(57)【要約】【課題】機械的強度に優れ、大きな応力を検出することができる感圧センサーおよびハンドを提供すること。【解決手段】感圧センサーは、半導体基板と、受けた荷重により前記半導体基板との接触面積が変化するように配置されている電極と、を有する。また、前記電極は、第１電極と、第２電極と、を有し、前記第１電極と前記第２電極とは、共に前記半導体基板の第１の面に配置されている。また、前記第１電極および前記第２電極は、それぞれ、互いに噛み合って配置された櫛歯電極である。【選択図】図１
2020106463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
受けた荷重により前記半導体基板との接触面積が変化するように配置されている電極と、を有することを特徴とする感圧センサー。
【請求項２】
前記電極は、第１電極と、第２電極と、を有し、
前記第１電極と前記第２電極とは、前記半導体基板の第１の面に配置されている請求項１に記載の感圧センサー。
【請求項３】
前記第１電極および前記第２電極は、互いに噛み合って配置されている櫛歯電極である請求項２に記載の感圧センサー。
【請求項４】
前記電極は、第１電極と、第２電極と、を有し、
前記第１電極と前記第２電極との間に前記半導体基板が配置されている請求項１に記載の感圧センサー。
【請求項５】
前記半導体基板は、単結晶シリコン基板である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の感圧センサー。
【請求項６】
前記半導体基板は、多結晶シリコン基板である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の感圧センサー。
【請求項７】
前記半導体基板は、アモルファスシリコン基板である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の感圧センサー。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の感圧センサーを有することを特徴とするハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感圧センサーおよびハンドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、シリコン基板上に不純物をドープした長尺な多結晶シリコン膜を成膜し、多結晶シリコン膜の両端部に電極を配置した感圧センサーが記載されている。このような装置では、応力を受けると多結晶シリコン膜が変形し、それに伴って多結晶シリコン膜の抵抗値が変化する。そのため、多結晶シリコン膜の抵抗値の変化に基づいて、受けた応力を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の感圧センサーでは、多結晶シリコン膜の変形を利用して応力を検出するため、破損し易く、大きな応力を検出することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の感圧センサーは、半導体基板と、
受けた荷重により前記半導体基板との接触面積が変化するように配置されている電極と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る感圧センサーを示す断面図である。
【図２】感圧センサーの検出方法について説明するための断面図である。
【図３】感圧センサーが有する電極を示す下面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る感圧センサーを示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るハンドを示す平面図である。
【図６】図５に示すハンドが有する指部の断面図である。
【図７】図６に示す指部に配置された感圧センサーの断面図である。
【図８】感圧センサーが荷重を検知する仕組みを説明するための断面図である。
【図９】感圧センサーが荷重を検知する仕組みを説明するための断面図である。
