KR101190121B1 - Structural member having a plurality of conductive regions - Google Patents
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Abstract
서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역을 갖는 구조체에 있어서, 복수의 도전성의 영역들은, 연속한 산화 영역에 의해 서로 전기적으로 절연되어 있고, 산화 영역은, 복수의 관통 구멍 혹은 홈이 형성된 재료로 이루어진 산화물로 형성되어 있다.In a structure having a plurality of conductive regions electrically insulated from each other, the plurality of conductive regions are electrically insulated from each other by successive oxidation regions, and the oxide regions are formed of a material having a plurality of through holes or grooves. It is formed of an oxide.
마이크로 구조체, 도전성, 관통 구멍, 홈, 산화물 Microstructure, Conductive, Through Hole, Groove, Oxide
Description
본 발명은, 서로 전기적으로 절연된 복수개의 영역을 갖는 마이크로 구조체 등, 복수의 도전성의 영역을 갖는 구조체, 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 구조체를 사용한, 가속도 센서, 자이로스코프, 전위 센서, 및 액추에이터 등의 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a structure having a plurality of conductive regions, such as a microstructure having a plurality of regions electrically insulated from each other, and a manufacturing method thereof. The invention also relates to devices such as acceleration sensors, gyroscopes, potential sensors, and actuators using such structures.
종래, MEMS(micro-electro-mechanical systems)의 기술 등으로 제조되는 종래의 마이크로 구조체로서는, 구조체 및 가동체에 대하여, 전기적인 신호를 사용해서 구동, 제어, 변위 등의 검출을 행하도록, 서로 전기적으로 절연된 복수개의 영역으로 분할되고, 전극으로서 사용되는 구조체가 있다. 이러한 구성을 사용함으로써, 복수의 구동력 발생 기구를 갖는 액추에이터, 복수의 정전 검출부를 가진 센서 등을 용이하게 실현할 수 있다. 이하, 구체적인 예를 설명한다.Conventionally, as a conventional microstructure manufactured by the technique of MEMS (micro-electro-mechanical systems) or the like, the structure and the movable body are electrically connected to each other so as to detect driving, control, displacement, etc. using an electrical signal. There is a structure which is divided into a plurality of regions insulated by a metal and used as an electrode. By using such a configuration, an actuator having a plurality of driving force generating mechanisms, a sensor having a plurality of electrostatic detection units, and the like can be easily realized. Hereinafter, specific examples will be described.
복수의 가동전극 사이에 절연체를 설치해서 들보(beam)부로서 사용한 구조의 반도체 가속도 스위치가 일본국 공개특허 제2000-065855호에 기재되어 있다. 도 13은, 일본국 공개특허 제2000-065855호에 기재된 가속도 스위치의 사시도다. 도 13 에 있어서, 가속도 스위치는 지지 기판(901), 고정부(902), 가동부(903), 고정전극(905), 제어 전극(906), 및 스토퍼(stopper) 907a 및 907b을 포함하고 있다. 또한, 가속도 스위치는 지지부(908), 들보 909, 991, 992, 질량체(910), 가동전극 911 및 913, 프레임(frame)부(916), 절연막(917), 가동부 본체(930), 단자 981 및 982, 전극(961)을 포함하고 있다. 그러한 구성에 있어서, 가동전극 911과 913 사이에 절연막(917)이 배치되어서, 들보 909를 형성하고 있다. 그 들보 909에 의해, 입력되는 가속도가 인가된 질량체(910)를 유지하고 있다. 들보 909에 포함된 복수의 가동전극 911과 913이 서로 절연되어 있으므로, 가동전극 911과 고정전극 902 사이에서 센서 특성이 제어됨으로써, 가동전극 913과 고정전극 905 사이에서 가속도를 검출할 수 있다. 일본국 공개특허 제2000-065855호에 기재된 구성에 있어서, 실리콘 기판에 형성된 깊고 좁은 홈들 중에, SOG(spin-on-glass), 열산화막, 폴리실리콘 등의 절연막(917)을 형성하고 있다.A semiconductor acceleration switch having a structure in which an insulator is provided between a plurality of movable electrodes and used as a beam portion is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-065855. 13 is a perspective view of an acceleration switch described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-065855. In Fig. 13, the acceleration switch includes a
또한, 들보의 지지부와 정전 즐치(comb teeth)의 지지부에 절연막을 매립하여, 다른 부위와 절연하는 구조를 갖는 반도체 역학량(dynamic quantity) 센서가 일본국 공개특허공보 제2000-286430호에 기재되어 있다. 도 14는, 일본국 공개특허공보 제2000-286430호에 기재된 반도체 역학량 센서의 사시도다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 반도체 역학량 센서는 단결정 실리콘 기판(1), 홈 4a~4d, 사각 프레임부(5), 들보 구조체(6), 앵커(anchor)부 7 및 8, 들보부 9 및 10, 질량부(11), 가동전극 12a~12d, 가동전극 13a~13d, 홈 14a, 14b, 절연재료 15a~15d를 포함하고 있다. 또한, 반도체 역학량 센서는 제1의 고정전극 16a~16d, 제2의 고정전극 17a ~17d, 홈 18a~18d, 절연재료 19a~19d, 홈 20a~20d, 절연재료 21a~21d, 제1의 고정전극 22a~22d, 제2의 고정전극 23a~23d, 홈 24a~24d, 절연재료 25a~25d, 홈 26a~26d, 절연재료 27a~27d를 포함하고 있다.Further, a semiconductor dynamic quantity sensor having a structure in which an insulating film is embedded in a support portion of a beam and a support portion of an electrostatic bladder and insulated from other portions is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-286430. have. 14 is a perspective view of a semiconductor dynamic amount sensor disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-286430. As shown in Fig. 14, the semiconductor dynamic quantity sensor includes a single
