(57)【要約】【課題】固定電極の引き出し構造を単純化でき、しかも気密性に優れた静電容量型圧力センサを提供すること。【解決手段】ガラス基板１１には、固定電極である、シリコンで構成された島状体１２が埋設されている。ガラス基板１１の主面１１ｂ上には、島状体１２の露出部分と電気的に接続するように接続電極１３が形成されている。ガラス基板１１の主面１１ａ上には、圧力センサの導電性可動部である感圧ダイヤフラム１４ａを有するシリコン基板１４が接合されている。ガラス基板１１とシリコン基板１４とは、島状体１２上にキャビティ１５が形成されるように接合されている。シリコン基板１４の厚肉部１４ｃ上には、可動電極側の接続電極１６が形成されている。【選択図】図１
2007085837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に背向する一対の主面を有し、固定電極となる第１の導電部材が埋め込まれ、該第１の導電部材が一方の主面に露出しているガラス基板と、前記ガラス基板の他方の主面上に接合されており、前記固定電極と所定の間隔をおいて対向して配置された可動電極となる感圧ダイヤフラムを有するシリコン基板と、を具備することを特徴とする静電容量型圧力センサ。
【請求項２】
前記第１の導電部材は、前記他方の主面側に露出していないことを特徴とする請求項１記載の静電容量型圧力センサ。
【請求項３】
前記第１の導電部材は、シリコンであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の静電容量型圧力センサ。
【請求項４】
前記ガラス基板と前記シリコンとの界面においてＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合を有することを特徴とする請求項３記載の静電容量型圧力センサ。
【請求項５】
前記ガラス基板に第２の導電部材が埋め込まれており、該第２の導電部材は前記シリコン基板と導通し、かつ、前記ガラス基板の前記一方の主面上に露出しており、前記第１及び第２の導電部材の露出した面にそれぞれの接続電極が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の静電容量型圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量を用いて圧力を検知する静電容量型圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量型圧力センサは、可動電極である感圧ダイヤフラムを有する基板と、固定電極を有する基板とを、感圧ダイヤフラムと固定電極との間に所定の間隔（キャビティ）を有するように接合することにより構成されている。この静電容量型圧力センサにおいては、感圧ダイヤフラムに圧力が加わると感圧ダイヤフラムが変形し、これにより感圧ダイヤフラムと固定電極との間隔が変わる。この間隔の変化により感圧ダイヤフラムと固定電極との間の静電容量が変化し、この静電容量の変化を利用して圧力の変化を検出する。
【０００３】
従来の静電容量型圧力センサは、例えば図１１に示すような構成を有する（特許文献１）。ガラス基板１には、固定電極用の引き出し電極である導電部材２が埋め込まれている。この導電部材２はガラス基板１の両主面で露出している。導電部材２の一方の露出面と電気的に接続するようにガラス基板１上に固定電極３が形成されている。さらに固定電極３を覆うように絶縁膜４が形成されている。この絶縁膜４上に、可動電極である感圧ダイヤフラム５ａを有するシリコン基板５が接合されている。そして、シリコン基板５と電気的に接続するように絶縁膜４上に電極６が形成されている。
【特許文献１】特開２００３−５０１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような静電容量型圧力センサでの絶対圧の測定においては、キャビティの気密封止を行いつつ、固定電極を引き出す必要がある。上記のような従来の静電容量型圧力センサにおいては、固定電極３と電気的に接続するように、固定電極用の引き出しのためにガラス基板１に導電部材２を埋め込む構成を採っている。このように、従来の静電容量型圧力センサにおいては、固定電極３と引き出し電極とを個別に設けており、構造が複雑である。