(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に取り付けられたダイヤフラムと、を備え、
前記ダイヤフラムは、中心を有すると共に、
第１の材料を有する第１の層と、
第２の材料を有する第２の層と、を備え、前記第２の層は、ドットを形成し、前記ドットは、前記第１の層に取り付けられると共に、前記ダイヤフラムの中心に配置され、前記第２の材料は、内部プレストレスを備え、前記ダイヤフラムの前記ドットが形成された中心において、前記内部プレストレスが解放された状態で前記基板から離れて上反りになっている
ことを特徴とするファブリ・ペロー（ＦＰ）センサー。
【請求項２】
前記第１の層は、前記基板に取り付けるために用いられる内面と、前記内面に対向する外面と、を備え、前記第２の層は、前記外面に取り付けられ、前記第２の材料は、圧縮でプレストレスされることを特徴とする請求項１に記載のＦＰセンサー。
【請求項３】
前記第１の材料は、シリコンを有することを特徴とする請求項２に記載のＦＰセンサー。
【請求項４】
前記第２の材料は、前記第１の層のシリコン材料に設けられたクロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素のいずれかを有することを特徴とする請求項３に記載のＦＰセンサー。
【請求項５】
前記第１の層は、前記基板に取り付けるために用いられる内面を備え、前記第２の層は、前記内面に取り付けられ、前記第２の材料は、引張でプレストレスされることを特徴とする請求項１に記載のＦＰセンサー。
【請求項６】
前記第１の材料は、シリコンを有することを特徴とする請求項５に記載のＦＰセンサー。
【請求項７】
前記第２の材料は、前記第１の層のシリコン材料に設けられたクロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素のいずれかを有することを特徴とする請求項６に記載のＦＰセンサー。
【請求項８】
基板と、
前記基板に取り付けられたダイヤフラムと、を備え、
前記ダイヤフラムは、中心を有すると共に、
第１の材料を有する第１の層と、
第２の材料を有する第２の層と、を備え、前記第２の層は、リングを形成し、前記リングは、前記第１の層に取り付けられると共に、前記ダイヤフラムの中心に配置され、前記第２の材料は、内部プレストレスを備え、前記ダイヤフラムの中心のまわりの前記リングが形成された周辺部において、前記内部プレストレスが解放された状態で前記基板から離れて上反りになっている
ことを特徴とするファブリ・ペロー（ＦＰ）センサー。
【請求項９】
前記第１の層は、前記基板に取り付けるために用いられる内面と、前記内面に対向する外面と、を備え、前記第２の層は、前記外面に取り付けられ、前記第２の材料は、引張でプレストレスされることを特徴とする請求項８に記載のＦＰセンサー。
【請求項１０】
前記第１の材料は、シリコンを有することを特徴とする請求項９に記載のＦＰセンサー。
【請求項１１】
前記第２の材料は、前記第１の層のシリコン材料に設けられたクロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素のいずれかを有することを特徴とする請求項１０に記載のＦＰセンサー。
【請求項１２】
前記第１の層は、前記基板に取り付けるために用いられる内面を備え、前記第２の層は、前記内面に取り付けられ、前記第２の材料は、圧縮でプレストレスされることを特徴とする請求項８に記載のＦＰセンサー。
【請求項１３】
前記第１の材料は、シリコンを有することを特徴とする請求項１２に記載のＦＰセンサー。
【請求項１４】
前記第２の材料は、前記第１の層のシリコン材料に設けられたクロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素のいずれかを有することを特徴とする請求項１３に記載のＦＰセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年３月９日に仮出願された６１／４５０，９５９に基づく優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、圧力センサーに関するものであり、特に、小型高感度圧力センサーに関するものである。
【発明の背景】
【０００３】
