrode in der Verschiebbarkeitsrichtung.
    [0012] Weiterhinbeinhaltet ein anderer kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe einenbeweglichen Abschnitt mit einer beweglichen Elektrode und einenfesten Abschnitt mit einer festen Elektrode. Die bewegliche Elektrodebeinhaltet eine Erkennungsoberfläche.Die feste Elektrode beinhaltet eine Erkennungsoberfläche, welcheder Erkennungsoberfläche derbeweglichen Elektrode gegenüberliegt.Die bewegliche Elektrode ist in Richtung der festen Elektrode abhängig voneiner auf den Sensor einwirkenden physikalischen Größe beweglich,so daß einAbstand zwischen den Erkennungsoberflächen von beweglichen und festenElektroden änderbarist. wenigstens entweder die bewegliche oder die feste Elektrodebeinhaltet einen dünnenAbschnitt. Der dünneoder verdünnteAbschnitt erstreckt sich von der Erkennungsoberfläche zu einergegenüberliegendenOberfläche gegenüber derErkennungsoberflächevon beweglicher oder fester Elektrode.
    [0013] Beidiesem Sensor ist der Dämpfungseffekt durchden dünnenAbschnitt im wesentlichen an einem Auftreten gehindert, so daß eine elektrostatischeKapazitätsänderungim Vergleich zu einem herkömmlichenSensor größer wird.Daher kann der Sensor eine feine Beschleunigung erkennen, d. h. derSensor hat hohe Empfindlichkeit. Somit hat der Sensor einen geringenDämpfungseffekt.
    [0014] Bevorzugtarbeitet der dünneAbschnitt als ein Strömungspfadzum Führeneines Fluides zwischen den beweglichen und festen Abschnitten ineinem Fall, in dem sich der bewegliche Abschnitt in Richtung derfesten Elektrode oder hierauf zu bewegt.
    [0015] Bevorzugthat der bewegliche Abschnitt eine Verschiebbarkeitsrichtung, inwelcher der beweglichen Abschnitt verschiebbar ist. Der dünne Abschnitt hateine Erstreckungsrichtung, in der sich der dünne Abschnitt auf entwederder beweglichen oder der festen Elektrode erstreckt. Die Verschiebbarkeitsrichtungliegt parallel zu der Erstreckungsrichtung.
    [0016] Bevorzugthat der bewegliche Abschnitt eine Verschiebbarkeitsrichtung, inder der bewegliche Abschnitt verschiebbar ist. Der dünne Abschnittist sowohl auf der beweglichen als auf der festen Elektrode angeordnet.Der dünneAbschnitt der beweglichen Elektrode liegt nicht in einer Linie mitdem dünnen Abschnittauf der festen Elektrode in der Verschiebbarkeitsrichtung.
    [0017] WeitereEinzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergebensich besser aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme aufdie beigefügteZeichnung.
    [0018] Eszeigt:
    [0019] 1A eine Draufsicht auf einenkapazitiven Beschleunigungssensor gemäß einer ersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung, 1B eine Querschnittsdarstellungdurch den Sensor entlang Linie IB-IB in 1A und 1C eineteilweise vergrößerte perspektivischeDarstellung einer beweglichen Elektrode des Sensors gemäß der erstenAusführungsform;
    [0020] 2A und 2B jeweils Schnittdarstellungen zur Erläuterungzweier unterschiedlicher Herstellungsverfahren einer Ausnehmungin dem Sensor gemäß der erstenAusführungsform;
    [0021] 3 eine Querschnittsdarstellungeines anderen Sensors gemäß einerAbwandlung der ersten Ausführungsform;
    [0022] 4 eine vergrößerte Teildraufsichtauf eine andere Ausnehmung gemäß eineranderen Abwandlung der ersten Ausführungsform;
    [0023] 5 eine vergrößerte Teildraufsichtauf eine weitere Ausnehmung gemäß einerweiteren anderen Abwandlung der ersten Ausführungsform;
    [0024] 6A bis 6C vergrößerte Teildraufsichten zurErläuterungeiner weiteren Ausnehmung gemäß eineranderen Abwandlung der ersten Ausführungsform;
    [0025] 7 eine vergrößerte Teildraufsichtauf den ersten Sensierungsabschnitt eines kapazitiven Beschleunigungssensorsgemäß einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0026] 8A-8C Querschnittsdarstellungenzur Erläuterungeines Verfahrens zur Herstellung des Sensors der zweiten Ausführungsform;
    [0027] 9 eine Schnittdarstellungdurch den Sensor entlang Linie IX-IX in 7;
    [0028] 10 eine Querschnittsdarstellungdurch eine Verdrahtungsschicht des Sensors gemäß einer Abwandlung der zweitenAusführungsform;und
    [0029] 11 eine vergrößerte Teildraufsichtauf einen ersten Sensierungsabschnitt eines Sensors gemäß einerweiteren Abwandlung der zweiten Ausführungsform.
    [0030] Einkapazitiver Sensor 1 füreine physikalische Größe gemäß einerersten Ausführungsform dervorliegenden Erfindung ist in 1A-1C gezeigt. DerSensor 1 ist beispielsweise ein kapazitiver Beschleunigungssensor 1.Ein Dämpfungseffekt,der zwischen einem beweglichen Abschnitt 10 und einem festenAbschnitt 20 wirkt, ist bei dem Sensor 1 verringert.Der kapazitive Beschleunigungssensor 1 ist auf einem SOI-Substrat(silicon on insulator) ausgebildet. Das SOI-Substrat umfaßt eineerste Halbleiterschicht 2, eine zweite Halbleiterschicht 3 undeine isolierende Schicht 4. Die isolierende Schicht 4 ist eineOpferschicht aus beispielsweise Siliziumoxiden und liegt zwischenden ersten und zweiten Halbleiterschichten 2 und 3.Ein Sensierungsabschnitt 5 ist auf dem SOI-Substrat unterVerwendung eines allgemein bekannten Mikroherstellungsverfahrensausgebildet, d. h. durch eines oder mehrere herkömmliche Halbleiterherstellungsverfahrenoder – techniken.Auf diese Weise wird der Sensor hergestellt.
    [0031] Wiein 1A gezeigt, beinhaltetder Sensierungsabschnitt 5 den beweglichen Abschnitt 10, derin der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet ist undein Paar von festen Abschnitten 20 und 30, welchein der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet sind. Zwischendem beweglichen Abschnitt 10 und jedem festen Abschnitt 20 bzw. 30 istein bestimmter Abstand vorgesehen, so daß der bewegliche Abschnitt 10 vonden festen Abschnitten 20 und 30 isoliert ist.
    [0032] Derbewegliche Abschnitt 10 beinhaltet ein Paar von beweglichenElektroden 11 und 12, einen massiven Abschnitt 13 undein Paar von Federabschnitten 14. Die beweglichen Elektroden 11 und 12 liegenauf beiden Seiten des massiven Abschnittes 13 und erstreckensich in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung des massiven Abschnittes 13 (d. h.in Richtung Y in 1A).Die beweglichen Elektroden 11 und 12 sind einstückig andem massiven Abschnitt 13 ausgebildet und jede beweglicheElektrode 11 und 12 hat eine Mehrzahl von Elektrodenzähnen (d.h. mehrfache Kammelektroden), welche auf einer Seite des massivenAbschnittes 13 liegen. In 1A hatdie bewegliche Elektrode 11, 12 zwei Elektrodenzähne. Dermassive Abschnitt 13 dient als massives Gewicht, auf welcheseine Beschleunigung wirkt. Jede bewegliche Elektrode 11 und 12 beinhalteteine Ausnehmung 40, welche auf einer Oberseite der Halbleiterschicht 3 liegt.Die Ausnehmung 40 hat eine bestimmte Tiefe von der Oberseiteder beweglichen Elektrode 11, 12 aus. Die Ausnehmung 40 durchdringtdie beweglichen Elektroden 11 und 12 in horizontalerRichtung der zweiten Halbleiterschicht 3, welche senkrechtzu der Kammelektrode der beweglichen Elektrode 11, 12 liegt(d. h. in Richtung X in 1A).Insbesondere durchdringt die Ausnehmung 40 (d. h. sie erstrecktsich) von einer Erkennungsoberflächeder beweglichen Elektrode 11, 12 gegenüber einerErkennungsoberflächeeiner festen Elektrode 21 zu einer gegenüberliegendenOberflächegegenüberder Erkennungsoberflächeder beweglichen Elektrode 11, 12. Hierbei istdie gegenüberliegende Oberfläche derbeweglichen Elektrode 11, 12 eine Nicht-Erkennungsoberfläche. Inder ersten Ausführungsformsind drei Ausnehmungen 40 in einer Kammerelektrode derbeweglichen Elektrode 11, 12 ausgebildet. Jedochkönnenmehrere Ausnehmungen 40 in einer kammartigen Elektrodeder beweglichen Elektrode 11, 12 ausgebildet sein.
