(57)【要約】【課題】製造中のセンサ部の破損を防止し、歩留まりを向上させた圧力センサを提供する。【解決手段】複数の第一配線２と複数の第二配線３を交差させて配置し、両配線の交差部付近にセンサ部４を設けた圧力センサにおいて、前記センサ部は空洞部１０を介在させて第一電極８と第二電極９が対向配置されており、複数の前記センサ部４を圧力検知領域に配置し、列方向に並ぶ各センサ部の空洞部を空間的に連通させる。【選択図】        図２
2004157105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第一配線と複数の第二配線を交差させて配置し、両配線の交差部付近にセンサ部を設けた圧力センサにおいて、前記センサ部は空洞部を介在させて第一電極と第二電極が対向配置されており、複数の前記センサ部を圧力検知領域に配置し、列方向に並ぶ各センサ部の空洞部を空間的に連通させたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記第二電極は前記センサ部に圧力が加わったときに前記第一電極側へ湾曲可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記各センサ部の空洞部を連通させる連通部にリリース口が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項４】
隣接する前記センサ部の間に前記連通部が２つ設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記センサ部は前記空洞部の上面をなす膜を貫通する円状のリリース口を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記連通部は該連通部と接続する前記センサ部の電極と同一材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記センサ部は前記第一配線と前記第二配線の交点からずらして配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項８】
隣接するセンサ部の前記第二電極は電気的に接続する連通部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項９】
隣接するセンサ部の前記第一電極は電気的に接続する連通部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１０】
空洞部を介在させて第一電極と第二電極を対向配置したセンサ部を有し、複数の前記センサ部を圧力検知領域に配置した圧力センサにおいて、センサ部とは別に設けられると共に表面に通気口を有する通気口部と、前記センサ部の空洞部と前記通気口部の通気口を空間的に連通する通路部を備えたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項１１】
前記通路部は屈曲部を有していることを特徴とする請求項１０に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
前記通路部はつづらおり状に形成されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１３】
前記通路部は渦巻き状に形成されていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１４】
前記センサ部は前記空洞部の上面をなす膜を貫通する円状のリリース口を有することを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１５】
前記通気口部は前記通気口部の上面をなす膜を貫通する多角形の通気口を有することを特徴とする請求項１０ないし請求項１４のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１６】
前記通気口部は前記通気口部の上面をなす膜を貫通する四角形の通気口を有することを特徴とする請求項１０ないし請求項１５のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１７】
複数の前記センサ部をマトリクス状に配置し、前記通気口部は前記センサ部が配置された領域の外側に配置されていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１６のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１８】
前記通路部の内面のうち少なくとも一面は前記センサ部の電極と同じ材質により形成されていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１７のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項１９】
前記通路部の内面は絶縁性の膜により形成されていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１８のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項２０】
隣接するセンサ部の前記第二電極は電気的に接続する連通部を有することを特徴とする請求項１０ないし請求項１９のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項２１】
隣接するセンサ部の前記第一電極は電気的に接続する連通部を有することを特徴とする請求項１０ないし請求項２０のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項２２】
空洞部を介在させて第一電極と第二電極を対向配置したセンサ部と、通気口を有する通気口部と、前記センサ部の空洞部と前記通気口部の通気口を空間的に連通させる通路部とを有する圧力センサの製造方法において、基板上に金属層を積層してセンサ部に対応する位置に第一電極を形成する工程と、前記第一電極の一部を露出させる第一絶縁膜を形成する工程と、前記第一絶縁膜上に金属層を積層すると共に、前記センサ部及び前記通気口部の空洞部と前記通路部に相当する部分の前記金属層を残して中間層を形成する工程と、前記中間層上に金属層を積層すると共に、中間層上の金属層をパターニングしてセンサ部の第二電極を形成する工程と、前記第二電極上に第二絶縁膜を形成する工程と、前記中間層上に位置する前記第二電極及び前記第二絶縁膜の一部分を取除いてセンサ部のリリース口及び通気口部の通気口を形成する工程と、前記リリース口及び前記通気口を介して中間層を除去する工程と、前記リリース口を塞ぐ工程を備えたことを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項２３】