질량부(11)를 지지하고 있는 들보부 9 및 10은, 절연재료 15a~15d을 거쳐서, 사각 프레임부(5)에 의해 유지되어 있다. 한편. 제1의 고정전극 16a~16d, 22a~22d와 제2의 고정전극 17a~17d, 23a~23d는, 절연재료 19a~19d, 21a~21d, 25a~25d, 27a~27d를 거쳐서 사각 프레임부(5)에 의해 유지되어 있다. 이 구성에 의해, 사각 프레임부(5)와, 가동전극 12a~12d 및 13a~13d를 포함하는 질량부(11)와, 제1의 고정전극과 제2의 고정전극이, 서로 전기적으로 절연되고, 또 기계적으로 유지되어 있다. 그 때문에, 측정 대상의 역학량에 의해, 질량부(11)가 가동하게 된다. 제1의 고정전극과 제1의 가동전극과의 사이의 정전용량과, 제2의 고정전극과 제2의 가동전극과의 사이의 정전용량을 검출해서, 가동량을 검출할 수 있다.The
일본국 공개특허공보 제2000-286430호에는, 형성된 홈의 내부에 실리콘 산화막을 형성하고, 한층 더 폴리실리콘막을 형성해서 홈을 매립하는 것에 대해서 언급되어 있다. 이 문헌에서는, 저응력(low stress)의 폴리실리콘을 병용함으로써 실리콘 산화막 단체만으로 홈을 매립하는 경우와 비교해서, 홈에 발생하는 응력을 줄이는 효과가 있다고 기재되어 있다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-286430 mentions forming a silicon oxide film inside the formed groove, and further forming a polysilicon film to fill the groove. This document describes that by using low stress polysilicon in combination, there is an effect of reducing stress generated in the grooves, as compared with the case where the grooves are filled with only the silicon oxide film alone.
상기 종래의 구성에서는, 전기적으로 서로 절연된 복수개의 영역들 간에 절연재료를 배치해서, 복수개의 영역들을 서로 유지하고 있다. 그 때문에, 복수의 영역들 간의 위치 관계는, 절연재료의 내부응력의 영향을 받기 쉽다. 덧붙여, 절연재료와 이 절연재료를 삽입한 기판부재의 열팽창 계수가 서로 다르기 때문에, 기판부재와 절연재료 간에 응력이 발생하기 쉽다. 따라서, 환경온도의 변화에 의한 재료 간의 응력변화의 영향도 받기 쉬운 구조로 되어 있다. 또한, 고전압을 인가하는 경우에는, 절연 내압(dielectric voltage)을 높게 하기 위해서 절연재료를 두껍게 할 필요가 있다. 그러나, 절연재료를 두껍게 할수록, 절연재료의 내부응력과, 재료 간의 열팽창 계수의 차이에 의한 응력의 영향을 받기 쉬운 구조가 된다. In the above conventional configuration, an insulating material is arranged between a plurality of regions electrically insulated from each other, and the plurality of regions are held together. Therefore, the positional relationship between the plurality of regions is easily affected by the internal stress of the insulating material. In addition, since the thermal expansion coefficients of the insulating material and the substrate member into which the insulating material is inserted are different from each other, stress is likely to occur between the substrate member and the insulating material. Therefore, the structure is also susceptible to changes in stress between materials due to changes in environmental temperature. In addition, when high voltage is applied, it is necessary to thicken the insulating material in order to increase the dielectric breakdown voltage. However, the thicker the insulating material is, the more the structure is susceptible to the stress caused by the difference in the internal stress of the insulating material and the thermal expansion coefficient between the materials.
또한, 기판 부재에 관통 구멍이나 홈을 형성하고, 홈이나 관통 구멍에 절연재료를 매립함으로써, 상술한 구성을 실현할 수 있다. 그러나, 매립한 절연막이 균일해지기 어려운 경우가 있다. 또한, 절연막을 매립하기 위해서, 홈이나 관통 구멍의 폭을 넓게 할 필요가 있는 경우가 있다. 이 경우, 그러한 구성은 매립한 절연재료의 응력의 영향을 받기 쉬워진다. 덧붙여, 관통 구멍이나 홈의 깊이 위치에 의존해서, 형성된 절연재료의 형성 상태가 변하고, 응력의 분포가 발생할 가능성도 있다. 한편, 저응력의 절연재료를 포함한 다양한 종류의 절연재료를 관통 구멍이나 홈에 매립하는 방법이 있다. 그렇지만, 이 방법에 있어서, 관통 구멍의 폭을 넓게 할 필요가 있거나, 제조 공정이 복잡해지거나 하는 경우가 있다.In addition, the above-described configuration can be realized by forming a through hole or a groove in the substrate member and embedding the insulating material in the groove or the through hole. However, the embedded insulating film may be difficult to be uniform. In addition, in order to fill the insulating film, it may be necessary to widen the width of the groove and the through hole. In this case, such a structure is likely to be affected by the stress of the embedded insulating material. In addition, depending on the depth position of the through-hole and the groove, the formation state of the formed insulating material changes, and there is a possibility that stress distribution occurs. On the other hand, there are methods for embedding various kinds of insulating materials including low stress insulating materials in through holes or grooves. However, in this method, the width of the through hole may need to be widened, or the manufacturing process may be complicated.
