CN103364592A - 物理量传感器及其制造方法、以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供物理量传感器及其制造方法、以及电子设备，该物理量传感器能够具有较高的成品率。本发明所涉及的物理量传感器（100）包括：基板（10）；第一可动体（20），其被设置在基板（10）上并具有第一可动电极部（21、22）；第一固定电极部（40、42），其以与第一可动电极部（21、22）对置的方式而被配置在基板（10）上；第二可动体（20），其被设置在基板（10）上并具有第二可动电极部（21、22）；第二固定电极部（40、42），其以与第二可动电极部（21、22）对置的方式而被配置在基板（10）上，在基板（10）上，于在俯视观察时位于第一可动体（20）与第二可动体（20）之间的部分（15a）上，设置有从基板（10）的主面（15）突出的支柱部（16）。

Description

物理量传感器及其制造方法、以及电子设备

技术领域

本发明涉及物理量传感器及其制造方法、以及电子设备。

背景技术

近年来，开发了一种使用例如硅MEMS（Micro Electro Mechanical System:微电子机械系统）技术而对物理量进行检测的物理量传感器。

物理量传感器例如具有：支承基板；固定电极，其被固定在支承基板上；可动体，其具备可动电极，所述可动电极以隔着间隙的方式与固定电极对置配置，并且，所述物理量传感器根据固定电极与可动电极之间的静电电容，而对加速度等物理量进行检测。

可动体例如通过如下方式而形成，即，在由玻璃基板构成的支承基板上形成了凹部之后，使硅基板接合于支承基板上，并对该硅基板进行加工的方式。可动体例如通过被配置在凹部上从而与支承基板分离，并且能够根据物理量而进行位移。玻璃基板与硅基板例如像专利文献1中所记载的那样，通过阳极接合而被接合在一起。

然而，例如，当如上述那样通过阳极接合而使支承基板和成为可动体的硅基板相接合时，存在如下的情况，即，硅基板向支承基板侧被牵拉，从而硅基板贴在支承基板上（更加具体而言，贴在凹部的底面上）的情况。尤其是，当在凹部上配置两个可动体时，凹部的面积增大，从而硅基板进一步向支承基板侧被牵拉。其结果为，成品率有时会降低。

专利文献1：日本特开平10-206458号公报

发明内容

本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种能够具有较高的成品率的物理量传感器。此外，本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种上述物理量传感器的制造方法。此外，本发明的几个方式所涉及的目的之一在于，提供一种具有上述物理量传感器的电子设备。

本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而被完成的，并且能够作为以下的方式或者应用例而实现。

应用例1

本应用例所涉及的物理量传感器包括：基板，其具备主面；第一可动体，其被设置在所述基板的所述主面的上方，并具备第一可动电极部；第一固定电极部，其以与所述第一可动电极部对置的方式而被配置在所述基板的所述主面上；第二可动体，其被设置在所述基板的所述主面的上方，并具备第二可动电极部；第二固定电极部，其以与所述第二可动电极部对置的方式而被配置在所述基板的所述主面上，在所述基板上，在俯视观察时于所述第一可动体与所述第二可动体之间，设置有从所述基板的主面突出的支柱部。

根据这种物理量传感器，能够抑制在通过例如阳极接合而使基板和成为第一可动体以及第二可动体的硅基板相接合时，硅基板向基板侧被牵拉而贴在基板上的情况。其结果为，这种物理量传感器能够具有较高的成品率。

应用例2

在本应用例所涉及的物理量传感器中，在所述基板上，设置有具备侧壁和内底的凹部，所述主面位于所述凹部的内底。

根据这种物理量传感器，能够具有较高的成品率。

应用例3

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，所述支柱部的高度与所述凹部的侧壁的高度相同。

根据这种物理量传感器，能够更加可靠地抑制在通过例如阳极接合而使基板和成为第一可动体以及第二可动体的硅基板相接合时，硅基板向基板侧被牵拉的情况。

应用例4

在本应用例所涉及的物理量传感器中，所述支柱部与所述凹部的所述侧壁被一体地设置，在以所述支柱部为界，而将所述凹部划分为第一凹部和第二凹部时，所述第一可动体被设置在所述第一凹部上，所述第二可动体被设置在所述第二凹部上。

根据这种物理量传感器，通过设置支柱部，从而在第一可动体的下方设置有第一凹部，并在第二可动体的下方设置有第二凹部。由此，与没有支柱部的结构相比，能够将空气关在第一凹部内以及第二凹部内，从而能够提高阻尼（粘性）效应。具体而言，当没有支柱部时，则无法关住空气，从而存在当施加有过度的加速度时，可动体容易与玻璃基板接触的缺点，但通过设置支柱部，从而能够将空气关在第一凹部内以及第二凹部内，进而阻尼效果变得更为强势，由此不易发生接触。

应用例5

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，包括盖体，所述盖体被载置于所述基板上，并覆盖所述第一可动体以及所述第二可动体，所述盖体被接合于所述支柱部上。

根据这种物理量传感器，盖体能够具有较高的刚性。

应用例6

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，包括止动部，所述止动部被接合于所述支柱部上，并与所述第一可动体以及所述第二可动体中的至少一方对置配置。

根据这种物理量传感器，能够抑制第一可动电极部和第一固定电极部贴在一起的情况。此外，能够抑制第二可动电极部和第二固定电极部贴在一起的情况。

应用例7

在本应用例所涉及的物理量传感器中，可以采用如下方式，即，所述基板的材质为玻璃，所述第一可动体以及所述第二可动体的材质为硅。

根据这种物理量传感器，通过对硅基板进行加工，从而能够形成第一可动体以及第二可动体，并且能够通过阳极接合而使用于形成第一可动体以及第二可动体的硅基板、和基板接合在一起。

应用例8

在本应用例所涉及的物理量传感器的制造方法中，包括：准备第一基板的工序，所述第一基板设置有凹部、和从所述凹部的底面突出的支柱部；将第二基板接合在所述第一基板的所述凹部的侧壁上以及所述支柱部上的工序；对所述第二基板进行加工，从而在俯视观察时以所述支柱部为界，在一侧形成第一可动体，并在另一侧形成第二可动体的工序。