低侵襲的処理をするための圧力センサーを使用する際に、より小さなセンサーが要求されている。例えば、冠状動脈の血流予備量比（ＦＦＲ）を評価するための、ガイドワイヤーを装備した圧力センサー（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｇｕｉｄｅｗｉｒｅ）では、高い忠実度の圧力測定が行われると共に、最も小型の圧力センサーが要求されるというように、厳しいものとなっている。
【０００４】
この数年で、ファブリ・ペロー空洞共振器を用いた光ファイバー圧力センサーが増加している。ファブリ・ペローセンサーは、マイクロマシニング技術（微小電気機械技術＝ＭＥＭＳ）を用いて製作され、小口径からなり、低コストで製作される。特に、ファブリ・ペロー型圧力センサーは、静電容量型圧力センサーに非常に似ており、ダイヤフラムの変形を測定することで、圧力を測定するようになっている。
【０００５】
従って、ファブリ・ペロー型圧力センサーは、様々な装置に対して最も将来性があるものと考えられ、これらの中では、カテーテル及びガイドワイヤーの先端圧力測定におけるニーズに最も適している。例えば、米国特許番号４，６７８，９０４及び７，６８９，０７１に記載された圧力センサーのように、様々な方法及び構成が提案されている。
【０００６】
ファブリ・ペロー又はその他の従来の圧力センサーは、適切な分解能、安定性及び正確性を満足しないようになるまで小さくなると、感度も同時に悪くなる。
【０００７】
圧力センサーのダイヤフラムが小さくなると、圧力に対するダイヤフラムの変形も小さくなることは、当業者において周知である。ダイヤフラムを薄くすることで、このような圧力に対するダイヤフラムの変形の減少を補償できる。しかし、この方法は、下記の通り制限される。
【０００８】
図１は、圧力を測定するための従来のファブリ・ペローセンサー１の構成を示す。双方向光ファイバー２は、光信号をファブリ・ペロー圧力チップ(Fabry-Perot pressure tip)（符号なし）に導く。圧力チップは、ガラス基板４からなる。一つの第１の部分的反射鏡５が、ガラス基板４の上面に形成された窪み空洞３内に取り付けられている。ダイヤフラム７は、ガラス基板４に接着又は溶接され、ダイヤフラム７の内面が第２の鏡６となる。双方の鏡５，６は、ファブリ・ペロー空洞共振器を構成する窪み空洞３の深さの距離だけ離れている。第２の鏡６は、印加圧力に応じて、第１の鏡５に向かって湾曲し、ＦＰ空洞の長さを変える。ＦＰ空洞の長さが、圧力の一義的な関数となる。
【０００９】
図２は、印加圧力によって変形した一般的なダイヤフラム７の形状を示す。圧力が増加すると、ダイヤフラムの増分偏差は減少する。即ち、ダイヤフラムの偏差は、印加圧力に対して非線形関数である。図３は、異なるダイヤフラム厚を有する同じ圧力センサーの一般的な反応を示す図である。ダイヤフラム厚が減少すると（ＳｉエッチなしからＳｉエッチ４まで）、最低圧力領域（真空付近）では、感度が非常に増加するが、最高圧力領域（この場合、大気圧付近）で稼働するときには、感度が飽和状態になる。そして、バイアス圧力における絶対圧力センサーの感度の向上が制限される。
【００１０】
上記の感度制限に加えて、ダイヤフラム厚が減少すると、ダイヤフラム内の内部応力が増加し、ダイヤフラム破損が生じる。ダイヤフラム破損の危険性は、システムがバイアス圧（例えば、大気圧）で稼働することで、明らかに増加する。カテーテル先端圧力センシングを有する医療装置において、関心圧力は、大気圧（一般的には、７６０ｍｍＨｇ）が中心となる。ダイヤフラム厚を減少することで、０ｍｍＨｇａ付近での感度は向上するが、７６０ｍｍＨｇａ付近での感度の向上は制限される。
【００１１】
上記の結果の通り、現在の静電容量型の圧力センサーの構成と同様に、現在のファブリ・ペローセンサーを小型化するときの最大の障害は、圧力に対する十分な感度が不足することである。そして、正確性、分解能及び信頼性が不十分なものになるのに対し、他の不必要な寄生効果（例えば、水分漂流(moisture drift)及び熱的効果）が圧力に対して増幅するように思われる。
【００１２】
従って、小型センサーにおける高感度を有するセンサーの構成が必要となっている。
【発明の概要】
【００１３】
バイアス圧力のまわりの感度が最適化された小型光ファイバー圧力センサーの構成について説明する。
