專利名稱：物理量傳感器及電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種物理量傳感器及具備物理量傳感器的電子設備。
背景技術：
—直以來,作為物理量傳感器，已知一種半導體力學量傳感器(以下，稱為物理量傳感器)，其具備底板部，其通過形成于半導體基板上的、在橫向上延伸的空洞而被劃分，并位于該空洞的下方；框部，其通過空洞及形成于半導體基板上的、在縱向上延伸的槽而被劃分,并位于空洞及槽的旁邊；梁結構體,其通過空洞及槽而被劃分,并位于空洞的上方,且從框部起延伸，并且具有通過力學量(例如，加速度)而位移的可動電極；固定電極，其通過空洞及槽而被劃分，并位于空洞的上方，且從框部起延伸，并且與梁結構體的可動電極對置配置(例如，參照專利文獻I)。
根據專利文獻1，上述物理量傳感器為電容變化檢測型，且采用了如下的結構，即，來自第一固定電極的配線(以下，稱為第一配線)及來自第二固定電極的配線(以下，稱為第二配線)被設置在半導體基板的一個面上，且能夠將第一固定電極及第二固定電極的電位取出至外部。由于上述物理量傳感器為了實現(xiàn)小型化而需要將第一配線和第二配線相互接近設置，因此存在第一配線與第二配線之間的寄生電容(散雜電容)增大的可能性。由此，由于在上述物理量傳感器中，增大了的上述寄生電容被附加于檢測出的本來的靜電電容，因此存在作為電容變化檢測型的物理量傳感器的、檢測精度等的檢測特性劣化的可能性。其結果為，上述物理量傳感器有可能對物理量檢測中的可靠性造成損害。特別是，當為差動檢測方式的物理量傳感器時，減少固定電極的配線與可動電極的配線之間的寄生電容成為了課題。專利文獻I :日本特開2000-286430號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而被完成的，并能夠作為以下的方式或者應用例而實現(xiàn)。應用例I本應用例所涉及的物理量傳感器的特征在于，具備基板；可動部，其被支承在所述基板上；可動電極部，其被設置在所述可動部上；固定電極部，其被設置在所述基板的主面上，且與所述可動電極部對置配置，所述固定電極部與被設置在所述基板的所述主面上的固定電極用配線相連接，所述可動電極部與被設置在所述基板的所述主面上的可動電極用配線相連接，在所述固定電極用配線與所述可動電極用配線之間的至少一部分上，設置有第一屏蔽部。據此，在物理量傳感器中，固定電極部與固定電極用配線相連接，可動電極部通過可動部而與可動電極用配線相連接，并且在固定電極用配線與可動電極用配線之間的至少一部上，設置有屏蔽部。由此，由于在物理量傳感器中，物理量檢測時的固定電極用配線與可動電極用配線之間的寄生電容通過屏蔽部而被降低，因此能夠減少檢測出的靜電電容值與本來的靜電電容值之間的誤差。因此，物理量傳感器能夠提高檢測精度等的檢測特性。其結果為，物理量傳感器能夠提高物理量檢測的可靠性。應用例2·
在上述應用例所涉及的物理量傳感器中，優(yōu)選為，所述固定電極部具有被配置在所述可動電極部的一側的第一固定電極部、和被配置在另一側的第二固定電極部，所述固定電極用配線包括與所述第一固定電極部相連接的第一配線、和與所述第二固定電極部相連接的第二配線，在所述第一配線及所述第二配線之間的至少一部分上，設置有第二屏蔽部。據此，由于在物理量傳感器中，在固定電極用配線的第一配線與第二配線之間的至少一部分上設置有屏蔽部，因此物理量檢測時的第一配線及第二配線之間的寄生電容通過屏蔽部而被降低。由此，物理量傳感器例如能夠進一步減少檢測出的靜電電容值與本來的靜電電容值之間的誤差。因此，物理量傳感器能夠進一步提高檢測精度等的檢測特性。其結果為，物理量傳感器能夠進一步提高物理量檢測的可靠性。應用例3在上述應用例所涉及的物理量傳感器中，優(yōu)選為，所述基板使用絕緣材料，而所述可動部、所述可動電極部及所述固定電極部使用半導體材料。據此，由于物理量傳感器中，基板使用絕緣材料，可動部、可動電極部及固定電極部使用半導體材料，因此能夠切實地實施基板與可動部、可動電極部及固定電極部之間的絕緣分離。應用例4在上述應用例所涉及的物理量傳感器中，優(yōu)選為，所述第一屏蔽部使用與所述可動部、所述可動電極部及所述固定電極部相同的材料。據此，由于物理量傳感器中，屏蔽部使用與可動部、可動電極部及固定電極部相同的材料，因此能夠使用例如光刻技術或蝕刻技術，由一張板材一次性地形成屏蔽部與可動部、可動電極部及固定電極部。其結果為，與屏蔽部和可動部、可動電極部及固定電極部的材料不同的情況相比較，物理量傳感器能夠提高生產率。應用例5在上述應用例所涉及的物理量傳感器中，優(yōu)選為，在所述基板的所述主面上，設置有多個凹部，在所述凹部的各自的內部，設置有所述固定電極用配線或所述可動電極用配線。據此，由于在物理量傳感器中，于基板的主面上設置有多個凹部，且在各個凹部內設置有固定電極用配線及可動電極用配線，因此能夠避免各個配線從上述主面的突出。
其結果為，物理量傳感器能夠避免各個配線與非連接部件(例如，在為第一配線時，非連接部件為第二固定電極部，在為第二配線，非連接部件為第一固定電極部)之間的短路。另外，由于在物理量傳感器中，能夠通過凹部而將各個配線之間進一步隔開，因此能夠進一步降低物理量檢測時的各個配線之間的寄生電容。應用例6本應用例所涉及的電子設備的特征在于，具備上述應用例中任意一個應用例所述的物理量傳感器。據此，由于本結構的電子設備具備上述應用例中任意一個應用例所述的物理量傳感器，因此能夠提供起到上述應用例中任意一個應用例所述的效果的電子設備。