    [0033] DerFederabschnitt 14 liegt an beiden Seiten des massiven Abschnittes 13 undverbindet den massiven Abschnitt 13 und den ersten Anker 15 zurLagerung des beweglichen Abschnittes 10. Der erste Anker 15 arbeitetals Lagerung, welche auf der ersten Halbleiterschicht 2 über dieiso lierende Schicht 4 angeordnet ist. Der Federabschnitt 14 istein rechteckförmigerRahmen mit einer Durchgangsöffnung,welche sich in horizontaler Richtung senkrecht zu einer Beschleunigungsrichtung(d. h. in Richtung Y) erstreckt. Die Beschleunigung wirkt auf denSensor 1 in Beschleunigungsrichtung (d. h. Richtung X)gemäß dem Pfeilin 1A. Somit wird dieFeder entlang der Beschleunigungsrichtung (d. h. Richtung X) verschoben,wenn auf den beweglichen Abschnitt 10 die Beschleunigungeinwirkt, welche eine Beschleunigungskomponente in Richtung X in 1A enthält. Genauer gesagt, wenn derbewegliche Abschnitt 10 mit der Beschleunigung beaufschlagtwird, werden der massive Abschnitt 13 und die beweglichenElektroden 11 und 12 in Richtung einer entgegengesetztenRichtung der Beschleunigungsrichtung verschoben (d. h. in minus-X-Richtung).Wenn die Beschleunigung aufgehoben wird, kehren der massive Abschnitt 13 unddie beweglichen Elektroden 11 und 12 in eine Neutrallagezurück.
    [0034] EinTeil der ersten Halbleiterschicht 2 und ein Teil der isolierendenSchicht 4, welche unter den beweglichen Elektroden 11 und 12,dem massiven Abschnitt 13 und dem Federabschnitt 14 liegen,werden selektiv geätztund entfernt, so daß jederBoden der beweglichen Elektroden 11 und 12, desmassiven Abschnittes 13 und des Federabschnittes 14 zurAußenseitehin freiliegt. Das heißt,der Boden eines Teils der zweiten Halbleiterschicht 3 liegtfrei. Der erste Anker 15 beinhaltet ein (Kontakt-) Kissen(nicht gezeigt) zur Verbindung mit den beweglichen Elektroden 11 und 12.Das Kissen liegt in einer bestimmten Position auf dem ersten Anker 15 undstellt eine Verbindung zu einem C-V-Wandlerschaltkreis (Strom-Spannungswandler)dar.
    [0035] Jederfeste Abschnitt 20 und 30 beinhaltet eine festeElektrode 21 bzw. 31 und einen zweiten Anker 22 bzw. 32.
    [0036] Diefeste Elektrode 21 und 31 erstreckt sich vom zweitenAnker 22 und 32 und läuft parallel zur beweglichenElektrode 11, 12, welche sich vom massiven Abschnitt 13 auserstreckt. Zwischen der beweglichen Elektrode 11, 12 undder festen Elektrode 21, 31 liegt ein bestimmterAbstand (d. h. ein Erkennungsfreiraum) vor. Hierbei ist die festeElektrode 21, 31 am zweiten Anker 22, 32 auslegerartigangeordnet. Genauer gesagt, Teile der ersten Halbleiterschicht 2 undder isolierenden Schicht 4, welche unter den festen Elektroden 21, 31 liegen,werden selektiv geätztund entfernt, so daß derBoden der festen Elektrode 21, 31 (d. h. der Bodender zweiten Halbleiterschicht 3) zur Außenseite hin freiliegt.
    [0037] Derzweite Anker 22, 32 liegt parallel zu dem massivenAbschnitt 13 und ist überdie isolierende Schicht 4 an der zweiten Halbleiterschicht 2 festgelegt.Der zweite Anker 22, 32 hat ein Kissen (nichtgezeigt) zur Verbindung mit der festen Elektrode 21, 31. DasKissen liegt an einer bestimmten Position des zweiten Ankers 22, 32 undverbindet mit dem C-V-Wandlerschaltkreis.
    [0038] Wiein 1A gezeigt, hat diefeste Elektrode 21, 31 eine Mehrzahl von Kammelektroden,deren Anzahl gleich derjenigen der beweglichen Elektrode 11, 12 ist.In dieser Ausführungsformhat die feste Elektrode 21, 31 zwei kammartigeElektroden oder Kammzahnelektroden. Der erste Sensierungsabschnitt 50 istzwischen der beweglichen Elektrode 11 und der festen Elektrode 21 ausgebildet.Ein zweiter Sensierungsabschnitt 51 ist zwischen der beweglichenElektrode 12 und der festen Elektrode 31 ausgebildet.Somit hat jeder der ersten und zweiten Sensierungsabschnitte 50 und 51 zweiErkennungsabschnitte, so daß zweiKondensatoren mit einer bestimmten Kapazität geschaffen sind. Die beidenErkennungsabschnitte werden durch die beiden Kammzahnelektrodender festen und beweg lichen Elektroden 11, 12, 21, 31 bereitgestellt.Jedoch kann der Sensierabschnitt 50 bzw. 51 mehrereErkennungsabschnitte haben. In diesem Fall hat jede der beweglichenElektroden 11, 12 und der festen Elektroden 31, 32 eineMehrzahl von Kammzahnelektroden oder kammartigen Elektroden.
    [0039] Beidem kapazitven Beschleunigungssensor 1 dieses Typs hatder erste Sensierabschnitt 50, der aus der beweglichenElektrode 11 und der festen Elektrode 21 aufgebautist, eine erste gesamte elektrostatische Kapazität CS1. Der zweite Sensierabschnittoder Sensierungsabschnitt 51 bestehend aus der beweglichenElektrode 12 und der festen Elektrode 31 hat einezweite gesamte elektrostatische Kapazität CS2. Die beweglichen Elektroden 11 und 12 und diefesten Elektroden 21 und 31 sind so angeordnet, daß eine Differenz ΔC der elektrostatischenKapazität(d. h. ΔC= CS1 – CS2)im Wesentlichen null in einem Fall wird, in welchem keine Beschleunigungauf den Sensor 1 einwirkt. Wenn der massive Abschnitt 31 miteiner Beschleunigung in Richtung der X-Richtung als Erkennungsrichtungbeaufschlagt wird, wird der bewegliche Abschnitt 10 inRichtung der entgegenliegenden Richtung der Beschleunigungsrichtung verschoben,d. h. in die Minus-X-Richtung.Sodann ändernsich die ersten und zweiten gesamten elektrostatischen Kapazitäten CS1und CS2, so daß dieDifferenz ΔCder elektrostatischen Kapazitätzwischen den ersten und zweiten gesamten elektrostatischen Kapazitäten CS1und CS2 sich von null ändert.Somit erkennt der C-V-Wandlerschaltkreis die Differenz ΔC der elektrostatischenKapazitätals Spannungsänderung,so daß dieaufgebrachte Beschleunigung erkannt wird. Hierbei kann die Beschleunigungdurch Messen einer der Kapazitätsänderungendes ersten Sensierungsabschnittes 50 oder des zweiten Sensierungsabschnittes 51 erkanntwerden.
    [0040] DerSensor 1 gemäß der ersenAusführungsformwird wie folgt hergestellt: Zuerst wird ein Siliziumoxidfilm(nicht gezeigt) auf der Oberflächeder zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet. Ein Kontaktlochzur Bereitstellung der Elektrodenkissen für die bewegliche Elektrodeund die feste Elektrode wird in dem Siliziumoxidfilm ausgebildet. Nachdemdas Kontaktloch ausgebildet worden ist, wird durch den Siliziumoxidfilmein Aluminiumfilm auf der zweiten Halbleiterschicht 3 abgeschieden,so daß dieElektrodenkissen fürdie beweglichen und festen Elektroden auf der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildetwerden.