また、従来の静電容量型圧力センサにおいては、固定電極３を被って絶縁膜４を設けており、この絶縁膜４が平坦かつ平滑でない場合に、シリコン基板５との間の接合が確実でなく、キャビティの気密性が低下して、動作不良を起こす可能性がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、固定電極の引き出し構造を単純化でき、しかも気密性に優れた静電容量型圧力センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の静電容量型圧力センサは、相互に背向する一対の主面を有し、固定電極となる第１の導電部材が埋め込まれ、該第１の導電部材が一方の主面に露出しているガラス基板と、前記ガラス基板の他方の主面上に接合されており、前記固定電極と所定の間隔をおいて対向して配置された可動電極となる感圧ダイヤフラムを有するシリコン基板と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、固定電極となる第１の導電部材をガラス基板内に埋め込み、その第１の導電部材に接続電極を形成している、すなわち、この構成においては、固定電極と、固定電極用の引き出し電極とを兼用して、固定電極と、固定電極用の引き出し電極とを個別に設けていない。したがって、固定電極の引き出し構造が簡単で構成部材の少ない静電容量型圧力センサを得ることができる。また、固定電極がガラスで保護される構成になるので、高圧力下での短絡を防止することができる。
【０００８】
本発明の静電容量型圧力センサにおいては、前記第１の導電部材は、前記他方の主面側に露出していないことが好ましい。この構成によれば、第１の導電部材の種類に関係なく、ガラス基板とシリコン基板との間のキャビティの高い密閉性を確保することができる。また、固定電極がガラスで保護される構成になるので、高圧力下での短絡を防止することができる。さらに、本発明の静電容量型圧力センサにおいては、前記第１の導電部材は、シリコンであることが好ましい。ガラス基板とシリコン基板との間のキャビティの高い密閉性を確保することができる。
【０００９】
本発明の静電容量型圧力センサにおいては、前記ガラス基板と前記シリコンとの界面においてＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合を有することが好ましい。この構成によれば、ガラス基板とシリコンとの界面においてＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合を有するので、ガラス基板とシリコンとが強固に接合されて、両者間の密着性が向上し、キャビティの気密性が向上する。
【００１０】
本発明の静電容量型圧力センサにおいては、前記ガラス基板に第２の導電部材が埋め込まれており、該台の導電部材は前記シリコン基板と導通し、かつ、前記ガラス基板の前記一方の主面上に露出しており、前記第１及び第２の導電部材の露出した面にそれぞれの接続電極が形成されていることが好ましい。この構成によれば、外部への取り出し部となる接続電極を一つの面上に形成できるので、表面実装に適したデバイスとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の静電容量型圧力センサによれば、相互に背向する一対の主面を有し、固定電極となる第１の導電部材が埋め込まれ、該第１の導電部材が一方の主面に露出しているガラス基板と、前記ガラス基板の他方の主面上に接合されており、前記固定電極と所定の間隔をおいて対向して配置された可動電極となる感圧ダイヤフラムを有するシリコン基板と、を具備するので、固定電極と、固定電極用の引き出し電極とを兼用して、固定電極と、固定電極用の引き出し電極とを個別に設けない。したがって、固定電極の引き出し構造が簡単で構成部材の少ない静電容量型圧力センサを得ることができる。また、第１の導電部材が他方の主面上に露出しなようにすれば、固定電極がガラスで保護される構成になるので、高圧力下での短絡を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態においては、固定電極がガラス基板の感圧ダイヤフラム側の主面に露出していない態様について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの断面図である。図中１１はガラス基板を示す。ガラス基板１１は、相互に背向する一対の主面１１ａ，１１ｂを有する。このガラス基板１１には、固定電極である、導電体のシリコンで構成された島状体１２が埋設されている。島状体１２は、主面１１ｂ上に形成された電極と電気的に接続する導電部材である。島状体１２は、ガラス基板１１の主面１１ａ側には露出せず、主面１１ｂ上で露出している。なお、この島状体１２の形成については後述する。
【００１３】