圖I為表示本實施方式的物理量傳感器的概要結構的模式俯視圖。圖2為沿著圖I中的A-A線的模式剖視圖。圖3為沿著圖I中的B-B線的模式剖視圖。圖4為沿著圖I中的C-C線的主要部分的模式剖視圖。圖5 (a) (e)為對物理量傳感器的制造工序進行說明的模式剖視圖。圖6 (f) (h)為對物理量傳感器的制造工序進行說明的模式剖視圖。圖7 (a) (d)為對物理量傳感器的制造工序進行說明的模式剖視圖。圖8為具備物理量傳感器的電子設備(筆記本型個人計算機)的立體圖。圖9為具備物理量傳感器的電子設備(移動電話)的立體圖。圖10為具備物理量傳感器的電子設備(數(shù)碼照相機)的立體圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對將本發(fā)明具體化了的實施方式進行說明。實施方式首先，對本實施方式所涉及的、例如對加速度或角速度等的物理量進行檢測的電容變化檢測型的物理量傳感器的結構進行說明。圖I為表示本實施方式的物理量傳感器的概要結構的模式俯視圖，圖2為沿著圖I中的A-A線的模式剖視圖，圖3為沿著圖I中的B-B線的模式剖視圖，圖4為沿著圖I中的C-C線的主要部分的模式剖視圖。另外，為了便于說明，各個結構要素的尺寸比例與實際有所不同。此外，在圖I中，用虛線來記載蓋部件。另外，在下文中，為了便于說明，將圖I中的紙面近前側稱為“上”，將紙面縱深側稱為“下”，將右側稱為“右”、將左側稱為“左”。另外，在圖I至圖3中，作為相互正交的三個軸，圖示了 X軸、Y軸及Z軸。另外，在下文中，將與X軸平行的方向(左右方向)稱為“X軸方向”，將與Y軸平行的方向稱為“ Y軸方向”，將與Z軸平行的方向(上下方向)稱為“ Z軸方向”。如圖I至圖4所示，物理量傳感器I具備作為基板的底基板2、被支承在底基板2上的傳感器元件3、被設置在底基板2上的屏蔽部4、和以覆蓋傳感器元件3及屏蔽部4的方式而設置的蓋部件5。底基板2具有對傳感器元件3進行支承的功能。底基板2呈板狀，且在其上表面即主面2a上設置有凹部21。該凹部21被形成為，當俯視觀察底基板2時，收納有后文所述的傳感器元件3的可動部33、可動電極部36、37及連結部34、35。凹部21構成避讓部，該避讓部避免傳感器元件3的可動部33、可動電極部36、37及連結部34、35與底基板2發(fā)生接觸。由此，底基板2能夠容許傳感器元件3的可動部33的位移。另外，該避讓部也可以為，在底基板2的厚度方向(Z軸方向)上貫穿底基板2的貫穿孔，以取代凹部21。另外，雖然在本實施方式中，凹部21的俯視形狀呈四邊形(具體而言 為長方形)，但是并不限定于此。另外，在底基板2的主面2a上，于前文所述的凹部21的外側，沿著該凹部21的外周而設置有凹部22。凹部22的一端部側延伸至底基板2的外周部。另外，在底基板2的主面2a的凹部21的外側且與凹部22之間，沿著凹部22設置有凹部23。凹部23的一端部側延伸至底基板2的外周部。另外，在底基板2的主面2a上，凹部24從凹部21的左側邊緣部附近起，沿著凹部23而被設置到底基板2的外周部。該凹部22 24在俯視觀察時呈與配線相對應的形狀。具體而言，凹部22呈與后文所述的作為固定電極用配線的第一配線的配線41、及作為連接端子的電極44相對應的形狀，凹部23呈與后文所述的作為固定電極用配線的第二配線的配線42、及作為連接端子的電極45相對應的形狀，凹部24呈與后文所述的作為可動電極用配線的配線43、及作為連接端子的電極46相對應的形狀。在此，凹部22 24的深度尺寸分別大于配線41 43的厚度尺寸。另外，凹部22 24的設置有電極44 46的部位的深度分別深于，設置有配線41 43的部位的深度。通過以這種方式加深凹部22 24的一部分的深度，從而在制造后文所述的物理量傳感器I時，能夠避免電極44 46與之后成為傳感器元件3的傳感器基板之間的接合、或與外部部件之間的接觸。作為底基板2的構成材料，具體而言，優(yōu)選使用具有絕緣性(為絕緣材料)的、高電阻的硅材料、玻璃材料。特別是，在傳感器元件3由以硅材料為主要材料的硅基板而構成的情況下，優(yōu)選使用包含堿金屬離子(可動離子)的玻璃材料(例如，如^ ^ (PYREX,注冊商標)玻璃那樣的硼硅酸玻璃)。由此，物理量傳感器I能夠對底基板2 (玻璃基板)和傳感器元件3 (硅基板)進行陽極接合。另外，底基板2的構成材料優(yōu)選與傳感器元件3的構成材料之間的熱膨脹系數(shù)差盡可能小，具體而言，優(yōu)選為，底基板2的構成材料與傳感器元件3的構成材料之間的熱膨脹系數(shù)差在3ppm/°C以下。由此，物理量傳感器I在底基板2與傳感器元件3之間的接合時，即使等暴露于高溫下，也能夠降低底基板2與傳感器元件3之間的殘留應力(熱應力)。
傳感器元件3具備固定部31、32、可動部33、連結部34、35、可動電極部36、37和固定電極部38、39。在傳感器元件3中，根據例如加速度或角速度等的物理量的變化，可動部33及可動電極部36、37在連結部34、35發(fā)生彈性變形的同時，于X軸方向(+ X方向或者一 X方向)上位移。在物理量傳感器I中，隨著這種位移，可動電極部36與固定電極部38之間的間隙、及可動電極部37與固定電極部39之間的間隙的大小分別發(fā)生變化。S卩，在物理量傳感器I中，隨著這種位移，可動電極部36與固定電極部38之間的靜電電容、及可動電極部37與固定電極部39之間的靜電電容的大小分別發(fā)生變化。因此，物理量傳感器I作為差動檢測方式的物理量傳感器，能夠 根據這些靜電電容的改變，來對加速度或角速度等的物理量進行檢測。該固定部31、32、可動部33、連結部34、35及可動電極部36、37例如由一張硅基板而一體地形成。固定部31、32分別與前文所述的底基板2的主面2a相接合。具體而言，固定部31相對于底基板2的主面2a的凹部21，與-X方向側(圖中左側)的部分相接合，而固定部32相對于凹部21，與+ X方向側(圖中右側)的部分相接合。另外，固定部31、32以在俯視觀察時分別橫跨凹部21和凹部21的邊緣部的方式而設置。并且，固定部31、32的位置及形狀等是根據連結部34、35和配線41 43的位置及形狀等而被決定的，并不限定于上述的結構。