【００１４】
一実施形態において、圧力センサーは、基板と、基板に取り付けられたダイヤフラムと、を備えたファブリ・ペロー（ＦＰ）センサーである。ダイヤフラムは、中心を有すると共に、第１の材料を有する第１の層と、第２の材料を有する第２の層と、を備える。第２の層は、ドット(dot)を形成する。ドットは、第１の層に取り付けられると共に、ダイヤフラムの中心に配置される。第２の材料は、内部プレストレスを有し、内部プレストレスを解放することで、ダイヤフラムの中心が基板から離れて上反りになる。
【００１５】
ドットを有する実施形態において、第１の層は、基板に取り付けるために用いられる内面と、内面に対向する外面と、を備え、第２の層は、外面に取り付けられ、第２の材料は、圧縮でプレストレスされる。第２の層の内部圧縮応力が解放して、ダイヤフラムを外側に移動する。その結果として生じるダイヤフラムの形状によって、センサーの圧力感度を上昇させる効果がある。
【００１６】
ドットを有し、第２の材料が圧縮でプレストレスされる実施形態において、第１の材料は、シリコンを有する。
【００１７】
ドットを有し、第２の材料が圧縮でプレストレスされる実施形態において、第２の材料は、第１の層のシリコン材料に設けられたＳｉＯ２を有する。
【００１８】
ドットを有し、第２の材料が圧縮でプレストレスされる実施形態において、第２の材料は、第１の層のシリコン材料に設けられたクロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素のいずれかを有する。
【００１９】
ドットを有する実施形態において、第１の層は、基板に取り付けるために用いられる内面を備え、第２の層は、内面に取り付けられ、第２の材料は、引張でプレストレスされる。
【００２０】
ドットを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第１の材料は、シリコンを有する。
【００２１】
ドットを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第２の材料は、第１の層のシリコン材料に設けられたクロムを有する。
【００２２】
ドットを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第２の材料は、第１の層のシリコン材料に設けられたクロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素のいずれかを有する。
【００２３】
他の実施形態において、圧力センサーは、基板と、基板に取り付けられたダイヤフラムと、を備えるファブリ・ペロー（ＦＰ）センサーである。ダイヤフラムは、中心を有すると共に、第１の材料を有する第１の層と、第２の材料を有する第２の層と、を備える。第２の層は、リングを形成する。リングは、第１の層に取り付けられると共に、ダイヤフラムの中心に配置される。第２の材料は、内部プレストレスを備え、内部プレストレスを解放することで、ダイヤフラムの中心のまわりの周辺部が基板から離れて上反りになる。
【００２４】
リングを有する実施形態において、第１の層は、基板に取り付けるために用いられる内面と、内面に対向する外面と、を備え、第２の層は、外面に取り付けられ、第２の材料は、引張でプレストレスされる。
【００２５】
リングを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第１の材料は、シリコンを有する。
【００２６】
リングを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第２の材料は、第１の層のシリコン材料に設けられたクロムを有する。
【００２７】
リングを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第２の材料は、第１の層のシリコン材料に設けられたクロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素のいずれかを有する。
【００２８】
リングを有する実施形態において、第１の層は、基板に取り付けるために用いられる内面を備え、第２の層は、内面に取り付けられ、第２の材料は、圧縮でプレストレスされる。
【００２９】