【図１０】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１１】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１２】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１３】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１４】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１５】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１６】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１７】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図１８】荷重と抵抗値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の感圧センサーおよびハンドを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る感圧センサーを示す断面図である。図２は、感圧センサーの検出方法について説明するための断面図である。図３は、感圧センサーが有する電極を示す下面図であり、図１中のＡ−Ａ線視図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
【０００９】
図１に示す感圧センサー１は、半導体基板２と、半導体基板２の下面２２に配置された絶縁膜３と、半導体基板２の上面２１と接触して配置された電極４と、電極４を支持する支持基板５と、を有する。また、電極４は、第１電極４１と、第２電極４２と、を有しており、これらは、互いに離間して配置されている。また、半導体基板２は、導電性を有しており、この半導体基板２を介して第１電極４１と第２電極４２とが電気的に接続されている。
【００１０】
このような構成の感圧センサー１では、感圧センサー１にその厚さ方向の荷重Ｎが加わると、図２に示すように、第１、第２電極４１、４２と半導体基板２との接触面積が変化し、それに伴って第１電極４１と第２電極４２との間の抵抗値が変化する。そのため、感圧センサー１は、第１電極４１と第２電極４２との間の抵抗値変化に基づいて、受けた荷重Ｎを検出することができる。なお、本実施形態では、受けた荷重Ｎが大きくなる程、第１、第２電極４１、４２と半導体基板２との接触面積が増加する。ただし、これに限定されず、受けた荷重Ｎが大きくなる程、第１、第２電極４１、４２と半導体基板２との接触面積が減少してもよい。また、本実施形態では、荷重Ｎが加わると、第１電極４１と半導体基板２との接触面積および第２電極４２と半導体基板２との接触面積の両方が変化するが、これに限定されず、どちらか一方の接触面積は、加わる荷重Ｎによらず一定であってもよい。
【００１１】
このような構成によれば、従来技術のようなシリコン基板の反りではなく、半導体基板２と第１、第２電極４１、４２との接触面積の変化に基づいて荷重Ｎを検出するため、半導体基板２へのダメージが低減され、壊れ難い感圧センサー１となる。以下、感圧センサー１について詳細に説明する。
【００１２】
半導体基板２として、シリコン基板が用いられている。これにより、感圧センサー１の機械的強度が増す。また、より高い荷重Ｎを検出することができ、利便性が増す。特に、本実施形態では、シリコン基板として、単結晶シリコン基板を用いている。これにより、上述した効果がより顕著となる。なお、単結晶シリコン基板であれば、結晶方位は、限定されず、（１１０）単結晶シリコン基板、（１００）単結晶シリコン基板等を用いることができる。
【００１３】
ただし、半導体基板２として、単結晶シリコン基板の中でも、荷重Ｎが加わった際にピエゾ抵抗効果が現れ難い、好ましくは現れない方位の基板を用いることが好ましい。ピエゾ抵抗効果とは、応力を受けると抵抗値が変化する特性を言う。ピエゾ抵抗効果を有する基板を用いると、荷重Ｎが加わった際、第１、第２電極４１、４２と半導体基板２との接触面積の変化に伴う第１、第２電極４１、４２間の抵抗値変化だけではなく、半導体基板２の抵抗値変化に伴う第１、第２電極４１、４２間の抵抗値変化が生じ、荷重Ｎの検出精度が低下するおそれがある。
【００１４】
なお、半導体基板２としては、多結晶シリコン基板、アモルファスシリコン基板等、単結晶シリコン基板以外のシリコン基板を用いてもよい。多結晶シリコン基板やアモルファスシリコン基板は、単結晶シリコン基板と比べて安価であるため、これらを半導体基板２として用いることにより、感圧センサー１をより安価に製造することができる。また、半導体基板２としては、シリコン基板以外の半導体基板、例えば、Ｇｅ基板、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体基板を用いてもよい。