在兩個固定部31、32之間，設置有可動部33。在本實施方式中，可動部33呈在X軸方向上延伸的長條形狀。并且，可動部33的形狀是根據構成傳感器元件3的各個部分的形狀、大小等而被決定的，并不限定于上述的結構。可動部33通過連結部34而與固定部31相連結，并通過連接部35而與固定部32相連結。更加具體而言，可動部33的左側的端部通過連結部34而與固定部31相連結，且可動部33的右側的端部通過連結部35而與固定部32相連結。該連結部34、35以能夠使可動部33位移的方式將可動部33連結于固定部31、32。在本實施方式中，連結部34、35被構成為，能夠如圖I中fif頭a所不那樣，使可動部33在X軸方向(+ X方向或者一 X方向)上位移。進行具體的說明，連結部34由兩個梁341、342構成。而且，梁341、342分別呈在Y軸方向上彎曲而行的同時沿X軸方向延伸的形狀。換言之，梁341、342分別呈在Y軸方向上多次(在本實施方式中為三次)折回的形狀。并且，各個梁341、342的折回次數(shù)既可以為一次或兩次，也可以為四次以上。同樣地，連結部35由兩個梁351、352構成，所述梁351、352呈在Y軸方向上彎曲而行的同時沿X軸方向延伸的形狀。以此種方式，在可動部33的寬度方向上的一側(+ Y方向側)設置有可動電極部36，而在另一側(-Y方向側)設置有可動電極部37，所述可動部33以能夠在X軸方向上位移的方式被支承于底基板2上?？蓜与姌O部36具備多個可動電極指361 365,所述多個可動電極指361 365從可動部33起向+ Y方向突出，且以呈梳齒狀的方式排列。該可動電極指361、362、363、364、365以該順序從-X方向側向+ X方向側排列。同樣地，可動電極部37具備多個可動電極指371 375，所述多個可動電極指371 375從可動部33起向一 Y方向突出，且以呈梳齒狀的方式排列。該可動電極指371、372、373、374、375以該順序從-X方向側向+ X方向側排列。多個可動電極指361 365及多個可動電極指371 375分別在可動部33的位移方向(即X軸方向)上并排設置。由此，能夠根據可動部33的位移，而有效地改變后文所述的固定電極部38的固定電極指382、384、386、388與可動電極部36之間的靜電電容、及固定電極指381、383、385、387與可動電極部36之間的靜電電容。同樣地，能夠根據可動部33的位移，而有效地改變后文所述的固定電極部39的固定電極指392、394、396、398與可動電極部37之間的靜電電容、及固定電極指391、393、395、397與可動電極部37之間的靜電電容。 可動電極部36以隔開間隔的方式與固定電極部38對置。另外，可動電極部37以隔開間隔的方式與固定電極部39對置。固定電極部38具備隔開間隔而與前文所述的可動電極部36的多個可動電極指361 365嚙合的、以呈梳齒狀的方式排列的多個固定電極指381 388。固定電極指381 388的與可動部33側相反的一側的端部相對于底基板2的主面2a的凹部21，分別被接合于十Y方向側的部分上。而且，各個固定電極指381 388以其被固定的一側的端部為固定端，且自由端向一 Y方向延伸。固定電極指381 388以該順序從一 X方向側向+ X方向側排列。而且，固定電極指381、382成對地設置在前文所述的可動電極指361、362之間，固定電極指383、384成對地設置在可動電極指362、363之間，固定電極指385、386成對地設置在可動電極指363、364之間，固定電極指387、388成對地設置在可動電極指364、365之間。在此，固定電極指382、384、386、388分別為第一固定電極指(第一固定電極部)，固定電極指381、383、385、387分別為第二固定電極指(第二固定電極部)，所述第二固定電極指(第二固定電極部)在底基板2上以相對于第一固定電極指隔開空隙(間隙)的方式而配置。以此種方式，多個固定電極指381 388由交替排列的多個第一固定電極指及多個第二固定電極指構成。換言之，對于多個固定電極指381 388而言，第一固定電極指被配置在可動電極指的一側，而第二固定電極指被配置在另一側。第一固定電極指382、384、386、388與第二固定電極指381、383、385、387在底基板2上相互分離。由此，能夠使第一固定電極指382、384、386、388與第二固定電極指381、383、385,387電絕緣。因此，能夠對第一固定電極指382、384、386、388與可動電極部36之間的靜電電容、及第二固定電極指381、383、385、387與可動電極部36之間的靜電電容分別進行測定，并根據這些測定結果，而高精度地對物理量進行檢測。同樣地，固定電極部39具備隔開間隔而與前文所述的可動電極部37的多個可動電極指371 375嚙合的、以呈梳齒狀的方式排列的多個固定電極指391 398。固定電極指391 398的與可動部33相反的一側的端部相對于底基板2的主面2a的凹部21，分別被接合于一 Y方向側的部分上。而且，各個固定電極指391 398以其被固定的一側的端部為固定端，且自由端向+ Y方向延伸。