상기와 같은 응력이 마이크로 구조체에 발생했을 경우, 들보와 질량체 자체가 변형하고, 기계 특성이 바뀌는 것에 의해, 액추에이터의 구동 특성과 센서의 검출 감도 특성이 변동해 버린다. 덧붙여, 들보, 질량체 자체, 및 즐치(comb teeth) 전극의 변형에 의해 전극 간의 거리가 변하는 경우도 있다. 이에 따라, 마이크로 구조체에 인가하는 구동력이 원하는 것으로부터 크게 벗어나거나, 마이크로 구조체의 가동량의 측정 정밀도가 저하할 가능성이 있다. 결과적으로, 이것들은 액추에이터의 구동성능과 센서의 검출 성능을 저하시키는 원인이 된다.When the above stress is generated in the microstructure, the beam and the mass itself deform, and the mechanical characteristics change, so that the drive characteristics of the actuator and the detection sensitivity characteristics of the sensor fluctuate. In addition, the distance between electrodes may change due to deformation of the beam, the mass itself, and the comb teeth electrode. Thereby, there exists a possibility that the driving force applied to a microstructure may greatly deviate from what you want, and the measurement precision of the movable amount of a microstructure may fall. As a result, these cause the deterioration of the drive performance of the actuator and the detection performance of the sensor.
상기의 문제를 감안해서, 본 발명은 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역들을 갖는 구조체를 제공하고, 상기 복수의 도전성의 영역들이, 연속한 산화 영역들에 의해 전기적으로 서로 절연되고; 상기 산화 영역들이, 복수의 관통 구멍들 혹은 홈들이 형성된 재료로 이루어진 산화물로 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.In view of the above problem, the present invention provides a structure having a plurality of conductive regions electrically insulated from each other, wherein the plurality of conductive regions are electrically insulated from each other by successive oxidation regions; The oxide regions are each formed of an oxide made of a material having a plurality of through holes or grooves.
또한, 상기의 문제를 감안해서, 본 발명은, 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역들을 갖는 구조체의 제조 방법을 제공하고, 상기 제조 방법은 다음의 2개의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 제1의 단계에서는, 간격을 두고 배치되도록 복수의 관통 구멍들 혹은 홈들을 모재(base material)에 형성한다. 제2의 단계에서는, 적어도 상기 복수의 관통 구멍들 혹은 홈들의 내부표면의 상기 모재를 열산화해서, 상기 복수의 관통 구멍들 혹은 홈들을 포함한 연속한 산화 영역들을 형성함으로써, 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역들을 상기 모재에 형성한다.In addition, in view of the above problem, the present invention provides a method of manufacturing a structure having a plurality of conductive regions electrically insulated from each other, and the manufacturing method includes the following two steps. In the first step, a plurality of through holes or grooves are formed in the base material so as to be spaced apart. In the second step, the plurality of electrically insulated from each other by thermally oxidizing the base material of at least the inner surface of the plurality of through holes or grooves to form continuous oxidation regions including the plurality of through holes or grooves. Conductive regions are formed in the base material.
또한, 상기의 문제를 감안해서, 본 발명은 구조체를 포함하는 가속도 센서를 제공하고, 상기 구조체는, 가속도를 감지하기 위한 가동체를 포함한다. 또한, 상기의 문제를 감안해서, 본 발명은 구조체를 포함하는 자이로스코프를 제공하고, 상기 구조체는, 각속도를 감지하기 위한 가동체를 포함한다.In addition, in view of the above problem, the present invention provides an acceleration sensor including a structure, and the structure includes a movable body for sensing acceleration. In addition, in view of the above problem, the present invention provides a gyroscope including a structure, the structure includes a movable body for sensing the angular velocity.
또한, 상기의 문제를 감안해서, 본 발명은 구조체를 포함하는 액추에이터를 제공하고, 상기 구조체는, 입력된 전기 에너지의 힘을 물리적인 운동으로 변환하는 가동체를 포함한다. 또한, 본 발명은 구조체를 포함하는 전위 센서를 제공하고, 상기 구조체는, 측정 대상의 전위에 따른 전기신호를 출력하는 검출 전극부를 갖는 가동체를 포함한다.In addition, in view of the above problem, the present invention provides an actuator including a structure, the structure including a movable body for converting the force of the input electrical energy into physical motion. The present invention also provides a potential sensor including a structure, wherein the structure includes a movable body having a detection electrode portion for outputting an electrical signal in accordance with the potential of the measurement target.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 구조체에 있어서는, 복수의 도전성의 영역들이, 연속적으로 형성된 산화 영역들에 의해 서로 절연되고, 이 산화 영역들은, 복수의 관통 구멍들 혹은 홈들이 형성된 재료의 산화물로 이루어진다. 따라서, 절연부를 형성하는 산화 영역들을 비교적 적은 양으로 감소시킬 수 있고, 상기 산화 영역들에 있어서 응력이 발생하기 어려운, 전기적으로 서로 절연된 복수개 영역들을 갖는 구조체를, 간단한 구성으로 제공할 수 있다. 또한, 그 구조체의 제조 방법에 있어서, 적어도 상기 복수의 관통 구멍들 혹은 홈들의 내부표면을 구성하는 모재에 열산화를 행해서, 연속한 산화 영역들을 형성함으로써, 그 제조가 용이하게 된다. 또한, 해당 산화 영역들을 형성할 때에, 해당 구조체를 형성하는 기판을 에칭이나 절단 등에 의해, 물리적으로 분리할 필요가 없다. 이 때문에, 기판의 강도와 가공 정밀도를 크게 손상하지 않고 절연 처리가 가능해진다. 또한, 응력이 발생하기 어려운 본 발명의 구조체를 사용하는 디바이스에 있어서는, 그 검출 감도 및 구동특성 등의 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, in the structure according to the present invention, a plurality of conductive regions are insulated from each other by successively formed oxide regions, which are formed of an oxide of a material in which a plurality of through holes or grooves are formed. Is done. Therefore, the oxidized regions forming the insulation can be reduced to a relatively small amount, and a structure having a plurality of electrically insulated regions which are hard to generate stress in the oxidized regions can be provided in a simple configuration. In addition, in the method for producing the structure, thermal oxidation is performed on at least a base material constituting the inner surface of the plurality of through holes or grooves, so that continuous oxidation regions are formed, thereby facilitating manufacture thereof. In addition, when forming the oxidation regions, the substrate forming the structure does not need to be physically separated by etching or cutting. For this reason, an insulation process is attained, without seriously compromising the board | substrate strength and processing precision. Moreover, in the device using the structure of the present invention where stress is hard to occur, the performance such as its detection sensitivity and driving characteristics can be improved.
