特許ウォッチ

公開番号2024129363
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038514
出願日2023-03-13
発明の名称センサ及び電子装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類G01P 15/097 20060101AFI20240919BHJP(測定;試験)
要約【課題】特性の向上が可能なセンサ及び電子装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、センサは、素子部を含む。前記素子部は、第1梁、第1梁電極、第2梁、及び、第2梁電極を含む。前記第1梁は、第1部分と、第1他部分と、前記第1部分と前記第1他部分との間の第1中間部分と、を含む。前記第1部分から前記第1他部分への方向は、第1方向に沿う。前記第1梁電極は、前記第1中間部分と接続される。前記第2梁は、第2部分と、第2他部分と、前記第2部分と前記第2他部分との間の第2中間部分と、を含む。前記第2部分から前記第2他部分への方向は、前記第1方向に沿う。前記第2梁電極は、前記第2中間部分と接続された第2梁電極と、を含む。前記第1中間部分から前記第1梁電極への第2方向は、前記第1方向と交差する。前記第2中間部分から前記第2梁電極への方向は、前記第2方向に沿う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１梁であって、前記第１梁は、第１部分と、第１他部分と、前記第１部分と前記第１他部分との間の第１中間部分と、を含み、前記第１部分から前記第１他部分への方向は、第１方向に沿う、前記第１梁と、
前記第１中間部分と接続された第１梁電極と、
第２梁であって、前記第２梁は、第２部分と、第２他部分と、前記第２部分と前記第２他部分との間の第２中間部分と、を含み、前記第２部分から前記第２他部分への方向は、前記第１方向に沿う、前記第２梁と、
前記第２中間部分と接続された第２梁電極と、
を含む素子部を備え、
前記第１中間部分から前記第１梁電極への第２方向は、前記第１方向と交差し、
前記第２中間部分から前記第２梁電極への方向は、前記第２方向に沿い、
前記第１梁電極及び前記第２梁電極は、第１条件、第２条件、第３条件、第４条件、第５条件、第６条件、第７条件及び第８条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、前記第２梁電極の第２質量は、前記第１梁電極の第１質量とは異なり、
前記第２条件において、前記第２梁電極に含まれる第２材料の少なくとも一部は、前記第１梁電極に含まれる第１材料の少なくとも一部と異なり、
前記第３条件において、前記第２梁電極の第３方向に沿う第２厚さは、前記第１梁電極の前記第３方向に沿う第１厚さとは異なり、前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差し、
前記第４条件において、前記第２梁電極に含まれる第２孔の第２大きさは、前記第１梁電極に含まれる第１孔の第１大きさとは異なり、
前記第５条件において、前記第２孔の第２密度は、前記第１孔の第１密度とは異なり、
前記第６条件において、前記第２孔の第２数は、前記第１孔の第１数とは異なる、または、前記第２梁電極は前記第２孔を含み、前記第１梁電極は、前記第１孔を含まず、
前記第７条件において、前記第２梁電極の第２層構造は、前記第１梁電極の第１層構造とは異なり、
前記第８条件において、前記第２梁電極の第２形状は、前記第１梁電極の第１形状とは異なる、センサ。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
基体と、
前記基体に固定された第１固定部と、
をさらに備え、
前記素子部は、前記第１固定部に支持された第１支持部をさらに含み、
前記基体から前記第１固定部への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第１部分及び前記第２部分は、前記第１支持部に接続され、
前記基体と前記素子部との間に第１間隙が設けられた、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記第２梁から前記第１梁への方向は、前記第２方向に沿う、請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記素子部は、前記第１固定部に支持された可動部材をさらに含み、
前記可動部材は、第１可動部を含み、
前記第１他部分及び前記第２他部分は、前記第１可動部に接続された、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記素子部は、
前記第１中間部分に接続された第１対向梁電極と、
前記第２中間部分に接続された第２対向梁電極と、
をさらに含み、
前記第１梁は、前記第２方向において、前記第１対向梁電極と前記第１梁電極との間にあり、
前記第２梁は、前記第２方向において、前記第２対向梁電極と前記第２梁電極との間にある、請求項３に記載のセンサ。
【請求項６】
前記第１対向梁電極及び前記第２対向梁電極は、第９条件、第１０条件、第１１条件、第１２条件、第１３条件、第１４条件、第１５条件及び第１６条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第９条件において、前記第２対向梁電極の第２対向質量は、前記第１対向梁電極の第１対向質量とは異なり、
前記第１０条件において、前記第２対向梁電極に含まれる第２対向材料の少なくとも一部は、前記第１対向梁電極に含まれる第１対向材料の少なくとも一部と異なり、
前記第１１条件において、前記第２対向梁電極の前記第３方向に沿う第２対向厚さは、前記第１対向梁電極の前記第３方向に沿う第１対向厚さとは異なり、
前記第１２条件において、前記第２対向梁電極に含まれる第２対向孔の第２対向大きさは、前記第１対向梁電極に含まれる第１対向孔の第１対向大きさとは異なり、
前記第１３条件において、前記第２対向孔の第２対向密度は、前記第１対向孔の第１対向密度とは異なり、
前記第１４条件において、前記第２対向孔の第２対向数は、前記第１対向孔の第１対向数とは異なり、または、前記第２対向梁電極は前記第２対向孔を含み、前記第１対向梁電極は、前記第１対向孔を含まず、
前記第１５条件において、前記第２対向梁電極の第２対向層構造は、前記第１対向梁電極の第１対向層構造とは異なり、
前記第１６条件において、前記第２対向梁電極の第２対向形状は、前記第１対向梁電極の第１対向形状とは異なる、請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
前記第１他部分の前記第１方向における位置は、前記第１部分の前記第１方向における位置と、前記第２部分の前記第１方向における位置と、の間にあり、
前記第２他部分の前記第１方向における位置は、前記第１他部分の前記第１方向における前記位置と、前記第２部分の前記第２方向における前記位置と、の間にある、請求項２に記載のセンサ。
【請求項８】
前記素子部は、前記第１固定部に支持された可動部材をさらに含み、
前記可動部材は、第１可動部を含み、
前記第１他部分及び前記第２他部分は、前記第１可動部に接続され、
前記第１支持部は、第１支持領域と、第２支持領域と、第３支持領域と、を含み、
前記第１部分は、前記第１支持領域に支持され、
前記第２部分は、前記第２支持領域に支持され、
前記第１可動部は、前記第３支持領域に支持された、請求項７に記載のセンサ。