    [0041] Dannwird eine Fotoresistschicht auf der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet,wobei die Oberflächedie Elektrodenkissen für diebeweglichen und festen Elektroden aufweist. Die Fotoresistschichtist aus einem fotosensitiven oder fotoempfindlichen Harz und hateine bestimmte Musterung als Maske, welche durch ein Fotolitographieverfahrengebildet wird. Dann wird die zweite Halbleiterschicht 3 mitder Fotoresistmaske trocken geätzt. Insbesonderewird das Trockenätzenvon der Oberflächeder zweiten Halbleiterschicht 3 zur Oberfläche derisolierenden Schicht 4 auf Seiten der zweiten Halbleiterschichtdurchgeführt.Somit wird ein Freiraum oder Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 undden festen Abschnitten 20 bzw. 30 gebildet. DerAbstand erreicht die isolierende Schicht 4, so daß die Ausnehmung 40 miteiner bestimmten Tiefe auf den beweglichen Elektroden 11, 12,gebildet wird. Hierbei erfolgt das Trockenätzen beispielsweise durch einVerfahren, wie es in der japanischen offengelegten PatentanmeldungNr. H14-176182 beschriebenist.
    [0042] DieAusnehmung 40 hat die folgenden Eigenschaften. Gemäß 1A hat die Ausnehmung 40 eineBreite in Längsrichtungder beweglichen Elektrode 11, 12, d. h. der Y-Richtung und dieBreite der Ausnehmung 40 ist geringer als der Abstand zwischendem beweglichen Abschnitt 10 und der dem festen Abschnitt 20, 30.In diesem Fall wird ein Teil der Fotoresistmaske entsprechend derAusnehmung 40 abhängigvon der Form der Ausnehmung 40 entfernt und geöffnet. Wennhierbei der Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 unddem festen Abschnitt 20, 30 in die Oberfläche derisolierenden Schicht 4 geätzt wird, wird der Teil derzweiten Halbleiterschicht 3 entsprechend der Ausnehmung 40 in derMitte der zweiten Halbleiterschicht 3 geätzt. Insbesonderewenn der Abstand, der eine großeBreite hat, die Oberflächeder isolierenden Schicht 4 erreicht, so daß der Abstandfertiggestellt ist, liegt eine Ätzoberseiteeines Teils der zweiten Halbleiterschicht 3 entsprechendder Ausnehmung 40 (d. h. der Boden der Ausnehmung 40)in der Mitte der zweiten Halbleiterschicht 3, so daß die Ausnehmung 40 gebildet wird.Infolgedessen wird gemäß 1C die Ausnehmung 40 derartgebildet, daß dieAusnehmung 40 eine bestimmte Tiefe ausgehend von der Oberfläche derbeweglichen Elektrode 11, 12 hat und die Ausnehmung 40 erstrecktsich von der Erkennungsoberflächeder beweglichen Elektrode 11, 12 zur gegenüberliegendenOberflächeder beweglichen Elektrode 11, 12 in Y-Richtung.Mit diesem Verfahren wird die Ausnehmung 40 problemlosdurch ein üblichesHerstellungsverfahren unter Verwendung der Fotoresistmaske mit einerbestimmten Musterung entsprechend der Ausnehmung 40 hergestellt.
    [0043] DieAusnehmung 40 kann auch durch ein anderes Verfahren gebildetwerden, wobei die Fotoresistmaske unterschiedliche Dicken hat. Wennbeispielsweise die Fotoresistmaske auf der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildetwird, werden Überzug mitdem Fotoresist und Belichtung des Fotoresists mit Licht zweimaldurchgeführt.Wie in 2A gezeigt beinhalteteine Fotoresistmaske 41 die erste Schicht 41a unddie zweite Schicht 41b. Die erste Schicht 41a hatkeinen Öffnungsabschnittentsprechend einem Bereich, in dem eine Ausnehmung auszubilden istund die zweite Schicht 41b hat einen Öffnungsabschnitt entsprechenddem Bereich, in welchem die Ausnehmung auszubilden ist. Hierbeihat jede der ersten und zweiten Schichten 41a und 41b einenanderen Öffnungsabschnittentsprechend einem Bereich oder Abschnitt, in welchem ein Abstand auszubildenist und der zwischen dem Bereich oder Abschnitt, in welchem einbeweglicher Abschnitt auszubilden ist und einen Bereich wo der Abschnittliegt, in welchem ein fester Abschnitt auszubilden ist.
    [0044] Wenndie zweite Halbleiterschicht 3 mit der Fotoresistmaske 41 geätzt wird,wird zuerst der Bereich, in welchem der Abstand auszubilden istin der zweiten Halbleiterschicht 3 geätzt, da die ersten und zweitenSchichten 41a und 41b in dem Bereich, in welchemder Abstand auszubilden ist, geöffnetsind. Zu dieser Zeit wird die erste Schicht 41a, welchein dem Bereich, in welchem die Ausnehmung zu bilden ist, allmählich angeätzt, wenndas Ätzenfortgeführt wird.Somit wird die Maske 41 dünner, so daß die erste Schicht 41a,welche in dem Bereich, in welchem die Ausnehmung auszubilden ist,entfernt wird. Dies deshalb, als die Filmdicke der ersten Schicht 41a in demBereich, in welchem die Ausnehmung auszubilden ist, dünner alsdie Filmdicke sowohl der ersten und zweiten Schichten ist, welchein anderen Abschnitten mit Ausnahme des Bereiches, in welchem dieAusnehmung auszubilden ist, liegen. Somit wird ein Teil der zweitenHalbleiterschicht 3, der in dem Bereich, in welchem dieAusnehmung auszubilden ist, freigelegt.
    [0045] Wenndie Filmdicke der ersten Schicht 41a gering ist, wird dieerste Schicht 41a vollständig entfernt, bevor die Ätzspitzean dem Bereich, an welchem der Abstand auszubilden ist, die isolierende Schichterreicht. Genauer gesagt, bevor der Abstand vollständig ist,wird der Teil der zweiten Halbleiterschicht 3 an dem Bereich,an welchem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt. Dann wirddas Ätzenmit der zweiten Schicht 41b als Fotoresistmaske 41 fortgesetzt.Somit wird der Abstand vervollständigt unddie Ausnehmung 41 mit einer bestimmten Tiefe wird gebildet.
    [0046] Wenndie Filmstärkeder ersten Schicht 41a hoch ist, erreicht die Ätzspitzean dem Bereich, an dem der Abstand auszubilden ist, die isolierende Schicht 4,bevor die erste Schicht 41a an dem Bereich, an dem dieAusnehmung auszubilden ist, vollständig entfernt worden ist. Genauergesagt, bevor der Teil der zweiten Halbleiterschicht 3 andem Bereich, an dem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt wird,ist der Abstand vervollständigt.Somit wird das Ätzenmit der zweiten Schicht 41b als Fotoresistmaske 41 fortgeführt. Somitist der Abstand vervollständigtund dann ist die erste Schicht 41a vollständig entfernt.Danach wird die Ausnehmung 41 mit einer bestimmten Tiefegebildet.
    [0047] Somitläßt sichdie Tiefe der Ausnehmung 41 steuern. Daher ist es möglich, dieAusnehmung 40 zu bilden, mit einer großen Breite, die größer alsder Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 und demfesten Abstand 20, 30 ist.
    [0048] Obgleichdie Fotoresistmaske 41 aus einem Fotoresist ist, kann dieMaske 41 aus einem Siliziumoxidfilm oder einem Siliziumnitridfilmsein. In diesen Fällenwird die Abmessungsgenauigkeit der Elektroden 11, 12, 21, 31 etc. verbessert.Weiterhin kann die Maske 41 mit den ersten und zweitenSchichten 41a und 41b aus einem anderen Material,beispielsweise aus einem Siliziumoxidfilm sein. In diesem Fall beinhaltetbeispielsweise die Maske 41 die erste Schicht 41c auseinem Siliziumoxidfilm und eine zweite Schicht 41d auseinem Fotoresist, wie in 2B gezeigt.Die erste Schicht 41c hat eine Öffnung an dem Bereich, an demdie Ausnehmung auszubilden ist. Die zweite Schicht 41d hatkeine Öffnungan dem Bereich an dem die Ausnehmung auszubilden ist. Wenn somitder Bereich, an dem der Abstand auszubilden ist, in der zweitenHalbleiterschicht 3 geätztwird, wird die zweite Schicht 41d, welche in dem Bereich,an dem die Ausnehmung auszubilden ist, allmählich abgeätzt, wenn das Ätzen fortgeführt wird.Sodann wird ein Teil der zweiten Halbleiterschicht 3, indem Bereich, in dem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegt.