도 1은 본 발명의 제1의 실시 예에 따른 액추에이터의 사시도다.1 is a perspective view of an actuator according to a first embodiment of the present invention.
도 2a, 2b, 및 2c는 본 발명의 제1의 실시예에 따른 산화 영역의 절연부를 설명하는 도면이다.2A, 2B, and 2C are views for explaining an insulating portion of an oxidized region according to the first embodiment of the present invention.
도 3a(a) 및 3a(b)는 본 발명의 제1의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.3A and 3A are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a first embodiment of the present invention.
도 3b(a) 및 3b(b)는 본 발명의 제1의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.3B (a) and 3B (b) are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an actuator according to a first embodiment of the present invention.
도 3c(a) 및 3c(b)는 본 발명의 제1의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.3C and 3C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a first embodiment of the present invention.
도 3d(a) 및 3d(b)는 본 발명의 제1의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.3D and 3D are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an actuator according to a first embodiment of the present invention.
도 3e(a) 및 3e(b)는 본 발명의 제1의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.3E (a) and 3E (b) are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an actuator according to a first embodiment of the present invention.
도 4a, 4b, 및 4c는 본 발명의 제1의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조시의 열산화공정을 설명하기 위한 도면이다.4A, 4B, and 4C are diagrams for explaining a thermal oxidation process at the time of manufacturing the actuator according to the first embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 제2의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.5A is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of an actuator according to a second embodiment of the present invention.
도 5b(a) 및 5b(b)는 본 발명의 제2의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.5B and 5B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a second embodiment of the present invention.
도 5c(a) 및 5c(b)는 본 발명의 제2의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.5C and 5C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a second embodiment of the present invention.
도 5d(a) 및 5d(b)는 본 발명의 제2의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.5D and 5D are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an actuator according to a second embodiment of the present invention.
도 5e(a) 및 5e(b)는 본 발명의 제2의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.5E (a) and 5E (b) are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an actuator according to a second embodiment of the present invention.
도 6a는 본 발명의 제3의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.6A is a cross-sectional view for describing a manufacturing process of an actuator according to a third embodiment of the present disclosure.
도 6b(a) 및 6b(b)는 본 발명의 제3의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.6B (a) and 6B (b) are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a third embodiment of the present invention.
도 6c(a) 및 6c(b)는 본 발명의 제3의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.6C and 6C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a third embodiment of the present invention.
도 6d(a) 및 6d(b)는 본 발명의 제3의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.6D and 6D are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an actuator according to a third embodiment of the present invention.
도 6e(a) 및 6e(b)는 본 발명의 제3의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.6E (a) and 6E (b) are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an actuator according to a third embodiment of the present invention.
도 6f(a) 및 6f(b)는 본 발명의 제3의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.6F (a) and 6F (b) are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a third embodiment of the present invention.
도 6g(a) 및 6g(b)는 본 발명의 제3의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다.6G and 6G are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a third embodiment of the present invention.
도 6h(a) 및 6h(b)는 본 발명의 제3의 실시 예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.6H (a) and 6H (b) are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an actuator according to a third embodiment of the present invention.
도 7a(a), 7a(b), 7a(c), 7a(d), 7a(e), 7a(f), 및 7a(g)는 본 발명의 제4의 실시예에 따른 관통 구멍의 단면형상과 배치의 다양한 예를 설명하는 평면도, 및 본 발명의 제5의 실시예에 따른 관통 구멍의 단면도다.7a (a), 7a (b), 7a (c), 7a (d), 7a (e), 7a (f), and 7a (g) show through holes in accordance with a fourth embodiment of the present invention. It is a top view explaining various examples of a cross-sectional shape and arrangement, and a sectional view of the through hole according to the fifth embodiment of the present invention.
도 7b(a) 및 7b(b)는 본 발명의 제5의 실시예에 따른 구조체를 설명하기 위한 단면도다.7B (a) and 7B (b) are cross-sectional views for describing the structure according to the fifth embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제7의 실시 예에 따른 FB(feedback)형 가속도 센서의 사시도다.8 is a perspective view of a feedback type acceleration sensor according to a seventh embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제8의 실시 예에 따른 프레임형 자이로스코프의 사시도다.9 is a perspective view of a frame type gyroscope according to an eighth embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제9의 실시 예에 따른 프레임형 자이로스코프의 다른 형태의 사시도다.10 is a perspective view of another form of a frame-type gyroscope according to a ninth embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제10의 실시 예에 따른 광 스캐너의 사시도다.11 is a perspective view of an optical scanner according to a tenth embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제11의 실시 예에 따른 전위 센서의 사시도다.12 is a perspective view of a potential sensor according to an eleventh embodiment of the present disclosure.