固定電極指391 398以該順序從一 X方向側向+ X方向側排列。而且，固定電極指391、392成對地設置在前文所述的可動電極指371、372之間，固定電極指393、394成對地設置在可動電極指372、373之間，固定電極指395、396成對地設置在可動電極指373、374之間，固定電極指397、398成對地設置在可動電極指374、375之間。在此，固定電極指392、394、396、398分別為第一固定電極指(第一固定電極部)，固定電極指391、393、395、397分別為第二固定電極指(第二固定電極部)，所述第二固定電極指(第二固定電極部)在底基板2上以相對于第一固定電極指隔開空隙(間隙)的方式而配置。以此種方式，多個固定電極指391 398由交替排列的多個第一固定電極指及多個第二固定電極指構成。換言之，對于多個固定電極指391 398而言，第一固定電極指被配置在可動電極指的一側，而第二固定電極指被配置在另一側。·第一固定電極指392、394、396、398和第二固定電極指391、393、395、397與前文所述的固定電極部38相同，在底基板2上相互分離。由此，能夠對第一固定電極指392、394、396、398和可動電極部37之間的靜電電容、及第二固定電極指391、393、395、397與可動電極部37之間的靜電電容分別進行測定，并根據這些測定結果，而高精度地對物理量進行檢測。作為傳感器元件3的構成材料，只要能夠實現(xiàn)基于如前文所述這種靜電電容的變化的物理量的檢測，則不被特別限定，但是優(yōu)選為半導體材料，具體而言，優(yōu)選使用例如單晶娃、多晶娃等的娃材料。即，優(yōu)選為，固定部31、32、可動部33、連結部34、35、多個固定電極指381 388、391 398及多個可動電極指361 365、371 375分別以硅為主要材料而被構成。硅能夠通過蝕刻而高精度地進行加工。因此,通過以硅為主要材料來構成傳感器元件3，從而使傳感器元件3的尺寸精度變得優(yōu)異，其結果為，能夠實現(xiàn)物理量傳感器I的高靈敏度化。另外，由于硅在特性上彈性疲勞較少，因而能夠提高物理量傳感器I的耐久性。另外，優(yōu)選為，在構成傳感器元件3的硅材料中，摻雜有磷、硼等的雜質。由此，物理量傳感器I能夠使傳感器元件3的導電性變得優(yōu)異。另外，如前文所述，傳感器元件3通過固定部31、32及固定電極部38、39被接合在底基板2的主面2a上,從而被支承在底基板2上。雖然這種傳感器元件3和底基板2之間的接合方法未被特別限定，但是優(yōu)選采用陽極接合法。配線41 43被設置于前文所述的底基板2的主面2a側。進行詳細敘述，配線41被設置于前文所述的底基板2的凹部21的外側，并以沿著凹部21的外周的方式形成于凹部22內。而且，配線41的一個端部在底基板2的主面2a的外周部(底基板2上的蓋部件5的外側的部分)處，與電極44相連接。配線41與前文所述的傳感器元件3的第一固定電極指(第一固定電極部)、即各個固定電極指382、384、386、388及各個固定電極指392、394、396、398電連接。另外，配線42在前文所述的配線41的內側，且在前文所述的底基板2的凹部21的外側，沿著凹部21的邊緣而被設置于凹部23內。而且，配線42的一個端部以相對于前文所述的電極44隔開間隔而并排的方式，在底基板2的主面2a的外周部(底基板2上的蓋部件5的外側的部分)處，與電極45相連接。配線42與前文所述的傳感器元件3的第二固定電極指(第二固定電極部)、即固定電極指381、383、385、387及固定電極指391、393、395、397電連接。配線43以從底基板2的與固定部31之間的接合部起，向底基板2的主面2a的外周部(底基板2上的蓋部件5的外側的部分)延伸的方式而被設置于凹部24內。而且，配線43的與固定部31側相反的一側的端部以相對于前文所述的電極44隔開間隔而并排的方式，在底基板2的主面2a的外周部(底基板2上的蓋部件5的外側的部分)處，與電極46相連接。作為這種配線41 43的構成材料，只要分別為具有導電性的材料，則不被特別限定，可以使用各種電極材料，例如，可列舉出ITO (Indium Tin Oxide,銦錫氧化物)、IZO(Indium Zinc Oxide,銦鋅氧化物)、ln303、SnO2、摻Sb的SnO2、摻Al的ZnO等的氧化物(透明電極材料)、Au、Pt、Ag、Cu、Al或者含有這些物質的合金等,并可以使用這些材料中的一 種或將兩種以上進行組合來使用。作為配線41 43的構成材料，優(yōu)選使用透明電極材料(特別是ΙΤ0)。據此，在物理量傳感器I中，當配線41 43分別由透明電極材料構成時，則在底基板2為透明基板的情況下，能夠從底基板2的與主面2a相反的一側的面，容易地目視確認存在于底基板2的主面2a上的異物等。另外，作為電極44 46的構成材料，只要與前文所述的配線41 43相同，分別具有導電性，則不被特別限定，可以使用各種電極材料。在本實施方式中，作為電極44 46的構成材料，使用與后文所述的突起部471、472、481、482、50的構成材料相同的材料。而且，配線41上的、在俯視觀察時與傳感器元件3的固定電極指382、384、386、388重疊的部分處，分別設置有具有導電性的突起部481，配線41上的、在俯視觀察時與固定電極指392、394、396、398重疊的部分處，分別設置有具有導電性的突起部482。而且，物理量傳感器I中，通過突起部481，而使固定電極指382、384、386、388與配線41電連接，且通過突起部482，而使固定電極指392、394、396、398與配線41電連接。同樣地，配線42上的、在俯視觀察時與傳感器元件3的固定電極指381、383、385、387重疊的部分處，分別設置有具有導電性的突起部471，配線42上的、在俯視觀察時與固定電極指391、393、395、397重疊的部分處，分別設置有具有導電性的突起部472。而且，物理量傳感器I中，通過突起部471，而使固定電極指381、383、385、387與配線42電連接，且通過突起部472，而使固定電極指391、393、395、397與配線42電連接。同樣地，配線43上的、在俯視觀察時與傳感器元件3的固定部31重疊的部分處，設置有具有導電性的突起部50。而且，物理量傳感器I中，通過突起部50，而使固定部31與配線43電連接。在此，在物理量傳感器I中，配線41 43的厚度尺寸小于凹部22 24的深度尺寸，并且，配線41 43的厚度尺寸與突起部471、472、481、482、50的厚度尺寸之和，大于凹部22 24的深度尺寸(其中，電極44 46部分除外)。由此，物理量傳感器I中，在底基板2與傳感器元件3接合時，通過使底基板2與傳感器元件3緊貼在一起，從而配線41 43和突起部471、472、481、482、50被按壓，由此切實地實現(xiàn)了上述的電連接。