リングを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第１の材料は、シリコンを有する。
【００３０】
リングを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第２の材料は、第１の層のシリコン材料に設けられたＳｉＯ２を有する。
【００３１】
リングを有し、第２の材料が引張でプレストレスされる実施形態において、第２の材料は、第１の層のシリコン材料に設けられたクロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素のいずれかを有する。
【００３２】
ダイヤフラム上に取り付けられ、成長され、又は、その他で設けられた内部プレストレス材料を加えることで、小型のファブリ・ペロー又は静電容量型の圧力センサーの感度が増加し、さらに、このような内部プレストレス材料の解放下で、バイアス圧力での感度が増加するように、ダイヤフラムの形状変化を生じさせる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、従来のファブリ・ペロー圧力センサーを示す概略断面図である。
【００３４】
【図２】図２は、外部圧力を印加することによって変形された従来の圧力センサーダイヤフラムを示す概略断面図である。
【００３５】
【図３】図３は、様々なダイヤフラム厚における印加圧力に対する従来の圧力センサーの反応を説明するグラフ図である。
【００３６】
【図４】図４は、ダイヤフラムの圧力バイアスのために外側に取り付けられ中央に配置されたプレストレス・ドット・ダイヤフラムを示す断面図である。
【００３７】
【図５】図５は、シリコン・オン・インスレーター基板を示す断面図である。
【００３８】
【図６】図６は、シリコン・オン・インスレーター（ＳＯＩ）ハンドルから取り外されたＳｉＯ２及びシリコン具の層によって引き起こされる変形を示す断面図である。
【００３９】
【図７】図７は、シリコン具及びＳｉＯ２の層の双方からなるダイヤフラムを有する圧力センサーを示す断面図である。
【００４０】
【図８】図８は、外面にあるシリコン具の層及び中央ＳｉＯ２ドットからなるダイヤフラムを有する圧力センサーを示す断面図である。
【００４１】
【図９】図９は、様々なＳｉＯ２ドット厚（厚いダイヤフラム）に対する圧力センサー反応曲線を説明するグラフ図である。
【００４２】
【図１０】図１０は、様々なＳｉＯ２ドット厚（薄いダイヤフラム）に対する圧力センサー反応曲線を説明するグラフ図である。
【００４３】
【図１１】図１１は、７６０ｍｍＨｇにおける様々なＳｉＯ２ドット厚に対する２つの異なるセンサーの圧力感度を説明するグラフ図である。
【００４４】
【図１２】図１２は、ダイヤフラムの圧力バイアスのために内側に取り付けられ中央に配置されたプレストレス・ドット・ダイヤフラムを示す断面図である。
【００４５】
【図１３】図１３は、シリコンと、ダイヤフラムのバイアスのために外面の周辺部に配置された内部引張応力を有するリングと、からなるダイヤフラムを有する圧力センサーを示す断面図である。
【００４６】
【図１４】図１４は、シリコンと、ダイヤフラムのバイアスのために内面の周辺部に配置された内部圧縮応力を有するリングと、からなるダイヤフラムを有する圧力センサーを示す断面図である。
【発明の開示】
【００４７】
実施形態に関する以下の説明において、添付図面を参照して、本発明を説明する。なお、開示された本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態でもよいことは理解できる。
【００４８】
図１に示す圧力センサーに対して、印加圧力は、ダイヤフラム７の変形を測定することで得られる。このようなセンサーの感度は、印加圧力に対するダイヤフラムの変形によって得られる。ダイヤフラムが大きく変形するほど、感度は良くなる。
【００４９】
バイアス圧力範囲（真空からオフセットされた圧力範囲）で稼働する絶対圧力センサーの感度は、ダイヤフラムを薄くすることで向上すると言われている。しかし、図３では、所定のダイヤフラム厚さに対して、ダイヤフラムを薄くしても、感度が向上しないことを示している。ダイヤフラムが薄くなると、低圧での感度は増加するが、例えば、７６０ｍｍＨｇのような高圧では、それ以上、感度は向上しない。所定のバイアス圧力範囲で稼働する所定の圧力センサーダイヤフラムの直径に対しては、超えることができない最高感度がある。