도 13은 일본국 공개특허공보 제2000-065855호에 기재된 가속도 스위치의 사시도다.It is a perspective view of the acceleration switch of Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-065855.
도 14는 일본국 공개특허공보 제2000-286430에 기재된 반도체 역학 센서의 사시도다.14 is a perspective view of a semiconductor dynamics sensor described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-286430.
(본 발명을 실행하기 위한 최상의 모드)(Best mode for practicing the present invention)
이하, 도면을 사용하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described in detail using drawing.
(제1의 실시예)(First Embodiment)
본 발명의 제1의 실시예를, 도 1, 도 2a, 2b, 2c, 3a(a) 내지 3e(b), 4a, 4b, 4c을 참조하여 설명한다. 본 발명의 제1의 실시예는, 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역을 갖는 구조체를 포함한 액추에이터(입력된 전기 에너지의 힘을 물리적인 운동으로 변환하는 기구), 및 그 액추에이터의 제조 방법에 관한 것이다. 도 1은, 본 발명의 제1의 실시예에 따른 액추에이터의 사시도다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 액추에이터는 도전성의 실리콘 등의 기판(101), 가동체(102), 들보(103), 열산화막(104)(산화 영역), 관통 구멍(105), 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제1의 고정전극(108), 및 제2의 고정전극(109)을 포함한다.A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1, 2A, 2B, 2C, 3A (a) to 3E (b), 4A, 4B and 4C. A first embodiment of the present invention is directed to an actuator (mechanism for converting a force of input electrical energy into physical motion) and a method of manufacturing the actuator, including a structure having a plurality of conductive regions electrically insulated from each other. It is about. 1 is a perspective view of an actuator according to a first embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, the actuator includes a
기판(101)은, 가동체(102), 들보(103), 고정전극 108 및 109 등이 형성되는 모재(base material)다. 관통 구멍(105)은, 열산화막(산화 영역)(104) 내에 각각 형성되어 있다. 이렇게 해서, 열산화막(104)은, 연속한 산화 영역을 구성한다. 이 구성에서는, 열산화막(104)을 사이에 삽입한 한 개의 도전성의 영역으로부터의 어떤 경로도, 열산화막(104)의 부분을 지나지 않고 다른 하나의 도전성의 영역에는 도달할 수 없게 되어 있다. 즉, 복수의 도전성의 영역 간의 접합 영역이 완전하게 산화 영역의 열산화막(104)에 의해 점유될 수 있으므로, 열산화막(104)을 사이에 삽입한 복수의 도전성의 영역들은 서로 전기적으로 절연된다. 열산화막(104)은, 복수의 관통 구멍(105)이 형성된 재료(상기 모재)로 이루어진 산화물로 형성되어 있다. 또한, 제1의 가동전극(106)과 제1의 고정전극(108)은, 간격을 두고 서로 대향한 즐치(comb teeth)부를 갖는다. 제2의 가동전극(107)과 제2의 고정전극(109)도, 마찬가지로 서로 대향한 즐치부를 갖는다.The
상기의 구성에 있어서, 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제1의 고정전극(108), 제2의 고정전극(109)은, 열산화막(104)에 의해서 서로 전기적으로 절연되어 있다. 이 열산화막(104)이, 복수의 관통 구멍(105)을 갖고 있는 것이 본 발명의 제1의 실시예에 따른 액추에이터의 특징이다. 도 1에 나타낸 열산화막(104)의 형성 패턴에 의하면, 제1의 가동전극(106)은, 들보(103)를 거쳐서, 제1의 고정전극(108)을 제외한 기판(101)의 좌반(left-half) 부분(좌측 전극)과 전기적으로 연결되어 있다. 제2의 가동전극(107)은, 들보(103)를 거쳐서, 제2의 고정전극(109)을 제외한 기판(101)의 우반(right-half) 부분(우측 전극)과 전기적으로 연결되어 있다.In the above configuration, the first
도 2a, 2b, 2c는, 관통 구멍(105)을 갖는 열산화막(104)의 일부를 확대한 도를 나타낸다. 도 2a은 기판의 평면도, 도 2b은 직선 B1-B2에서의 기판의 단면도, 도 2c은 직선 C1-C2에서의 기판의 단면도다. 도 2a, 2b, 2c에 나타낸 바와 같이, 기판은 제1의 영역(111) 및 제2의 영역(112)을 갖는다. 제1의 영역 111과 제2의 영역 112는, 열산화막(104)의 위치에 의존해서 다양한 영역으로서 사용된다.2A, 2B, and 2C show an enlarged view of a portion of the