ガラス基板１１の主面１１ｂ上には、島状体１２の露出部分と電気的に接続するように接続電極１３が形成されている。このように接続電極１３が主面１１ｂ上に設けられていることにより、外部機器への接続が容易となる。
【００１４】
ガラス基板１１の主面１１ａ上には、圧力センサの導電性可動部である感圧ダイヤフラム１４ａ（可動電極）を有するシリコン基板１４が接合されている。ガラス基板１１とシリコン基板１４とは、接合部１４ｂで接合されている。ガラス基板１１とシリコン基板１４とは、感圧ダイヤフラム１４ａがガラス基板１１の主面１１ａと所定の間隔をおいて配置されるように位置合わせされた状態で接合部１４ｂで接合される。また、ガラス基板１１とシリコン基板１４とは、島状体１２上にキャビティ１５が形成されるように接合されている。また、シリコン基板１４の厚肉部１４ｃ上には、可動電極側の接続電極１６が形成されている。
【００１５】
シリコン基板１４における感圧ダイヤフラム１４ａは、シリコン基板１４の両面からエッチングなどによりそれぞれ凹部を形成することにより設けられている。シリコン基板１４のガラス基板接合面側に凹部が形成されているので、シリコン基板１４をガラス基板１１に接合することにより、キャビティ１５を構成する。これにより、感圧ダイヤフラム１４ａと島状体１２（固定電極）との間に静電容量が発生する。
【００１６】
ガラス基板１１と島状体１２との界面は、高い密着性を有することが好ましい。後述するように、これらの界面は、加熱下において島状体１２をガラス基板１１に押し込むことにより形成される。このような方法により得られた界面でも高い密着性を発揮できるが、島状体１２をガラス基板１１に押し込んだ後に、陽極接合処理を施すことにより、密着性をより高くすることができる。陽極接合処理とは、所定の温度（例えば４００℃以下）で所定の電圧（例えば３００Ｖ〜１ｋＶ）を印加することにより、シリコンとガラスとの間に大きな静電引力が発生して、界面で共有結合を起こさせる処理をいう。この界面での共有結合は、シリコンのＳｉ原子とガラスに含まれるＳｉ原子との間のＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合である。したがって、このＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合により、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮する。このような陽極接合を効率良く行うために、第１のガラス基板１１のガラス材料としては、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）であることが好ましい。
【００１７】
これは、ガラス基板１１の主面１１ａとシリコン基板１４との間の界面においても同様である。すなわち、ガラス基板１１の主面１１ａ上にシリコン基板１４を搭載して、陽極接合処理を施すことにより、密着性を高くすることができる。このようにガラス基板１１と島状体１２との界面と、ガラス基板１１とシリコン基板１４との界面とで高い密着性を発揮することにより、感圧ダイヤフラム１４ａとガラス基板１１の主面１１ａとの間で構成するキャビティ１５内の気密性を高く保つことができる。
【００１８】
このような構成を有する静電容量型圧力センサにおいては、感圧ダイヤフラム１４ａとガラス基板１１内の固定電極である島状体１２との間に所定の静電容量を有する。この圧力センサに圧力がかかると、感圧ダイヤフラム１４ａが圧力に応じて可動する。これにより、感圧ダイヤフラム１４ａが変位する。このとき、感圧ダイヤフラム１４ａとガラス基板１１内の固定電極との間の静電容量が変化する。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。
【００１９】
この静電容量型圧力センサにおいては、固定電極を島状体１２としてガラス基板１１内に埋め込み、その島状体１２に接続電極１３を形成している、すなわち、この構成においては、固定電極と、固定電極用の引き出し電極とを島状体１２で構成しており、固定電極と、固定電極用の引き出し電極とを個別に設けていない。したがって、固定電極の引き出し構造が簡単で構成部材の少ない静電容量型圧力センサを得ることができる。また、この構成によれば、キャビティ１５において、島状体１２とガラス基板１１との間の界面からのリークが全くないので、より高い密閉性を確保することができる。
【００２０】
次に、本実施の形態の静電容量型圧力センサの製造方法について説明する。図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