【００１５】
半導体基板２には、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされている。そして、本実施形態では、半導体基板２の体積抵抗率が５Ωｃｍ以上１５Ωｃｍ以下の範囲に調整されている。なお、体積抵抗率は、例えば、［ＪＩＳ  Ｈ  ０６０２］に準じて測定することができる。ただし、半導体基板２の体積抵抗率は、上述の範囲に限定されず、５Ωｃｍ未満であってもよいし、１５Ωｃｍを超えてもよい。
【００１６】
半導体基板２の上面２１、より詳細には第１電極４１および第２電極４２との接触面の表面粗さとしては、特に限定されず、例えば、Ｒａ（算術平均粗さ）で１ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましく、Ｒｚ（最大高さ粗さ）で１０ｎｍ以上４５００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。これにより、荷重Ｎを受けた際に上面２１と第１、第２電極４１、４２との接触面積が変化し易くなり、荷重に対する第１、第２電極４１、４２間の抵抗変化率が十分に大きくなる。そのため、感圧センサー１の感度が向上し、優れた検出特性を有する感圧センサー１となる。なお、表面粗さＲａ、Ｒｚは、［ＪＩＳ  Ｂ  ０６８１−６］に準じた光干渉法により測定することができる。
【００１７】
以上のような半導体基板２の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、４００μｍ以上６００μｍ以下程度とすることができる。これにより、感圧センサー１の過度な大型化を防ぎつつ、十分に機械的強度の高い感圧センサー１が得られる。
【００１８】
図１に示すように、半導体基板２の下面２２は、絶縁膜３で覆われている。絶縁膜３は、例えば、樹脂製の絶縁シートで構成され、特に本実施形態では、ポリイミドから構成された絶縁シートを用いている。このような絶縁膜３を設けることにより、例えば、感圧センサー１を別の機器に取り付ける際に、半導体基板２が他の部材と導通してしまうのを抑制することができる。ただし、絶縁膜３は、省略してもよい。
【００１９】
また、図１に示すように、半導体基板２の上面２１側には、第１電極４１および第２電極４２が設けられている。また、第１電極４１および第２電極４２は、それぞれ、半導体基板２の上面２１と結合力をもって接合されることなく接触している。このように、第１電極４１および第２電極４２を半導体基板２の上面２１と結合力を有さずに接触していることにより、受けた荷重Ｎに応じて第１、第２電極４１、４２と半導体基板２の上面２１との接触面積が変化し易くなる。そのため、感圧センサー１の感度が向上する。また、第１電極４１および第２電極４２を半導体基板２に対して同じ側に配置することにより、例えば、後述する第２実施形態のように、半導体基板２を挟んで第１、第２電極４１、４２を配置する構成と比べて、感圧センサー１の薄型化を図ることができる。
【００２０】
また、図３に示すように、第１電極４１および第２電極４２は、それぞれ、複数本の枝部４１１、４２１を有する櫛歯電極で構成され、枝部４１１、４２１が互いに噛み合ってかつ非接触で配置されている。このような構成とすることにより、第１電極４１および第２電極４２の接触を防止しつつ、第１電極４１および第２電極４２を半導体基板２の上面２１側に効率的に配置することができる。
【００２１】
なお、本実施形態では、荷重Ｎが加わっていない自然状態においても、第１、第２電極４１、４２が半導体基板２の上面２１に接触しているが、これに限定されず、例えば、荷重Ｎが加わっていないときは、第１、第２電極４１、４２が半導体基板２の上面２１から離間しており、荷重Ｎが加わると第１、第２電極４１、４２が半導体基板２の上面２１と接触するように構成されていてもよい。
【００２２】
第１電極４１および第２電極４２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の各種金属、またはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いてもよい。本実施形態では、第１電極４１および第２電極４２は、それぞれ、銅（Ｃｕ）、その中でも、可撓性を有する銅箔で構成されている。半導体基板２を構成するシリコン（Ｓｉ）のヤング率が１８５Ｇｐａ程度であるのに対して、銅（Ｃｕ）のヤング率は、１３０Ｇｐａ程度である。つまり、第１電極４１および第２電極４２は、半導体基板２よりも柔らかく変形し易い。そのため、荷重Ｎが加わった際、第１電極４１および第２電極４２が半導体基板２に対してより大きく変形して、第１、第２電極４１、４２と半導体基板２の上面２１との接触面積がより確実に変化する。