도 2a, 2b, 2c의 구성에 있어서, 열산화막(104)은, 제1의 영역(111)과 제2의 영역(112)을 전기적으로 서로 분리하기 위해서 연속해서 형성되어 있다. 그 때문에, 제1의 영역(111)과 제2의 영역(112) 사이를, 전기적으로 완전하게 서로 절연할 수 있다. 이 경우, 열산화막(104)이, 복수의 관통 구멍(105)을 갖고 있는 것에 의해, 제1의 영역(111)과 제2의 영역(112)을 접속하는 절연재료(열산화막)의 체적 또는 두께를, 기계적 강도를 필요로 하는 최소한으로 둘 수 있다. 그것에 의하여, 관 통 구멍을 갖지 않는 절연막을 형성한 상기 종래기술의 구성에 비해서, 열산화막의 응력의 영향에 의한 가동체(102)와 기판(101)의 변형이 보다 생기기 어려운 구성의 마이크로 구조체를 실현할 수 있다.2A, 2B, and 2C, the
도 1의 구성에서, 가동체(102)는, 2쌍의 들보(103)로 기판(101)에 의해 지지되어서, 화살표 A1 및 A2로 표시된 방향으로 가동하게 된다. 또한, 가동체(102)는, 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 및 복수의 관통 구멍(105)을 가진 열산화막(104)으로 구성되어 있다. 한편, 기판(101)은, 제1의 고정전극(108)과, 제2의 고정전극(109)과, 복수의 관통 구멍(105)을 갖는 열산화막(104)과, 좌측 전극과, 우측 전극으로 구성되어 있다. 또한, 제1의 가동전극(106)과 제2의 가동전극(107)의 각각을 제어회로에 접속하기 위한 배선은, 기판(101)의 좌측 전극과 우측 전극의 각각을 외부로부터 본딩 와이어 등으로 배선함으로써 들보(103)를 거쳐서 행해질 수 있다. 제1의 고정전극(108)과 제2의 고정전극(109)의 각각을 제어회로에 접속하기 위한 배선은, 제1의 고정전극(108)과 제2의 고정전극(109)의 각각을 외부에서 본딩 와이어 등으로 배선하거나, 기판(101) 위의 적당한 장소에 형성되는 절연막 위에 제1의 고정전극(108)과 제2의 고정전극(109)의 각각을 접속하기 위한 배선을 형성하는 것으로 행해질 수 있다.In the configuration of FIG. 1, the
제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제1의 고정전극(108), 및 제2의 고정전극(109)은, 서로 전기적으로 절연되어 있다. 따라서, 각각의 전극에는, 임의의 상이한 전위를 인가할 수 있다. 그 때문에, 제1의 가동전극(106)과 제1의 고정전극(108) 사이에 전위차를 인가하면, 제1의 가동전극(106)과 제1의 고정전극(108) 사이에 정전 인력이 발생해서, 가동체(102)를 화살표 A1로 표시된 방향으로 이동시킬 수 있다. 마찬가지로, 제2의 가동전극(107)과 제2의 고정전극 109 사이에 전위차를 인가하면, 제2의 가동전극(107)과 제2의 고정전극(109) 사이에 정전 인력이 발생해서, 가동체(102)를 화살표 A2로 표시된 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1의 가동전극(106)과 제1의 고정전극(108) 사이에의 전위차의 인가와, 제2의 가동전극(107)과 제2의 고정전극(109) 사이에의 전위차의 인가를 교대로 행함으로써, 가동체(102)를 원하는 주기로 진동시킬 수 있다.The first
본 발명의 제1의 실시예의 구성에서는, 전술한 이유에 의해, 정전 인력을 발생시키기 위한 가동전극 106, 107과 고정전극 108, 109 사이의 위치 관계는, 응력의 영향으로 인해 변화되기 어렵다. 그 때문에, 액추에이터의 전체에 있어서, 균일한 정전 인력을 액추에이터에 인가할 수 있다. 또한, 가동체(102)와 기판(101)의 각각의 변형에 의해 가동체를 지지하기 위한 들보(103)에 인가된 외력의 영향을 억제할 수 있다. 그 때문에, 액추에이터의 기계 특성도 변화되기 어렵다. 상술한 이유 때문에, 보다 고정밀한 구동을 행하는 액추에이터를 실현할 수 있다.In the configuration of the first embodiment of the present invention, the positional relationship between the
다음에, 본 발명의 제1의 실시예에 따른 액추에이터의 제조 방법에 관하여 설명한다. 이 방법은, 간격을 두고 복수의 관통 구멍을 모재에 형성하는 단계와, 적어도 상기 복수의 관통 구멍의 내부표면의 모재에 열산화를 행하여, 복수의 관통 구멍을 포함하는 연속한 산화 영역을 형성함으로써, 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역을 모재에 형성하는 단계를 포함한다. 도 3a(a) 내지 도 3e(b)는, 본 발명의 제1의 실시예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도 다. 도 3a(a) 내지 도 3e(b)에 있어서, 도 3a(a), 3b(a), 3c(a), 3d(a), 및 3e(a)의 각각은 도 1의 파선 P에 따른 부분의 단면을 나타내고, 도 3a(b), 3b(b), 3c(b), 3d(b), 및 3e(b)는 도 1의 파선 Q에 따른 부분의 단면을 나타낸다. 다만, 도 3a(a), 3b(a), 3c(a), 3d(a), 3e(a)에서는, 보기 쉽게 하기 위해서, 가동체(102)에 해당하는 부분에 형성된 관통 구멍의 수를 적게 하고, 기판(101)에 해당하는 부분의 산화 영역의 형성을 생략하고 있다. 