【００２１】
まず、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板１４を準備する。不純物としては、ｎ型不純物でも良く、ｐ型不純物でも良い。濃度としては、例えば０．０１Ω・ｃｍ程度とする。このシリコン基板１４の一方の主面をエッチングして、図２（ａ）に示すように、感圧ダイヤフラム１４ａとガラス基板１１の主面１１ａとの間の間隔を制御するキャビティ１５用の凹部１４ｄを形成する。この場合、シリコン基板１４を熱酸化してシリコン酸化膜を形成する。そして、シリコン酸化膜上にレジスト膜を形成し、凹部１４ｄ形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン酸化膜をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。このようにして形成した開口部を有するシリコン酸化膜をマスクとしてシリコン基板１４をエッチングして凹部１４ｄを設ける。エッチングとしては、ドライエッチングでも良く、ウェットエッチングでも良い。ただし、ウェットエッチングの場合には、エッチングレートに差が出るようにシリコン基板１４の表面の結晶面を規定して異方性エッチングすることが好ましい。
【００２２】
次いで、このシリコン基板１４の他方の主面をエッチングして、図２（ｂ）に示すように、感圧ダイヤフラム１４ａを形成する。感圧ダイヤフラム１４ａの形成も凹部１４ｄを形成する方法と同様の方法で行う。
【００２３】
次いで、図２（ｂ）に示すように、シリコン基板１４の厚肉部１４ｃ上に接続電極１６を形成する。この場合、まず、シリコン基板１４上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、接続電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
【００２４】
次いで、島状体１２を埋め込んだガラス基板１１を作製する。このガラス基板１１は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す工程により作製することができる。まず、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板１７を準備する。このシリコン基板１７をエッチングして、島状体に相当する突出部１７ａを形成する。次いで、突出部１７ａを形成したシリコン基板１７上にガラス基板１１を置く。さらに、真空下で、このシリコン基板１７及びガラス基板１１を加熱し、シリコン基板１７をガラス基板１１に押圧して突出部１７ａをガラス基板１１の主面１１ｂに押し込んで、図３（ａ）に示すように、シリコン基板１７とガラス基板１１とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度（例えば、ガラスの軟化点温度以下）が好ましい。例えば加熱温度は約６００℃である。
【００２５】
さらに、シリコン基板１７の突出部１７ａと第１のガラス基板１１との界面１１ｃでの密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。この場合、シリコン基板１７及びガラス基板１１にそれぞれ電極をつけて、約４００℃以下の加熱下で約３００Ｖ〜１ｋＶの電圧を印加することにより行う。これにより両者の界面での密着性がより高くなり、静電容量型圧力センサのキャビティ１５の気密性を向上させることができる。
【００２６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、ガラス基板１１の主面１１ｂ側を研磨処理することにより島状体１２を主面１１ｂで部分的に露出させる。これにより、ガラス基板１１に島状体１２が埋め込まれた状態となる。このとき、ガラス基板１１の主面１１ａ側は研磨処理しない。これにより、ガラス基板１１の主面１１ａ側にはガラス層１１ｃが残る。このようにして固定電極であるシリコン製の島状体１２を埋め込んだガラス基板１１を作製する。なお、ガラス基板１１の主面１１ａ側については、ガラス層１１ｃの厚さが静電容量に影響するので、研磨処理を施してガラス層１１ｃの厚さを調整しても良い。
【００２７】
次いで、図３（ｃ）に示すように、ガラス基板１１の主面１１ｂ上に、島状体１２の露出部分と電気的に接続するように接続電極１３を形成する。この場合、まず、ガラス基板１１の主面１１ｂの島状体１２上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、接続電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