【００２３】
図１に示すように、支持基板５は、電極４の上側に位置し、その下面に第１、第２電極４１、４２が形成されている。つまり、支持基板５は、第１電極４１および第２電極４１を支持している。また、図３に示すように、支持基板５の下面には引き出し配線５１、５２が形成され、第１電極４１が引き出し配線５１と電気的に接続され、第２電極４２が引き出し配線５２と電気的に接続されている。これにより、第１、第２電極４１、４２を簡単に引き出すことができる。第１電極４１の末端部は、複数本の枝部４１１に分岐し、各枝部４１１は、図３中の上方に向かって突出し、延在している。一方、第２電極４２の末端部は、複数の枝部４２１に分岐し、各枝部４２１は、図３中の下方に向かって突出し、延在している。第１電極４１の枝部４１１と、第２電極４２の枝部４２１とは、図３中の横方向に沿って交互にかつ平行に配置されている。
【００２４】
また、支持基板５は、その外縁部において、図示しない接合部材を介して半導体基板２の上面と接合されている。これにより、半導体基板２に対して電極４がずれたり、離脱したりするのを抑制することができる。
【００２５】
このような支持基板５としては、硬質でも、軟質でもよいが、本実施形態では、可撓性を有するフレキシブルプリント配線基板が用いられている。これにより、支持基板５の構成が簡単なものとなる。ただし、支持基板５は、省略してもよい。
【００２６】
以上、感圧センサー１について説明した。このような感圧センサー１は、前述したように、半導体基板２と、受けた荷重Ｎにより半導体基板２との接触面積が変化するように配置されている電極４と、を有する。このような構成の感圧センサー１では、従来技術のようなシリコン基板の反りではなく、半導体基板２と電極４との接触面積の変化に基づいて荷重Ｎを検出する。そのため、半導体基板２へのダメージが低減され、壊れ難い感圧センサー１となる。
【００２７】
また、前述したように、電極４は、第１電極４１と、第２電極４２と、を有し、第１電極４１と第２電極４２とは、半導体基板２の第１の面である上面２１に配置されている。第１、第２電極４１、４２をこのように配置することにより、例えば、後述する第２実施形態と比べて、感圧センサー１の薄型化を図ることができる。
【００２８】
また、前述したように、第１電極４１および第２電極４２は、互いに噛み合って配置されている櫛歯電極である。このような構成とすることにより、第１電極４１および第２電極４２の接触を防止しつつ、第１電極４１および第２電極４２を半導体基板２の上面２１側に効率的に配置することができる。
【００２９】
また、前述したように、半導体基板２は、単結晶シリコン基板である。これにより、より優れた機械的強度を有する感圧センサー１となる。また、前述したように、半導体基板２は、多結晶シリコン基板であってもよい。また、前述したように、半導体基板２は、アモルファスシリコン基板であってもよい。これにより、例えば、単結晶シリコン基板を用いる場合と比べて、半導体基板２がより安価となる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る感圧センサーを示す断面図である。
【００３１】
本実施形態に係る感圧センサー１は、主に、電極４の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態の感圧センサー１と同様である。なお、以下の説明では、第２実施形態の感圧センサーに関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図４では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００３２】
図４に示す感圧センサー１では、電極４は、半導体基板２の下面２２側に配置された第１電極４１と、上面２１側に配置された第２電極４２と、を有する。また、感圧センサー１は、第１電極４１の下側に位置し、第１電極４１を支持する第１支持基板６と、第２電極４２の上側に位置し、第２電極４２を支持する第２支持基板７と、を有する。すなわち、感圧センサー１は、半導体基板２と、半導体基板２の下側に位置する第１支持基板６と、半導体基板２と第１支持基板６との間に位置する第１電極４１と、半導体基板２の上側に位置する第２支持基板７と、半導体基板２と第２支持基板７との間に位置する第２電極４２と、を有する。第１電極４１および第２電極４２は、それぞれ、べた形状となっている。
