[發明專利]物理量傳感器、壓力傳感器、高度計、電子設備以及移動體

在審

• 申請號: 201510440983.5
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN105314586A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 林和也
• 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;B81B7/00;B81B7/02;G01L9/06
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 蘇萌萌;許梅鈺

技術領域

本發明涉及物理量傳感器、壓力傳感器、高度計、電子設備以及移動體。

背景技術

具有通過受壓而撓曲變形的隔膜的壓力傳感器被廣泛使用(例如，參照專利文獻1)。在這樣的壓力傳感器中，通常情況下通過利用配置于隔膜上的傳感器元件來檢測隔膜的撓曲從而檢測加載于隔膜的壓力。

另外，在這樣的壓力傳感器中所使用的隔膜，通常情況下如專利文獻1所公開的那樣，通過在基板的一面形成凹部，從而使用因該基板的凹部而薄壁化的部分來構成。此外，迪歐這樣的隔膜的撓曲進行檢測的傳感器元件被配置在該基板的開有凹部的一側的相反側的面上。

然而，近年來，正在謀求壓力傳感器的進一步的小型化。但是，在專利文獻1的壓力傳感器中，如果將隔膜小型化，則會存在難以實現足夠的檢測靈敏度的問題。

專利文獻1：日本特開2011-75400號公報

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有優異的檢測靈敏度的物理量傳感器，另外提供具有該物理量傳感器的壓力傳感器、高度計、電子設備以及移動體。

這樣的目的通過下述的本發明實現。

應用例1

本發明的物理量傳感器的特征在于，具有：基板，其具有在所述基板的一面側開口的凹部；隔膜部，其包括所述凹部的底部，并通過受壓而發生撓曲變形；傳感器元件，其被配置于所述隔膜部上；臺階部，其在所述基板的另一面側沿所述隔膜部的外周而被配置，并相對于所述隔膜部而向所述隔膜部的厚度方向突出，而且突出量小于所述凹部的深度。

根據這樣的物理量傳感器，當隔膜部通過受壓而發生了撓曲變形時，能夠使應力向隔膜部的與臺階部之間的邊界部分集中。因此，通過在該邊界部分配置傳感器元件，能夠提高檢測靈敏度。

應用例2

在本發明的物理量傳感器中，優選為，所述隔膜部的所述一面側的面為受壓面。

由此，能夠使用半導體制造工序在基板的開有凹部的一側的相反側的面容易地形成壓力基準室以及臺階部。

應用例3

在本發明的物理量傳感器中，優選為，所述傳感器元件被配置于，與述隔膜部的厚度方向的中心相比靠所述另一面側的位置處。

由此，能夠在隔膜部的由于受壓而應力集中的部分處配置傳感器元件，其結果為，能夠提高檢測靈敏度。另外，與在基板的開有凹部的一側的面上配置傳感器元件的情況相比，能夠簡單且高精度地形成傳感器元件。

應用例4

在本發明的物理量傳感器中，優選為，所述傳感器元件被配置于，與所述隔膜部的中心相比靠所述臺階部側的位置處。

由此，能夠在隔膜部的由于受壓而應力集中的部分處配置傳感器元件，其結果為，能夠提高檢測靈敏度。

應用例5

在本發明的物理量傳感器中，優選為，所述臺階部由不同于所述基板的另一層構成。

由此，能夠簡單且高精度地形成適當的高度的臺階部。

應用例6

在本發明的物理量傳感器中，優選為，所述另一層含有多晶硅。

由此，能夠使用成膜法而簡單且高精度地形成臺階部。另外，在使用硅基板來形成隔膜部的情況下，能夠縮小臺階部與隔膜部之間的線膨脹系數差，其結果為，能夠使物理量傳感器的溫度特性優異。

應用例7

在本發明的物理量傳感器中，優選為，具有配置于所述基板的所述另一面側的壓力基準室。

由此，能夠以壓力基準室內的壓力為基準而檢測壓力。另外，能夠使用半導體制造工序在基板的開有凹部的一側的相反側的面上容易地形成壓力基準室。

應用例8

在本發明的物理量傳感器中，優選為，所述壓力基準室的側壁部與所述另一層連接。

由此，能夠消除臺階部與壓力基準室的側壁部之間的縫隙，降低在通過犧牲層蝕刻而形成壓力基準室時所使用的蝕刻液的意外的流動。

應用例9

在本發明的物理量傳感器中，優選為，所述臺階部的突出量處于0.1μm以上380μm以下的范圍內。

由此，當隔膜部因受壓而發生撓曲變形時，能夠使應力有效地向隔膜部的與臺階部之間的邊界部分集中。

應用例10

在本發明的物理量傳感器中，優選為，所述隔膜部的厚度處于1μm以上8μm以下的范圍內。

由此，當隔膜部因受壓而撓曲變形時，能夠使應力有效地向隔膜部的與臺階部之間的邊界部分集中。

應用例11