根据这种物理量传感器的制造方法，能够抑制在通过例如阳极接合而对第一基板和第二基板进行接合时，第二基板向第一基板侧被牵拉，而贴在第一基板上的情况。其结果为，可获得能够具有较高的成品率的物理量传感器。

应用例9

在本应用例所涉及的物理量传感器的制造方法中，可以采用如下方式，即，包括在所述基板上的与所述第一可动体对置的位置处形成第一固定电极部，并在与所述第二可动体对置的位置处形成第二固定电极部的工序。

根据这种物理量传感器的制造方法，可获得能够具有较高的成品率的物理量传感器。

应用例10

本应用例所涉及的电子设备包括上述任一应用例所涉及的物理量传感器。

根据这种电子设备，由于包括上述任一应用例所涉及的物理量传感器，因此能够具有较高的成品率。

附图说明

图1为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。

图2为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。

图3为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图4为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图5为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图6为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量传感器的俯视图。

图7为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量传感器的剖视图。

图8为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图9为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图10为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量传感器的制造工序的剖视图。

图11为模式化地表示第三实施方式所涉及的电子设备的立体图。

图12为模式化地表示第三实施方式所涉及的电子设备的立体图。

图13为模式化地表示第三实施方式所涉及的电子设备的立体图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下所说明的实施方式并不是对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不当限定的实施方式。此外，以下所说明的结构并不全是本发明的必要结构要件。

1.第一实施方式

1.1.物理量传感器

首先，参照附图对第一实施方式所涉及的物理量传感器进行说明。图1为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量传感器100的俯视图。图2为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量传感器100的、沿图1中的II-II线的剖视图。另外，为了便于说明，在图1中，省略了盖体50的图示。此外，在图1以及图2中，作为相互正交的三个轴，图示了X轴、Y轴、Z轴。

物理量传感器100例如能够作为惯性传感器而使用，具体而言，例如能够作为用于对铅直方向（Z轴方向）上的加速度进行测定的加速度传感器（静电电容型加速度传感器、静电电容型MEMS加速度传感器）而利用。

如图1以及图2所示，物理量传感器100可以包括：支承基板（基板）10、第一功能元件101、第二功能元件102、盖体50。第一功能元件101可以具有：可动体（第一可动体）20，梁部30、32，固定部34、36，固定电极部（第一固定电极部）40、42。第二功能元件102可以具有：可动体（第二可动体）20，梁部30、32，固定部34、36，固定电极部（第二固定电极部）40、42。

如图1所示，在俯视观察时（从Z轴方向观察），第一功能元件101以及第二功能元件102沿着X轴而排列。第一功能元件101和第二功能元件102被设置为，在俯视观察时，例如关于穿过支承基板10的中心C的、与Y轴平行的直线（未图示）对称。

支承基板10的平面形状（从Z轴方向观察时的形状）例如为长方形。支承基板10的材质例如为玻璃等绝缘材料。通过例如将支承基板10设定为玻璃等绝缘材料，并将可动体20设定为硅等半导体材料，从而能够通过使可动体20和支承基板10贴合而容易地使两者电绝缘，由此能够简化传感器结构。

支承基板10具有从支承基板10的主面15突出的支柱部16以及框部（侧壁）18。通过支柱部16以及框部18而形成凹部14，主面15为凹部14的底面（即，底面15）。在图1所示的示例中，凹部14的外边缘的形状为长方形。

支柱部16被设置于，在俯视观察时，位于第一功能元件101的可动体20与第二功能元件102的可动体20之间的部分上。更加具体而言，支柱部16被设置在，凹部14的底面15的、位于第一功能元件101的可动体20与第二功能元件102的可动体20之间的部分15a上。底面15为对凹部14进行规定的支承基板10的面。底面15例如为平坦的面。

支柱部16从底面15向上方（向+Z轴方向侧）突出。支柱部16的高度（Z轴方向上的大小）H1，例如与第一功能元件101的可动体20和底面15之间的间隙2的大小（Z轴方向上的大小）D1、以及第二功能元件102的可动体20和底面15之间的间隙2的大小D2相同。支柱部16的高度H1例如在1μm以上且2μm以下。支柱部16的侧面对凹部14进行规定。在图1所示的示例中，支柱部16以被凹部14包围的方式而设置。支柱部16例如以与框部18分离的方式而设置。

支柱部16被设置为，在俯视观察时与凹部14的中心重叠。在图1所示的示例中，凹部14的中心的位置与支承基板10的中心C的位置相同。在俯视观察时，中心C位于支柱部16的外边缘的内侧。支柱部16在俯视观察时不与可动体20重叠。支柱部16的平面形状例如为长方形或正方形。

框部18从底面15向上方突出。框部18的高度H2例如与支柱部16的高度H1相同。框部18的平面形状例如为框状。框部18的侧面对凹部14进行规定。框部18为凹部14的侧壁。在图1所示的示例中，框部18以包围凹部14的方式而设置。

另外，虽然在图示的示例中，支柱部16以及框部18作为支承基板10的一部分而设置，但支柱部16以及框部18也可以通过与支承基板10不同的部件而形成。即，可以通过将支柱部16以及框部18接合于平板状的支承基板10上，从而形成凹部14。

固定电极部40、42被设置在支承基板10上。在图示的示例中，固定电极部40、42被设置在底面15上。当可动体20处于水平（与XY平面平行）时，底面15与可动体20平行。在支承基板10上接合有固定部34、36以及盖体50。能够通过支承基板10和盖体50而形成用于对可动体20进行收纳的空间。在空间内，填充有例如氮气、氦气、氩气等惰性气体。

