[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: 201310670469.1
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103864002A
• 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

本發明涉及一種微機電系統元件、電子裝置、高度計、電子設備以及移動體。

背景技術

一直以來，作為對壓力進行檢測的裝置，已知有一種如專利文獻1所示的半導體壓力傳感器。專利文獻1所示的半導體壓力傳感器為一種如下的傳感器，即，通過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相反側的面進行研磨使其薄壁化從而形成隔膜部，并且通過應變敏感元件來對在因壓力而發生位移的隔膜部上所產生的應變進行檢測，并將該檢測結果轉換為壓力的傳感器。

但是，在具備專利文獻1所示的應變敏感元件的壓力傳感器中，存在如下情況，即，需要將硅晶片薄壁化從而難以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）一體化。

另一方面，通過半導體裝置的制造方法、裝置來制造微型機械系統的、所謂MEMS（Micro?Electro?Mechanical?Systems：微機電系統）元件備受關注。通過使用MEMS元件，能夠獲得極小型的各種傳感器、或者振蕩器等。這些元件為，通過MEMS技術將微小的振動元件形成于基板上，并利用振動元件的振動特性來實施加速度的檢測、基準信號的生成等的元件。

通過使用該MEMS技術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一體化的壓力傳感器。但是，由于除應當進行檢測的壓力以外，MEMS元件還會因振動、沖擊這類的外部因素而產生振動頻率的變動，因此存在如下課題，即，特別容易產生相對于微小的壓力變動的誤差。

因此，通過對由外部因素引起的振動頻率的變動量進行檢測，并根據檢測出的壓力檢測值而對由外部因素引起的振動頻率的變動量進行補正，從而能夠獲得一種如下的MEMS元件，所述MEMS元件能夠構成可對準確的微小壓力進行測量的壓力傳感器。

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的課題中的至少一部分而完成的發明，并能夠作為以下方式或應用例來實現。

應用例1

本應用例的MEMS元件的特征在于，具備：基板；多個諧振子，其被形成在所述基板的第一面上，在所述基板上具備至少一個可撓部和至少一個非可撓部，所述多個諧振子包括與所述可撓部對應的所述諧振子、和與所述非可撓部對應的所述諧振子。

根據本應用例的MEMS元件，由于外部壓力會被施加在可撓部上從而使可撓部產生撓曲，由此將給諧振子的振動特性、即諧振頻率帶來變化。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元件利用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。

另一方面，在非可撓部中，不會發生由外部壓力引起的撓曲。但是，當外部壓力以外的干擾，例如沖擊力、加速度等被施加在MEMS元件上時，被配置于可撓部以及非可撓部上的諧振子均將產生由干擾引起的諧振頻率的變化。此時，由于在被配置于非可撓部上的諧振子中僅產生由干擾引起的諧振頻率的變化，因此通過從被配置于由外部壓力和干擾引起變化的可撓部上的諧振子的諧振頻率中，減去被配置于非可撓部上的諧振子的諧振頻率的變化量，從而能夠獲得僅由被配置于可撓部上的諧振子的外部壓力引起的諧振頻率的變化。因此，即使在存在沖擊或加速度這類的干擾的環境下，也能夠獲得作為對正確的壓力值進行檢測的壓力傳感器的MEMS元件。

應用例2

在上述的應用例中，其特征在于，具備被形成在所述基板的第一面上并被密封的空間部，所述多個諧振子被配置于所述空間部內。

根據上述應用例，通過將多個諧振子收納于相同的空間部的內部，從而能夠抑制諧振子的相對于空間部的氣密性的變化的諧振頻率的變化量在多個諧振子之間產生差異的情況。因此，能夠獲得可靠性較高的MEMS元件。

應用例3

在上述應用例中，其特征在于，所述可撓部為，被形成在所述基板的與所述第一面處于表背關系的第二面側的凹部的底部。

根據上述應用例，通過基板的凹部的有無從而能夠很容易地形成可撓部和非可撓部。此外，由于凹部的底部成為薄壁部，因此通過調節凹部的深度，從而能夠很容易地對薄壁部的壁厚進行調節，由此能夠簡便地獲得與所檢測出的外部壓力的高低相對應的MEMS元件。

應用例4

在上述應用例中，其特征在于，包括半導體裝置。