空洞部を有するセンサ部を複数配置し、隣接する前記センサ部の空洞部を空間的に連通する連通部を備えた圧力センサの製造方法において、基板上に金属層を積層してセンサ部に対応する位置に第一電極を形成する工程と、前記第一電極上に第一絶縁膜を積層する工程と、前記第一絶縁膜を部分的に取り除いて前記第一電極の中央部分を露出させる工程と、前記第一絶縁膜上に金属層から成る中間層を積層する工程と、前記中間層をパターニングしてセンサ部の中央部分及び連通部に相当する部分を残す工程と、前記中間層上に金属層を積層し、少なくともセンサ部及び連通部の中間層を覆うように金属層をパターニングしてセンサ部の第二電極を形成する工程と、前記第二電極上に第二絶縁膜を形成する工程と、前記中間層上に位置する前記第二電極及び前記第二絶縁膜の一部分を取除いてセンサ部のリリース口を形成する工程と、前記リリース口を介して中間層を除去してセンサ部の空洞部及び連通部を形成する工程と、前記リリース口を絶縁膜により塞ぐ工程を備えたことを特徴とする圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力センサに関し、特に微細な形状を検知するセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、個々を識別する装置として指紋センサが用いられており、この指紋センサには簡単で且つ精度良く指紋を検知することが要求されている。この種の指紋センサとしては指紋を光学的に検知するものや電気的に検知するものなど、様々なタイプのものが研究、開発されている。例えば特開平９−１２６９１８号公報や特開平１０−３００６１０号公報には、電極を有するマイクロセンサ部をマトリクス状に配置し、指からの圧力を電気信号に変換して指紋を検知するものが記載されている。このマイクロセンサ部は、２枚の電極の間に空洞を介在させた状態で対向配置している。
【０００３】
図１８には製造途中におけるマイクロセンサ部の断面図を示す。シリコン基板１０１上にはエッチングバリア層１０２が積層され、その上に所定のパターンでＡｕ又はＴｉによる第一金属層１０３が形成される。この第一金属層１０３は可変コンデンサの第一電極、若しくは、マイクロコンタクタの第一端子として使用される。第一金属層１０３に対応して多結晶シリコン又はＡｌからなる隔膜１０４を形成し、隔膜１０４上にＡｕ又はＴｉからなる第二金属層１０５を形成する。そして基板１０１の表面全体を窒化シリコンからなる絶縁膜１０６で覆う。マイクロセンサ部の表面には第二金属膜１０５及び絶縁膜１０６に隔膜１０４まで達する開口１０７が形成され、開口１０７の部分で隔膜が外部に露出する。なお図１８ではこの状態を示している。この後で基板１０１にウェットエッチングを行うが、このとき溶液が多結晶シリコン又はＡｌからなる隔膜１０４をエッチングし、隔膜１０４が取除かれて空洞が形成される。エッチング終了後に開口１０７を窒化シリコンなどで塞ぎ、空洞を密閉する。そしてマイクロセンサに指からの圧力が加わると、その圧力に応じて絶縁膜１０６及び第二金属層１０５が第一金属層１０３側へ湾曲し、その状態に応じた電気信号を出力して、指紋の形状を検知する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１２６９１８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、マイクロセンサ部の開口１０７を開けたままにしておくと、その開口１０７から空洞内に塵埃などが入り込んで誤動作の原因になるため、開口１０７は塞いだ方がよい。しかしながら開口を塞いだ後で例えばプラズマＣＶＤにより絶縁膜を積層する工程があるとき、その製造工程でマイクロセンサを真空状態の中に曝すことになる。このとき空洞が密閉されているため空洞内と外部との間に気圧差が生じ、第二金属層１０５に大きな負担がかかり、その結果マイクロセンサ部が破損してしまう問題が生じる。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、製造中のセンサ部の破損を防止し、歩留まりを向上させた圧力センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の圧力センサは、複数の第一配線と複数の第二配線を交差させて配置し、両配線の交差部付近にセンサ部を設けた圧力センサにおいて、前記センサ部は空洞部を介在させて第一電極と第二電極が対向配置されており、複数の前記センサ部を圧力検知領域に配置し、列方向に並ぶ各センサ部の空洞部を空間的に連通させたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記第二電極は前記センサ部に圧力が加わったときに前記第一電極側へ湾曲可能に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明において、前記各センサ部の空洞部を連通させる連通部にリリース口が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明において、隣接する前記センサ部の間に前記連通部が２つ設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明において、前記センサ部は前記空洞部の上面をなす膜を貫通する円状のリリース口を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明において、前記連通部は該連通部と接続する前記センサ部の電極と同一材料で形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明において、前記センサ部は前記第一配線と前記第二配線の交点からずらして配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明において、隣接するセンサ部の前記第二電極は電気的に接続する連通部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明において、隣接するセンサ部の前記第一電極は電気的に接続する連通部を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明において、空洞部を介在させて第一電極と第二電極を対向配置したセンサ部を有し、複数の前記センサ部を圧力検知領域に配置した圧力センサにおいて、センサ部とは別に設けられると共に表面に通気口を有する通気口部と、前記センサ部の空洞部と前記通気口部の通気口を空間的に連通する通路部を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明において、前記通路部は屈曲部を有していることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明において、前記通路部はつづらおり状に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明において、前記通路部は渦巻き状に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明において、前記センサ部は前記空洞部の上面をなす膜を貫通する円状のリリース口を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明において、前記通気口部は前記通気口部の上面をなす膜を貫通する多角形の通気口を有することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明において、前記通気口部は前記通気口部の上面をなす膜を貫通する四角形の通気口を有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明において、複数の前記センサ部をマトリクス状に配置し、前記通気口部は前記センサ部が配置された領域の外側に配置されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明において、前記通路部の内面のうち少なくとも一面は前記センサ部の電極と同じ材質により形成されていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明において、前記通路部の内面は絶縁性の膜により形成されていることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明において、隣接するセンサ部の前記第二電極は電気的に接続する連通部を有することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明において、隣接するセンサ部の前記第一電極は電気的に接続する連通部を有することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の圧力センサの製造方法は、空洞部を介在させて第一電極と第二電極を対向配置したセンサ部と、通気口を有する通気口部と、前記センサ部の空洞部と前記通気口部の通気口を空間的に連通させる通路部とを有する圧力センサの製造方法において、基板上に金属層を積層してセンサ部に対応する位置に第一電極を形成する工程と、前記第一電極の一部を露出させる第一絶縁膜を形成する工程と、前記第一絶縁膜上に金属層を積層すると共に、前記センサ部及び前記通気口部の空洞部と前記通路部に相当する部分の前記金属層を残して中間層を形成する工程と、前記中間層上に金属層を積層すると共に、中間層上の金属層をパターニングしてセンサ部の第二電極を形成する工程と、前記第二電極上に第二絶縁膜を形成する工程と、前記中間層上に位置する前記第二電極及び前記第二絶縁膜の一部分を取除いてセンサ部のリリース口及び通気口部の通気口を形成する工程と、前記リリース口及び前記通気口を介して中間層を除去する工程と、前記リリース口を塞ぐ工程を備えたことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の圧力センサの製造方法は、空洞部を有するセンサ部を複数配置し、隣接する前記センサ部の空洞部を空間的に連通する連通部を備えた圧力センサの製造方法において、基板上に金属層を積層してセンサ部に対応する位置に第一電極を形成する工程と、前記第一電極上に第一絶縁膜を積層する工程と、前記第一絶縁膜を部分的に取り除いて前記第一電極の中央部分を露出させる工程と、前記第一絶縁膜上に金属層から成る中間層を積層する工程と、前記中間層をパターニングしてセンサ部の中央部分及び連通部に相当する部分を残す工程と、前記中間層上に金属層を積層し、少なくともセンサ部及び連通部の中間層を覆うように金属層をパターニングしてセンサ部の第二電極を形成する工程と、前記第二電極上に第二絶縁膜を形成する工程と、前記中間層上に位置する前記第二電極及び前記第二絶縁膜の一部分を取除いてセンサ部のリリース口を形成する工程と、前記リリース口を介して中間層を除去してセンサ部の空洞部及び連通部を形成する工程と、前記リリース口を絶縁膜により塞ぐ工程を備えたことを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の圧力センサの概略を示す全体図である。１は透明なガラス基板であり、ガラス基板１上には行方向に存在する複数の第一配線２と列方向に存在する複数の第二配線３がマトリクス状に形成されている。この実施例では基板としてガラス基板１を用いたが、ガラス基板に限定するものではなく、プラスティックフィルムなどでもよい。４は第一配線２と第二配線３の交差部付近に設けられたセンサ部、５は第二配線３上に設けられた通気口部である。複数のセンサ部４をマトリクス状に並べた領域が、微細な形状を検知する圧力検知領域に該当し、通気口部５は圧力検知領域外に設けられている。なお、センサ部４を組み込んだ圧力センサ装置には形状を検知するための領域が設けられているが、ここでいう圧力検知領域とはこの圧力センサ装置の形状を検知するための領域ではなく、センサ部４が存在する領域のことを意味する。通気口部５はセンサ部４が並ぶ列方向の延長線上に存在し、この列方向に並ぶセンサ部群の両端に隣接して配置されている。なお、通気口部５をこのセンサ部群の一方の端部にだけ隣接配置してもよい。６は第一配線２に走査信号を供給する走査回路、７は第二配線３に流れる信号を検知する感知回路である。
【００３１】
センサ部４の詳細な構成は後述するが、センサ部４では第一配線２に接続する第一電極と第二配線３に接続する第二電極が空洞部を介して対向配置している。第二電極は検体からの圧力に応じて第一電極側に湾曲し、所定以上の圧力が加わると第一電極に接触する。そして検体を圧力検知領域に押し付けたとき、検体の凸部に対応するセンサ部４では両電極が接触し、検体の凹部に対応するセンサ部４では両電極が離れたままである。このとき走査回路６から１つの第一配線２に走査信号を供給すると、両電極が接触しているセンサ部４では両電極を介して第二配線３に信号が流れ、両電極が接触していないセンサ部４では第二配線３に信号が流れない。そして感知回路７で第二配線３を流れる信号の有無を検知すれば、各センサ部４に加わる圧力を検知できる。走査回路６から各第一配線２に順次走査信号を供給し、圧力検知領域を一通り走査して形状を検知する。
【００３２】
図２はセンサ部４及び通気口部５の平面図を示し、図３は図２のＡ−Ａに沿った断面であるセンサ部４の断面図、図４は図２のＢ−Ｂに沿った断面である通気口部５の断面図、図５は図２のＣ−Ｃに沿った断面図である。
【００３３】
まずセンサ部４の構造について説明する。ガラス基板１上には全面にＳｉＮｘによる下層絶縁膜１１が積層されている。下層絶縁膜１１上には複数の第一配線２がそれぞれ平行に配置され、センサ部４に第一電極８が形成される。この第一配線２と第一電極８は共に下層絶縁膜１１上に積層された金属層をパターニングして形成される。この金属層としては例えばＡｌとＭｏによる積層構造が用いられる。第一電極８は、センサ部４の中央部に位置し中央電極部に相当する円状部８ａと、センサ部４の周囲に位置する環状部８ｂと、円状部８ａと環状部８ｂを接続する接続部８ｃとを備えている。この実施例では１つの環状部８ｂを設け、この環状部８ｂはセンサ部４の中央を中心とした環状である。
【００３４】
１２は第一配線２と第一電極８を電気的に接続する細長状のコンタクト層であり、多結晶層や金属層により形成されている。このコンタクト層１２は第一配線２や第一電極８の金属よりも高抵抗な部材で形成する。ここでコンタクト層１２の抵抗をＲ、第一配線２に供給される走査信号の電圧をＥ、第二配線３を流れる電流をＩとすると、Ｅ＝ＩＲの関係が成り立つ。従って１つのセンサ部４を介して第二配線３に流れる信号は、電流値がＩになる。しかし、第二配線３を流れる信号が、例えばセンサ部４、走査されていない第一配線２、他の列のセンサ部４、他の列の第二配線３と流れた場合、走査信号は始めの第一配線２から見て最終的に３つのコンタクト層１２を通過することになる。そして、この他の列の第二配線３を流れる電流をＩ’とすると、Ｅ＝３ＲＩ’となり、Ｉ’＝Ｉ／３となる。従って第二配線３を流れる電流値を見ることで他のセンサ部４を経由していないかを見分けることができ、センサ自体の精度を向上させることができる。
【００３５】
このコンタクト層１２には膜厚均等に成膜でき、光学的手段を用いてパターン形成可能なものがよく、多結晶シリコンや導電性不純物を混入したアモルファスシリコン層が用いられるが、スイッチング素子や整流素子（ダイオードなど）で構成しても良い。コンタクト層１２の抵抗は感知回路７で検出できる最小の電流値を基にして決める。また、高抵抗のコンタクト層１２を用いる場合は、配線抵抗を小さくする必要がある。抵抗は距離に比例するため、走査回路６から離れるほど走査回路６までの抵抗も高くなる。そのため走査回路６から遠いところに位置するセンサ部４までの配線抵抗がコンタクト層１２と同程度の抵抗になった場合、感知回路７の検出結果から適正な値かどうかの見分けがつかなくなる。よって第一配線２には抵抗の小さいＡｌ等を含むようにした方がよい。
【００３６】