可动体20以隔着间隙2的方式而被设置在支承基板10上。可动体20通过梁部30、32而被支承。可动体20能够以支承轴Q为旋转轴而进行位移。具体而言，当施加例如铅直方向（Z轴方向）上的加速度时，可动体20能够以由梁部30、32所确定的支承轴Q为旋转轴（摆动轴）而进行杠杆式摆动。可动体20的平面形状为，例如长方形。可动体20的厚度（Z轴方向上的大小）例如是固定的。

可动体20具有第一杠杆片20a和第二杠杆片20b。第一杠杆片20a为，在俯视观察时，被支承轴Q划分的可动体20的两个部分中的一个部分（在图1所示的示例中，于第一功能元件101中为位于左侧的部分，于第二功能元件102中为位于右侧的部分）。第二杠杆片20b为，在俯视观察时，被支承轴Q划分的可动体20的两个部分中的另一个部分（在图1所示的示例中，于第一功能元件101中为位于右侧的部分，于第二功能元件102中为位于左侧的部分）。

当例如铅直方向上的加速度（例如重力加速度）施加于可动体20上时，第一杠杆片20a和第二杠杆片20b各自产生转矩（力矩）。在此，当第一杠杆片20a的转矩（例如顺时针方向的转矩）和第二杠杆片20b的转矩（例如逆时针方向的转矩）均衡时，可动体20的倾斜度不会发生变化，从而无法对加速度的变化进行检测。因此，可动体20被设计成，在施加了铅直方向上的加速度时，第一杠杆片20a的转矩和第二杠杆片20b的转矩不均衡，从而在可动体20上产生预定的倾斜度。

在物理量传感器100中，通过将支承轴Q配置在从可动体20的中心（重心）偏离的位置处（通过使从支承轴Q到各个杠杆片20a、20b的顶端的距离不同），从而使杠杆片20a、20b具有互不相同的质量。即，在可动体20中，以支承轴Q为界，在一侧（第一杠杆片20a）与另一侧（第二杠杆片20b）质量有所不同。在图示的示例中，从支承轴Q到第一杠杆片20a的端面24的距离大于，从支承轴Q到第二杠杆片20b的端面25的距离。此外，第一杠杆片20a的厚度与第二杠杆片20b的厚度相等。因此，第一杠杆片20a的质量大于第二杠杆片20b的质量。通过以此种方式，使杠杆片20a、20b具有互不相同的质量，从而能够在施加了铅直方向上的加速度时，使第一杠杆片20a的转矩和第二杠杆片20b的转矩不均衡。因此，能够在施加了铅直方向上的加速度时，使可动体20产生预定的倾斜度。

另外，虽然未进行图示，但也可以采用如下方式，即，通过将支承轴Q配置于可动体20的中心，且使杠杆片20a、20b的厚度互不相同，从而使杠杆片20a、20b具有互不相同的质量。在这种情况下，也能够在施加了铅直方向上的加速度时，使可动体20产生预定的倾斜度。

此外，虽然未进行图示，但也可以采用如下方式，即，在可动体20上设置于Z轴方向上贯穿可动体20的贯穿孔。

可动体20以与支承基板10分离的方式而设置。可动体20被设置在凹部14上。在图示的示例中，在可动体20与支承基板10之间设置有间隙2。此外，可动体20通过梁部30、32，而与固定部34、36以分离的方式连接。由此，可动体20能够进行杠杆式摆动。

在第一杠杆片20a上设置有可动电极部21。此外，在第二杠杆片20b上设置有可动电极部22。

在图示的示例中，可动电极部21为可动体20中的、在俯视观察时与固定电极部40重叠的部分。可动电极部21为可动体20中的、与固定电极部40之间形成静电电容C1的部分。可动电极部22为可动体20中的、在俯视观察时与固定电极部42重叠的部分。可动电极部22为可动体20中的、与固定电极部42之间形成静电电容C2的部分。在物理量传感器100中，可以通过由导电性材料构成可动体20，从而设置可动电极部21、22，此外，也可以在可动体20的表面上设置由金属等导体层构成的可动电极部。在图示的示例中，通过由导电性材料（掺杂有杂质的硅）构成可动体20，从而设置可动电极部21、22。

在支承基板10的与可动电极部21对置的位置处，设置有固定电极部40。通过该可动电极部21和固定电极部40，从而形成静电电容C1。此外，在支承基板10的与可动电极部22对置的位置处，设置有固定电极部42。通过该可动电极部22和固定电极部42，从而形成静电电容C2。静电电容C1以及静电电容C2例如被构成为，在初始状态（可动体20处于水平的状态）下相等。可动电极部21、22的位置根据可动体20的动作而发生变化。静电电容C1、C2根据该可动电极部21、22的位置的变化而发生变化。在可动体20上，例如经由梁部30、32而施加有预定的电位。

另外，虽然未进行图示，但可以采用如下方式，即，在盖体50的、与可动电极部21对置的位置处设置固定电极部40，并在盖体50的、与可动电极部22对置的位置处设置固定电极部42。

梁部30、32以能够使可动体20绕支承轴Q进行位移的方式对可动体20进行支承。梁部30、32作为扭簧（Torsion spring）而发挥功能。由此，相对于由于可动体20进行杠杆式摆动而在梁部30、32上产生的扭转变形，梁部30、32具有较强的复原力，从而能够防止梁部30、32发生破损的情况。

如图1所示，在俯视观察时，梁部30、32被配置在支承轴Q上。梁部30在支承轴Q上从固定部34延伸至可动体20。梁部32在支承轴Q上从固定部36延伸至可动体20。梁部30、32为对成为可动体20的旋转轴（摆动轴）的支承轴Q的位置进行确定的部件。梁部30对固定部34和可动体20进行连接。梁部32对固定部36和可动体20进行连接。梁部30被连接于可动体20的+Y轴方向侧的侧面，梁部32被连接于可动体20的－Y轴方向侧的侧面。

固定部34、36被固定（接合）于支承基板10上。更加具体而言，固定部34、36被固定（接合）于支承基板10的框部18上。固定部34、36与可动体20分离。虽然固定部34、36的平面形状并不被特别地限定，但在图1所示的示例中为长方形。