도 3a(a) 내지 도 3e(b)에 있어서, 참조번호 201은, 기판이나 가동체 등이 형성되는 모재인 실리콘을 나타내고, 참조버호 202는 레지스트, 참조번호 203은 마스크 재료, 참조번호 204는 열산화막, 참조번호 210은 산화 영역의 관통 구멍이다.Next, a manufacturing method of the actuator according to the first embodiment of the present invention will be described. The method comprises the steps of forming a plurality of through holes in the base material at intervals and thermally oxidizing at least the base material on the inner surface of the plurality of through holes to form a continuous oxidized region including a plurality of through holes. And forming a plurality of conductive regions electrically insulated from each other on the base material. 3A (a) to 3E (b) are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of the actuator according to the first embodiment of the present invention. 3A (a) to 3E (b), each of FIGS. 3A (a), 3B (a), 3c (a), 3d (a), and 3e (a) is taken along the broken line P of FIG. The cross section of a part is shown, and FIG. 3A (b), 3b (b), 3c (b), 3d (b), and 3e (b) show the cross section of the part along the broken line Q of FIG. However, in FIG. 3A (a), 3B (a), 3c (a), 3d (a), and 3e (a), in order to make it easy to see, the number of through holes formed in the part corresponding to the
우선, 도 3a(a) 및 3a(b)에 나타낸 바와 같이, 실리콘 기판(201)의 한 면 위에 마스크 재료(203)를 증착하고, 레지스트(202)를 도포한 후에, 임의 패턴으로 레지스트(202)를 패터닝한다. 그리고, 남은 레지스트 패턴을 사용하여, 마스크 재료(203)를 선택적으로 에칭해서 제거한다. 이 마스크 재료를 제거해서 얻은 부분이, 다음의 드라이 에칭 공정으로 실리콘으로 이루어진 관통 구멍을 형성하는 부분에 해당한다. 구체적으로는, 산화 영역의 관통 구멍(210)에 대응하는 부분의 제거와, 구조체(가동체, 들보, 가동전극, 고정전극, 및 지지용의 기판)를 형성하기 위한 불필요한 부분의 제거를, 동시에 행한다. 이 경우, 마스크 재료(203)로서는, Al(알루미늄) 등의 금속, 질화 실리콘, 산화 실리콘, 폴리실리콘 등의 재료를 사용할 수 있다. 단, 마스크 재료는 이것에 한정하는 것이 아니라, 다음의 이방성 에칭 공정에 있어서, 마스크 재료로서 사용될 때 견뎌낼 수 있는 재료이면, 어떠한 재료 라도 사용할 수 있다. 또한, 레지스트(202)의 패턴은, 제거해도 좋고, 다음 드라이 에칭 공정의 마스크로서 사용해도 된다. 이 경우, 별도의 마스크 재료의 증착과 에칭은, 필수적인 것은 아니다.First, as shown in FIGS. 3A and 3A, the
다음에, 도 3b(a) 및 3b(b)에 나타낸 바와 같이, 마스크 재료(203)를 형성한 기판면에, 마스크가 없는 부분으로부터 이방성 에칭을 행해서, 기판(201)에 관통 구멍(210)을 형성한다. 이 경우, 이방성 에칭으로서는, Si Deep-RIE 등의 드라이 에칭을 사용할 수 있다.Next, as shown in Figs. 3B (a) and 3B (b), anisotropic etching is performed on the substrate surface on which the
이방성 에칭 후에, 도 3c(a) 및 3c(b)에 나타낸 바와 같이, 마스크 재료(203) 및 레지스트(202) 등을 제거하고, 실리콘 기판(201)의 표면을 세정한다.After the anisotropic etching, as shown in Figs. 3C (a) and 3C (b), the
그리고나서, 도 3d(a) 및 3d(b)에 나타낸 것처럼, 실리콘 표면에서 열산화를 행한다. 열산화 공정에서는, 1000℃이상의 산소 분위기 중에 실리콘을 장시간 두고, 노출되어 있는 실리콘에 산화 실리콘을 성장시킨다. 이 산화 실리콘은, 실리콘 표면 상에 성장할 뿐만 아니라, 실리콘 표면으로부터 그 내부로 각 산화 영역을 증대시키면서 표면 내부에서도 성장한다(전자의 두께와 후자의 두께의 비는 55:45 정도가 된다).Then, thermal oxidation is performed on the silicon surface as shown in Figs. 3D (a) and 3d (b). In the thermal oxidation step, the silicon oxide is grown in the exposed silicon by leaving the silicon in an oxygen atmosphere of 1000 ° C. or more for a long time. This silicon oxide not only grows on the silicon surface but also grows inside the surface while increasing each oxidation region from the silicon surface to the inside thereof (the ratio of the thickness of the former to the thickness of the latter is about 55:45).