物理量傳感器I通過使用電極44 (配線41)及電極46 (配線43)，從而能夠對第一固定電極指382、384、386、388與可動電極部36之間的靜電電容、及第一固定電極指392、394、396、398與可動電極部37之間的靜電電容進行測定(檢測)。而且，物理量傳感器I通過使用電極45 (配線42)及電極46 (配線43)，從而能夠對第二固定電極指381、383、385、387與可動電極部36之間的靜電電容、及第二固定電極指391、393、395、397與可動電極部37之間的靜電電容進行測定。作為突起部471、472、481、482、50的構成材料，只要分別為具有導電性的材料，則不被特別限定，可以使用各種電極材料，例如，優(yōu)選使用Au、Pt、Ag、Cu、Al等的金屬單體或包含這些金屬的合金等的金屬。物理量傳感器I通過使用這種金屬來構成突起部471、472、481、482、50，從而能夠 減小配線41 43與固定電極部38、39及固定部31之間的接觸電阻。另外，如圖4所示，在配線42、43上設置有絕緣膜6。而且，在前文所述的突起部471、472、481、482、50上未形成有絕緣膜6，且突起部471、472、481、482、50的表面(上表面)以露出的方式被構成。并且，雖然未圖示，但是配線41上也設置有絕緣膜6。該絕緣膜6具有避免配線41 43與傳感器元件3的非連接部之間的電連接(短路)的功能。由此，物理量傳感器I能夠在更加可靠地避免配線41與非連接部之間的短路的同時，實施第一固定電極指382、384、386、388、392、394、396、398與配線41之間的電連接，并且能夠在更加可靠地避免配線42與非連接部之間的短路的同時，實施第二固定電極指381、383、385、387、391、393、395、397與配線42之間的電連接，而且能夠在更加可靠地避免配線43與非連接部之間的短路的同時，實施固定部31與配線43之間的電連接。在本實施方式中，絕緣膜6以除了突起部471、472、481、482、50及電極44 46的形成區(qū)域之外,橫跨底基板2的主面2a (包括凹部21 24在內)的大致整個區(qū)域的方式而形成。并且，只要絕緣膜6的形成區(qū)域能夠覆蓋配線41 43，則不限定于此，例如，也可以呈如下形狀，即，除去底基板2的主面2a上的與傳感器元件3之間的接合部位、和與蓋部件5之間的接合部位之后的形狀。雖然作為這種絕緣膜6的構成材料，并未被特別限定，可以使用具有絕緣性的各種材料，但是當?shù)谆?由玻璃材料(特別是，添加有堿金屬離子的玻璃材料)構成時，優(yōu)選使用二氧化硅(Si02)。由此，物理量傳感器I能夠避免如前文所述那樣的短路。另外，雖然絕緣膜6的厚度(平均厚度)未被特別限定，但是優(yōu)選為10 IOOOnm左右，更加優(yōu)選為10 200nm左右。當在這種厚度的范圍內形成絕緣膜6時，物理量傳感器I能夠避免如前文所述那樣的短路。另外，物理量傳感器I中，當?shù)谆?由包含堿金屬離子的玻璃材料構成，且傳感器元件3以硅為主材料而構成為時，即使在底基板2的主面2a的與傳感器元件3之間的接合部位上存在絕緣膜6，也能夠隔著絕緣膜6而對底基板2和傳感器元件3進行陽極接合。屏蔽部4在底基板2的主面2a上隔著絕緣膜6而位于配線41與配線42之間、及配線42與配線43之間，并被設置為隔開配線41與配線42、配線42與配線43的、截面為大致矩形的壁狀。屏蔽部4具有降低配線41與配線42之間、及配線42與配線43之間的寄生電容的功能。
優(yōu)選為，屏蔽部4被形成為，距圖4所示的配線42、43的距離W、與高度H之比(H/W)為I 20。對于屏蔽部4而言，當H/W小于I時，降低配線42、43間的寄生電容的功能(屏蔽效果)有可能會減弱，而當H/W大于20時，通過蝕刻等進行制造的時間有可能增長，從而生產性下降。本實施方式中，作為優(yōu)選的一個示例，H/W被設定為6. 25 (H :25 μ m、W :4 μ m)。并且，圖4中的配線42、43與屏蔽部4之間的高低差實際上相對于H/W，為在尺寸上可忽視的水平。并且，配線41和屏蔽部4的尺寸關系(H/W)也與上述內容相同。屏蔽部4被設置在不與傳感器元件3的固定電極指381 388、391 398發(fā)生干涉的位置上。在本實施方式中，屏蔽部4被分割成固定電極指381 388的左側部分和右·側部分。屏蔽部4的左側部分從固定電極指381的左側(一 X方向偵D向一 X方向延伸，并沿著配線41及配線42而向一 Y方向彎曲，且被設置到蓋部件5的內壁的附近，而且，還沿著蓋部件5的內壁而被設置在配線42與配線43之間。另一方面，屏蔽部4的右側部分從固定電極指388的右側(+ X方向側)向+ X方向延伸，并在沿著配線41及配線42而向一 Y方向彎曲后，再向一 X方向彎曲，且被設置到固定電極指398附近。屏蔽部4與配線41 43是電氣性獨立的，并被構成為，通過未圖示的配線，而成為不同于配線41 43的電位(例如，GND，接地)。并且，屏蔽部4與配線的連接結構以固定電極指381 388、391 398與配線41、42的連接結構為基準。作為屏蔽部4的構成材料，只要為半導體或導體，則不被特別限定，可以使用各種MMJ_j^!^l^m —、IT0、IZ0、In303、Sn02d#Sb 的 SnO2、摻 Al 的 ZnO 等的氧化物(透明電極材料)、Au、Pt、Ag、Cu、Al或者含有這些物質的合金等,并可以使用這些材料中的一種或將兩種以上進行組合來使用。