１３はＳｉＮｘまたはＳｉＯ２などによる第一絶縁膜であり、下層絶縁膜１１や第一配線２などを覆っている。第一絶縁膜１３はセンサ部４にも存在するが、センサ部４の中央付近には円形状のセンサ孔１４が形成され、第一電極の円状部８ａの中央部分を露出させている。このセンサ孔１４の大きさや厚さ（センサ孔１４周縁の第一絶縁膜１３の厚さ）はセンサの感度に影響する。
【００３７】
第一電極の円状部８ａの周囲を第一絶縁膜１３で覆っているため、第二電極９が第一電極８と大きな範囲で密着することがなく、第二電極９が第一電極８に接触した後に第一絶縁膜１３付近から第二電極９が第一電極８と離れる。そして第一絶縁膜１３が厚くなるほど、第二電極９の弾力性が弱くても元の状態に戻りやすくなるが、第二電極９が第一電極８に接触する可能性も低くなる。
また、センサ孔１４が大きいときは第一電極８の露出部分が多くなり、第二電極９と接触する可能性が増える。従ってセンサ部４に掛かる小さな圧力の検知が可能になるが、それだけ過度の検知にもなりやすい。それに対してセンサ孔１４が小さくなると第一電極８の露出部分が少なくなり、第二電極９と接触する可能性が少なくなるため、その分だけ圧力に対して鈍感なセンサになる。よって、第一絶縁膜の厚さやセンサ孔の大きさは圧力センサに求められる感度によって適宜設定される。
【００３８】
第一絶縁膜１３から露出した第一電極８は空洞部１０を介在させて第二電極９と対向配置する。空洞部１０の形成方法は後述するが、センサ部４を平面方向から見たとき、空洞部１０は第一電極の環状部８ｂまで広がっている。また、センサ部４の４隅にはリリース口１５が設けられ、空洞部１０はこのリリース口１５にまで延在している。
【００３９】
第二電極９は金属層により形成され、例えばＭｏが用いられる。センサ部４内では、第二電極９は５０μｍ×５０μｍの正方形状にパターニングされ、４隈にリリース口１５が開口している。列方向に並ぶセンサ部４では、それぞれ隣接するセンサ部４との間或いは通気口とセンサ部との間に互いの第二電極９を電気的に連結する連結部３０が形成され、第二電極９や連結部３０が第二配線３を兼ねている。連結部３０は第二電極９よりも幅が狭く、第一配線２に第一絶縁膜１３を介して直交方向に重なっている。第二電極９と連結部３０の製造工程は後述するが、第二電極９と連結部３０は同一の金属層をパターニングして形成されている。
【００４０】
第二電極９はほぼ均一な膜厚を有しているが、後述する中間層２５の表面が第一電極８の形状に応じて凹凸になるため、第二電極９も凹凸形状になる。つまり大まかにみて円状部８ａや環状部８ｂに対向する部分が凸状になり、第一電極８に対向しない部分が凹状になる。こうして第二電極９が全体的に凹凸部分を有するため、第二電極９が補強され復元力が増加する。また第二電極９に強い圧力が掛かったときでも、第二電極９の全体に応力が働くため強度が増し、第二電極９が破損する可能性が低減し、耐久性が向上する。
【００４１】
１６は第二絶縁膜、１７は保護膜であり、第一絶縁膜１３や第二配線２上に積層される。この実施例では共にＳｉＮｘで形成されている。なお、これらの膜１６、１７はＳｉＮｘに限定するものではなく、ＳｉＯ２でもよく、ポリイミドやポリアクリレートなどの有機絶縁膜でもよい。詳細は後述するが、第二絶縁膜１６と保護膜１７は別工程で形成される。第二絶縁膜１６には円状のリリース口１５が形成され、リリース口１５を形成した後で第二絶縁膜１６上に保護膜１７を形成するため、リリース口１５は保護膜１７で塞がれる。そして、リリース口を塞ぐ保護膜１７と第二絶縁膜１６上に積層される保護膜１７は同時形成されるが、膜としては連続せずに分かれている。このリリース口１５を塞ぐ保護膜１７が閉塞部に相当する。
【００４２】
センサ部４では、第二電極９上の第二絶縁膜１６と保護膜１７が円形状に取除かれ、第二電極９が露出している。第二電極９は第二絶縁膜１６が被覆されている境界部分を支点にして湾曲するため、第二絶縁膜１６が取除かれている範囲の大きさによって第二電極９の柔軟性が変わる。第二絶縁膜１６を大きく取除くと第二電極９が湾曲しやすくなり、検体の凸部が第二電極９に当たったときに第二電極９が湾曲して第一電極８と接触するため、圧力に対して敏感なセンサ部４になる。それに対して、第二電極９上に第二絶縁膜１６や保護膜１７を広めに残した場合、その分だけ第二電極９が湾曲し難くなるため、圧力に対して鈍感なセンサ部４になる。第二電極９の湾曲のしやすさはセンサ部４の感度に影響し、圧力に対して敏感になるほど圧力の検知のし過ぎにより検体の形状が不明瞭になり、圧力に対して鈍感になるほど微細な形状を検知できない部分が存在するため検体の形状が不鮮明になる。したがって敏感になりすぎても、鈍感になりすぎても誤検知の可能性が増大するため、第二電極９の湾曲のし易さが適正になるように設計する必要がある。そして第二絶縁膜１６が取除かれている部分の境界が第一電極８の最も外側の環状部８ｂよりも内側に位置するように設定すると、第二電極９の柔軟性と復元力が適切な範囲内になる。
【００４３】
さらに、薄膜状の第二絶縁膜１６や保護膜１７が第二電極９上に存在すると第二電極９の補強及び保護の役割を果すため、それだけ第二電極９の破損は少なくなる。この実施例では第二絶縁膜１６と保護膜１７を除去しているが、これらの条件を考慮して、除去せずに第二電極９上の第二絶縁膜１６や保護膜１７の厚み方向の一部を取除き、中央部分を薄くしてもよい。このとき薄くした部分はセンサ部４を中心として円形状にするとよい。なお、この実施例では第二絶縁膜１６を円形状に取除いたが、第二絶縁膜を多角形状に取除いてもよい。
【００４４】
次に通気口部５について説明する。２０は通気口部５の中央付近に位置し、下層絶縁膜１１上に形成されたダミー電極である。ダミー電極２０は中心に開口を有する四角形の金属層であり、第一配線２や第一電極８と同一工程で形成される。従って、例えば下層絶縁膜１１の全面にＭｏとＡｌの積層構造からなる金属層を積層し、この金属層をパターニングしてダミー電極２０、第一配線２、第一電極８を同時形成する。そしてダミー電極２０は第一配線２と電気的な接続がなく、孤立して設けられている。第一絶縁膜１３は下層絶縁膜１１やダミー電極２０を覆うように積層され、通気口部５の中央付近では第一絶縁膜１３を取除いて下層絶縁膜１１やダミー電極２０の一部を露出している。
【００４５】
２１は通気口部５に位置する補助電極であり、センサ部４の第二電極９と同様にＭｏ等からなる金属層を５０μｍ×５０μｍの正方形状にパターニングし、４隈に円状のリリース口１５を形成している。通気口部５の補助電極２１はその形状がセンサ部４の第二電極９と類似しているが、形状を検知する機能はなく、第二配線３の一部として存在する。補助電極２１と第一絶縁膜１３の間には第二空洞部２２が設けられ、この第二空洞部２２はセンサ部４の空洞部１０と空間的に連通し、両空洞部１０、２２間を通気可能にしている。補助電極２１上には第二絶縁膜１６が積層され、補助電極２１と同様にリリース口１５が設けられている。
【００４６】
通気口部５の中央には第二空洞部２２の上面である補助電極２１及び第二絶縁膜１６を貫通する四角形の通気口２３が形成されている。この実施例では通気口２３を四角形にしたが、多角形であればよい。通気口２３に対応する位置にはダミー電極２０、第一絶縁膜１３が存在しない。第二絶縁膜１６上に保護膜１７を積層するとき、リリース口１５はこの保護膜１７の一部によって塞がれて第二空洞部２２との連通状態を絶たれるが、通気口２３では保護膜１７が下層絶縁膜１１上に積層されるため第二空洞部２２との連通状態を維持する。このときリリース口１５は円状であるため塞がれやすく、通気口は多角形であるため塞がれにくい。そのことを図１０に基づいて説明する。図１０は開口を塞ぐときの様子を示した模式図であり、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は平面図である。ここで３６は空洞３５の底面層、３７は空洞３５の上面層、３８は上面層３７に形成された開口、３９は開口３８を塞ぐために積層された封止層である。封止層３９はプラズマＣＶＤにより成膜される。開口３８のような段差のある個所に成膜を行うと、図１０（ａ）に示すように、開口３８のエッジ部（上面層３７の端部）と開口３８に対応する底面層３６上に成膜される。そして底面層３６上に積層された封止層３９が開口３８まで達したとき、図１０（ｂ）に示すように、多角形の角部分ではピンホール的な穴が生じる。リリース口１５の形状は、中間層２５を取り除くことができる構造であれば多角形や円形或いは一部に曲線部を有する形状であってもよい。その中でも開口を確実に塞ぐためには開口の形状を角部分の存在しない円状にするのがよく、リリース口１５には円状が適している。それに対して通気口２３はリリース口１５を確実に塞いだときにも開口していることが求められるため、その形状は角部分が存在する多角形が適している。
