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公開番号2025012973
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023116197
出願日2023-07-14
発明の名称MEMS装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01P 15/125 20060101AFI20250117BHJP(測定;試験)
要約【課題】MEMS装置において感度の向上を図る。
【解決手段】MEMS装置は、キャビティが配置されている基板と、キャビティ内に配置されており、キャビティの底面から離間しているMEMS電極とを備える。MEMS電極は、基板に対して相対的に移動可能である可動電極指と、可動電極指に向き合うように可動電極指と間隔を開けて配置された固定電極指と、基板に片持ち支持されており、固定電極指を基板に連結している梁部と、電圧が印加されたときに、静電気力により梁部を変形させ、可動電極指と固定電極指との間隔が梁部の変形前と比較して狭くなるように構成された電極部とを備える。電極部は、梁部に連結された第1電極指と、第1電極指に向き合うように第1電極指と間隔を開けて配置され、第1電極指に対して固定電極指側に配置され、基板に固定された第2電極指とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１主面、および前記第１主面に対向する第２主面を有し、前記第１主面側から前記第２主面側へ窪んだキャビティが配置されている基板と、
前記キャビティ内に配置されており、前記キャビティの底面に対して前記第１主面側に離間しているＭＥＭＳ電極と
を備え、
前記ＭＥＭＳ電極は、
第１方向に延び、前記基板に対して相対的に移動可能に前記基板に接続された可動電極指と、
前記第１方向に延び、前記第１方向に交差する第２方向において前記可動電極指に向き合うように前記可動電極指と間隔を開けて配置された固定電極指と、
前記基板に片持ち支持されており、前記固定電極指を前記基板に連結している梁部と、
電圧が印加されたときに、静電気力により前記梁部を変形させ、前記可動電極指と前記固定電極指との前記第２方向における間隔が前記梁部の変形前と比較して狭くなるように構成された電極部と
を備え、
前記電極部は、
前記第１方向に延び、前記梁部に連結された第１電極指と、
前記第１方向に延び、前記第２方向において前記第１電極指に向き合うように前記第１電極指と間隔を開けて配置され、前記第２方向において前記第１電極指に対して前記固定電極指側に配置され、前記基板に固定された第２電極指と
を備える、ＭＥＭＳ装置。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記基板は、前記固定電極指が前記可動電極指に向かって所定距離以上変位したときに前記固定電極指と接触することで、前記固定電極指の変位を規制する規制部を有する、請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３】
前記第２方向における、前記固定電極指と前記規制部との間の距離は、前記第２方向における、前記第１電極指と前記第２電極指との間の距離よりも短い、請求項２に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項４】
前記基板は、前記キャビティを画定する複数の内壁面を有しており、
前記固定電極指、前記可動電極指、前記第１電極指、および前記第２電極指は、前記複数の内壁面のいずれか１つに配置されたアンカー領域に直接的にまたは間接的に支持されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＭＥＭＳ装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、櫛歯状に噛み合って対向する固定電極および可動電極を備える静電容量型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）センサが開示されている。特許文献１に記載の固定電極と可動電極とは半導体基板をエッチングすることにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０２０３２５号明細書
【０００４】
［概要］
一般に、静電容量型のＭＥＭＳセンサでは、可動電極と固定電極との間隔が狭いほど、感度が向上する。しかし、エッチングのアスペクト比には限界があるため、可動電極と固定電極との間隔は、エッチングが深くなるほど広くなる。言い換えれば、可動電極と固定電極との間を所定の深さでエッチングする場合、固定電極と可動電極との間隔を一定の間隔よりも狭くし難い。特許文献１には、固定電極と可動電極との間隔に関して記載がなく、感度の向上という点で改善の余地がある。
【０００５】
本開示は、ＭＥＭＳ装置において感度の向上を図ることを目的とする。
【０００６】
本開示の一態様は、
第１主面、および前記第１主面に対向する第２主面を有し、前記第１主面側から前記第２主面側へ窪んだキャビティが配置されている基板と、
前記キャビティ内に配置されており、前記キャビティの底面に対して前記第１主面側に離間しているＭＥＭＳ電極と
を備え、
前記ＭＥＭＳ電極は、
第１方向に延び、前記基板に対して相対的に移動可能に前記基板に接続された可動電極指と、
前記第１方向に延び、前記第１方向に交差する第２方向において前記可動電極指に向き合うように前記可動電極指と間隔を開けて配置された固定電極指と、
前記基板に片持ち支持されており、前記固定電極指を前記基板に連結している梁部と、
電圧が印加されたときに、静電気力により前記梁部を変形させ、前記可動電極指と前記固定電極指との前記第２方向における間隔が前記梁部の変形前と比較して狭くなるように構成された電極部と
を備え、
前記電極部は、
前記第１方向に延び、前記梁部に連結された第１電極指と、
前記第１方向に延び、前記第２方向において前記第１電極指に向き合うように前記第１電極指と間隔を開けて配置され、前記第２方向において前記第１電極指に対して前記固定電極指側に配置され、前記基板に固定された第２電極指と
を備える、ＭＥＭＳ装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本開示の一実施形態に係る加速度センサの平面図である。
図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。
図３は、電圧が印加された状態の図１の加速度センサの平面図である。
図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。
図５は、本開示の一実施形態の変形例に係る加速度センサの平面図である。
【０００８】
［詳細な説明］
以下、本開示の実施形態に係るＭＥＭＳ装置を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。
【０００９】
［加速度センサ］
図１は、本開示の一実施形態に係る加速度センサ１を概略的に示す平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。本実施形態に係る加速度センサ１は、半導体微細加工技術を用いて製造される静電容量型加速度センサである。本実施形態の加速度センサ１は、本開示に係るＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）装置の一例である。
【００１０】
以下の説明では、便宜上、図１に示す平面視において加速度センサ１の各辺に沿った方向のうち図１の左右方向をＸ方向、図１の上下方向をＹ方向と称し、図２に示す断面視において加速度センサ１の厚み方向（図２における上下方向）をＺ方向と称する。特に、図１における、右側を＋Ｘ方向、左側を－Ｘ方向、上側を＋Ｙ方向、下側を－Ｙ方向とそれぞれ称する場合がある。図２における、上側を＋Ｚ方向、下側を－Ｚ方向と称する場合がある。本実施形態では、Ｘ方向と、Ｙ方向と、Ｚ方向は互いに直交している。本実施形態に係るＸ方向は本開示に係る第２方向の一例である。本実施形態に係るＹ方向は、本開示に係る第１方向の一例である。
（【００１１】以降は省略されています）

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