    [0049] Wenndie Filmdicke der zweiten Schicht 41d gering ist, wirddie zweite Schicht 41d in dem Bereich, in dem die Ausnehmungauszubilden ist vollständigentfernt, bevor die Ätzspitzean dem Bereich, an dem der Abstand auszubilden ist, die isolierende Schicht 4 erreicht.Insbesondere bevor der Abstand vervollständigt ist, wird der Teil derzweiten Halbleiterschicht 3 an dem Bereich, an dem dieAusnehmung auszubilden ist, freigelegt. Sodann wird das Ätzen forgeführt, wobeidie erste Schicht 41c die Fotoresistmaske 41 ist.Somit wird der Abstand vervollständigtund die Ausnehmung 41 mit einer bestimmten Tiefe wird gebildet.
    [0050] Wenndie Filmdicke der zweiten Schicht 41d hoch ist, erreichtdie Ätzspitzean dem Bereich, an dem der Abstand auszubilden ist, die isolierende Schicht 4,bevor die zweite Schicht 41d im Bereich, in dem die Ausnehmungauszubilden ist, vollständig entferntworden ist. Genauer gesagt, bevor der Teil der zweiten Halbleiterschichtin dem Bereich, in dem die Ausnehmung auszubilden ist, freigelegtist, ist der Abstand vervollständigt.Somit kann das überschüssige Resistauf der zweiten Schicht 41d durch eine Resisteinäscherungsvorrichtungoder dergleichen entfernt werden. Sodann werden das Ätzen mitder ersten Schicht 41c als Fotoresistmaske 41 fortgeführt. Somitwird der Abstand vervollständigtund dann wird die erste Schicht 41a vollständig entfernt. Danachist die Ausnehmung 41 mit einer bestimmten Tiefe gebildet.
    [0051] Somitläßt sichdie Tiefe der Ausnehmung 40 steuern. Daher ist es möglich, dieAusnehmung 40 mit einer großen Breite breiter als derAbstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 10 und dem festen Abschnitt 20, 30 zubilden.
    [0052] Wennein überschüssiges Resistder Maske 41 an dem Bereich, an dem die Ausnehmung auszubildenist verbleibt, nachdem der Teil der zweiten Halbleiterschicht 3 geätzt wordenist, so daß derAbstand vervollständigtist, kann das überschüssige Resistdurch eine Resisteinäscherungsvorrichtungoder dergleichen entfernt werden. Weiterhin wird ein Siliziumoxidfilmoder ein Siliziumnitridfilm mit einer bestimmten Musterung auf derrückseitigenOberfläche derersten Halbleiterschicht 2 ausgebildet. Ein Teil der erstenHalbleiterschicht 2 wird mit einer alkalischen Lösung, beispielsweiseeinem TMAH-Ätzmittel (d.h. Tetramethylammoniumhydroxid-Ätzmittel)geätzt.Genauer gesagt, das Teil wird anisotrop unter Verwendung des Siliziumoxidfilmesals Maske auf der Rückseitegeätzt,so daß die Ätzspitzedie Oberflächeder isolierenden Schicht 4 auf Seiten der ersten Halbleiterschichterreicht. Aufeinanderfolgend wird die isolierende Schicht 4 durcheine HF-Lösung (d.h. Fluorwasserstoffsäure-Ätzmittel)entfernt und die Siliziumoxidfilme auf den ersten und zweiten Halbleiterschichten 2 und 3 werdenjeweils durch die HF-Lösung entfernt.Somit ist der Sensor 1 vervollständigt.
    [0053] Allgemeingesagt, bei einem herkömmlichen Sensorist die Längeder Erkennungsoberflächejeder beweglichen Elektrode 11, 12 und festenElektrode 21, 31 länger als der Abstand zwischenden Erkennungsoberflächenvon beweglichen und festen Elektroden 11, 12, 21, 31.Hierbei verläuftdie Längeder Erkennungsoberflächein Richtung der Y-Richtung. von daher wird der bewegliche Abschnitt 10 in X-Richtungverschoben, welche senkrecht zu den Erkennungsoberflächen derbeweglichen und festen Elektroden 11, 12, 21, 31 ist,so daß dieKapazitäten CS1,CS2 abhängigvon einer bestimmten Verschiebung mehr oder minder groß geändert werden.In diesem Fall wirkt jedoch ein Dämpfungseffekt in einem Zusammendrückbereich(d. h. X-Richtungals Verschiebungsrichtung des beweglichen Teils 10) zwischenden Erkennungsoberflächender beweglichen Elektrode 11, 12 und der festenElektrode 21, 31. Der Dämpfungseffekt wird bewegt durchdie Viskositäteines Fluids (z. B. Gas, Flüssigkeitoder dergleichen) zwischen den Erkennungsoberflächen. Wenn der Abstand zwischenden Erkennungsoberflächengeringer wird, beeinflußtder Dämpfungseffekt erheblichabhängigvon der Verschiebung des beweglichen Abschnittes 10 (d.h. der beweglichen Elektrode 11, 12). Infolgedessenwird die Verschiebung der beweglichen Elektrode aufgrund des Dämpfungseffektesklein, so daß dieEmpfindlichkeit des herkömmlichenSensors verringert ist, d. h., der herkömmliche Sensor kann eine feineoder geringe physikalische Größe nichterkennen.
    [0054] Beidem Sensor 1 gemäß der erstenAusführungsformliegt die Ausnehmung 40 zumindest auf einem Teil der beweglichenElektrode 11, 12 und/oder der festen Elektrode 21, 31.Obgleich hierbei der Sensor 1 die Ausnehmung 40 inder beweglichen Elektrode 11, 12 hat, kann dieAusnehmung auf der festen Elektrode 21, 31 ausgebikldetwerden. Die Ausnehmung 40 hat eine bestimmte Tiefe vonder Oberflächeder beweglichen Elektrode 11, 12 aus und erstrecktsich von der Erkennungsoberflächeder beweglichen Elektrode 11, 12 zur gegenüberliegendenOberflächeder beweglichen Oberfläche 11, 12 in X-Richtung.Wenn somit die bewegliche Elektrode 11, 12 abhängig vonder Einwirkung der Beschleunigung auf den Sensor 1 verschobenwird, fließtein Fluid zwischen der beweglichen Elektrode 11, 12 und derfesten Elektrode 21, 31 in den Abstand oder Freiraumzwischen der beweglichen und der festen Elektrode 11, 12, 21, 31 über dieAusnehmung 40 hinein und heraus. Somit wird der Dämpfungseffektverringert, so daß eineVerschiebung der beweglichen Elektrode 11, 12 nichtverringert wird. Daher kann der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen verkürzt werden.Selbst wenn somit der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen geringist, wird der Dämpfungseffektim wesentlichen daran gehindert, einen Einfluß zu haben, da die Ausnehmung 40 vorhandenist, so daß dieelektrostatische Kapazität imVergleich zu einem herkömmlichenSensor größer wird.Somit kann der Sensor 1 auch eine geringe oder feine Beschleunigungerkennen, was heißt,der Sensor 1 hat eine hohe Empfindlichkeit. Der Sensor hatsomit einen geringen Dämpfungseffekt.
    [0055] Weiterhinkann die Ausnehmung 40 durch ein übliches Herstellungsverfahrenohne Hinzufügungeines zusätzlichenHerstellungsvorganges gebildet werden. Die Herstellungskosten zurAusbildung der Ausnehmung 40 steigen somit nicht wesentlichan.
    [0056] Obgleichder Sensor 1 den oben beschriebenen Aufbau hat, kann derSensor 1 auch einen anderen Aufbau haben, solange der Sensor 1 dieBeschleunigung auf der Grundlage der Kapazitätsänderung zwischen den Erkennungsoberflächen abhängig vonder Abstandsänderungerkennt, welche durch die Verschiebung der beweglichen Elektrode erzeugtwird. Wie beispielsweise in 3 gezeigt, kannder Sensor 1 auch den obigen Aufbau haben, wobei der Sensordurch Bearbeitung von der Oberflächeder zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet ist. In diesemFall wird die erste Halbleiterschicht 2, welche unter denbeweglichen Elektroden 11, 12 und den festen Elektroden 21, 31 liegt,nicht entfernt, so daß einFluid zwischen den beweglichen und festen Elektroden 11, 12, 21, 31 darangehindert ist, aus dem Boden des Sensors 1 heraus und hierhinein zu fließen.Genauer gesagt, im Sensor von 3 läuft das Fluidnicht durch den Sensor 1 von der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 3 zumBoden der ersten Halbleiterschicht 2 über eine Durchgangsöffnung in derersten Halbleiterschicht 2. Jedoch ist die Ausnehmung 40 inzumindest einem Teil der beweglichen Elektrode 11, 12 und/oderder festen Elektrode 21, 31 angeordnet, so daß der Dämpfungseffektverringert ist. Obgleich die Ausnehmung 40 nur auf denbeweglichen Elektroden 11, 12 ausgebildet ist,kann die Ausnehmung 40 auch nur auf den festen Elektroden 21, 31 ausgebildetsein. Weiterhin kann die Ausnehmung 40 sowohl auf den beweglichenals auch auf den festen Elektroden 11, 12, 21, 31 ausgebildet sein.