【請求項９】
制御部と、
前記基体に固定された第１固定電極及び第２固定電極と、
をさらに備え、
前記第１固定電極は、前記第１梁電極と対向し、
前記第２固定電極は、前記第２梁電極と対向し、
前記制御部は、前記第１固定電極と前記第１梁電極との間に第１交流信号を印加可能であり、
前記制御部は、前記第２固定電極と前記第２梁電極との間に前記第１交流信号を印加可能である、請求項２～８のいずれか１つに記載のセンサ。
【請求項１０】
請求項１に記載のセンサと、
前記センサから得られる信号に基づいて回路を制御可能な回路制御部と、
を備えた電子装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサ及び電子装置に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、ＭＥＭＳ構造を利用したセンサがある。センサにおいて、特性の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平４－１１５１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、特性の向上が可能なセンサ及び電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、センサは、素子部を含む。前記素子部は、第１梁、第１梁電極、第２梁、及び、第２梁電極を含む。前記第１梁は、第１部分と、第１他部分と、前記第１部分と前記第１他部分との間の第１中間部分と、を含む。前記第１部分から前記第１他部分への方向は、第１方向に沿う。前記第１梁電極は、前記第１中間部分と接続される。前記第２梁は、第２部分と、第２他部分と、前記第２部分と前記第２他部分との間の第２中間部分と、を含む。前記第２部分から前記第２他部分への方向は、前記第１方向に沿う。前記第２梁電極は、前記第２中間部分と接続された第２梁電極と、を含む。前記第１中間部分から前記第１梁電極への第２方向は、前記第１方向と交差する。前記第２中間部分から前記第２梁電極への方向は、前記第２方向に沿う。前記第１梁電極及び前記第２梁電極は、第１条件、第２条件、第３条件、第４条件、第５条件、第６条件、第７条件及び第８条件の少なくともいずれかを満たす。前記第１条件において、前記第２梁電極の第２質量は、前記第１梁電極の第１質量とは異なる。前記第２条件において、前記第２梁電極に含まれる第２材料の少なくとも一部は、前記第１梁電極に含まれる第１材料の少なくとも一部と異なる。前記第３条件において、前記第２梁電極の第３方向に沿う第２厚さは、前記第１梁電極の前記第３方向に沿う第１厚さとは異なる。前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する。前記第４条件において、前記第２梁電極に含まれる第２孔の第２大きさは、前記第１梁電極に含まれる第１孔の第１大きさとは異なる。前記第５条件において、前記第２孔の第２密度は、前記第１孔の第１密度とは異なる。前記第６条件において、前記第２孔の第２数は、前記第１孔の第１数とは異なる、または、前記第２梁電極は前記第２孔を含み、前記第１梁電極は、前記第１孔を含まない。前記第７条件において、前記第２梁電極の第２層構造は、前記第１梁電極の第１層構造とは異なる。前記第８条件において、前記第２梁電極の第２形状は、前記第１梁電極の第１形状とは異なる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２（ａ）～図２（ｃ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図３（ａ）～図３（ｄ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図４は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図５（ａ）～図５（ｄ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図６（ａ）～図６（ｄ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図７（ａ）～図７（ｄ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図８（ａ）～図８（ｄ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図９（ａ）～図９（ｄ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図１０（ａ）～図１０（ｄ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサの一部を例示する模式的平面図である。
図１２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１４は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１７は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１８は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１９は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２０は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２３は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２４は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２５は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２７は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２８は、第２実施形態に係る電子装置を例示する模式図である。
図２９（ａ）～図２９（ｈ）は、実施形態に係る電子装置の応用を例示する模式図である。
図３０（ａ）及び図３０（ｂ）は、実施形態に係るセンサの応用を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図２（ａ）～図２（ｃ）、及び、図３（ａ）～図３（ｄ）は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図２（ａ）～図２（ｃ）、及び、図３（ａ）～図３（ｄ）は、図１のＡ１－Ａ２線、Ａ３－Ａ４線、Ａ５－Ａ６線、Ａ７－Ａ８線、Ａ９－Ａ１０線、Ａ１１－Ａ１２線、及び、Ａ１３－Ａ１４線に関する断面図である。
図４は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、素子部１０Ｅを含む。
【０００９】
素子部１０Ｅは、第１梁３１、第２梁３２、第１梁電極３１Ｅ及び第２梁電極３２Ｅを含む。
【００１０】
第１梁３１は、第１部分３１ａと、第１他部分３１ｂと、第１中間部分３１ｃと、を含む。第１中間部分３１ｃは、第１部分３１ａと第１他部分３１ｂとの間に設けられる。第１部分３１ａから第１他部分３１ｂへの方向は、第１方向Ｄ１に沿う。
（【００１１】以降は省略されています）

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