【００５０】
このような圧力センサーの感度を増加する方法の一つとして、バイアス圧力が存在しない箇所にダイヤフラムを再配置することがある。この目的を達成する方法の一つとして、バイアス圧力での差圧がなくなるように、バイアス圧力（カテーテル先端装置に対する大気圧(atmospheric pressure for catheter tip applications)）と同じ圧力で、センサーの内部空洞をガスで充填することがある。しかし、真空にする代わりに、ガスで内部空洞を充填すると、センサーは温度に対して非常に敏感になる。例えば、大気圧では、圧力センサーの内部空洞でのガス圧力は、２０度から３７度に温度上昇すると、４４ｍｍＨｇ増加する。
【００５１】
図４に示す実施形態では、ダイヤフラムの外面に引張応力を生じさせることで、ダイヤフラムが上方の最適位置に移動するように、ダイヤフラムが元の位置の近くに再配置されるように構成されている。展伸材の薄層２２（内部圧縮応力を解放するこのような層を有することで提供される）をダイヤフラム２１の外面の中心に配置することで、この目的を達成できる。
【００５２】
図５〜図８は、このような高圧力感度を有する圧力センサーを製作する方法を示す図である。図５に示す通り、ファブリ・ペロー(Fabry-Perot)圧力センサーのダイヤフラムは、シリコン・オン・インスレーター（ＳＯＩ）を用いて製作できる。ＳＯＩは、ハンドル３３からなり、シリコンの厚い部分である。センサーが完成すると、ハンドル３３は、通常、解放(released)、即ち、取り除かれる(removed)。シリコン具３１は、ダイヤフラムを構成するＳＯＩの一部である。これは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層３２によってハンドルから分離される。二酸化ケイ素にわたるシリコンを選択的にエッチングするための化学薬品があるので、ＳｉＯ２層３２によって簡単にダイヤフラムをハンドルから取り外すことができる。
【００５３】
ＳＯＩ基板の製作工程は、かなり高い温度でＳｉＯ２層３２を熱成長させる。ＳｉＯ２層３２が成長する温度、及びＳｉＯ２とシリコン具３１との間の熱膨張係数（室温で、それぞれ０．５×１０−６及び２．７×１０−６）を考慮すると、室温で、ＳｉＯ２層３２は大きな圧縮応力を受けることが明らかである。同様に、シリコン具３１は、反対の応力（引張応力）を受ける。
【００５４】
図６に示す通り、シリコン具４１及びＳｉＯ２層４２は、ハンドルから取り外されると、残りの層がたわむことがわかる。この挙動はバイメタルと同様であって、複合材料は、層の応力を緩和するために湾曲する。ＳｉＯ２層４２は圧縮応力下で伸長しようとする一方、シリコン具４１は引張応力下で収縮しようとする。
【００５５】
ファブリ・ペロー圧力センサー（図７）を製作するためにＳＯＩを使用するとき、ＳＯＩ全体は、陽極接合でガラス基板５１に接合され、先ず、ファブリ・ペロー空洞５２が、表面にエッチングされる。ＳＯＩがガラス基板に接合された後、当業者に良く知られる研磨及びエッチング工程によって、ハンドルが取り外される。センサーには、シリコン具層５３及びＳｉＯ２層５４からなるダイヤフラムが残される。図６に示すダイヤフラムのバイメタル作業の結果、ダイヤフラムが上方へ移動することがわかるが、これは外部からのバイアス圧力を考慮していない。たわんだダイヤフラムの外面における応力は、純粋な引張応力ではない。ダイヤフラムの中央部５７は圧縮されており、端部５５は引っ張られている。ＳｉＯ２層５４及びシリコン具層５３に対する内部応力の緩和によって、中央部５７は外側へ移動するが、端部５５は内側へ移動する。これら二つの力は、大部分で互いに釣り合っている。最終的に、ダイヤフラムは元の位置へ戻らない。
【００５６】
ダイヤフラムを内側へ移動するＳｉＯ２層５４の端部５５を取り除き、ダイヤフラムを外側へ引っ張る中央部５７のみを残すことで、上記の釣り合いの影響を減少できる。図８は、最適位置へ戻したダイヤフラムを有する同一の圧力センサーを示す図である。中央のＳｉＯ２ドット部(dot portion)６１は、シリコンダイヤフラム６２の外面にわたって無傷で残されるのに対し、端部は、当業者に良く知られる選択的エッチング(preferential etching)によって取り除かれる。