    [0057] Obgleichdie Ausnehmung 40 eine Tiefe und Breite gemäß 1A hat, kann die Ausnehmung 40 aucheine andere Tiefe und Breite haben, welche sich von der Ausbildunggemäß 1A unterscheiden. Wie beispielsweisein 4 gezeigt, beinhaltetdie Ausnehmung 40 eine Mehrzahl von Ausnehmungen, welchean der beweglichen Elektrode 11, 12 und der festenElektrode 21, 31 vorhanden sind, wobei jeweilsdie Breite hiervon unterschiedlich ist. Beispielsweise sind zweiAusnehmungen 40 an einem Elektrodenzahn der beweglichenElektrode 11 ausgebildet, wie in 4 gezeigt, und jede Ausnehmung 40 hat eineunterschiedliche Breite in Y-Richtung. Obgleich die Ausnehmung 40 imSensor 1 von 1A eine Breitehat, welche geringer als der Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen ist,kann die Ausnehmung 40 eine Breite haben, welche größer alsder Abstand zwischen den Erkennungsoberflächen ist. Wenn in diesem Falldie Breite der Ausnehmung 40 erheblich größer wird,wird der Gegenüberliegungsbereichzwischen den Erkennungsoberflächengering, so daß dieEmpfindlichkeit des Sensors 1 verringert wird. Von dahergibt es eine wünschenswerte oderbevorzugte Breite der Ausnehmung 40.
    [0058] Obgleichgemäß 1A die Ausnehmung 40 diebewegliche Elektrode 11, 12 in X-Richtung durchtritt,kann die Ausnehmung 40 die bewegliche Elektrode 11, 12 auchin einer anderen Richtung durchtreten. Wenn jedoch die Ausnehmung 40 die beweglicheElektrode 11, 12 praktisch in gleicher Richtungwie die Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnittes 10 durchtritt,fließtein Fluid, welches zwischen der festen Elektrode 21, 31 undder beweglichen Elektrode 11, 12 vorhanden ist, über die Ausnehmung 40 wirksamein und aus. Wie beispielsweise in 5 gezeigt,erstrecken sich die beweglichen Elektrode 11 und die festeElektrode 21 von dem massiven Abschnitt 13 bzw.dem zweiten Anker 22 in einer bestimmten Richtung mit einemgewissen Winkel zwischen der Längsrichtungdes massiven Abschnittes 13 oder dem zweiten Anker 22 undder festen Elektrode 21 oder der beweglichen Elektrode 11.In diesem Fall ist die Durchdringungsrichtung der Ausnehmung 40 gleichder Verschiebungsrichtung des beweglichen Abschnittes 10 (dasheißt,der x-Richtung). Somit fließtein Fluid zwischen der beweglichen Elektrode 11, welchezu verschieben ist, und der festen Elektrode 21, welcheauf Seiten der beweglichen Elektrode liegt, wobei die bewegliche Elektrode 11 verschobenwird, überdie Ausneh mung 40 wirksam ein und aus. Somit wird der Dämpfungseffektverringert und die Verschiebung der beweglichen Elektrode 11 istnicht verschlechtert oder verringert.
    [0059] Weiterhinkann die Ausnehmung 40 an jedem Teil der beweglichen und/oderfesten Elektrode 11, 12, 21, 31 angeordnetwerden. Bevorzugt ist es jedoch, daß die Ausnehmung 40 ander beweglichen Elektrode 11, 12 so angeordnetist, daß sienicht in Fluchtung mit einer Ausnehmung 40 ist, die ander festen Elektrode 21, 31 ist, und zwar in Verschiebungsrichtungdes beweglichen Abschnittes 10. Dies deshalb, als ein Fluidin die Ausnehmung 40 hinein und aus dieser heraus in denSensor 1 fließenkann, wenn die Ausnehmung 40 einen kleinen Querschnitt hat.Genauer gesagt, das Fluid fließtin und aus der Ausnehmung 40, die in einem weiten Bereichzwischen den Erkennungsoberflächenliegt, der so weit als möglichist. Der Fall der Fluchtung in einer Linie ist beispielsweise inder 6A gezeigt. DieAusnehmung 40 an der beweglichen Elektrode 11 hateine Öffnungsbreitein Y-Richtung und die Breite ist gleich derjenigen der festen Elektrode 21 unddie Öffnung ander Erkennungsoberflächeder beweglichen Elektrode 11 fällt mit der Öffnung ander Erkennungsoberflächeder festen Elektrode 21 zusammen. Genauer gesagt, die Öffnung derAusnehmung 40 an der beweglichen Elektrode 11 istin Fluchtung mit der Öffnungder Ausnehmung 40 an der festen Elektrode 21. wenndaher gemäß den 4, 6B und 6C die Öffnung derAusnehmung 40 an der beweglichen Elektrode 11 nichtvollständigin Fluchtung mit der Öffnungder Ausnehmung 40 an der festen Elektrode 21 ist,stimmt diese Öffnungnicht mit der Öffnungder Ausnehmung an der festen Elektrode 21 überein.In diesem Fall ist gemäß 6C die Ausnehmung 40 ander beweglichen Elektrode 11 bevorzugt beabstandet vonder Ausnehmung 40 an der festen Elektrode 21 umeinen bestimmten Abstand angeordnet.
    [0060] Weiterhinhat die Ausnehmung 40 eine bestimmte Tiefe ausgehend vonder Oberflächeder beweglichen Elektrode 11, 12. Die Ausnehmung 40 kannjedoch auch an der Bodenflächeder beweglichen Elektrode 11, 12 und/oder derfesten Elektroden 21, 31 mit einer bestimmtenTiefe ausgebildet sein. Die Bodenflächen der beweglichen und festenElektroden 11, 12, 21, 31 sindTeile des Bodens der zweiten Halbleiterschicht 3. Insbesondereist in diesem Fall die Ausnehmung 40 ausgehend vom Bodender beweglichen und/oder festen Elektrode 11, 12, 21, 31 ausgebildet.
    [0061] Einkapazitiver Beschleunigungssensor 1 gemäß einer zweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung ist in den 7 und 8 gezeigt. 7 ist eine vergrößerte Draufsicht auf den erstenSensierungsabschnitt 50. Eine Ausnehmung 40a derfesten Elektrode 21 ist von der Oberseite der festen Elektrode 21 zumBoden der festen Elektrode 21 so angeordnet, daß die festeElektrode 21 durch die Ausnehmung 40a in mehrereTeile unterteilt ist. Genauer gesagt, die Ausnehmung 40a derfesten Elektrode 21 durchtritt die feste Elektrode 21 vonder Erkennungsoberflächezur gegenüberliegendenOberflächeund durchtritt weiterhin die feste Elektrode in Dickenrichtung vonder Oberseite zur Unterseite. Von daher wird die feste Elektrode 21 vollständig invier Teile unterteilt, wie in 7 gezeigt.Obgleich die feste Elektrode 21 in vier Teile unterteiltist, kann die feste Elektrode 21 auch in andere mehrereTeile, beispielsweise drei oder fünf Teile, unterteilt werden.
    [0062] DerSensor 1 gemäß der zweitenAusführungsformwird bezugnehmend auf die 8A bis 8C wie folgt hergestellt: Hierbeiist 8C eine Schnittdarstellungdurch den Sensor 1 entlang Linie VIII C-VIII C in 7. Das Herstellungsverfahrenist ein üblichesHalbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren, wie es beispielsweisein der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. H12-022171beschrieben ist.
    [0063] Zunächst wirddie isolierende Schicht 4 auf der Oberfläche derzweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet. Die isolierendeSchicht 4 wird aus einem Siliziumoxidfilm mittels CVD (d.h. chemische Dampfabscheidung) gebildet. Dann wird auf der isolierendenSchicht 4 ein Siliziumnitridfilm 60 ausgebildet. DerSiliziumnitridfilm 60 wirkt als Stopper zum Stoppen des Ätzens derisolierenden Schicht 4. In der isolierenden Schicht 4 unddem Siliziumnitridfilm 60 wird durch ein Photolithographieverfahrenund ein Trockenätzverfahreneine Öffnungausgebildet. Die Öffnungentspricht den mehreren Teilen der festen Elektrode 21.