可动体20、梁部30、32以及固定部34、36被一体地设置。可动体20、梁部30、32以及固定部34、36通过对一块基板（例如硅基板）进行图案形成，从而被一体地设置。可动体20、梁部30、32以及固定部34、36的材质例如为通过掺杂有磷、硼等杂质而被赋予了导电性的硅。

虽然固定部34、36和支承基板10之间的接合方法未被特别地限定，但例如在支承基板10的材质为玻璃，可动体20、梁部30、32以及固定部34、36的材质为硅时，支承基板10和固定部34、36能够被阳极接合。

固定电极部40被设置在支承基板10上。固定电极部40与可动电极部21对置配置。可动电极部21以隔着间隙2的方式而位于固定电极部40的上方。固定电极部40被设置为，与可动电极部21之间形成静电电容C1。

固定电极部42被设置在支承基板10上。固定电极部42与可动电极部22对置配置。可动电极部22以隔着间隙2的方式而位于固定电极部42的上方。固定电极部42被设置为，与可动电极部22之间形成静电电容C2。固定电极部40的面积和固定电极部42的面积相等。固定电极部40的平面形状和固定电极部42的平面形状例如以支承轴Q为轴而对称。

固定电极部40、42的材质例如为铝、金、ITO（Indium Tin Oxide，铟锡氧化物）等。固定电极部40、42的材质优选为ITO等透明电极材料。其原因在于，通过使用透明电极材料以作为固定电极部40、42，从而在支承基板10为透明基板（玻璃基板）时，能够容易地从支承基板10的底面15的相反侧，对存在于固定电极部40、42上的异物等进行目视确认。

盖体50被载置于支承基板10上。在图2所示的示例中，盖体50被接合于支柱部16以及框部18上。盖体50的材质例如为硅。当盖体50的材质为硅、支承基板10的材质为玻璃时，支承基板10和盖体50也可以通过阳极接合而被接合在一起。盖体50和支承基板10能够对功能元件101、102进行收纳。

接下来，对物理量传感器100的动作进行说明。在物理量传感器100中，可动体20根据加速度、角速度等物理量而绕支承轴Q进行摆动（转动）。随着该可动体20的动作，可动电极部21与固定电极部40之间的距离、以及可动电极部22与固定电极部42之间的距离将发生变化。具体而言，电极部21、40间的距离以及电极部22、42间的距离中的一方的距离增大，而另一方的距离减小。因此，由于可动体20的摆动（转动），从而静电电容C1、C2中的一方增大，而另一方减小。因此，能够根据静电电容C1与静电电容C2之差（通过所谓的差动电容检测方式），而对加速度或角速度等物理量进行检测。

而且，在物理量传感器100中，第一功能元件101和第二功能元件102被设置为，在俯视观察时，例如关于穿过中心C的、与Y轴平行的直线（未图示）对称。因此，能够通过信号处理来消除由于在检测方向（Z轴方向）以外的方向上具有检测灵敏度而导致的误差。其结果为，能够进一步提高Z轴方向上的检测灵敏度。

如上文所述，物理量传感器100能够作为加速度传感器或陀螺传感器等惯性传感器而使用，具体而言，例如能够作为用于对铅直方向上的加速度进行测定的静电电容型加速度传感器而使用。

第一实施方式所涉及的物理量传感器100例如具有以下的特征。

根据物理量传感器100，在支承基板10上，于在俯视观察时位于第一功能元件101的可动体20与第二功能元件102的可动体20之间的部分上，设置有从支承基板10的主面15突出的支柱部16。因此，在物理量传感器100中，能够抑制在通过例如阳极接合而使支承基板10和成为可动体20的硅基板相接合时，硅基板向支承基板10侧被牵拉而贴在支承基板10上（凹部14的底面15上）的情况。此外，能够抑制例如硅基板向支承基板10侧被牵拉而在硅基板上产生挠曲的情况。其结果为，物理量传感器100能够具有较高的成品率。

一般情况下，在包含两个功能元件的物理量传感器中，由于凹部的面积（底面的面积）增大，因此硅基板容易向支承基板侧被牵拉。但是，在物理量传感器100中，即使由于包含两个功能元件101、102而使凹部14的面积（底面的面积）增大，通过支柱部16，从而也能够抑制硅基板向支承基板10侧被牵拉而贴在凹部14的底面15上的情况。

根据物理量传感器100，支柱部16的高度H1与凹部14的框部18的高度H2相同。因此，能够更加可靠地抑制在通过例如阳极接合而使支承基板10和成为可动体20的硅基板相接合时，硅基板向支承基板10侧被牵拉的情况。

根据物理量传感器100，盖体50被接合于支柱部16上。由此，盖体50能够具有较高的刚性。

根据物理量传感器100，支承基板10的材质为玻璃，可动体20的材质为硅。因此，能够通过对硅基板进行加工，从而形成可动体20，并且能够通过阳极接合而将用于形成可动体20的硅基板、和支承基板10接合在一起。

根据物理量传感器100，支柱部16以在俯视观察时，与凹部14的中心重叠的方式而设置。虽然硅基板的、位于凹部的中心的上方的部分尤其容易向支承基板侧被牵拉，但在物理量传感器100中，能够通过支柱部16来抑制硅基板的、位于凹部14的中心的上方的部分向支承基板10侧被牵拉的情况。

另外，虽然未进行图示，但也可以采用如下方式，即，支柱部16例如在Y轴方向上延伸并与框部18相连接，并且，以支柱部16为界，凹部14具有第一凹部和第二凹部，第一功能元件101的可动体20被设置在第一凹部上，第二功能元件102的可动体20被设置在第二凹部上。

根据这种方式的物理量传感器100，通过设置支柱部16，从而在第一功能元件101的可动体20的下方设置有第一凹部，并在第二功能元件102的可动体20的下方设置有第二凹部。由此，与没有支柱部的结构相比，能够将空气关在第一凹部内以及第二凹部内，从而能够提高阻尼（粘性）效应。具体而言，当没有支柱部时，则无法关住空气，从而存在当施加了过度的加速度时，可动体容易与玻璃基板接触的缺点，但通过设置支柱部16，从而能够将空气关在第一凹部内以及第二凹部内，进而阻尼效果变得更为强势，由此不易发生接触。