并且，當屏蔽部4的構成材料使用硅時，優(yōu)選為，摻雜有磷、硼等的雜質。由此，物理量傳感器I能夠使屏蔽部4的導電性變得優(yōu)異。并且，屏蔽部4的構成材料優(yōu)選為，與固定電極部38、39 (傳感器元件3 )相同的材料。由此，物理量傳感器I能夠使用例如光刻技術或蝕刻技術，而由一張硅基板一次性地形成屏蔽部4和固定電極部38、39 (傳感器元件3)，并能夠通過陽極接合而將屏蔽部4接合于底基板2。并且，作為屏蔽部4的構成材料，只要為能夠降低配線41、42之間、配線42、43之間的寄生電容的材料，則不限定于半導體或導體。蓋部件5具有對前文所述的傳感器元件3及屏蔽部4進行保護的功能。蓋部件5呈板狀，且其一個面(下表面)上設置有凹部51。該凹部51以在與傳感器元件3之間、及與屏蔽部4之間設置有空隙的方式而形成，從而使傳感器元件3的可動部33及可動電極部36、37等能夠位移。而且，蓋部件5的下表面與前文所述的底基板2的主面2a相接合。作為蓋部件5與底基板2之間的接合方法，并未被特別限定，例如，可以采用使用了粘合劑的接合方法、陽極接合法、直接接合法等。
另外，作為蓋部件5的構成材料，只要為能夠發(fā)揮如前文所述那樣的功能的材料，則不被特別限定，例如，可以優(yōu)選使用硅材料、玻璃材料等。接下來，對物理量傳感器I的制造方法的一個示例進行說明。圖5 (a) (e)、圖6 (f) (h)、圖7 (a) (d)為，對物理量傳感器的制造工序進行說明的模式剖視圖。物理量傳感器I的制造方法包括配線形成工序；絕緣膜形成工序；接合工序；傳感器元件及屏蔽部形成工序；蓋部件接合工序；分割工序。另外，雖然在此以獲取多個為前提進行說明，但是也可以單獨進行制造。配線形成工序
首先，如圖5 (a)所示，準備在之后通過分片化而成為底基板2的晶片狀的基板102。接下來，如圖5 (b)所示，通過對基板102的上表面(主面102a)進行蝕刻，從而形成凹部21 23。此時,雖然在圖5 (b)中未圖不,但是也以同樣的方式形成凹部24。作為凹部21 24的形成方法(蝕刻方法)，并未被特別限定，例如，可以使用等離子蝕刻、活性離子蝕刻、電子束蝕刻、光輔助蝕刻等的物理蝕刻法、濕式蝕刻等的化學蝕刻法等方法中的一種或將兩種以上進行組合來使用。并且，在以下各個工序中的蝕刻中，也可以采用同樣的方法。另外，在進行如上所述那樣的蝕刻時，例如，可以優(yōu)選使用通過光刻法而形成的掩膜。另外，多次反復進行掩膜形成、蝕刻、掩膜去除，從而能夠依次形成凹部21和凹部22 24。而且，該掩膜在蝕刻后被去除。作為該掩膜的去除方法，例如，在由抗蝕劑材料構成掩膜時，能夠使用抗蝕劑剝離液，而在由金屬材料構成掩膜時，能夠使用如磷酸溶液這種的金屬剝離液等。并且，作為掩膜，例如，也可以通過使用灰度掩膜，而一次性地形成凹部21和凹部22 24 (深度不同的多個凹部)。接下來，如圖5 (c)所示，在基板102上形成配線41 43、突起部471、472、481、482,50ο以下，根據圖7對配線41 43、突起部471、472、481、482、50的形成進行詳細敘述。首先，如圖7 (a)所示，在凹部22內形成配線41的同時，在凹部23內形成配線42。此時，雖然在圖7中未圖示，但是在凹部24內使配線43與配線41、42 —次性地形成。而且，如圖7 (b)所示，在配線41上形成(成膜)多個突起部481、482，并在配線42上形成多個突起部471、472。此時，雖然在圖7 (b)中未圖示，但是在配線41上形成電極44，在配線42上形成電極45，并在配線43上形成突起部50及電極46。作為配線41 43、突起部471、472、481、482、50的形成方法(成膜方法)，雖然未被特別限定，但是可列舉出例如，真空蒸鍍、陰極真空噴鍍(低溫陰極真空噴鍍)、離子鍍等的干式鍍膜法、電解鍍膜、無電解鍍膜等的濕式鍍膜法、火焰噴涂法、薄膜接合法等。并且，即使在以下的各個工序中的成膜中，也可以使用同樣的方法。并且，優(yōu)選為，基板102使用具有絕緣性的絕緣性基板，更加優(yōu)選為，使用透明基板以作為絕緣性基板。具體而言，優(yōu)選為，基板102使用玻璃基板，所述玻璃基板使用了包含堿金屬離子(可動離子)的玻璃材料(例如，如m V ” ％ (PYREX，注冊商標)玻璃那樣的硼硅酸玻璃)。另外，作為配線41 43的構成材料，優(yōu)選使用透明電極材料(特別是ΙΤ0)。絕緣膜形成工序接下來，如圖7 (C)所示，以覆蓋配線41、42等的方式，而在基板102的主面102a上形成(成膜)絕緣膜106。在此，絕緣膜106為，經由后文所述的分片化而成為絕緣膜6的
絕緣膜。接下來，如圖7 (d)所示，去除絕緣膜106的覆蓋突起部471、472、481、482的部 分。另外，雖然在圖7 (d)中未圖示，但是也去除絕緣膜106的覆蓋突起部50及電極44 46的部分。由此，使突起部471、472、481、482、50及電極44 46露出。并且，此時，突起部471、472、481、482、50的上表面成為與絕緣膜106的上表面幾乎沒有聞低差的狀態(tài)。接合工序返回圖5，接下來，如圖5 (d)所示，準備在之后成為多個傳感器元件3及屏蔽部4的晶片狀的傳感器基板103，并將傳感器基板103接合在基板102的主面102a上。由此，傳感器基板103與突起部471、472、481、482被連接在一起。此時，雖然在圖5 (d)中未圖示，但傳感器基板103與突起部50同樣被連接在一起。并且，基板102與傳感器基板103之間的接合優(yōu)選采用陽極接合法。在此，優(yōu)選為，傳感器基板103的厚度厚于傳感器兀件3的厚度。由此，能夠提聞傳感器基板103的處理性(例如，減少輸送時、準備時等的破損等)。并且，傳感器基板103的厚度也可以從開始就與傳感器元件3的厚度相同。