    [0064] Dannwird auf dem Siliziumnitridfilm 60 mit der Öffnung durchein CVD-Verfahren ein Polysiliziumfilm gebildet. Zu diesem Zeitpunktwird eine Verunreinigung in den Polysiliziumfilm eingebracht, so daß der Polysiliziumfilmleitfähigwird (d. h. ein leitfähigerFilm wird). Der Polysiliziumfilm wird durch ein Photolithographieverfahrengemustert, so daß eine Verdrahtungsschicht 61 inder Öffnungdes Siliziumnitridfilms 60 gebildet wird. Die Verdrahtungsschicht 61 liegtin einer bestimmten Position auf der zweiten Halbleiterschicht 3.Dann wird ein Schutzfilm 62 aus einem Siliziumnitridfilmauf dem Siliziumnitridfilm 60 mit der Verdrahtungsschicht 61 gebildet.Der Schutzfilm 62 schütztdie Verdrahtungsschicht 61.
    [0065] Nachfolgendwird ein Siliziumoxidfilm 63 auf dem Schutzfilm 62 gebildetund weiterhin wird ein Polysiliziumfilm 64 auf dem Siliziumoxidfilm 63 gebildet. DerPolysiliziumfilm 64 wirkt als Hafthilfe bei der Verbindungder zweiten Halbleiterschicht 3 und der ersten Halbleiterschicht 2.Die Oberflächedes Polysiliziumfilms 64 wird durch ein mechanisches Polierverfahrenoder dergleichen abgeflacht, um die ersten und zweiten Halbleiterschichten 2 und 3 festmiteinander zu verbinden.
    [0066] Wiein 8B gezeigt, wirddie erste Halbleiterschicht 2 als Halbleitersubstrat vorbereitet.Ein anderer Siliziumoxidfilm 65 wird auf die Oberfläche der erstenHalbleiterschicht 2 durch ein thermisches Oxidationsverfahrenoder dergleichen gebildet. Danach wird der andere Siliziumoxidfilm 65 aufder ersten Halbleiterschicht 2 durch ein anodisches Bondierungsverfahrenmit dem Polysiliziumfilm 64 auf der zweiten Halbleiterschicht 3 zusammengebondet.
    [0067] Dannwird die Oberflächeder zweiten Halbleiterschicht 3 (d. h. die obere Seiteder zweiten Halbleiterschicht 3 in 8B) durch ein mechanisches Polierverfahrenoder dergleichen poliert, so daß die Dickeder zweiten Halbleiterschicht 3 eine bestimmte Dicke annimmt.Dann wird eine Verunreinigung wie z. B. Phosphor (d. h. P) durchein Diffusionsverfahren oder dergleichen auf die zweite Halbleiterschicht 3 dotiert.Ein Elektrodenkissen (nicht gezeigt) für die bewegliche Elektrode 11, 12 undein anderes Elektrodenkissen (nicht gezeigt) für die feste Elektrode 21, 31 werdenauf der zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet.
    [0068] Dannwird eine Maske zum Ätzenauf der Oberflächeder zweiten Halbleiterschicht 3 ausgebildet und die zweiteHalbleiterschicht 3 wird geätzt, so daß der Abstand zwi schen dembeweglichen Abschnitt 10 und den festen Abschnitten 20, 30 unddie Ausnehmung 40a gebildet werden. Zu dieser Zeit wirdein Teil der Maske entsprechend dem Bereich, in dem die Ausnehmungauszubilden ist, geöffnet,so daß diezweite Halbleiterschicht 3 geätzt wird, bis die Oberfläche derisolierenden Schicht 4 auf Seiten der zweiten Halbleiterschichtfreigelegt ist. Die Maske ist ein Photoresist, ein Siliziumoxidfilm,ein Siliziumnitridfilm oder dergleichen. In dieser Ausführungsform istdie Maske ein Siliziumoxidfilm, welcher eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeitgegenüber Ätzangriffhat.
    [0069] Dannwird die isolierende Schicht 4 selektiv durch eine HF-Lösung entferntund die Siliziumoxidfilmmaske auf der zweiten Halbleiterschicht 3 wird ebenfallsentfernt. Somit ist der Sensor 1 gemäß der 8C und 9 fertig.Die Verdrahtungsschicht 61 besteht aus Polysilizium. DieVerdrahtungsschicht 61 ist teilweise in die isolierendenFilme eingebettet, d. h. den Siliziumnitridfilm 60 undden Schutzfilm 62 auf dem Halbleitersubstrat 2.Die Verdrahtungsschicht 61 kann auch aus anderen Materialiensein, solange die Verdrahtungsschicht 61 sehr gute Leitfähigkeit hatund die isolierende Schicht 4 selektiv ohne Ätzangriffder Verdrahtungsschicht 61 geätzt werden kann.
    [0070] ImSensor 1 der 7, 8C und 9 ist die feste Elektrode 21 durchdie Ausnehmung 40a in mehrere Teile unterteilt. Jeder Teilder festen Elektrode 21 ist mit einem anderen über dieVerdrahtungsschicht 61 aus Polysilizium verbunden. DieVerdrahtungsschicht 61 ist in den isolierenden Film aufder ersten Halbleiterschicht 2 eingebettet. Weiterhin wirdjeder Teil der festen Elektrode 21 auf der ersten Halbleiterschicht 2 über dieVerdrahtungsschicht 61 getragen oder gelagert. Somit schafftdie Verdrahtungsschicht 61, die auf der ersten Halbleiterschicht 2 angeordnetist, eine Konstruktion derart, daß die feste Elektrode 21 von derAusnehmung 40a unterteilt ist. Die feste Elektrode 21 wirdnicht abhängigvon einer Verschiebung des beweglichen Abschnittes 10 verschoben.Daher ist die Tiefe der Ausnehmung 40a tiefer als diejenige derAusnehmung 40 von 1A,so daß einFluid störungsfreidurch die Ausnehmung 40a fließen kann und somit der Dämpfungseffektzwischen der beweglichen Elektrode 11 und der festen Elektrode 21 erheblichverringert ist.
    [0071] Weiterhinkann in einem Fall, in dem die Ausnehmung 40 der 1A und 1B in der Art gebildet wird, daß das Ätzen inder Mitte der zweiten Halbleiterschicht 3 angehalten wird,eine Prozeßabweichungbei der Ausbildung der Ausnehmung 40 bewirkt werden. Beider vorliegenden Ausführungsform wirdjedoch die Ausnehmung 40a so gebildet, daß sich dieAusnehmung 40a von der Oberseite zum Boden der zweitenHalbleiterschicht 3 durch Ätzen erstreckt. Von daher werdenProzeßabweichungenbei der Ausbildung der Ausnehmung 40a verringert.
    [0072] Obgleichnur die Ausnehmung 40a an der festen Elektrode 21 angeordnetist, kann die Ausnehmung 40 gemäß 1B zumindest an einem Teil der beweglichenElektroden 11, 12 und/oder der festen Elektroden 21, 31 ausgebildetwerden.
    [0073] Bevorzugthat jeder Teil der festen Elektrode 21 zumindest einenVerbindungsbereich zur Verbindung mit der Verdrahtungsschicht 61.Der Verbindungsbereich ist kleiner als der Boden des Teils der festenElektrode 21. In diesem Fall wird ein Freiraum zwischendem Boden des Teils der festen Elektrode 21 und der erstenHalbleiterschicht 2 als Halbleitersubstrat gebildet. Genauergesagt, der Teil der festen Elektrode 21 steht in Verbindungmit der Verdrahtungsschicht 61 im Verbindungsbereich, dereine geringere Breite als die Breite des Bo dens des Teils der festenElektrode 21 in Seitenrichtung der festen Elektrode 21 (d.h. X-Richtung) hat, wie in 8C gezeigt.Infolgedessen fließtdas Fluid auch durch den Abstand unter dem Teil der festen Elektrode 21,so daß derDämpfungseffektstark verringert ist. Der Teil der festen Elektrode 21 kannjedoch mit der Verdrahtungsschicht 61 mit dem gesamtenBereich des Bodens des Teils verbunden sein, d. h. die Oberseite derVerdrahtungsschicht 61 stimmt mit dem Boden des Teils derfesten Elektrode 21 überein.