1.2.物理量传感器的制造方法

接下来，参照附图对第一实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明。图3～图5为模式化地表示第一实施方式所涉及的物理量传感器100的制造工序的剖视图。

如图3所示，例如，对玻璃基板进行蚀刻以在玻璃基板上形成凹部14，从而获得具有支柱部16以及框部18的支承基板10。蚀刻通过例如湿蚀刻来实施。通过本工序，能够准备出设置有凹部14、支柱部16以及框部18的支承基板（第一基板）10。

另外，虽然未进行图示，但也可以采用如下方式，即，通过将支柱部16以及框部18形成（接合）在平板状的支承基板10上，从而形成凹部14。

接下来，在支承基板10上（在凹部14的底面15上）形成固定电极部40、42。更加具体而言，在支承基板10上的（凹部14的底面15上的）、与可动体20对置的位置处形成固定电极部40、42。固定电极部40、42通过如下方式而形成，即，在利用阴极真空喷镀法等而于底面15上形成了导电层之后，使用光刻技术以及蚀刻技术来对该导电层进行图案形成的方式。

如图4所示，将硅基板（第二基板）110接合在支承基板10上。更加具体而言，将硅基板110接合在支承基板10的支柱部16上以及框部18上。支承基板10与硅基板110之间的接合例如通过阳极接合来实施。

如图5所示，在通过例如磨削机对硅基板110进行磨削而使之薄膜化之后，图案形成（加工）为所需的形状，从而形成可动体20、梁部30、32以及固定部34、36。更加具体而言，在俯视观察时，以支柱部16为界，在一侧（－X轴方向侧）形成第一功能元件101的可动体20，在另一侧（+X轴方向侧）形成第二功能元件102的可动体20（参照图1）。可动体20的可动电极部21、22（参照图1）以与固定电极部40、42对置的方式而形成。图案形成通过光刻技术以及蚀刻技术（干蚀刻）来实施，作为更加具体的蚀刻技术，可以使用博世（Bosch）法。在本工序中，通过对硅基板110进行图案形成（蚀刻），从而一体地形成了可动体20、梁部30、32以及固定部34、36。此外，在本工序中，例如，支柱部16的上表面（接合有硅基板110的面）被露出。

如图2所示，将盖体50接合于支承基板10上，从而将可动体20（功能元件101、102）收纳于通过支承基板10以及盖体50而形成的空间内。更加具体而言，盖体50被接合在支承基板10的支柱部16上以及框部18上。支承基板10与盖体50之间的接合例如通过使用阳极接合或粘合剂等而被实施。通过在惰性气体气氛下实施本工序，从而能够将惰性气体填充在收纳有可动体20的空间内。

根据物理量传感器100的制造方法，将硅基板110接合在支承基板10的支柱部16上以及框部18上。而且，对硅基板110进行加工，从而在俯视观察时，以支柱部16为界，在－X轴方向侧形成第一功能元件101的可动体20，并在+X轴方向侧形成第二功能元件102的可动体20。由此，能够抑制在通过例如阳极接合而对支承基板10和硅基板110进行接合时，硅基板110向支承基板10侧被牵拉而贴在支承基板10（凹部14的底面15）上的情况。此外，例如能够抑制硅基板110向支承基板10侧被牵拉而在硅基板上产生挠曲的情况。其结果为，可获得能够具有较高的成品率的物理量传感器100。

2.第二实施方式

2.1.物理量传感器

接下来，参照附图对第二实施方式所涉及的物理量传感器进行说明。图6为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量传感器200的俯视图。图7为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量传感器200的、沿图6中的VII-VII线的剖视图。另外，为了便于说明，在图6中，省略了盖体50的图示。此外，在图6以及图7中，作为相互正交的三个轴，图示了X轴、Y轴、Z轴。

以下，对第二实施方式所涉及的物理量传感器200中，具有与第一实施方式所涉及的物理量传感器100的结构部件相同的功能的部件标记相同的符号，并省略其详细说明。

物理量传感器200例如能够作为惯性传感器而使用，具体而言，例如能够作为用于对水平方向（X轴方向以及Y轴方向）上的加速度进行测定的加速度传感器（静电电容型加速度传感器、静电电容型MEMS加速度传感器）而利用。

如图6以及图7所示，物理量传感器200可以包括：支承基板（基板）10、第一功能元件201、第二功能元件202、盖体50。第一功能元件201可以具有：固定部62、可动体（第一可动体）64、固定电极部（第一固定电极部）69a、69b。第二功能元件202可以具有：固定部62、可动体（第二可动体）64、固定电极部（第二固定电极部）69a、69b。可动体64可以具有：支承部65、弹簧部66和可动电极部68。

在物理量传感器200中，支柱部16被设置在，支承基板10的、在俯视观察时位于第一功能元件201的可动体64与第二功能元件202的可动体64之间的部分上。更加具体而言，支柱部16被设置在，凹部14的底面15的、在俯视观察时位于第一功能元件201的可动体64与第二功能元件202的可动体64之间的部分15a上。支柱部16的高度H1，例如与第一功能元件201的可动体64和底面15之间的间隙2的大小D1、以及第二功能元件202的可动体64和底面15之间的间隙2的大小D2相同。

支承基板10还具有支柱部17a、17b。支柱部17a、17b从底面15向上方突出。支柱部17a的高度H3、以及支柱部17b的高度H4，例如与支柱部16的高度H1相同。支柱部17a、17b的侧面对凹部14进行规定。在图6所示的示例中，支柱部17a、17b以被凹部14包围的方式而设置。支柱部17a、17b例如以与框部18分离的方式而设置。

支柱部17a为用于对固定部62进行支承的部分。支柱部17b为用于对固定电极部69a、69b进行支承的部分。在图6所示的示例中，支柱部17a、17b的平面形状为长方形。