【００２８】
次いで、被測定圧力により変位する感圧ダイヤフラム１４ａを有するシリコン基板１４を、感圧ダイヤフラム１４ａが固定電極である島状体１２と所定の間隔をおいて位置するようにして、ガラス基板１１の主面１１ａ上に接合する。すなわち、ガラス基板１１の主面１１ａとシリコン基板１４の接合部１４ｂとが接合される。このとき、シリコン基板１４及びガラス基板１１に対して、約４００℃以下の加熱下で約５００Ｖ程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板１４とガラス基板１１との間の界面での密着性がより高くなり、キャビティ１５の気密性を向上させることができる。
【００２９】
このようにして得られた静電容量型圧力センサは、固定電極である島状体１２が接続電極１３と電気的に接続され、感圧ダイヤフラム１４ａが接続電極１６と電気的に接続されている。したがって、感圧ダイヤフラム１４ａと固定電極との間で検知された静電容量の変化の信号は、接続電極１３，１６から取得することができる。この信号に基づいて測定圧力を算出することができる。
【００３０】
本実施の形態に係る静電容量型圧力センサによれば、固定電極を島状体１２としてガラス基板１１内に埋め込み、その島状体１２に接続電極１３を形成しているので、固定電極の引き出し構造が簡単で構成部材の少ない静電容量型圧力センサを得ることができる。また、この構成によれば、キャビティ１５において、島状体１２とガラス基板１１との間の界面からのリークが全くないので、より高い密閉性を確保することができる。また、島状体１２がガラスで保護される構成になるので、高圧力下での短絡を防止することができる。
【００３１】
本実施の形態においては、固定電極である島状体１２は、シリコンで構成せずに、半田、金、銀、銅などの他の導電性材料で構成しても良い。この場合には、図４（ａ）〜（ｃ）に示すようにして島状体１２をガラス基板１１に埋め込む。
【００３２】
まず、図４（ａ）に示すように、ガラス基板１１の主面１１ｂにサンドブラストやエッチングなどにより凹部１１ｄを形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、この凹部１１ｄに導電性材料１８を埋め込む。例えば、凹部１１ｄに溶融した金属を流し込んだり、メッキなどにより導電性材料１８を埋め込む。次いで、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板１１の主面１１ｂ側を研磨処理することにより島状体１２を主面１１ｂで部分的に露出させる。これにより、ガラス基板１１に島状体１２が埋め込まれた状態となる。これにより、ガラス基板１１の主面１１ａ側にはガラス層１１ｃが残る。このようにして固定電極である導電性材料製の島状体１２を埋め込んだガラス基板１１を作製する。なお、ガラス基板１１の主面１１ａ側については、ガラス層１１ｃの厚さが静電容量に影響するので、研磨処理を施してガラス層１１ｃの厚さを調整しても良い。その後、図４（ｃ）に示すように、上記と同様にして、ガラス基板１１の主面１１ｂ上に、島状体１２の露出部分と電気的に接続するように接続電極１３を形成する。
【００３３】
このようにして作製されたガラス基板１１を用いた本実施の形態に係る静電容量型圧力センサにおいても、固定電極を島状体１２としてガラス基板１１内に埋め込み、その島状体１２に接続電極１３を形成しているので、固定電極の引き出し構造が簡単で構成部材の少ない静電容量型圧力センサを得ることができる。また、この構成によっても、キャビティ１５において、島状体１２とガラス基板１１との間の界面からのリークが全くないので、より高い密閉性を確保することができる。また、島状体１２がガラスで保護される構成になるので、高圧力下での短絡を防止することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、固定電極がガラス基板の両方の主面側で露出している態様について説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの断面図である。図５において、図１と同じ部分については図１と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