并且，傳感器基板103優(yōu)選使用作為半導體基板的硅基板，并且作為突起部471、472、481、482、50的構成材料而使用Au，這在減小接觸電阻方面為優(yōu)選。接下來，如圖5 (e)所示，將傳感器基板103薄壁化至傳感器元件3的厚度。薄壁化的方法未被特別限定，例如，可以優(yōu)選采用CMP (化學機械拋光)法、干拋光法。另外，如果傳感器基板103的厚度從開始就與傳感器元件3的厚度相同，則無需該薄壁化。傳感器元件及屏蔽部形成工序接下來，如圖6 Cf)所示，通過對傳感器基板103進行蝕刻，從而形成傳感器元件3及屏蔽部4 (參照圖4)。并且，屏蔽部4通過未圖示的配線及突起部，而與被設置在基板102上的未圖示的電極電連接，所述未圖示的配線及突起部通過與配線41 43、電極44 46及突起部471、472、481、482、50相同的形成方法而形成。蓋部件接合工序接下來，如圖6 (g)所示，將晶片狀的基板105接合在基板102的主面102a上，所述晶片狀的基板105具有多個凹部51，并通過分片化而成為蓋部件5。由此，通過基板102和基板105，而將各個傳感器元件3及各個屏蔽部4收納在各個凹部51內。并且，作為基板102與基板105之間的接合方法，并未被特別限定，例如，可以采用使用了粘合劑的接合方法、陽極接合法、直接接合法等。
分割工序接下來，如圖6 (h)所示，通過使用未圖示的分割裝置(切割裝置)，而將對傳感器元件3進行收納且成為了一體的基板102及基板105分割成，針對于每個傳感器元件3及屏蔽部4的單片，從而獲得物理量傳感器I。并且，通過分割，基板102成為底基板2，基板105成為蓋部件5。
如上文所述，在本實施方式的物理量傳感器I中，第一固定電極指(第一固定電極部)382、384、386、388、392、394、396、398與被設置在底基板2的主面2a側的配線41相連接，第二固定電極指(第二固定電極部)381、383、385、387、391、393、395、397與被設置在底基板2的主面2a側的配線42相連接。除此之外，在物理量傳感器I中，可動電極部36、37通過可動部33而與被設置在底基板2的主面2a側的配線43相連接。而且，物理量傳感器I中，在配線41與配線42之間、及配線42與配線43之間的一部分上，設置有隔開配線41和配線42、及配線42和配線43的屏蔽部4。由此，由于在物理量傳感器I中，物理量檢測時的配線41與配線42之間、及配線42與配線43之間的寄生電容通過屏蔽部4而被降低，因此能夠減少檢測到的靜電電容值與本來的靜電電容值之間的誤差。因此，物理量傳感器I能夠提高檢測精度等的檢測特性。其結果為，物理量傳感器I能夠提高物理量檢測的可靠性。另外，由于物理量傳感器I中，屏蔽部4使用硅等的半導體或者ΙΤΟ、ΙΖ0、Au、Pt、Ag、Cu、Al等的導體以作為構成材料，因此能夠可靠地降低物理量檢測時的配線41與配線42之間、及配線42與配線43之間的寄生電容。另外，由于在物理量傳感器I中，在底基板2的主面2a上設置有凹部22 24，并在凹部22 24內設置有配線41 43，因此能夠避免配線41 43從底基板2的主面2a的突出。其結果為，物理量傳感器I能夠避免配線41 43與非連接部件(例如，在為配線41時，非連接部件為第二固定電極指381、383、385、387、391、393、395、397，在配線42時，非連接部件為第一固定電極指382、384、386、388、392、394、396、398)之間的短路。另外，由于在物理量傳感器I中，能夠通過凹部22 24而將配線41與配線42、配線42與配線43進一步隔開，因此能夠進一步降低物理量檢測時的配線41與配線42之間、及配線42與配線43之間的寄生電容。另外，由于在物理量傳感器I中，底基板2由硼硅酸玻璃等的具有絕緣性的材料(絕緣材料)構成，傳感器元件3由硅等的半導體材料構成，因此能夠切實地實施底基板2與傳感器元件3之間的絕緣分離。另外，由于在物理量傳感器I中，屏蔽部4由與傳感器元件3相同的材料(例如，硅)構成，因此能夠采用光刻技術或蝕刻技術，而由例如一張硅基板一次性地形成屏蔽部4和傳感器元件3。其結果為，與屏蔽部4和傳感器元件3的材料互不相同的情況相比較，物理量傳感器I能夠提高生產性。電子設備接下來，對具備上述實施方式及改變例的物理量傳感器的電子設備進行說明。
圖8為，對作為具備物理量傳感器的電子設備的便攜型(或者筆記本型)的個人計算機的結構進行表示的立體圖。如圖8所示，個人計算機1100由具備鍵盤1102的主體部1104、和具有顯示部100的顯示單元1106構成,并且顯示單元1106通過鉸鏈結構部而以能夠相對于主體部1104進行轉動的方式被支承。在這種個人計算機1100中，內置有物理量傳感器I。圖9為表示作為具備物理量傳感器的電子設備的移動電話(也包括PHS =PersonalHandy-phone System,個人手持式電話系統(tǒng))的結構的立體圖。如圖9所示，移動電話機1200具備多個操作按鈕1202、聽筒1204及話筒1206，并且在操作按鈕1202與聽筒1204之間配置有顯示部100。·