第一功能元件201以及第二功能元件202被设置在支承基板10上。如图6所示，在俯视观察时，第一功能元件201以及第二功能元件202沿着X轴而排列。第二功能元件202具有使第一功能元件201以构造体的重心G为中心而旋转了90°的形状，所述构造体通过固定部62以及可动体64而构成。

在下文中，首先，对第一功能元件201进行说明。

可动体64被设置在支承基板10上。更加具体而言，可动体64被设置在凹部14上。可动体64根据X轴方向上的加速度，而在X轴方向（+X轴方向或者－X轴方向）上进行位移。随着这样的位移，可动电极部68与固定电极部69a之间的间隙、以及可动电极部68与固定电极部69b之间的间隙的大小将发生变化。即，随着可动体64的位移，可动电极部68与固定电极部69a之间的静电电容、以及可动电极部68与固定电极部69b之间的静电电容的大小将发生变化。第一功能元件201（物理量传感器200）能够根据这些静电电容的变化，而对X轴方向上的加速度进行检测。

固定部62被固定（接合）于支承基板10的支柱部17a上。在第一功能元件201中，固定部62的数量为一个。如图6所示，固定部62以在俯视观察时与通过固定部62以及可动体64构成的构造体的重心G重叠的方式而设置。固定部62的平面形状例如为长方形。在图6所示的示例中，支柱部17a位于固定部62的外边缘的内侧。通过固定部62，从而可动体64以隔着间隙的方式而被支承在支承基板10的上方。

如图6所示，在俯视观察时，支承部65被设置在固定部62的周围。在图示的示例中，支承部65以包围固定部62的方式而设置。可动体64通过位于支承部65的内侧的固定部62而被支承。因此，可动体64能够稳定地通过一个固定部62而被支承。由此，能够抑制例如在施加了热量时，在可动体64上产生因被固定部62支承而引起的应力的情况。支承部65能够对可动电极部68进行支承。支承部65的形状例如为框状。

弹簧部66对固定部62和支承部65进行连结。弹簧部66能够沿着X轴而进行位移，并被构成为，能够使支承部65在X轴方向上进行位移。在图6所示的示例中，弹簧部66通过四个梁部66a而构成。梁部66a沿着Y轴往复且在X轴方向上延伸。

另外，只要弹簧部66被构成为能够使支承部65在X轴方向上进行位移，则梁部66a的数量并不被特别地限定。

可动电极部68被支承部65支承。可动电极部68与支承部65相连接。可动电极部68从支承部65起沿着Y轴而延伸。可动电极部68例如被设置有多个。

固定电极部69a、69b被固定（接合）于支承基板10的支柱部17b上。固定电极部69a、69b与可动电极部68对置配置。固定电极部69a、69b沿着Y轴而延伸。固定电极部69a、69b例如被设置有多个。更加具体而言，固定电极部69a、69b沿着X轴而交替地配置，并且在固定电极部69a与固定电极部69b之间配置有可动电极部68。多个固定电极部69a通过未图示的布线而相互电连接。多个固定电极部69b通过未图示的布线而相互电连接。

固定电极部69a、69b例如具有与其他部分相比宽度（X轴方向上的大小）较宽的宽幅部70。在图示的示例中，宽幅部70的平面形状为长方形。通过宽幅部70，从而能够增大固定电极部69a、69b与支柱部17b之间的接触面积。因此，能够增大固定电极部69a、69b与支柱部17b之间的接合强度。

固定部62以及可动体64被一体地设置。固定部62以及可动体64通过对一块基板（例如硅基板）进行图案形成从而被一体地设置。第一功能元件201的（可动体64的）材质例如为，通过掺杂有磷、硼等杂质从而被赋予了导电性的硅。

虽然固定部62以及固定电极部69a、69b，与支承基板10之间的接合方法未被特别地限定，但例如在支承基板10的材质为玻璃，第一功能元件201的材质为硅时，支承基板10和第一功能元件201能够被阳极接合。

在物理量传感器200中，能够对可动电极部68与固定电极部69a之间的静电电容进行测定，而且，能够对可动电极部68与固定电极部69b之间的静电电容进行测定。以此种方式，在物理量传感器200中，能够分别对可动电极部68与固定电极部69a之间的静电电容、以及可动电极部68与固定电极部69b之间的静电电容进行测定，并根据这些测定结果而高精度地对物理量（加速度）进行检测。

接下来，对第二功能元件202进行说明。

如上文所述，第二功能元件202具有使第一功能元件201以重心G为中心而旋转了90°的形状。第二功能元件202的可动体64根据Y轴方向上的加速度，而在Y轴方向（+Y轴方向或者－Y轴方向）上进行位移。随着这样的位移，可动电极部68与固定电极部69a之间的间隙、以及可动电极部68与固定电极部69b之间的间隙的大小将发生变化。即，随着可动体64的位移，可动电极部68与固定电极部69a之间的静电电容、以及可动电极部68与固定电极部69b之间的静电电容的大小将发生变化。第二功能元件202（物理量传感器200）能够根据这些静电电容的变化，而对Y轴方向上的加速度进行检测。

如上文所述，物理量传感器200能够通过第一功能元件201以及第二功能元件202，而对X轴方向上的加速度以及Y轴方向上的加速度进行测定。

如上文所述，物理量传感器200能够作为加速度传感器或陀螺传感器等惯性传感器而使用，具体而言，例如能够作为用于对水平方向（X轴方向以及Y轴方向）上的加速度进行测定的静电电容型加速度传感器而使用。

如图6以及图7所示，物理量传感器200还可以包括止动部80、82、84、86。

止动部80、82与第一功能元件201的可动体64对置配置。在图6所示的示例中，止动部80、82的、与第一功能元件201的可动体64对置的面的一部分成为曲面。如图6所示，在俯视观察时，第一功能元件201的可动体64被配置在止动部80、82之间。在图6的示例中，止动部80被配置于第一功能元件201的可动体64的+X轴方向侧，而止动部82被配置于第一功能元件201的可动体64的－X轴方向侧。止动部80被固定（接合）于支柱部16上。止动部82被固定于框部18上。