図５に示す静電容量型圧力センサにおいては、固定電極である島状体１２がガラス基板１１の両主面１１ａ，１１ｂで露出している。そして、ガラス基板１１の主面１１ａにおいては、ガラス基板１１と島状体１２とが面一になっている。この場合、島状体１２がキャビティ１５において露出されるので、すなわちガラス基板１１と島状体１２との間の界面がキャビティ１５内に存在することになるので、密閉性の観点から、島状体１２を構成する材料はシリコンであることが好ましい。このような図６に示すガラス基板１１は、上述した図３（ｂ）に示す構成のガラス基板１１の主面１１ａ側を研磨処理して島状体１２を主面１１ａ側で露出させることにより作製することができる。
【００３６】
本実施の形態に係る静電容量型圧力センサにおいても、固定電極を島状体１２としてガラス基板１１内に埋め込み、その島状体１２に接続電極１３を形成しているので、固定電極の引き出し構造が簡単で構成部材の少ない静電容量型圧力センサを得ることができる。本実施の形態では、島状体１２がキャビティ内に露出するため、密閉の確実性という点では実施の形態１の態様よりも若干低下することになるが、固定電極と感圧ダイヤフラムとの間のギャップの制御に関しては実施の形態１の態様よりも精度が向上する。
【００３７】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、固定電極及び可動電極の接続電極をガラス基板の一方の主面に設ける態様について説明する。図７は、本発明の実施の形態３に係る静電容量型圧力センサの断面図である。図７において、図１と同じ部分については図１と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３８】
図７に示す静電容量型圧力センサにおいては、ガラス基板１１に島状体１２ａ，１２ｂが埋め込まれている。この島状体１２ａは、ガラス基板１１の主面１１ｂにおいてのみ露出されており、島状体１２ｂは、ガラス基板１１の両主面１１ａ，１１ｂで露出している。島状体１２ｂは、ガラス基板１１の主面１１ａ側では、シリコン基板１４と接続する接続領域１２ｃが設けられている。また、ガラス基板１１の主面１１ｂにおいて、露出した島状体１２ａ，１２ｂ上には、それぞれ接続電極１３ａ，１３ｂが形成されている。島状体１２ａは、実施の形態１，２と同様に、固定電極として機能する。一方、島状体１２ｂは、可動電極である感圧ダイヤフラム１４ａを接続電極１３と電気的に接続するための導電体として機能する。
【００３９】
このようなガラス基板１１は、図８（ａ）に示すように、ガラス基板１１の主面１１ｂにサンドブラストやエッチングなどにより凹部１１ｄ（島状体１２ａ用の凹部），１１ｅ（島状体１２ｂ用の凹部）を形成し、さらに図８（ｂ）に示すように、ガラス基板１１の主面１１ａにサンドブラストやエッチングなどにより凹部１１ｆ（接続領域１２ｃ用の凹部）を形成する。次いで、この凹部１１ｄ，１１ｅ，１１ｆに導電性材料を埋め込む。例えば、凹部１１ｄ，１１ｅ，１１ｆに溶融した金属を流し込んだり、メッキなどにより導電性材料を埋め込む。その後、ガラス基板１１の主面１１ａ，１１ｂを研磨処理することにより島状体１２ａを主面１１ｂで部分的に露出させ、島状体１２ｂを両主面１１ａ，１１ｂで部分的に露出させる。これにより、ガラス基板１１に島状体１２ａ，１２ｂが埋め込まれた状態となる。
【００４０】
本実施の形態に係る静電容量型圧力センサにおいても、固定電極を島状体１２としてガラス基板１１内に埋め込み、その島状体１２に接続電極１３を形成しているので、固定電極の引き出し構造が簡単で構成部材の少ない静電容量型圧力センサを得ることができる。また、この構成によれば、キャビティ１５において、島状体１２とガラス基板１１との間の界面からのリークが全くないので、より高い密閉性を確保することができる。さらに、この構成によれば、固定電極用の接続電極１３ａと、可動電極用の接続電極１３ｂとが同じ面に形成されているので、外部への取り出し部を一つの面上に形成できる。これにより、表面実装に適したデバイスとすることができる。また、島状体１２ａ，１２ｂがガラスで保護される構成になるので、高圧力下での短絡を防止することができる。
【００４１】
本実施の形態においては、島状体１２ａ，１２ｂを導電性材料で構成した場合について説明しているが、実施の形態１で説明したように、島状体１２ａ，１２ｂをシリコンで構成しても良い。この場合、ガラス基板１１の主面１１ａ側からもシリコン基板を加熱下で押し込み、必要に応じて陽極接合を行い、その後研磨処理する。また、本実施の形態においては、キャビティ１５内において島状体１２ａの上部にガラス層１１ｃが存在する構成について説明しているが、実施の形態２で説明したように、シリコンで構成された島状体１２ａがガラス基板１１の両主面で露出する構成であっても良い。