在這種移動電話1200中，內置有物理量傳感器I。圖10為表示作為具備物理量傳感器的電子設備的數(shù)碼照相機的結構的立體圖。并且，該圖10中，也簡單地圖示了與外部設備之間的連接。在此，通常的照相機通過被攝物體的光像而使氯化銀照片膠卷感光，與此相對，數(shù)碼照相機1300將通過CCD (Charge Coupled Device :電荷稱合裝置)等的攝像元件而對被攝物體的光像進行光電轉換，從而生成攝像信號(圖像信號)。在數(shù)碼照相機1300的殼體(機身)1302的背面(圖中近前側)設置有顯示部1310，并且成為根據CXD的攝像信號而進行顯示的結構，顯示部1310作為將被攝物體顯示為電子圖像的取景器而發(fā)揮功能。另外，在殼體1302的正面?zhèn)?圖中縱深側)，設置有包括光學透鏡(攝像光學系統(tǒng))和(XD等在內的受光單元1304。當攝影者對被顯示在顯示部1310上的被攝物體圖像進行確認，并按下快門按鈕1306時，該時間點的CXD的攝像信號將被傳送并存儲于存儲器1308中。另外，在該數(shù)碼照相機1300中，在殼體1302的側面上設置有視頻信號輸出端子1312、和數(shù)據通信用的輸入輸出端子1314。而且，根據需要，而在視頻信號輸出端子1312上連接有電視監(jiān)視器1430，在數(shù)據通信用的輸入輸出端子1314上連接有個人計算機1440。進一步，成為如下的結構，即，通過預定的操作，從而使存儲于存儲器1308中的攝像信號向電視監(jiān)視器1430或個人計算機1440輸出。在這種數(shù)碼照相機1300中，內置有物理量傳感器I。由于這種電子設備具備高精度化且可靠性優(yōu)異的物理量傳感器1，因此能夠發(fā)揮優(yōu)異的性能。并且，具備上述物理量傳感器的電子設備除了能夠應用于圖8的個人計算機(便攜型個人計算機)、圖9的移動電話、圖10的數(shù)碼照相機之外，還能夠應用于如下的裝置中，例如，噴墨式噴出裝置(例如，噴墨式打印機)、膝上型個人計算機、電視、攝像機、錄像機、各種車輛導航裝置、尋呼機、電子記事本(也包括帶有通信功能的產品)、電子詞典、臺式電子計算機、電子游戲機、文字處理器、工作站、可視電話、防盜用視頻監(jiān)視器、電子雙筒望遠鏡、POS (Point of Sale)終端、醫(yī)療設備(例如，電子體溫計、血壓計、血糖儀、心電圖計測裝置、超聲波診斷裝置、電子內窺鏡)、魚群探測器、各種測量設備、計量設備類(例如，車輛、飛機、船舶的計量設備類)、飛行模擬器等。
以上，雖然根據圖示的實施方式及改變例，對本發(fā)明的物理量傳感器及電子設備進行了說明，但是本發(fā)明并不限定于這些實施方式及改變例。例如，只要固定電極部中，以呈梳齒狀的方式并排的多個固定電極指中的至少一個固定電極指相對于其他的固定電極指而在具有絕緣性的基板上分離，則不限定于前文所述的實施方式及改變例。
另外，固定電極部的多個固定電極指、和以與所述多個固定電極指嚙合的方式而被設置的可動電極部的多個可動電極指的根數(shù)、配置及大小等的方式，并不限定于前文所述的實施方式及改變例。此外，可動部也可以被構成為，在Y軸方向上位移，還可以被構成為，繞與X軸平行的軸線轉動。此時，只需根據由于可動電極指和固定電極指的對置面積的改變而產生的靜電電容變化，來對物理量進行檢測即可。符號說明I…物理量傳感器；2…作為基板的底基板；2a…主面；3…傳感器元件；4…屏蔽部；5…蓋部件；6…絕緣膜；21 24…凹部;31、32…固定部；33…可動部；34、35…連結部；36、37…可動電極部；38、39…固定電極部；41…作為固定電極用配線的第一配線的配線；42…作為固定電極用配線的第二配線的配線；43…作為可動電極用配線的配線；44 46…電極；50…突起部；51…凹部；341、342、351、352 …梁;361 365,371 375…可動電極指；381 388,391 398…固定電極指(382、384、386、388、392、394、396、398…作為第一固定電極部的第一固定電極指，381、383、385、387、391、393、395、397…作為第二固定電極部的第二固定電極指);471、472、481、482 …突起部。
權利要求
1.一種物理量傳感器，其特征在于，具備 基板； 可動部，其被支承在所述基板上； 可動電極部，其被設置在所述可動部上； 固定電極部，其被設置在所述基板的主面上，且與所述可動電極部對置配置， 所述固定電極部與被設置在所述基板的所述主面上的固定電極用配線相連接， 所述可動電極部與被設置在所述基板的所述主面上的可動電極用配線相連接， 在所述固定電極用配線與所述可動電極用配線之間的至少一部分上，設置有第一屏蔽部。
2.如權利要求I所述的物理量傳感器，其特征在于， 所述固定電極部具有被配置在所述可動電極部的一側的第一固定電極部、和被配置在另一側的第二固定電極部， 所述固定電極用配線包括與所述第一固定電極部相連接的第一配線、和與所述第二固定電極部相連接的第二配線， 在所述第一配線及所述第二配線之間的至少一部分上，設置有第二屏蔽部。
3.如權利要求I所述的物理量傳感器，其特征在于， 所述基板使用絕緣材料， 所述可動部、所述可動電極部及所述固定電極部使用半導體材料。
4.如權利要求I所述的物理量傳感器，其特征在于， 所述第一屏蔽部使用與所述可動部、所述可動電極部及所述固定電極部相同的材料。
5.如權利要求I所述的物理量傳感器，其特征在于， 在所述基板的所述主面上，設置有多個凹部， 在所述凹部的各自的內部，設置有所述固定電極用配線或所述可動電極用配線。
6.—種電子設備,其特征在于， 具備權利要求I所述的物理量傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種物理量傳感器及電子設備，其能夠提高檢測精度等的檢測特性。該物理量傳感器具備底基板；可動部，其被配置于設置在底基板的主面上的底基板上；可動電極部，其被設置在可動部上；固定電極部，其被設置在底基板的主面上，且與可動電極部對置配置，固定電極部與被設置在底基板的主面?zhèn)鹊墓潭姌O用配線相連接，可動電極部與被設置在底基板的主面?zhèn)鹊目蓜与姌O用配線相連接，在固定電極用配線與可動電極用配線之間設置有屏蔽部。
文檔編號G01D5/12GK102954806SQ201210291170
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月15日 優(yōu)先權日2011年8月17日
發(fā)明者與田光宏 申請人:精工愛普生株式會社