【００３３】
このように、半導体基板２の下面２２側に第１電極４１を配置し、上面２１側に第２電極４２を配置することにより、前述した第１実施形態と比べて、第１電極４１および第２電極４２の面積を大きくすることができる。また、第１電極４１と第２電極４２とが半導体基板２を介して互いに反対側にあるので、それらの短絡をより確実に抑制することができる。そのため、信頼性が高く、かつ、優れた検出特性を有する感圧センサー１となる。
【００３４】
第１支持基板６は、第１電極４１の下側に位置し、その上面に第１電極４１が形成されている。また、第１支持基板６の上面には図示しない引き出し配線が形成され、第１電極４１と電気的に接続されている。同様に、第２支持基板７は、第２電極４２の上側に位置し、その下面に第２電極４２が形成されている。また、第２支持基板７の下面には図示しない引き出し配線が形成され、第２電極４２と電気的に接続されている。第１、第２支持基板６、７としては、硬質でも、軟質でもよいが、本実施形態では、可撓性を有するフレキシブルプリント配線基板が用いられている。ただし、第１、第２支持基板６、７は、省略してもよい。
【００３５】
以上のように、本実施形態の感圧センサー１では、電極４は、第１電極４１と、第２電極４２と、を有し、第１電極４１と第２電極４２との間に半導体基板２が配置されている。このような構成とすることにより、例えば、前述した第１実施形態と比べて、第１、第２電極４１、４２の面積を大きくすることができる。また、第１、第２電極４１、４２の短絡もより確実に抑制することができる。そのため、信頼性が高く、かつ、優れた検出特性を有する感圧センサー１となる。
【００３６】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係るハンドを示す平面図である。図６は、図５に示すハンドが有する指部の断面図である。図７は、図６に示す指部に配置された感圧センサーの断面図である。図８および図９は、それぞれ、感圧センサーが荷重を検知する仕組みを説明するための断面図である。
【００３７】
図５に示すハンド１００は、例えば、ロボット等に装着された状態で使用され、対象物を両側から挟み込んで把持することのできるハンドである。ハンド１００は、ベース１１０と、ベース１１０に対してスライド可能に支持された一対のスライダー１２１、１２２と、スライダー１２１、１２２に固定された指部８、９と、スライダー１２１、１２２をスライドさせるモーター１３１、１３２と、を有する。
【００３８】
スライダー１２１、１２２は、それぞれ、スライドガイドＳＧを介してベース１１０に支持され、ベース１１０に対して図中の矢印方向にスライド可能となっている。また、スライダー１２１にはモーター１３１が接続されており、モーター１３１の駆動によってスライダー１２１がスライドする。同様に、スライダー１２２にはモーター１３２が接続されており、モーター１３２の駆動によってスライダー１２２がスライドする。なお、モーター１３１、１３２としては、特に限定されず、例えば、圧電モーターを用いることができる。このように、モーター１３１、１３２によってスライダー１２１、１２２を移動させることにより、指部８、９で対象物を把持したり、把持した対象物をリリースしたりすることができる。
【００３９】
以下、指部８、９について説明するが、指部８、９は、互いに同様の構成であるため、以下では、指部８について代表して説明し、指部９については、その説明を省略する。図６に示すように、指部８は、スライダー１２１に固定された固定部８１と、固定部８１に固定された爪部８２と、を有する。また、固定部８１は、スライダー１２１にねじ止めされた基部８１１と、基部８１１に接続された応力伝達部８１２と、を有する。また、応力伝達部８１２は、基部８１１と空隙を隔てて対向配置された変位部８１３と、変位部８１３の一端部と基部８１１とを接続する接続部８１４と、を有する。変位部８１３に応力が加わると、変位部８１３が接続部８１４を支点にして基部８１１に対して変位する。
【００４０】
爪部８２は、変位部８１３にねじ止めされ、指部９側に向けて斜めに延びている。また、爪部８２は、基部８１１と空隙Ｇを隔てて対向する基部８２１を有する。そして、基部８１１と基部８２１との間に感圧センサー１が配置されている。
【００４１】