【００４２】
ここで、実施の形態１，３で説明した、固定電極である島状体１２，１２ａ上にガラス層１１ｃが存在する場合と、実施の形態２で説明した、固定電極である島状体１２ａ上にガラス層１１ｃが存在しない場合とのセンサ特性について説明する。図９は、静電容量型圧力センサのセンサ特性を示す図である。図９から分かるように、絶対静電容量値の違いはあるが、ガラス層１１ｃの有無に拘らず、圧力変化に応じて容量の変化が起こり、静電容量型圧力センサとして機能する。
【００４３】
また、本発明に係る静電容量型圧力センサと、従来の静電容量型圧力センサとの間の製造プロセスの違いについて説明する。実施の形態１に係る構成のガラス基板１１の製造においては、図３に示すように、シリコン基板上の凸部形成領域にマスク形成を行って（ＳＴ１１）、凸部形成領域以外の領域をエッチングして、島状体となる凸部を形成し（ＳＴ１２）、そして、この凸部をガラス基板に押し込むようにして埋め込む（ＳＴ１３）。その後、シリコン基板を研磨処理して平坦化する（ＳＴ１４）。また、実施の形態２に係る構成のガラス基板１１の製造においては、図４に示すように、ガラス基板上の凹部形成領域以外の領域にマスクを形成し（ＳＴ２１）、露出された主面１１ｂにサンドブラストして凹部を形成し（ＳＴ２２）、そして、この凹部に導電性材料を埋め込む（ＳＴ２３）。その後、導電性材料部分を研磨処理して平坦化する（ＳＴ２４）。
【００４４】
一方、従来の構成（図１１）のガラス基板の製造においては、ガラス基板１のスルーホール形成領域以外の領域にマスクを形成し（ＳＴ３１）、露出された主面にサンドブラストしてスルーホールを形成し（ＳＴ３２）、そして、このスルーホール内に導電性材料２を埋め込む（ＳＴ３３）。その後、導電性材料部分を研磨処理して平坦化する（ＳＴ３４）。次いで、ガラス基板１上に電極材料を被着し（ＳＴ３５）、電極材料の層の電極形成領域にマスクを形成し（ＳＴ３６）、露出された主面にエッチングを行う（ＳＴ３７）。その後、電極層３上に絶縁膜４を形成し（ＳＴ３８）、絶縁膜４を平坦化する（ＳＴ３９）。
【００４５】
図１０から明らかなように、本発明に係る静電容量型圧力センサにおいては、ガラス基板作製プロセスが４ステップであるのに対して、従来の静電容量型圧力センサにおいては、ガラス基板作製プロセスが９ステップである。したがって、本発明に係る静電容量型圧力センサにおいては、製造プロセスを大幅に簡略化することが可能である。
【００４６】
本発明は上記実施の形態１〜３に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１〜３で説明した数値や材質については特に制限はない。また、上記実施の形態１〜３で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、例えばバッテリー付のＴＰＭＳ（Tire  Pressure  Monitoring  System）において、タイヤ回転時のみ圧力をモニタリングする静電容量型圧力センサに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る静電容量型圧力センサの製造方法の他の例を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る静電容量型圧力センサのガラス基板を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る静電容量型圧力センサの概略構成を示す断面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】静電容量型圧力センサのセンサ特性を示す図である。
【図１０】静電容量型圧力センサの製造プロセスの違いを示す図である。
【図１１】従来の静電容量型圧力センサの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１  ガラス基板
１１ａ，１１ｂ  主面
１１ｃ  ガラス層
１１ｄ，１４ｄ，１４ｅ  凹部
１２，１２ａ，１２ｂ  島状体
１３，１３ａ，１３ｂ，１６  接続電極
１４，１７  シリコン基板
１４ａ  感圧ダイヤフラム
１４ｂ  接合部
１４ｃ  厚肉部
１５  キャビティ
１７ａ  突出部
１８  導電性材料
【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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