【００４７】
通気口部５では補助電極２１上の第二絶縁膜１６、保護膜１７は取除かれず、そのまま残っている。従って第二絶縁膜１６、保護膜１７により補助電極２１の湾曲が規制され、通気口２３の周辺が補強されることになり、製造中や使用中でも通気口２３は第二空洞部２２と連通している。
【００４８】
２４は中空状でその内部を空気が行き来できる通路部であり、通気口部５とセンサ部４の間に位置し、センサ部４の空洞部１０と通気口部５の第二空洞部２２をつないでいる。通路部２４は、その底面を第一絶縁膜１３で、側面や上面を第二配線３の金属層である連結部３０で構成している。通路部２４によりセンサ部４の空洞部１０と通気口部５の第二空洞部２２が空間的に連通状態になり、通気口２３を介して外気の行き来が可能になる。また通路部２４の横幅は空洞部１０の横幅よりも狭くなっているため、通気口２３から入ってきた塵埃が通路部２４を介して空洞部１０に侵入することを防止できる。２９は隣接するセンサ部４間に位置し、センサ部４の空洞部１０同士を空間的に連通する連通部である。連通部２９の構成は通路部２４と共通するため説明は省略する。
【００４９】
このような構造により、保護膜１７により各リリース口１５を塞いだ後でも、センサ部４の空洞部１０内をほぼ外気圧と同じ気圧に保つことができる。また、隣接するセンサ部間を空間的に接続することにより各センサ部間の気圧も均一となり、そのため真空引きを行う工程中にセンサ部４の第二電極９には大きな負荷がかからず、破損することを防止できる。さらにセンサ部４とは別に通気口部５を設けているため、センサ部４の空洞部１０内に塵埃が侵入することを防止でき、故障の少ない圧力センサを得ることができる。
【００５０】
次にセンサ部４と通気口部５の製造工程を図面に基づいて説明する。図６はセンサ部４の製造工程を示す断面図（図３の断面図に相当）であり、図７はセンサ部４の製造工程を示す平面図であり、図８は通気口部５の製造工程を示す断面図（図４の断面図に相当）であり、図９は通気口部５の製造工程を示す平面図である。
【００５１】
ガラス基板１上にＳｉＮｘからなる下層絶縁膜１１を積層し、下層絶縁膜１１上にＳｉ層を積層する。Ｓｉ層をアニール処理によって多結晶化し、その後でフォトリソグラフィ法によりコンタクト層１２に相当する部分だけＳｉ層を残す。その後、ＭｏとＡｌの積層構造をした金属層をスパッタ法等により下層絶縁膜１１上に形成し、フォトリソグラフィ法により図６（ａ）、図７（ａ）、図８（ａ）に示すような第一配線２、第一電極８、ダミー電極２０を形成する。このときダミー電極２０は中央に開口がない四角形状に形成される。
【００５２】
次に、下層絶縁膜１１や第一配線２上にＳｉＮｘを積層して第一絶縁膜１３を形成する。そしてエッチング工程によって、第一絶縁膜１３は円状部８ａとダミー電極２０に対応する部分が取除かれている。センサ部４では図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、円状部８ａ上の第一絶縁膜１３を円形状に取除き、センサ孔１４を形成している。こうして円状部８ａの中央部分を露出させ、円状部８ａの周縁部分を第一絶縁膜１３で被覆している。また通気口部５では図８（ｂ）、図９（ａ）に示すように、ダミー電極２０上の第一絶縁膜１３を四角形状に取除いている。そしてダミー電極２０の中央部分を露出させながら、ダミー電極２０の周縁部分は第一絶縁膜１３で被覆されている。ダミー電極２０上の第一絶縁膜１３のエッチング部分は、通気口２３よりも大きくなっている。円状部８ａ上に存在する第一絶縁膜１３の割合は圧力センサの感度に影響し、ダミー電極２０上に存在する第一絶縁膜１３の割合は通気口２３の大きさに影響する。
【００５３】
次に、第一絶縁膜１３や露出した第一電極８、ダミー電極２０上にＡｌからなる金属層を積層する。その後、フォトリソグラフィ法などでこの金属層を所定形状にパターニングし、中間層２５を形成する。この中間層２５は最終的には取除かれるが、中間層２５の存在した部分が空洞部１０や通路部２４、連通部２９になる。従って、センサ部４では図６（ｃ）、図７（ｃ）に示す形状の中間層２５になり、通気口部５では図８（ｃ）、図９（ｂ）に示す形状の中間層２５になる。センサ部４の中間層２５は、第一電極８の円状部８ａから環状部８ｂまでを覆うほぼ円形状の部分とこれから突出して４箇所のリリース口１５まで延在する部分とを備えている。通気口部５の中間層２５もセンサ部４の中間層２５とほぼ同じ形状をしている。通気口部５のダミー電極２０は中央付近にのみ存在するため、通気口部５には第一電極８の環状部８ｂのような金属層は存在しないが、中間層２５はダミー電極２０を含む通気口部５の大部分を覆う円形状の部分とこれから突出してリリース口１５まで延在する部分とを備えている。そして、センサ部４と通気口部５との間には通路部２４に、隣接するセンサ部４同士の間には連通部２９に相当する細長状の中間層２５が存在する。従って、列方向に並ぶ各センサ部４と通気口部５では、その部分に存在する中間層２５が分割することなく連なって形成されている。なお、各中間層２５の形状や厚み等の大きさは、希望する空洞部１０や通路部２４、連通部２９の形状、サイズに合わせて設計される。
【００５４】
次に、中間層２５や第一絶縁膜１３上に金属層をスパッタ法により積層する。この金属層はＭｏとＡｌの積層構造になる。センサ部４の中間層２５は第一電極８の形状に応じて表面が凹凸状になる。この金属層上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法による露光、現像、エッチング処理を施して第二電極９や連結部３０を含む第二配線３を形成する。このとき中間層２５は第二配線３の金属層で完全に覆われた状態になる。図６（ｄ）、図７（ｄ）に示すように、センサ部４では中間層２５を完全に覆うほぼ四角形状の第二電極９がほぼ均一な膜厚で形成され、中間層２５の表面の凹凸に応じて第二電極９も凹凸状になる。このとき、まだ第二電極９にはリリース口１５を形成しない。また図８（ｄ）、図９（ｃ）に示すように、通気口部５にも中間層２５を完全に覆うほぼ四角形状の補助電極２１が形成され、この工程のときには補助電極２１にもリリース口１５と通気口２３を形成しない。通路部２４、連通部２９に相当する中間層２５は連結部３０で覆われ、この連結部３０により隣接するセンサ部４の第二電極９を電気的に連結する。
【００５５】
次に、第二電極９や第一絶縁膜１３上にＳｉＮｘを積層し、第二絶縁膜１６を形成する。そしてセンサ部４では図６（ｅ）、図７（ｅ）に示すようにリリース口１５に該当する部分のＳｉＮｘを取除き、また通気口部５では図８（ｅ）に示すようにリリース口１５と通気口２３に該当する部分のＳｉＮｘを取除く。この第二絶縁膜１６が取除かれた部分は、それぞれ第二電極９、補助電極２１の一部分が露出する。
【００５６】