図７に示すように、感圧センサー１は、半導体基板２と、半導体基板２の下面２２に配置された絶縁膜３と、半導体基板２の上面２１と接触して配置された第１電極４１および第２電極４２と、第１電極４１および第２電極４２の上側に配置され、第１電極４１および第２電極４２を支持する支持基板５と、を有する。また、支持基板５の上側には硬質な押圧基板１０が配置されており、この押圧基板１０が与圧部１１によって与圧されている。
【００４２】
与圧部１１は、１本のねじ１１１を有し、ねじ１１１は、爪部８２の基部８２１に螺号している。そして、ねじ１１１を締め込むことにより、ねじ１１１の先端部において押圧基板１０が押圧され、これにより、感圧センサー１が与圧される。
【００４３】
このような構成によれば、例えば、爪部８２、９２の先端で対象物を押圧するような動作を行った場合等、図８に示すように、爪部８２に矢印Ａ１の応力が加わった際には、接続部８１４を支点にして変位部８１３が矢印Ａ２に示すように変位する。そのため、基部８１１と基部８２１との間の空隙Ｇのギャップが広がり、それに伴って、感圧センサー１に加わる力が減少する。一方、例えば、爪部８２、９２で対象物を把持する動作を行った場合等、図９に示すように、爪部８２に矢印Ｂ１の応力が加わった際には、接続部８１４を支点にして変位部８１３が矢印Ｂ２に示すように変位する。そのため、基部８１１と基部８２１との間の空隙Ｇのギャップが縮まり、それに伴って、感圧センサー１に加わる力が増大する。したがって、このような構成によれば、例えば、爪部８２、９２の先端で対象物を押圧する動作により加わる力と、爪部８２、９２で対象物を把持する動作により加わる力と、を判別することができると共に、それらの力を精度よく検出することができる。
【００４４】
以上のように、ハンド１００は、感圧センサー１を有する。そのため、ハンド１００は、感圧センサー１の効果を享受でき、優れた信頼性を発揮することができる。
【００４５】
なお、ハンド１００の構成としては、特に限定されない。例えば、本実施形態のハンド１００では、２つの指部８、９を有しているが、指部の数としては、これに限定されず、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。また、本実施形態のハンド１００では、指部８、９がそれぞれ感圧センサー１を有しているが、これに限定されず、いずれか一方を省略してもよい。すなわち、複数の指部を有する場合、少なくとも１つの指部に感圧センサー１が配置されていればよい。また、ハンド１００が有する感圧センサー１は、特に限定されず、第１実施形態、第２実施形態のいずれのものでもよい。
【００４６】
以上、本発明の感圧センサーおよびハンドについて、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【実施例】
【００４７】
まず、以下のように、実施例１〜５の感圧センサーを得た。
【００４８】
≪実施例１≫
体積抵抗率が１０Ωｃｍであり、厚さ５００μｍのポリッシュト・シリコンウエハを準備した。このポリッシュト・シリコンウエハは、主に、単結晶インゴットをスライスする工程と、ウエハ両面が平行となるように整えながら、研磨材を用いて粗研磨（ラッピング）する工程と、前工程までにウエハ表面についた機械加工によるダメージを取り除くために、表面を化学エッチングする工程と、ウエハの一方の主面の凹凸をなくし、平坦度の高い鏡面仕上げを行うため、砥粒を用いたメカノケミカル研磨（ポリッシング）を行う工程と、によって製造される。次に、このウエハを所定サイズに切り出してシリコン基板を得、メカノケミカル研磨された面を上面とし、この上面に第１、第２電極４１、４２を配置して感圧センサー１を得た。シリコン基板上面の表面粗さＲａは、２．５ｎｍであり、表面粗さＲｚは、２２．５ｎｍであった。
【００４９】
≪実施例２≫
実施例１で用いたのと同じポリッシュト・シリコンウエハを準備し、このウエハのメカノケミカル研磨された面を６０００番の砥石で研削した。次に、このウエハを所定サイズに切り出してシリコン基板を得、砥石で研削した面を上面とし、この上面に第１、第２電極４１、４２を配置して感圧センサー１を得た。シリコン基板上面の表面粗さＲａは、６．０ｎｍであり、表面粗さＲｚは、２７０ｎｍであった。
【００５０】
≪実施例３≫
実施例１で用いたのと同じポリッシュト・シリコンウエハを準備し、このウエハのメカノケミカル研磨された面を６０００番の砥石で研削した後、さらに、２０００番の砥石で研削した。次に、このウエハを所定サイズに切り出してシリコン基板を得、砥石で研削した面を上面とし、この上面に第１、第２電極４１、４２を配置して感圧センサー１を得た。シリコン基板上面の表面粗さＲａは、１６０ｎｍであり、表面粗さＲｚは、２４５０ｎｍであった。