    [0074] Weiterhinist es bevorzugt, daß zwischen demBoden des Teils der festen Elektrode 21 und der erstenHalbleiterschicht 2 ein weiterer Abschnitt oder Freiraumausgebildet ist. Der andere Abstand liegt ausgehend von der Erkennungsoberfläche zurgegenüberliegendenOberflächeder festen Elektrode 21. Genauer gesagt, der Teil der festenElektrode 21 ist in Verbindung mit der Verdrahtungsschicht61 am Verbindungsbereich, mit einer Breite schmäler als die Breite des Bodensdes Teils der festen Elektrode 21 in Längsrichtung der festen Elektrode 21 (d.h. der Y-Richtung), wie in 9 gezeigt.Infolgedessen fließtdas Fluid auch durch den Abstand unter dem Teil der festen Elektrode 21 vonder Erkennungsoberflächezur gegenüberliegendenOberflächeder festen Elektrode 21, so daß der Dämpfungseffekt erheblich reduziertist. Somit wird ein Strömungspfadzur Führungdes Fluides breiter und der Dämpfungseffektwird wesentlich verringert. Daher wird der Verbindungsbereich zwischendem Teil der festen Elektrode 21 und der Verdrahtungsschicht 61 soklein als möglich,solange die Verbindung zwischen der festen Elektrode 21 undder Verdrahtungsschicht 61 ausreichende Festigkeit hat.von daher ist es bevorzugt, daß dieVerbindung zwischen der festen Elektrode 21 und der Verdrahtungsschicht 61 durcheinen Abschnitt bereitgestellt wird und der Verbindungsbereich kleinwird (d. h. jede Breite des Verbindungsbereiches in X- und Y-Richtungwird schmäler).
    [0075] Wennder Teil der festen Elektrode 21 einen großen Bodenhat, wie in 10 gezeigt,ist es bevorzugt, daß derTeil der festen Elektrode 21 mehrere Verbindungen hat.Wie beispielsweise in 10 gezeigt,sind zwei Verbindungsabschnitte des Teils der festen Elektrode 21 vorgesehen.Dies deshalb, als die Verbindung zwischen der festen Elektrode 21 und derVerdrahtungsschicht 61 schwach wird, wenn der Teil derfesten Elektrode 21 nur einen Verbindungsabschnitt mitgeringer Verbindungsflächehat. Wenn weiterhin der Teil der festen Elektrode 21 einenVerbindungsabschnitt mit großerVerbindungsflächehat, wird das Fluid daran gehindert, hinreichend durch den Abstandoder Freiraum zu fließen.Von daher hat der Teil der festen Elektrode 21 mehrereVerbindungsabschnitte mit kleiner Verbindungsfläche, so daß das Fluid weitestgehend ungehindertdurch den Abstand fließenkann. In diesem Fall wird bevorzugt der Abstand als ein Durchlaß für das Fluidso breit wie möglich,so lange der Teil der festen. Elektrode 21 stabil von derVerdrahtungsschicht 61 getragen oder gelagert wird. Weiterhinwerden die Verbindungsabschnitte jeweils an bestimmten Positionen angeordnet,so daß dasFluid ungehindert fließen kannund darüberhinaus der Teil der festen Elektrode 21 stabil gelagertwird.
    [0076] Weiterhinin dem Fall, in welchem die bewegliche Elektrode 11 eineMehrzahl von Elektrodenzähnenaufweist, könnendiese mehrfachen oder die Vielzahl von Elektrodenzähnen miteinem Verbindungsabschnitt 70 verbunden werden, wie in 11 gezeigt. Der Verbindungsabschnitt 70 istso ausgebildet, daß eineMaske mit einem Bereich, in welchem die bewegliche Elektrode auszubildenist und ein Bereich, in welchem ein Verbindungsabschnitt auszubilden ist,vorbereitet wird und dann wird die zweite Halbleiterschicht 3 sogeätzt,daß derVerbindungsabschnitt 70 einstückig zusammen mit den Elektrodenzähnen derbeweglichen Elektrode 11 gebildet wird. Der Verbindungsabschnitt 70 kannin dem zweiten Sensierabschnitt 51 ausgebildet werden.Da in diesem Fall der Verbindungsabschnitt 70 eine Verbindungzwischen den Elektrodenzähnender beweglichen Elektrode 11 herstellt, hat die beweglicheElektrode 11 eine hohe Steifigkeit. Von daher wird einAnheften (z. B. ein Ankleben) zwischen beispielsweise der festenElektrode 21 und der beweglichen Elektrode 11 verringert.Hierbei kann das Anheften durch eine Oberflächenspannung eines Ätzmittelsbeim Naßätzvorgangwährendder Herstellung des Sensors 1 bewirkt werden. Insbesonderekann das Anheften beim Ätzprozeß zum Ätzen derzweiten Halbleiterschicht 3 bewirkt werden. Weiterhin kanndas Anheften durch eine elektrostatische Kraft bewirkt werden, welchebeim Zusammenbauvorgang des Sensors 1 oder während dessenGebrauch auftritt. Obgleich der Verbindungsabschnitt 70 in 10 in einer bestimmten Positionangeordnet ist, kann der Verbindungsabschnitt 70 auch ananderen Positionen oder Stellen angeordnet werden. Weiterhin kann derVerbindungsabschnitt 70 in Form mehrerer Verbindungsabschnitteausgebildet sein.
    [0077] Obgleichder Sensor 1 als kapazitiver Beschleunigungssensor 1 verwendetwird, kann der Sensor 1 auch ein kapazitiver Gierratensensor,ein kapazitiver Winkelgeschwindigkeitssensor etc. sein.
    [0078] Derartige Änderungen,Modifikationen und Abwandlungen liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung,wie er durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalentedefiniert ist.
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] Ein kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe zur Erkennungder physikalischen Größe, wobeider Sensor aufweist: einen beweglichen Abschnitt (10)mit einer beweglichen Elektrode (11, 12); und einenfesten Abschnitt (20, 30) mit einer festen Elektrode(21, 31); wobei die bewegliche Elektrode(11, 12) eine Erkennungsoberfläche aufweist, die festeElektrode (21, 31) eine Erkennungsoberfläche aufweist,welche der Erkennungsoberflächeder beweglichen Elektrode (11, 12) gegenüberliegt, unddie bewegliche Elektrode (11, 12) in Richtungauf die feste Elektrode (21, 31) zu oder gegendiese beweglich ist, und zwar abhängig von der physikalischenGröße, welcheauf den Sensor einwirkt, so daß einAbstand zwischen den Erkennungsoberflächen von beweglichen und festenElektroden (11, 12, 21, 31) änderbarist, wobei wenigstens entweder die bewegliche oder die feste Elektrode(11, 12, 21, 31) eine Ausnehmung(40, 40a) aufweist, und die Ausnehmung (40, 40a)auf einer Ober- oder, einer Unterseite wenigstens entweder der beweglichen oderder festen Elektrode (11, 12, 21, 31)ausgebildet ist, eine bestimmte Tiefe ausgehend von der Ober- oderder Unterseite hat und sich von der Erkennungsoberfläche zu einergegenüberliegendenOberfläche gegenüberliegendder Erkennungsoberflächewenigstens der beweglichen oder der festen Elektrode (11, 12, 21, 31)erstreckt.
    [2] Sensor nach Anspruch 1, weiterhin mit: einemSubstrat (2) wobei der bewegliche Abschnitt (10)weiterhin eine Feder (14) und einen massiven Abschnitt(13) beinhaltet, der feste Abschnitt (20, 30)weiterhin einen Anker (15) aufweist, der beweglicheAbschnitt (10) auf dem Substrat (2) über dieFeder (14) gelagert ist, der massive Abschnitt (13)zusammen mit der beweglichen Elektrode (11, 12)abhängigvon der auf den Sensor aufgebrachten physikalischen Größe verschiebbarist, die bewegliche Elektrode (11, 12) einstückig aufeine Seite des massiven Abschnittes (13) angeordnet ist, umsich von dem massiven Abschnitt (13) aus zu erstrecken, diefeste Elektrode (21, 31) sich von dem Anker (15) auserstreckt, so daß diefeste Elektrode (21, 31) über den Anker (15)auf dem Substrat (2) gelagert ist, und der Sensordie physikalische Größe auf derGrundlage einer Änderungeiner Kapazität(CS1, CS2), bereitgestellt durch einen Kondensator zwischen den Erkennungsoberflächen vonbeweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31),erkennt, wobei die Änderungeiner Kapazität(CS1, CS2) durch eine Verschiebung der beweglichen Elektrode (11, 12)abhängig vonder auf den massiven Abschnitt (13) einwirkenden physikalischenGröße bewirktwird.
    [3] Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ausnehmung(40, 40a) als Strömungspfad zur Führung einesFluides wirkt, welches zwischen den beweglichen und festen Abschnitten(10, 20, 30) liegt, in einem Fall, indem sich der bewegliche Abschnitt (10) in Richtung derfesten Elektrode (21, 31) oder gegen diese bewegt.