次に、ＭｏとＡｌの両方の材質を除去するエッチング処理をする。このエッチング処理により第二絶縁膜１６から露出している部分の金属層が除去される。エッチング方法としては、ドライエッチングとウェットエッチングの両方が利用できる。例えば、エッチング液にリン酸、硝酸、酢酸の混合液を用いれば、ＭｏとＡｌの両方がエッチングできる。このエッチング処理により、センサ部４では図６（ｆ）に示すようにリリース口１５に対応する部分の第二電極９と中間層２５が取除かれる。また、通気口部５では図８（ｆ）に示すように、リリース口１５に対応する部分の補助電極２１と中間層２５、通気口２３に対応する部分の補助電極２１、中間層２５、ダミー電極２０が取除かれる。
【００５７】
次に、中間層２５だけを除去するエッチング処理を行う。このときウェットエッチングを行い、エッチング液に塩酸、リン酸、水の混合液を用いる。エッチング液はリリース口１５を通じて中間層２５に達し、中間層２５の端部から順にエッチングする。混合比が塩酸：リン酸：水＝１：５：１のエッチング液を使用した場合、中間層２５のＡｌと第二配線３などを構成するＭｏとの間に電池効果が生じ、Ａｌが短時間でエッチングされる。電池効果によりＡｌを積極的にエッチングする場合、エッチング液としては特にリン酸が塩酸の５倍以上含まれていればその効果が得られるが、塩酸：リン酸＝１：５のエッチング液のときには同時に多量の泡が発生する。そこで実験によりさらに研究を重ねた結果、塩酸：リン酸：水＝１：１０：１のエッチング液を用いたときに、泡の発生が少なく且つＡｌが短時間で積極的にエッチングできた。このエッチング処理により中間層２５を確実に取除くことができ、各空洞部１０、２２や通路部２４、連通部２９が形成される（図８（ｇ）、図９（ｄ））。
【００５８】
その後、第二絶縁膜１６上にＳｉＮｘを積層し、保護膜１７を形成する。このＳｉＮｘは例えばＣＶＤで形成され、ほぼ同じ厚みの膜がガラス基板１上の全面に積層される。このときリリース口１５や通気口２３では第二絶縁膜１６などが存在しないため、リリース口１５では第一絶縁膜１３上に、通気口２３では下層絶縁膜１１上にそれぞれ保護膜１７が積層される。この保護膜１７は、センサ部４のリリース口１５を塞ぐと同時に通気口部５の通気口２３は塞がない程度の厚さに設定されている。
【００５９】
図１１はリリース口１５付近と通気口２３付近の断面拡大図であり、図１０に基づいて保護膜１７の厚さの条件を説明する。空洞部１０は中間層２５により形成されるため、中間層２５の厚さが空洞部１０の厚さとなり、空洞部１０内の厚さはほぼ均一になる。そして空洞部１０の厚さが、リリース口１５の下方の空間の底面からリリース口１５までの距離に相当する。従って、空洞部１０の厚さをｄ１、リリース口を塞ぐ保護膜１７（閉塞部）の厚さをｄとしたとき、ｄ１≦ｄであればリリース口１５を確実に塞ぐことができる。それに対して、通気口２３の周囲部分には第一絶縁膜１３とダミー電極２０が存在し、通気口２３部分では第一絶縁膜１３とダミー電極２０が取除かれているため、通気口２３部分の底面はリリース口１５部分の底面よりも下がった所に位置する。従って、通気口２３の下方の空間の底面から通気口２３までの距離をｄ２、第一絶縁膜１３の厚さをｄ３、ダミー電極２０の厚さをｄ４としたとき、ｄ２＝ｄ１＋ｄ３＋ｄ４になり、ｄ＜ｄ２であれば保護膜１７を積層しても通気口２３が塞がることはない。この条件を満たす保護膜１７を積層することで、センサ部４では図６（ｇ）に示すようにリリース口１５が塞がれ、リリース口１５から空洞部１０内に塵埃が侵入することを防止できる。また通気口部５では図８（ｈ）に示すように通気口２３が第二空洞部２２と連通するため、各センサ部４の空洞部１０の圧力を外気とほぼ同じにすることができる。
【００６０】
その後、図６（ｈ）、図７（ｆ）に示すようにセンサ部４の第二電極９上の第二絶縁膜１６と保護膜１７を取除く。この第二絶縁膜１６と保護膜１７は第一電極８の円状部８ａから環状部８ｂ付近までの領域が取除かれ、この領域の第二電極９が湾曲しやすくなる。これで圧力に対して敏感なセンサ部４を形成することができる。
【００６１】
このようにセンサ部４に空洞部１０を形成し、その形成に用いたリリース口１５を塞いだとしても、空洞部１０は外気と通気可能な状態を維持する。従って、例えこの後の製造工程でセンサ部を真空引きした空間に置いたとしても、空洞部１０の内外で大きな気圧差が生じることを防止でき、第二電極９には大きな負荷がかからない。よって、センサ部４の破損を防ぐことができ、歩留まりが向上する。なお、センサ部を真空引きした空間に置く必要がある工程が終了した後であれば、通気口部の通気口を塞いでもよい。このとき例えば通気口にシール材を塗布し、熱処理や紫外線照射によりシール材を硬化させる。
【００６２】
また、この実施例では、センサ部４の第一電極８の形状を実施例のような円状部８ａと環状部８ｂを有する形状に限定するものではない。従って、例えばセンサ部の大部分を占める円板状の電極のみを設けてもよく、また、センサ部の中央に小さな円状部を配置し、その円状部の周囲に同心円状の複数の環状部を設けても良い。さらに第一電極ではセンサとして作用する電極部分が第一配線に接続していればよく、環状部などを円状部とは独立して設けてもよい。
【００６３】
次に本発明の第二実施例を図面を参照して説明する。この実施例では第一実施例と通路部２４の形状が異なるが、他の構成は同一であり、説明を省略する。図１２はセンサ部４及び通気口部５の平面図である。
【００６４】
この実施例では、隣接するセンサ部４の間に位置する連通部２９は両空洞部１０を最短距離でつなぐ直線状であるが、通気口部５とセンサ部４との間に位置する通路部２４はつづらおり状に形成されている。そして通気口部５とセンサ部４の間の通路部２４はセンサ部４間の連通部２９よりも長くなっている。通路部２４の上面は連結部３０で形成されているため、通気口部５とセンサ部４との間の連結部３０はセンサ部４の第二電極９と同じぐらいの大きさになる。
【００６５】
リリース口１５を塞ぐ閉塞部１７（図８参照）は有機絶縁膜により形成され、この製造工程は有機絶縁膜の材料となるレジストを一面に塗布し、露光処理によりリリース口１５や通気口部５上のレジストを硬化し、現像処理により閉塞部１７を形成する。このとき有機材料膜となる材料は硬化処理前では軟らかいため、通気口部５とセンサ部４の間が直線的な通路部の場合は、通気口２３から入り込んだ有機材料がセンサ部４の空洞部１０内に入り込む可能性がある。そこで通気口部５とセンサ部４との間の通路部２４を複数の屈曲部を有する形状にすれば、通気口部５からセンサ部４に有機材料を侵入することを防止できる。
【００６６】
この実施例の通路部２４は、通気口部５とセンサ部４とを最短距離でつなぐ方向（この実施例では第二配線３の延長方向と一致）に対して直交する方向に複数の通路を有し、その通路の左右両端では通路の方向を１８０度反転させる屈曲部を設けている。通路部２４内にはリリース口１５を設け、このリリース口１５からエッチング液が注入されることにより通路部２４を確実に空間的に連通して形成でき、通路部２４の形成後にこのリリース口１５はセンサ部４のリリース口１５と同様に閉塞部１７により塞がれる。なお、閉塞部１７によりリリース口１５を塞いだ後も通路部２４は連通状態になっている。
【００６７】
次に本発明の第三実施例を図面を参照して説明する。この実施例も第一実施例と通路部２４の形状が異なるが、他の構成は同一であり、説明を省略する。図１３はセンサ部４及び通気口部５の平面図である。
【００６８】