【００５１】
≪実施例４≫
実施例１で用いたのと同じポリッシュト・シリコンウエハを準備し、このウエハのメカノケミカル研磨された面を６０００番の砥石で研削し、２０００番の砥石で研削し、さらに、４００番の砥石で研削した。次に、このウエハを所定サイズに切り出してシリコン基板を得、砥石で研削した面を上面とし、この上面に第１、第２電極４１、４２を配置して感圧センサー１を得た。シリコン基板上面の表面粗さＲａは、２７８ｎｍであり、表面粗さＲｚは、５２５０ｎｍであった。
【００５２】
≪実施例５≫
実施例１で用いたのと同じポリッシュト・シリコンウエハを準備し、このウエハを所定サイズに切り出してシリコン基板を得、メカノケミカル研磨された面とは反対側のエッチング処理面を上面とし、この上面に第１、第２電極４１、４２を配置して感圧センサー１を得た。シリコン基板上面の表面粗さＲａは、３１７ｎｍであり、表面粗さＲｚは、４２３０ｎｍであった。
【００５３】
そして、これら実施例１〜５について、荷重Ｎと第１、第２電極間の抵抗値（以下、単に「抵抗値」という。）との関係を測定し、その結果を図１０〜図１４および下記の表１に示す。まず、表１に示すように、各実施例１〜５は、十分に大きい抵抗変化率を有する。そのため、各実施例１〜５は、十分な感度を有し、優れた検出特性を発揮することができる。なお、抵抗変化率は、荷重Ｎが１０倍になった時に抵抗値が変化した割合と定義している。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
また、図１０〜図１４から分かるように、実施例１、５は、実施例２、３、４と比べ、抵抗値が大きい。抵抗値が大きいとノイズが生じ易くなり、検出特性が低下するおそれがある。この点からすれば、実施例２、３、４が特に優れた特性を有すると言える。なお、前述したように、実施例１、５で用いたシリコン基板は、化学エッチングにより機械加工のダメージが取り除かれているのに対して、実施例２、３、４で用いたシリコン基板は、その後の研削によって再び機械的なダメージが付与された状態となっている。そのため、シリコン基板の上面に機械的ダメージ（歪み、クラック等）が残っている方が、抵抗値が下がり、優れた検出特性を発揮することができるとも推測される。
【００５６】
また、実施例２、３、４の中でも、実施例２の再現性が優れている。そのため、これらの中でも実施例２が優れた検出特性を発揮することができる。
【００５７】
次に、実施例２で製造した感圧センサーを用いて、高荷重領域での荷重と抵抗値変化との関係を測定し、その結果を図１５から図１８に示す。図１５に示すように、荷重が１００〜５００Ｎの高荷重領域では、荷重と抵抗値変化との関係を累乗近似すると、その相関係数Ｒ２が０．９９９５と高い値となる。そのため、図１６に示すように、図１５のグラフを両対数グラフに変換すると、荷重と抵抗値変化とが線形関係となる。同様に、図１７に示すように、荷重が５００〜２０００Ｎの高荷重領域では、荷重と抵抗値変化との関係を累乗近似すると、その相関係数Ｒ２が０．９９９９と高い値となる。そのため、図１８に示すように、図１７のグラフを両対数グラフに変換すると、荷重と抵抗値変化とが線形関係となる。そのため、本発明の感圧センサーによれば、比較的簡単な演算式で受けた荷重を求めることができ、また、受けた荷重をより正確に求めることができる。また、高荷重にも耐えられる機械的強度を有し、より高い荷重を検出することもできる。
【符号の説明】
【００５８】
１…感圧センサー、２…半導体基板、３…絶縁膜、４…電極、５…支持基板、６…第１支持基板、７…第２支持基板、８、９…指部、１０…押圧基板、１１…与圧部、２１…上面、２２…下面、４１…第１電極、４１１…枝部、４２…第２電極、４２１…枝部、５１、５２…引き出し配線、８１…固定部、８２、９２…爪部、１００…ハンド、１１０…ベース、１１１…ねじ、１２１、１２２…スライダー、１３１、１３２…モーター、８１１…基部、８１２…応力伝達部、８１３…変位部、８１４…接続部、８２１…基部、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２…矢印、Ｇ…空隙、Ｎ…荷重、ＳＧ…スライドガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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