止动部80、82能够抑制如下的情况，即，第一功能元件201的可动体64向X轴方向位移，而使可动电极部68和固定电极部69a、69b贴在一起的情况。

止动部84、86与第二功能元件202的可动体64对置配置。在图6所示的示例中，止动部84、86的、与第二功能元件202的可动体64对置的面的一部分成为曲面。如图6所示，在俯视观察时，第二功能元件202的可动体64被配置在止动部84、86之间。在图6所示的示例中，止动部84被配置于第二功能元件202的可动体64的+Y轴方向侧，而止动部86被配置于第二功能元件202的可动体64的－Y轴方向侧。止动部84、86被固定于框部18上。止动部80、82、84、86的材质例如与功能元件201、202的材质相同。

止动部84、86能够抑制如下的情况，即，第二功能元件202的可动体64向Y轴方向位移，而使可动电极部68和固定电极部69a、69b贴在一起的情况。

另外，虽然未进行图示，但是也可以采用如下的方式，即，支柱部16设置有两个，在一个支柱部16上接合有止动部80，而在另一个支柱部16上接合有盖体50。

第二实施方式所涉及的物理量传感器200例如具有以下的特征。

根据物理量传感器200，在支承基板10上，于在俯视观察时位于第一功能元件201的可动体64与第二功能元件202的可动体64之间的部分上，设置有从支承基板10的主面15突出的支柱部16。因此，在物理量传感器200中，能够抑制在通过例如阳极接合而使支承基板10和成为可动体64的硅基板相接合时，硅基板向支承基板10侧被牵拉而贴在支承基板10上（凹部14的底面15上）的情况。此外，能够抑制例如硅基板向支承基板10侧被牵拉而在硅基板上产生挠曲的情况。其结果为，物理量传感器200能够具有较高的成品率。

根据物理量传感器200，可以包括被接合于支柱部16上的止动部80。因此，例如能够抑制第一功能元件201的可动电极部68和固定电极部69a、69b贴在一起的情况。

2.2.物理量传感器的制造方法

接下来，参照附图对第二实施方式所涉及的物理量传感器的制造方法进行说明。图8～图10为模式化地表示第二实施方式所涉及的物理量传感器200的制造工序的剖视图。

如图8所示，例如，对玻璃基板进行蚀刻以在玻璃基板上形成凹部14，从而获得具有支柱部16、17a、17b以及框部18的支承基板10。蚀刻例如通过湿蚀刻来实施。通过本工序，从而能够准备出设置有凹部14、支柱部16、17a、17b以及框部18的支承基板（第一基板）10。

另外，虽然未进行图示，但是也可以采用如下方式，即，通过将支柱部16以及框部18形成（接合）在平板状的支承基板10上，从而形成凹部14。

如图9所示，将硅基板（第二基板）210接合于支承基板10上。更加具体而言，将硅基板210接合于支承基板10的支柱部16、17a、17b上以及框部18上。支承基板10与硅基板210之间的接合例如通过阳极接合来实施。

如图10所示，在通过例如磨削机对硅基板210进行磨削而使之薄膜化之后，图案形成（加工）为所需的形状，从而形成固定部62、可动体64、固定电极69a、69b以及止动部80、82、84、86。更加具体而言，在俯视观察时，以支柱部16为界，在一侧（－X轴方向侧）形成第一功能元件201的可动体64，在另一侧（+X轴方向侧）形成第二功能元件202的可动体64（参照图6）。可动电极部68和固定电极部69a、69b以相互对置的方式形成。图案形成通过光刻技术以及蚀刻技术（干蚀刻）来实施，作为更加具体的蚀刻技术，可以使用博世（Bosch）法。在本工序中，通过对硅基板210进行图案形成（蚀刻），从而一体地形成了固定部62以及可动体64。

如图7所示，将盖体50接合于支承基板10上，从而将可动体64（功能元件201、202）收纳于通过支承基板10以及盖体50而形成的空间内。更加具体而言，盖体50被接合在支承基板10的框部18上。支承基板10与盖体50之间的接合例如使用阳极接合或粘合剂等来实施。通过在惰性气体气氛下实施本工序，从而能够将惰性气体填充在收纳有可动体64的空间内。

根据物理量传感器200的制造方法，将硅基板210接合于支承基板10的支柱部16上。而且，对硅基板210进行加工，从而在俯视观察时，以支柱部16为界，在－X轴方向侧形成第一功能元件201的可动体64，在+X轴方向侧形成第二功能元件202的可动体64。由此，能够抑制在通过例如阳极接合而使支承基板10和硅基板210相接合时，硅基板210向支承基板10侧被牵拉而贴在支承基板10（凹部14的底面15）上的情况。此外，例如能够抑制硅基板210向支承基板10侧被牵拉而在硅基板上产生挠曲的情况。其结果为，可获得能够具有较高的成品率的物理量传感器200。

3.第三实施方式

接下来，参照附图对第三实施方式所涉及的电子设备进行说明。第三实施方式所涉及的电子设备包括本发明所涉及的物理量传感器。在下文中，对包括作为发明所涉及的物理量传感器的物理量传感器100的电子设备进行说明

图11为模式化地表示作为第三实施方式所涉及的电子设备的便携式（或者笔记本式）个人计算机1100的立体图。

如图11所示，个人计算机1100通过具备键盘1102的主体部1104、和具有显示部1108的显示单元1106而构成，并且显示单元1106以能够通过铰链结构部而相对于主体部1104进行转动的方式被支承。

在这样的个人计算机1100中内置有物理量传感器100。

图12为模式化地表示作为第三实施方式所涉及的电子设备的移动电话（也包括PHS：Personal Handy-phone System，个人移动电话系统）1200的立体图。

如图12所示，移动电话1200具备多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，并且在操作按钮1202与听筒1204之间配置有显示部1208。

