[發明專利]微機電系統元件、電子裝置、高度計、電子設備及移動體

在審

• 申請號: 201310656967.0
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103864001A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 松沢勇介;茅野祐治
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;G01C5/06
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;蘇萌萌

技術領域

本發明涉及一種MEMS元件、電子裝置、高度計、電子設備及移動體。

背景技術

一直以來，作為對壓力進行檢測的裝置，已知如專利文獻1所公開的這種半導體壓力傳感器。專利文獻1所公開的半導體壓力傳感器為一種如下的傳感器，即，在硅晶片上形成應變敏感元件，并對硅晶片的與應變敏感元件形成面為相反側的面進行研磨，通過進行薄壁化而形成隔膜部，通過應變敏感元件而對在由于壓力而進行位移的隔膜部上產生的應變進行檢測，并將該檢測結果轉換為壓力。

但是，在具備專利文獻1所公開的應變敏感元件的壓力傳感器中，需要對硅晶片進行薄壁化，從而難以實現與成為對來自壓力傳感器的信號進行處理的運算部的半導體裝置（IC（Integrated?Circuit：集成電路））的一體化。

另一方面，通過半導體裝置的制造方法、裝置來制造微小機械系統的、所謂的MEMS（Micro?Electro-Mechanical?System：微機電系統）元件被注意。通過使用MEMS元件，從而能夠獲得非常小型的各種傳感器、或者振蕩器等。這些裝置能夠通過MEMS技術而將細微的振動元件形成在基板上，并利用振動元件的振動特性，從而獲得實施加速度的檢測、基準信號的生成等的元件。

通過使用這種MEMS技術來形成振動元件，并構成根據MEMS振動元件的振動頻率的變動而對壓力進行檢測的壓力傳感器，從而能夠實現與IC一體化了的壓力傳感器。而且，能夠在基板上形成薄壁的隔膜部，從而即使在低壓力的情況下也能夠發生變形，進而獲得能夠構成能夠對準確的微小壓力進行計測的壓力傳感器的MEMS元件。

專利文獻1：日本特開2001-332746號公報

發明內容

本發明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的發明，其能夠作為以下方式或應用例來實現。

應用例1

本應用例所涉及的微機電系統元件的特征在于，具備：基板，其具有可撓部；固定電極，其被設置在所述基板的主面上；可動電極，其與所述固定電極分離，且在俯視觀察所述主面時至少一部分與所述固定電極重疊，并且所述可動電極具有可動部和固定端部，其中，所述可動部在與所述主面交叉的方向上進行驅動，所述固定端部與所述主面相連接，所述固定電極和所述可動電極以與所述可撓部相對應的方式而配置。

根據本應用例的MEMS元件，通過對可撓部施加外部壓力而在可撓部上產生撓曲，從而使諧振子的振動特性、即共振頻率發生變化。通過導出該外部壓力與諧振子的頻率特性的變化之間的關系，從而能夠將MEMS元件作為根據諧振子的頻率特性的變化而對外部壓力進行檢測的傳感器來利用。

應用例2

本應用例的特征在于，在上述的應用例中，在俯視觀察所述主面時，所述可撓部的形心位于所述固定電極與所述可動電極重疊的區域內。

形成有作為決定諧振子的振動特性的一個主要因素的固定電極與可動電極之間的間隔（間隙）的區域為，在俯視觀察主面時固定電極與可動電極重疊的區域。根據上述的應用例，能夠以可撓部的撓曲變形的頂點位于該間隔形成區域內的方式配置可撓部，從而即使在作為外部負載的壓力為微小壓力而使可撓部的撓曲量非常小的情況下，也能夠對間隔的變化進行檢測。即，能夠獲得作為對極微小的壓力進行檢測的傳感器的MEMS元件。

應用例3

本應用例的特征在于，在上述的應用例中，在俯視觀察所述主面時，所述可撓部與所述固定端部分離。

根據上述的應用例，通過使可動電極的固定端部被配置在可撓部的區域外，從而可動電極不會受可撓部的撓曲變形影響，由此可撓部的撓曲變形成為固定電極的變形并使間隔發生變化。因此，能夠獲得如下的MEMS元件，所述MEMS元件能夠容易地實施因外部負載的壓力而產生的間隔的變化量的設計計算、或MEMS元件的制造工程中的壓力檢測調節，從而能夠實現準確的壓力檢測。

應用例4

本應用例的特征在于，在上述的應用例中，在俯視觀察所述主面時，所述可撓部為多邊形。

根據上述的應用例，因可撓部的外部負載的壓力而產生的撓曲變形的頂點的位置位于多邊形平面形狀的形心附近。因此，能夠獲得如下的MSMS元件，所述MEMS元件能夠容易地實施因外部負載的壓力而產生的間隔的變化量的設計計算、或MEMS元件的制造工程中的壓力檢測調節，從而能夠實現準確的壓力檢測。

應用例5

本應用例的特征在于，在上述的應用例中，在俯視觀察所述主面時，所述可撓部的平面形狀為圓形。