この実施例では通路部２４は渦巻き状に形成されており、通気口部５からセンサ部４に対して、まず時計回り方向に径を小さくしながら５／４周する曲線通路と、中央部分で回転方向が切り替わり、反時計回り方向に径を大きくしながら５／４周する曲面通路とを有している。そして中央部分と各曲面通路の真ん中付近に、それぞれリリース口１５が設けられている。そしてこの通路部２４も例え通気口部５から有機絶縁膜の有機材料などが流れ込んだとしても通路部２４に留めることができ、有機材料などがセンサ部４に流れ込むことを防止できる。
【００６９】
本実施例は、通気口２３として通気口部５とセンサ部４を空間的に連結するとともに通気口部５からセンサ部４への有機材料などの流れ込みを防止できればよく、通路部２４をこの実施例の形状に限定するものではない。例えば、通路部の底面に凹凸などの段差を設け、有機材料などをこの段差で留めるようにしても良い。この段差を形成するためには、通路部に位置する第一絶縁膜上の所々に複数の凸部を設け、その凸部を含む第一絶縁膜上に通路部となる中間層を形成し、その後の工程で中間層を取除いて通路部を形成する。こうすることで簡単に通路部の底面に段差を形成することができる。
【００７０】
なお本実施例は、センサ部４の空洞部を形成後に有機絶縁膜などを成膜する工程がある場合に有効である。従って、この実施例ではリリース口１５を有機絶縁膜で塞ぎ、通気口２３をＳｉＮｘで塞ぐ場合を説明したが、リリース口１５をＳｉＮｘで塞ぎ、通気口２３を有機絶縁膜で塞ぐ場合にも有効である。
【００７１】
次に本発明の第四実施例を図面を参照して説明する。図１４は図１の中で２×２の４つのセンサ部４及び通気口部５の平面図であり、図１５は図１４のＡ−Ａ断面図（センサ部１個分に相当）である。図１６はセンサ部の製造工程を示す断面図、図１７はセンサ部の中間層除去工程を示す断面図である。ガラス基板１、下層絶縁膜１１及び第一配線２の構成は第一実施例と共通であり、説明を省略する。
【００７２】
８は、基板１の上に配置された第一電極で、中心が接点部となる円盤状のランドを有する。この第一電極８は、例えばＡｌとＭｏの積層構造からなり、行方向の第一配線２にコンタクト層１２を介して接続されている。コンタクト層１２の構成は第一実施例と共通であり、説明を省略する。
【００７３】
９は、第一電極８に空洞部１０を介して対向して設けられた第二電極で、列方向の第二配線３を兼ねている。この第一電極８と第二電極９の間の空洞部１０は各々のセンサ部４で列方向に各々２本の連通部２９で連通され、開口されている。この第二電極９は例えばＭｏからなり、各センサ部毎に見たときに、第一電極８の外輪（エッジ）から充分離れた位置から立ち上がる略四角形をなし、四隅にリリース口１５を有している。この図の例では、第二電極９は実質的にセンサ部４の大きさを決めるものであり、例えば一接点センサあたり５０μｍ×５０μｍの大きさである。
【００７４】
リリース口１５は、後述するような中間層２５を除去するための孔で、二つのリリース口１５を鳥瞰すると、その空洞が連通部２９の略両端に設けられている。このリリース口１５は以下のような手順のとき第二電極９に設けられるが、別途リリース口を設けるための被膜を設けてその被膜に設けても良い。リリース口１５は、中間層２５を確実に除去し、かつ均一にエッチングするために一つのセンサ部に対して複数個、さらには各センサ部毎に設けられるのが好ましく、図１４では一センサ部あたり４つ設けてあり、それぞれ列方向に伸びる連通部１本あたり２個を、第一電極の外郭近傍上方に設けている。
【００７５】
リリース口１５は接点領域２７に近いので、これを開放しておくと塵埃や液体が空洞部１０に入り込み、接点不良など支障が出る可能性がある。したがって最終的にこのリリース口１５は後述する絶縁膜１７などによって塞がれるのが望ましい。その場合リリース口１５が第一電極８の上方に位置していたとしても、リリース口１５から第一電極８を観察することはできない。
【００７６】
１３は、第一電極８に積層された第一絶縁膜である。この第一絶縁膜１３は、同心円状に配置された２つのリング状をなしており、下層絶縁膜１１や第一電極８の要部を覆うものである。第一絶縁膜１３は、例えばＳｉＮｘまたはＳｉＯ２などである。ここで内側に形成されている第一絶縁膜１３によって覆われず、第一電極８が露出している中央部分は接点として機能させる接点領域２７となっている。１６は第二絶縁膜で、第二電極９を単に大気に晒さないためのものであっても良いし、第二電極９を補強もしくは支持するものであっても良い。また１７、１８は、工程上もしくは応力調整上必要とされる絶縁膜である。
【００７７】
次に圧力センサ４の製造工程を簡単に説明する。下層絶縁膜１１及び第一配線２、第一電極８、中間層２５及び第二電極９を形成する工程は第一実施例と共通するため説明を省略する。
【００７８】
第二電極９上にはオーバーコート膜として第二絶縁膜１６を形成する。第二絶縁膜１６となる感光性を有するポリイミドを基板１上に塗布し、スピンナーにより均一な膜にする。そしてリリース口１５となる箇所を除いた部分の有機膜を露光処理により硬化する。そして現像処理によりリリース口１５に対応する未硬化部分の有機膜を取除く。この状態を図１５に示す。この第二絶縁膜１６は第二電極９以外の部分にも形成されるが、第二電極９上のみに形成してもよい。
【００７９】
次に、第二絶縁膜１６上にＳｉＮｘを積層し、絶縁膜１７を形成する。そしてリリース口１５に該当する部分のＳｉＮｘを取除く。リリース口を形成する方法については第一実施例と共通するため説明は省略する。
【００８０】
次に、中間層２５だけを除去するエッチング処理を行う。エッチング処理の方法については第一実施例と共通するため説明を省略する。本発明においては、このときリリース口１５より第一電極８の方向のみにエッチングが進むのではなく、連通部３１を形成し隣のリリース口へ向かってもエッチングが進み、開口し、連通されるので、エッチング液の流れがよくエッチング速度が早まり、またエッチングのムラが抑えられ、エッチング残渣が残りにくい。またさらに連通部２９を隣り合うセンサ部４との間に２つ設けることで、より均一なエッチングが可能となる。
【００８１】
その後、絶縁膜１７上にＳｉＮｘ等を積層し、保護膜となる絶縁膜１８を形成する。このとき第一実施例と同様にリリース口１５では第二絶縁膜１６や絶縁膜１７などが存在しないため、絶縁膜１８が積層され、リリース口１５を塞ぐことになる。これによりリリース口１５から空洞部１０内に塵埃が侵入することを防止できるが、空洞部１０は通気口部５と連通するため、各圧力センサ４の空洞部１０の圧力を外気とほぼ同じにすることができる。また、隣接するセンサ部間を空間的に接続することによりセンサ部間の気圧が均一となり、そのため真空引きを行う工程中においてセンサ部４の第二電極９には大きな負担がかからず、破損することを防止できる。
【００８２】
またリリース口１５は連通部２９に形成されるので、リリース口１５が大きいとリリース口１５を塞ぐことによって連通部２９も塞ぐか若しくは通路を狭める可能性がある。然しながら、空洞部１０が十分大きいならば接点を閉じる動作には問題がないし、係る動作中は連通部２９そのものは空気の大きな流れは不要なので、複数の連通部２９のいずれかが僅かに空気が通る程度に残っていれば良い。リリース口１５を塞ぐ堆積は、型崩れや拡散をするだけの空間的余裕がないので、リリース口１５近傍の連通部２９を僅かばかり広げておけばより好ましい。なお第二電極９上においては絶縁膜１７と絶縁膜１８とを円形状あるいは四角形状等に一部取除いている。これは絶縁膜１７と絶縁膜１８を取除くことにより第二電極９を湾曲しやすくするためである。
【００８３】
なお、通気口部５については、センサ部４と略同じステップで同時に作成することが出来、中央の接点領域２７に代えて通気口２３を設けておけばよい。また圧力センサ部が完成したときには通気口２３も塞いだ方がよく、この場合、各種工程を経た後、感光性を有するポリイミド樹脂などからなるシール材により通気口２３を塞ぐことが出来る。
