(57)【要約】【課題】電流リークが発生することを抑制可能な圧力センサを提供する。【解決手段】金属膜１１とＳｉ基板３とを電気的に分離するように形成された気密空間１３内の絶縁膜１２は気密空間１３の側壁まで延伸している。従来の圧力センサでは、この絶縁膜１２は気密空間１３の側壁まで延伸していることはなく、ダイヤフラム部７表面上には絶縁膜１２は形成されていなかった。このため従来の圧力センサによれば、Ｓｉ基板３と引出線１０との間の絶縁距離が不十分であるために電流リークが発生することがあった。これに対し本実施形態では、上述の通り、気密空間１３の両側壁部まで絶縁膜１２を延伸させることによりＳｉ基板３と引出線１０との間の絶縁距離を長くしているので、電流リークが発生することを抑制できる。【選択図】図１
2010008137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、前記絶縁膜が、前記半導体基板表面に形成され、前記気密空間の側壁部まで延伸していることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、前記絶縁膜の上面に凹凸が形成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、前記絶縁膜が前記半導体基板表面に形成され、絶縁膜と半導体基板の界面の一部に空間が形成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項４】
可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、前記絶縁膜の側面に凹部が形成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】
可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、前記気密空間の側壁部に形成された絶縁膜を有することを特徴とする圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動電極と固定電極間の静電容量の変化を検出することにより圧力を検出する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、可動電極として機能するダイヤフラム部を有するシリコン基板と、固定電極を有するガラス基板とを有し、ダイヤフラム部と固定電極が所定間隔をあけて対向するようにシリコン基板とガラス基板とを陽極接合することにより形成された圧力センサが知られている（特許文献１参照）。このような圧力センサによれば、ダイヤフラム部に圧力が加わることによってダイヤフラム部と固定電極間の隙間幅が変化することに伴う静電容量の変化を検出することにより、圧力を検出することができる。
【特許文献１】特開2003-098026号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の圧力センサでは、ダイヤフラム部や固定電極の検出出力はガラス基板に形成されたスルーホールの内周面に設けられた引出線を介して外部に取り出されていた。このような従来の圧力センサの構成では、シリコン基板と引出線とを絶縁分離するように引出線と接するシリコン基板表面に絶縁膜が形成されているが、絶縁距離が不十分であるために電流リークが発生することがあった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電流リークが発生することを抑制可能な圧力センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様に係る圧力センサは、可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、絶縁膜が、半導体基板表面に形成され、気密空間の側壁部まで延伸していることを特徴とする。
【０００６】
本発明の第２の態様に係る圧力センサは、可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、絶縁膜の上面に凹凸が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第３の態様に係る圧力センサは、可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、絶縁膜が半導体基板表面に形成され、絶縁膜と半導体基板の界面の一部に空間が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第４の態様に係る圧力センサは、可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、絶縁膜の側面に凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第５の態様に係る圧力センサは、可動電極として機能するダイヤフラム部を有する半導体基板と、気密空間を介して可動電極と対向する固定電極を有する絶縁性基板と、絶縁性基板に形成されたスルーホールと、スルーホールを介して固定電極に電気的に接続された引出線と、半導体基板と引出線とを絶縁分離する絶縁膜とを有する圧力センサにおいて、気密空間の側壁部に形成された絶縁膜を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る圧力センサによれば、半導体基板と引出線との間の絶縁距離を長くすることができるので、電流リークが発生することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる圧力センサの構成について説明する。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態となる圧力センサは、図１に示すように、Ｓｉ基板１とＳｉ基板３によりＳｉＯ２基板２を挟持した構成を有するＳＯＩ基板と、気密空間１３を形成するようにＳＯＩ基板のＳｉ基板３側表面に陽極接合されたガラス基板４とを有する。