在这样的移动电话1200中内置有物理量传感器100。

图13为模式化地表示作为第三实施方式所涉及的电子设备的数码照相机1300的立体图。另外，在图13中，还简单地图示了与外部设备之间的连接。

在此，通常的照相机通过被摄物体的光学图像而使银盐感光胶片感光，与此相对，数码照相机1300通过CCD（Charge Coupled Device:电荷耦合装置）等摄像元件而对被摄物体的光学图像进行光电转换，从而生成摄像信号（图像信号）。

在数码照相机1300的壳体（主体）1302的背面设置有显示部1310，并且成为根据CCD的摄像信号而进行显示的结构，显示部1310作为将被摄物体显示为电子图像的取景器而发挥功能。

此外，在壳体1302的正面侧（图中背面侧），设置有包括光学镜片（摄像光学系统）和CCD等在内的受光单元1304。

当摄影者对被显示在显示部1310上的被摄物体图像进行确认，并按下快门按钮1306时，该时间点的CCD的摄像信号将被传送并存储于存储器1308中。

此外，在该数码照相机1300中，在壳体1302的侧面设置有影像信号输出端子1312、和数据通信用的输入输出端子1314。而且，根据需要，而在影像信号输出端子1312上连接有影像监视器1430，在数据通信用的输入输出端子1314上连接有个人计算机1440。而且，成为如下的结构，即，通过预定的操作，从而使存储于存储器1308中的摄像信号向影像监视器1430或个人计算机1440输出。

在这样的数码照相机1300中内置有物理量传感器100。

由于以上这样的电子设备1100、1200、1300包括物理量传感器100，因此能够具有较高的成品率。

另外，具备上述物理量传感器100的电子设备除了能够应用于图11所示的个人计算机（便携式个人计算机）、图12所示的移动电话、图13所示的数码照相机中之外，还能够应用于如下的装置中，例如，喷墨式喷出装置（例如，喷墨式打印机）、膝上型个人计算机、电视、摄像机、录像机、各种汽车导航装置、寻呼机、电子记事本（也包括带有通信功能的产品）、电子词典、台式电子计算机、电子游戏机、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监控器、电子双筒望远镜、POS（Point of Sale：销售点）终端、医疗设备（例如，电子体温计、血压计、血糖仪、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜）、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类（例如，车辆、飞机、火箭、船舶的计量仪器类）、机器人或人体等的姿态控制、飞行模拟器等。

本发明包括与在实施方式中所说明的结构实质相同的结构（例如，功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构）。此外，本发明包括对在实施方式中所说明的结构的非本质的部分进行了置换的结构。此外，本发明包括能够起到与在实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构，或者能够实现相同目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中所说明的结构上附加了公知技术的结构。

符号说明

2…间隙；10…支承基板；14…凹部；15…底面；15a…底面的部分；16、17a、17b…支柱部；18…框部；20…可动体；20a…第一杠杆片；20b…第二杠杆片；21、22…可动电极部；24、25…端面；30、32…梁部；34、36…固定部；40、42…固定电极部；50…盖体；62…固定部；64…可动体；65…支承部；66…弹簧部；66a…梁部；68…可动电极部；69a、69b…固定电极部；70…宽幅部；80、82、84、86…止动部；100…物理量传感器；101…第一功能元件；102…第二功能元件；110…硅基板；200…物理量传感器；201…第一功能元件；202…第二功能元件；210…硅基板；1100…个人计算机；1102…键盘；1104…主体部；1106…显示单元；1108…显示部；1200…移动电话；1202…操作按钮；1204…听筒；1206…话筒；1208…显示部；1300…数码照相机；1302…壳体；1304…受光单元；1306…快门按钮；1308…存储器；1310…显示部；1312…影像信号输出端子；1314…输入输出端子；1430…影像监视器；1440…个人计算机。

Claims (10)

1.一种物理量传感器，包括：

基板，其具备主面；

第一可动体，其被设置在所述基板的所述主面的上方，并具备第一可动电极部；

第一固定电极部，其以与所述第一可动电极部对置的方式而被配置在所述基板的所述主面上；

第二可动体，其被设置在所述基板的所述主面的上方，并具备第二可动电极部；

第二固定电极部，其以与所述第二可动电极部对置的方式而被配置在所述基板的所述主面上，

在所述基板上，在俯视观察时于所述第一可动体与所述第二可动体之间，设置有从所述基板的主面突出的支柱部。

2.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

在所述基板上，设置有具备侧壁和内底的凹部，

所述主面位于所述凹部的内底。

3.如权利要求2所述的物理量传感器，其中，

所述支柱部的高度与所述凹部的侧壁的高度相同。

4.如权利要求2所述的物理量传感器，其中，

所述支柱部与所述凹部的所述侧壁被一体地设置，

在以所述支柱部为界，而将所述凹部划分为第一凹部和第二凹部时，所述第一可动体被设置在所述第一凹部上，所述第二可动体被设置在所述第二凹部上。

5.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

包括盖体，所述盖体被载置于所述基板上，并覆盖所述第一可动体以及所述第二可动体，

所述盖体被接合于所述支柱部上。

6.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

包括止动部，所述止动部被接合于所述支柱部上，并与所述第一可动体以及所述第二可动体中的至少一方对置配置。

7.如权利要求1所述的物理量传感器，其中，

所述基板的材质为玻璃，

所述第一可动体以及所述第二可动体的材质为硅。

8.一种物理量传感器的制造方法，包括：

准备第一基板的工序，所述第一基板设置有凹部、和从所述凹部的底面突出的支柱部；

将第二基板接合在所述第一基板的所述凹部的侧壁上以及所述支柱部上的工序；

对所述第二基板进行加工，从而在俯视观察时以所述支柱部为界，在一侧形成第一可动体，并在另一侧形成第二可动体的工序。

9.如权利要求8所述的物理量传感器的制造方法，其中，

包括在所述基板上的、与所述第一可动体对置的位置处形成第一固定电极部，并在与所述第二可动体对置的位置处形成第二固定电极部的工序。

10.一种电子设备，其包括权利要求1所述的物理量传感器。

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