【００８４】
本発明では、センサ部４の第二電極９を第二配線３と兼ねているため、特別に第二配線９を配置するスペースを設ける必要がなく、その分だけセンサ部４を密集させて配置することができる。従って圧力検知領域におけるセンサ部４の占める割合が増え、解像度が向上する。また、第二電極９と連結部３０とを同じ金属層をパターニングして同時形成するため、簡単な工程により連結部を形成することができる。
【００８５】
また、本発明では第二電極９を第二配線３と兼ねたが、第一電極８を第一配線２と兼ねてもよい。このとき下層絶縁膜１１上に金属層を積層し第一電極８をパターニングする際に、行方向に並ぶセンサ部４の第一電極８を電気的に接続するように連結部を形成する。この場合、第一電極８と連結部により第一配線２を形成するため、第一配線２を特別に設けるスペースを省くことができる。このときの第二配線３は実施例と同様に第二電極９と連結部３０を含む形態にしてもよく、また、センサ部４の側方に第二配線を設け、この第二配線に各々の第二電極９を接続してもよい。
【００８６】
また、本発明の圧力センサは、第一配線２に供給した走査信号が両電極８、９を介して第二配線３に流れるかどうかを検知し、その結果により形状を検知している。従って、センサ部４の第一電極８と第一配線２の間を第一配線２よりも高抵抗の部材により接続した方が、第二配線３を流れる信号が走査していない第一配線２を介して他の第二配線３に流れることを防止でき、誤検知を防止できる。従ってセンサ部４の電極で配線を兼ねるとき、走査信号を供給しない第二配線３を第二電極９で兼ねた方が誤検知の少ない圧力センサを得ることができる。
【００８７】
また、センサ部４の第二電極９の表面はできるだけ水平な方が正確な検知ができる。そして第一配線２と第二配線３が重なる部分では、第二配線３の表面が盛り上がるため、センサ部４としては適していない。従ってセンサ部４は両配線２、３が重なる部分を外して配置する方がよい。
【００８８】
また、本発明では連結部３０をセンサ部４の第二電極９と同一工程で形成したが、連結部を第二電極９とは別工程で形成してもよい。このとき連結部を第二電極９とは異なる層上に形成してもよく、例えば第二電極９上の第二絶縁膜１６にコンタクトホールを形成し、第二絶縁膜１６上に導電性の連結部を形成し、コンタクトホールを介して連結部を第二電極９に接続してもよい。
【００８９】
また、本発明では通気口部５の通気口２３付近にダミー電極２０などを設けたが、センサ部４のリリース口１５を塞ぐときに通気口２３が塞がれない構成であればよく、通気口２３付近にダミー電極２０の代わりに絶縁層を設けても良い。
【００９０】
また、本発明ではセンサ部４の空洞部１０と通気口部５の第二空洞部２２をつないでいる通路部２４及び各センサ部４の空洞部１０を連通する連通部２９を、その内壁を絶縁膜である第一絶縁膜１３と金属層である第二配線３で構成するようにしたが、通路部、連通部によって各空洞部を空間的に連通できればよく、通路部及び連通部を下層の絶縁膜と上層の絶縁膜で囲って形成しても良い。
【００９１】
また、リリース口１５を塞ぐ構成として、リリース口１５部分に膜を堆積させる方法ではなく、例えばシート状の膜をリリース口１５に張付けてもよい。また絶縁膜などでリリース口１５と通気口２３を完全に塞いだ後に、通気口２３を開口して空洞部１０に空間的に連通する工程を設けてもよい。
【００９２】
また、通気口部５を第二配線３に沿って配置し、列方向に並ぶセンサ部４の空洞部１０と連通したが、通路部２４を行方向に形成すると共に通気口部５を行方向に配置し、通気口部５を行方向に並ぶセンサ部４の空洞部１０と連通しても良い。
【００９３】
また、本発明ではセンサ部４の一対の電極による接触の有無により圧力を検知する圧力センサを説明したが、本発明はセンサ部に空洞部を有する形態の圧力センサに有効であり、例えば静電容量方式のセンサにも適用できる。
【００９４】
【発明の効果】
本発明は、空洞部を介在させて第一電極と第二電極を対向配置したセンサ部を有し、複数の前記センサ部を圧力検知領域に配置した圧力センサにおいて、センサ部とは別に設けられると共に表面に通気口を有する通気口部と、前記センサ部の空洞部と前記通気口部の通気口を空間的に連通する通路部を備えたことにより、その製造工程で真空状態の中に曝された場合においてもセンサ部の破損を防止し、歩留まりを向上させた圧力センサを提供することができる。
【００９５】
また、連通部を介して隣接するセンサ部の空洞部をつなぐことにより、空洞部内の圧力を複数のセンサ部により均一化でき、製造中のセンサ部の破損を防止できる。
【００９６】
また、リリース口や通気口を有機絶縁膜などで塞ぐ場合、通気口部から有機材料などが流れ込むことがあるが、センサ部と通気口部の間の通路部をつづらおり状や渦巻き状に屈曲させることにより、有機材料がセンサ部の空洞部まで侵入することを防止し、製造中の不良なセンサ部の発生を低減して歩留まりを向上することができる。
【００９７】
また、リリース口を円状にすることにより確実に閉じることができ、更に通気口を多角形にすることによりリリース口を塞いだ際に通気口まで塞がれることを防止できる。
【００９８】
また、各センサ部の空洞部を連通させる連通部にリリース口を設けることにより中間層を効率よく除去ムラなく除去することができる。
【００９９】
また、隣接するセンサ部の第一電極、第二電極をそれぞれ電気的に接続し、配線の一部として兼ねることにより配線用のスペースを別に設ける必要がなく、センサ部を密集して配置することができ、解像度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例である圧力センサの概略を示す全体図である
【図２】圧力センサのセンサ部及び通気口部の平面図である。
【図３】センサ部の断面概略図である。
【図４】通気口部の断面概略図である。
【図５】センサ部と通気口部を含む断面概略図である。
【図６】センサ部の製造工程を説明する断面図である。
【図７】センサ部の製造工程を説明する平面図である。
【図８】通気口部の製造工程を説明する断面図である。
【図９】通気口部の製造工程を説明する平面図である。
【図１０】開口を塞ぐときの様子を模式的に説明した図である。
【図１１】リリース口付近と通気口付近の断面拡大図である。
【図１２】本発明の第二実施例である圧力センサのセンサ部及び通気口部の平面図である。
【図１３】本発明の第三実施例である圧力センサのセンサ部及び通気口部の平面図である。
【図１４】本発明の第四実施例である圧力センサのセンサ部及び通気口部の平面図である。
【図１５】センサ部の断面概略図である。
【図１６】センサ部の製造工程を説明する断面図である。
【図１７】センサ部の中間層除去の製造工程を説明する断面図である。
【図１８】従来の圧力センサの製造途中の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
２            第一配線
３            第二配線
４            センサ部
５            通気口部
８            第一電極
９            第二電極
１０        空洞部
１２        コンタクト層
１５        リリース口
２０        ダミー電極
２１        補助電極
２２        第二空洞部
２３        通気口
２４        通路部
２９        連通部
３０        連結部
【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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