ＳＯＩ基板には、Ｓｉ基板１とＳｉ基板３をエッチング加工してそれぞれ溝部５，６を形成することにより可動電極として機能するダイヤフラム部７が形成されている。ガラス基板４のダイヤフラム部７と対向する表面側には参照電極８ａ及び固定電極８ｂが形成されている。ガラス基板４の参照電極８ａ，固定電極８ｂ，及び共通電極（図示せず）に対応する位置には、図２に示すようにスルーホール９ａ，９ｂ，９ｃが形成され、各電極の電極パッドと対応する電極とはスルーホールの内周面に形成された引出線１１０及び金属膜１１を介して電気的に接続されている。なお金属膜１１とＳＯＩ基板間には金属膜１１とＳＯＩ基板間を電気的に分離するように絶縁膜１２が形成されている。このような構成を有する圧力センサでは、ダイヤフラム部７，固定電極８ｂ，及び参照電極８ａは引出線１０を介して不図示の静電容量計測回路に接続されており、静電容量計測回路は、圧力又は加速度の印加によって変化するダイヤフラム部７と固定電極８ｂ間の静電容量の変化に基づいて圧力を測定する。
【００１３】
本実施形態では、金属膜１１とＳｉ基板３とを電気的に分離するように形成された気密空間１３内の絶縁膜１２はＳｉ基板３表面上を気密空間１３の側壁まで延伸している。従来の圧力センサの構成によれば、この絶縁膜１２は気密空間１３の側壁まで延伸していることはなく、ダイヤフラム部７表面上には絶縁膜１２は形成されていなかった。このため従来の圧力センサによれば、Ｓｉ基板３と引出線１０との間の絶縁距離が不十分であるために電流リークが発生することがあった。これに対し本実施形態では、上述の通り、気密空間１３の両側壁部まで絶縁膜１２を延伸させることによりＳｉ基板３と引出線１０との間の絶縁距離を長くしているので、電流リークが発生することを抑制できる。
【００１４】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態となる圧力センサは、絶縁膜１２の構成のみが上記第１の実施形態となる圧力センサの構成と異なる。そこで以下では絶縁膜１２の構成についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態では、図３に示すように、絶縁膜１２の上面に凹凸部１２ａが形成されている。このような構成によれば、従来の圧力センサと比較して、Ｓｉ基板３と引出線１０との間の絶縁距離を長くすることができるので、電流リークが発生することを抑制できる。
【００１５】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態となる圧力センサは、絶縁膜１２の構成のみが上記第１の実施形態となる圧力センサの構成と異なる。そこで以下では絶縁膜１２の構成についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態では、図４に示すように、絶縁膜１２の端部とＳｉ基板３の界面に空間１２ｂが形成されている。このような構成によれば、従来の圧力センサと比較して、Ｓｉ基板３と引出線１０との間の絶縁距離を長くすることができるので、電流リークが発生することを抑制できる。
【００１６】
〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態となる圧力センサは、絶縁膜１２の構成のみが上記第１の実施形態となる圧力センサの構成と異なる。そこで以下では絶縁膜１２の構成についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態では、図５に示すように、絶縁膜１２の側面に凹部１２ｃが形成されている。このような構成によれば、従来の圧力センサと比較して、Ｓｉ基板３と引出線１０との間の絶縁距離を長くすることができるので、電流リークが発生することを抑制できる。
【００１７】
〔第５の実施形態〕
本発明の第５の実施形態となる圧力センサは、絶縁膜１２の構成のみが上記第１の実施形態となる圧力センサの構成と異なる。そこで以下では絶縁膜１２の構成についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。本実施形態では、図６に示すように、気密空間１３の内壁面に絶縁膜１２が形成されている。このような構成によれば、従来の圧力センサと比較して、Ｓｉ基板３と引出線１０との間の絶縁距離を長くすることができるので、電流リークが発生することを抑制できる。
【００１８】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態となる圧力センサの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す圧力センサの構成を示す上面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態となる圧力センサの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態となる圧力センサの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態となる圧力センサの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態となる圧力センサの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１，３：Ｓｉ基板
２：ＳｉＯ２基板
４：ガラス基板
５，６：溝部
７：ダイヤフラム部
８ａ：参照電極
８ｂ：固定電極
９ａ，９ｂ，９ｃ：スルーホール
１０：引出線
１１：金属膜
１２：絶縁膜
１３：気密空間
【図１】
2010008137.tif 000003
【図２】
2010008137.tif 000004
【図３】
2010008137.tif 000005
【図４】
2010008137.tif 000006
【図５】
2010008137.tif 000007
【図６】
2010008137.tif 000008