    [4] Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der beweglicheAbschnitt (10) in einer Richtung senkrecht zu dem Erkennungsoberflächen derbeweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31)verschiebbar ist.
    [5] Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der beweglicheAbschnitt (10) eine Verschiebbarkeitsrichtung hat, in derder bewegliche Abschnitt (10) verschiebbar ist, dieAusnehmung (40, 40a) eine Durchdringungsrichtunghat, in der die Ausnehmung (40, 40a) wenigstensentweder die bewegliche oder die feste Elektrode (11. 12, 21, 31)durchdringt, und die Verschiebbarkeitsrichtung parallel zurDurchdringungsrichtung ist.
    [6] Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der beweglicheAbschnitt (10) eine Verschiebbarkeitsrichtung hat, in derder bewegliche Abschnitt (10) verschiebbar ist, dieAusnehmung (40, 40a) sowohl auf den beweglichenals auch den festen Elektroden (11, 12, 21, 31) ausgebildetist, und die Ausnehmung (40, 40a) auf derbeweglichen Elektrode (11, 12) nicht in einerLinie mit der Ausnehmung (40, 40a) auf der festenElektrode (21, 31) in der Verschiebbarkeitsrichtungangeordnet ist.
    [7] Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sensorein kapazitiver Beschleunigungssensor, ein kapazitiver Gierratensensor,ein kapazitiver Winkelgeschwindigkeitssensor oder ein kapazitiver Winkelbeschleunigungssensorist.
    [8] Sensor nach Anspruch 2, wobei die bewegliche Elektrode(11, 12) eine Mehrzahl von Kammzahnelektrodenbeinhaltet, die feste Elektrode (21, 31)eine Mehrzahl von Kammzahnelektroden aufweist, und jede Kammzahnelektrodeder beweglichen Elektrode (11, 12) der Kammzahnelektrodender festen Elektrode (21, 31) gegenüberliegt,so daß jededer Erkennungsoberflächenvon beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31)geschaffen ist.
    [9] Sensor nach Anspruch 9, wobei die Ausnehmung (40a)von der Oberseite zur Unterseite der festen Elektrode (21, 31)angeordnet ist, so daß diefeste Elektrode (21, 31) in eine Mehrzahl vonTeilen unterteilt ist, und wobei jeder Teil der festen Elektrorde (21, 31)von dem Substrat (2) isoliert ist, die Teile untereinander über eineVerdrahtung (61) auf dem Substrat (2) verbundensind und auf dem Sustrat (2) über die Verdrahtung (61)gelagert sind.
    [10] Sensor nach Anspruch 9 bis 12, wobei jeder Teilder festen Elektrode (21, 31) mit der Verdrahtung (61)an einem Verbindungsabschnitt verbunden ist, der einen Verbindungsbereichkleiner als ein Boden des Teils der festen Elektrode (21, 31)hat.
    [11] Sensor nach Anspruch 10, wobei zwischen dem Bodendes Teils der festen Elektrode (21, 31) und demSubstrat (2) ein Abstand vorhanden ist, wobei der Abstandvon der Erkennungsoberflächeausgehend zur gegenüberliegendenOberflächeder festen Elektrode (21, 31) vorgesehen ist.
    [12] Sensor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die beweglicheElektrode (11, 12) eine Mehrzahl von Kammzahnelektrodenaufweist, wenigstens zwei benachbarte der Kammzahnelektrodenmiteinander überein Verbindungsteil (70) verbunden sind, und das Verbindungsteil(70) in der Ausnehmung (40a) der festen Elektrode(21, 31) angeordnet ist.
    [13] Sensor nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Verdrahtung(61) teilweise in das Substrat (2) eingebettetist.
    [14] Ein kapazitiver Sensor für eine physikalische Größe zur Erkennungder physikalischen Größe, wobeider Sensor aufweist: einen beweglichen Abschnitt (10)mit einer beweglichen Elektrode (11, 12); und einenfesten Abschnitt (20, 30) mit einer festen Elektrode(21, 31), wobei die bewegliche Elektrode(11, 12) eine Erkennungsoberfläche aufweist, die festeElektrode (21, 31) eine Erkennungsoberfläche aufweist,welche der Erkennungsoberflächeder beweglichen Elektrode (11, 12) gegenüberliegt, diebewegliche Elektrode (11, 12) in Richtung derfesten Elektrode (21, 31) oder auf diese zu abhängig von derphysikalischen Größe beweglichist, welche auf den Sensor aufgebracht wird, so daß ein Abstand zwischenden Erkennungsoberflächenvon beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31) änderbar ist, wenigstensentweder die beweglichen oder die festen Elektroden (11, 12, 21, 31)einen dünnenAbschnitt beinhalten, und der dünne Abschnitt sich von derErkennungsoberflächezu einer gegenüberliegendenOberflächegegenüberliegendder Erkennungsoberflächewenigstens der beweglichen oder der festen Elektroden (11, 12, 21, 31)erstreckt.
    [15] Sensor nach Anspruch 14, weiterhin mit: einemSubstrat (2), wobei der bewegliche Abschnitt (10)weiterhin eine Feder (14) und einem massiven Abschnitt(13) beinhaltet, der feste Abschnitt (20, 30)weiterhin einen Anker (15) aufweist, der beweglicheAbschnitt (10) auf dem Substrat (2) über dieFeder (14) gelagert ist, der massive Abschnitt (13)zusammen mit der beweglichen Elektrode (11, 12)abhängigvon der auf den Sensor aufgebrachten physikalischen Größe verschiebbarist, die bewegliche Elektrode (11, 12) einstückig aufeiner Seite des massiven Abschnittes (13) angeordnet ist, umsich von dem massiven Abschnitt (13) aus zu erstrecken, diefeste Elektrode (21, 31) sich von dem Anker (15) auserstreckt, so daß diefeste Elektrode (21, 31) über den Anker (15)auf dem Substrat (2) gelagert ist, und der Sensordie physikalische Größe auf derGrundlage einer Änderungeiner Kapazität,bereitgestellt durch einen Kondensator zwischen den Erkennungsoberflächen derbeweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31),erkennt, wobei die Änderungder Kapazität(CS1, CS2) durch eine Verschiebung der beweglichen Elektrode (11, 12)abhängigvon der auf dem massiven Abschnitt (13) aufgebrachten physikalischenGröße bewirktwird.
    [16] Sensor nach Anspruch 15, wobei wobei die beweglicheElektrode (11, 12) eine Mehrzahl von Kammzahnelektrodenbeinhaltet, die feste Elektrode (21, 31)eine Mehrzahl von Kammzahnelektroden aufweist, und jede Kammzahnelektrodeder beweglichen Elektrode (11, 12) der Kammzahnelektrodender festen Elektrode (21, 31) gegenüberliegt,so daß jededer Erkennungsoberflächenvon beweglichen und festen Elektroden (11, 12, 21, 31)geschaffen ist.
    [17] Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der dünne Abschnittals ein Strömungspfadzur Führungeines Fluides zwischen den beweglichen und festen Abschnitten (10, 20, 30)in dem Fall dient, in dem der bewegliche Ab schnitt (10)sich in Richtung der festen Elektrode (21, 31)oder hierauf zu bewegt.
    [18] Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der beweglicheAbschnitt (10) in einer Richtung senkrecht zu den Erkennungsoberflächen von beweglichenund festen Elektroden (11, 12, 21, 31) verschiebbarist.
    [19] Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei der beweglicheAbschnitt (10) eine Verschiebbarkeitsrichtung hat, in derder bewegliche Abschnitt (10) verschiebbar ist, derdünne Abschnitteine Erstreckungsrichtung hat, in welcher sich der dünne Abschnittin wenigstens entweder den beweglichen oder den festen Elektroden(11, 12, 21, 31) erstreckt,und die Verschiebbarkeitsrichtung parallel zur Erstreckungsrichtungist.
    [20] Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei der beweglicheAbschnitt (10) eine Verschiebbarkeitsrichtung hat, in derder bewegliche Abschnitt (10) verschiebbar ist, derdünne Abschnittsowohl in den beweglichen als auch den festen Elektroden (11, 12, 21, 31)angeordnet ist, und der dünneAbschnitt auf der beweglichen Elektrode (11, 12)nicht in einer Linie mit dem dünnenAbschnitt auf der festen Elektrode (21, 31) inder Verschiebbarkeitsrichtung liegt.
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    JP2004347475A|2004-12-09|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2009-03-26| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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