【００５７】
様々なパラメーターを適用することで、最適な設計がなされることがわかる。図９及び図１０は、１）同一のダイヤフラム直径で、２）異なるダイヤフラム厚（図９のセンサーは、より厚い方のダイヤフラムである）で、及び３）ＳｉＯ２ドット厚が様々な、二つの圧力センサーの感度を示す図であり、
【００５８】
図１１は、７６０ｍｍＨｇにおける図９及び図１０の反応曲線の傾斜を示す。ドットがないとき、７６０ｍｍＨｇにおける圧力センサー（薄いダイヤフラムと厚いダイヤフラムの双方）の感度は、双方とも、１．３６ｎｍ／ｍｍＨｇと測定される。従って、ダイヤフラムを薄くしても感度を向上することはできない。一方、薄いダイヤフラム及び最適ＳｉＯ２ドット厚を有するセンサーにおける最高感度は、９．７ｎｍ／ｍｍＨｇまで上昇するのに対し、厚いダイヤフラムを有するセンサーでは３．２ｎｍ／ｍｍＨｇとなる。これは、ドットのない１．３６ｎｍ／ｍｍＨｇの感度より優れている。
【００５９】
最高感度は、圧力範囲の制限領域で生じる。ＳｉＯ２ドットは、ＳｉＯ２ドットのないセンサーのセンサー反応曲線をより高圧側にスライドする作用を有している。即ち、センサー反応曲線が、より大きな圧力側にバイアスされる。ＳｉＯ２ドットがないとき、センサー反応は０ｍｍＨｇで変曲点を有しており、ダイヤフラムは平坦である。負圧（圧力が内部空洞の内側でより高い状態）におけるセンサー反応は対称となる。図９及び図１０では、より高圧側にシフトした全体の反応曲線であって、ＳｉＯ２ドットの厚さが増加すると、変曲点がより高圧側に移動する。このようなプレストレス・ドット(pre-stress dot)の存在によって、最高感度を実際のバイアス圧力(actual bias pressure)に相当する点にもたらす圧力センサーに対して、バイアス(bias)を生じさせる。
【００６０】
ダイヤフラムをバイアスすることで、圧力センサーの感度を向上できることがわかる。圧縮でプレストレスされたドットをダイヤフラムの外面の中央に付加することで、ダイヤフラムがバイアスされる。このような内部圧縮応力を解放することで、ダイヤフラムは外側に湾曲して感度が向上する。同様に、引張でプレストレスされたドットをダイヤフラムの外面の中央に付加することで、ダイヤフラムをバイアスできる。
【００６１】
図１２は、ＦＰセンサー７０を示す図であり、ダイヤフラムが上方の最適位置に移動するように、ダイヤフラムの内面に圧縮応力を生じさせることで、ダイヤフラムはその平坦位置付近に再配置される。材料の薄層７２が、内部引張応力を生じると共に、ダイヤフラム７１の内面の中心に配置されることで、この目的が達成される。このような内部引張応力を生じさせるために付着又は成長される関心材料として、例えば、クロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素がある。
【００６２】
同様の構成として、ダイヤフラムの周辺端部５５に付着又は成長した、リング形状の材料のプレストレス層を有するものも含む。図１３に示す通り、内部引張応力を有する層７５がダイヤフラムの外面７６の周辺部に付着又は成長することで、同様の結果が生じる一方で、図１４の通り、内部圧縮応力を有する層８０がダイヤフラムの内面８１の周辺部に付着又は成長することで、同様の結果が生じる。
【００６３】
ウエハーを製作する間にシリコン・オン・インスレーター（ＳＯＩ）ウエハーの層のＳｉＯ２内に発生する圧縮応力を用いて、本発明の実施形態が実証される。しかし、付着、成長又は他の工程の後に、他の付着又は成長された材料の薄層に内部応力を生じさせることによっても、同じ目的を達成できることがわかる。例えば、クロム、アルミニウム、チタン、鉄、金、酸化チタン、酸化タンタル、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び窒化ケイ素が、内部応力と共に付着される材料の一つである。
【００６４】
特定の実施形態に基づいて上記の通り本発明を説明したが、本発明の思想の範囲から逸脱することなく実施できる。
【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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