여기에서, 열산화의 과정에 관하여 설명한다. 도 4a, 4b, 4c는, 열산화의 과정이 진행되는 방법을 설명하는 기판의 상면도다. 도 4a, 4b, 4c에 나타낸 바와 같이, 기판은 제1의 영역(111), 제2의 영역(112), 실리콘 표면 위에 형성된 열산화막 113, 및 실리콘 내부에 형성된 열산화막 114를 포함한다. 우선, 산화 전의 기판의 상태를, 도 4a에 나타낸다. 이때, 관통 구멍(105) 사이에 있는 부분은 실리콘(폭 X 로 표시)으로 이루어져 있기 때문에, 제1의 영역(111)과 제2의 영역(112)은, 서로 절연되어 있지 않다.Here, the process of thermal oxidation is demonstrated. 4A, 4B, and 4C are top views of the substrates for explaining how the thermal oxidation process proceeds. As shown in Figs. 4A, 4B, and 4C, the substrate includes a
다음에, 소정시간의 절반 동안 열산화를 행한 후의 기판의 상태를, 도 4b에 나타낸다. 이때는, 관통 구멍(105)의 표면 위에 열산화막 113이 성장하는 동시에, 실리콘 내부에도 열산화막 114가 성장하고 있어서, 인접한 관통 구멍(105) 사이에 형성된 실리콘의 폭 X는 좁아져 있다. 그 때문에, 제1의 영역(111)과 제2의 영역(112)은, 약간 서로 절연되어 있다.Next, the state of the substrate after thermal oxidation for half of the predetermined time is shown in Fig. 4B. At this time, the
최종적으로, 소정시간 동안 열산화를 행한 후의 기판의 상태를, 도 4c에 나타낸다. 이때는, 인접한 관통 구멍(105)으로부터 실리콘 내부에 성장된 열산화막 114가 서로 접촉해서 일체화되어 있다. 그 때문에, 제1의 영역(111)과 제2의 영역(112)은, 서로 절연되어 있다.Finally, the state of the board | substrate after thermal oxidation for a predetermined time is shown in FIG. 4C. At this time, the
열산화 시간과 형성되는 열산화막(104)의 두께와의 관계는, 대수 함수의 관계에 있다. 즉, 충분한 산화 시간을 취하면, 열산화막(104)의 각각의 두께는 일정한 값의 포화에 도달한다(1㎛ ~수㎛정도). 그 때문에, 열산화막의 각각의 두께의 제어를, 고정밀하게 행할 수 있다. 또한, 인접한 관통 구멍(105) 사이에 형성된 실리콘을 완전히 산화시켜서 도전성의 양쪽 영역을 서로 전기적으로 절연시키도록, 실제의 제조 공정을 실행하기 위한 시간을 고려하면, 인접한 관통 구멍(105) 사이의 가장 근접해 있는 거리(도 4a의 폭 X)는, 2㎛정도이하가 보다 바람직하다.The relationship between the thermal oxidation time and the thickness of the
한편, 실리콘의 이방성 에칭에서는, 기판 두께(관통 구멍의 깊이)는, 100㎛정도이하인 것이 보다 바람직하다. 즉, 기판 두께가 100㎛정도이상이면, 기판면에 대한 에칭에 의한 경사에 의해, 열산화막과 실리콘과의 형상의 비대칭성에 기인하는 열응력이 무시할 수 없는 구조체의 변형을 초래하게 된다.On the other hand, in anisotropic etching of silicon, it is more preferable that substrate thickness (depth of a through hole) is about 100 micrometers or less. That is, when the substrate thickness is about 100 µm or more, the inclination by etching to the substrate surface causes deformation of the structure that thermal stress due to the asymmetry of the shape of the thermal oxide film and silicon cannot be ignored.
상술한 바와 같이, 이들의 공정에 의해, 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역을 형성할 수 있다. 특히, 복수의 관통 구멍(105)을 서로 근접해서 배치한 후, 열산화를 행하는 것만으로, 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 이 복수의 관통 구멍(105)의 형성은, 가동체(102)나 들보(103)를 형성하기 위한 공정과 동시에 행할 수 있다. 그 때문에, 단순한 구조체를 제작할 때에 실행되는 공정뿐 아니라, 실리콘 에칭의 공정수를 늘리지 않고 본 발명의 제1의 실시예에 따른 구조체를 제작할 수 있다. 또한, 구조체 제작용의 마스크와 공용할 수 있기 때문에, 실리콘 에칭용의 마스크의 수가 증가하는 일이 없다.As described above, a plurality of conductive regions electrically insulated from each other can be formed by these steps. In particular, after arranging the plurality of through
열산화막(104)은, 좁은 간극(gap)이라도 산소가 공급되어 있으면, 형성할 수 있다. 그 때문에, 전기적으로 절연된 영역 간의 간격을 좁게 할 수 있고, 산화 영역의 절연재료(열산화막)의 응력의 영향을 최소화할 수 있다. 덧붙여, 본 발명의 제1의 실시예에서는, 인접한 관통 구멍(105) 사이에 형성된 각 재료가 열산화됨으로써, 절연을 행하고 있어서, 종래의 방법과 같이 관통 구멍을 절연재료로 매립할 필요가 없다. 따라서, 절연재료에 따르는 내부응력 등의 문제의 발생을 억제할 수 있다.The
또한, 단일의 실리콘 기판만으로 액추에이터를 제작할 수 있기 때문에, SOI 기판 등의 특수한 기판을 반드시 사용할 필요가 없다.Moreover, since an actuator can be manufactured only by a single silicon substrate, it is not necessary to use special substrates, such as an SOI substrate.
또한, 종래에는, SOI 기판을 사용하지 않고 단일의 실리콘 기판을 사용했을 경우에, 가동체 아래에 있는 실리콘을 에칭에 의해 제거하고 있기 때문에, 가동체의 두께 정밀도를 크게 증가시킬 수 없다. 한편, 본 발명의 제1의 실시예에서는, 실리콘 기판의 두께를 이용하여, 가동체(102)의 두께를 결정하므로, 보다 높은 두께 정밀도를 실현할 수 있다.In the past, when a single silicon substrate is used without using an SOI substrate, since the silicon under the movable body is removed by etching, the thickness accuracy of the movable body cannot be greatly increased. On the other hand, in the first embodiment of the present invention, since the thickness of the
최종적으로, 도 3d(a) 및 3d(b)의 공정의 후에, 도 3e(a) 및 도 3e(b)에 나타낸 바와 같이, 기판 양면으로부터의 드라이 에칭을 사용하여, 실리콘 기판(201)의 표면 위에 형성된 실리콘 산화막을 제거해도 된다. 이에 따라, 기판의 상하면에 형성된 열산화막이 제거되므로, 열산화막에 의한 응력을 더욱 감소시킬 수 있다. 한편, 도 3e(b)에 나타낸 열산화막은, 기능상 필요하지 않지만 제조과정에서는 불가피하게 형성된다. 열산화막을 그대로 남겨 두어도 지장은 없다.Finally, after the process of FIGS. 3D (a) and 3D (b), as shown in FIGS. 3E (a) and 3E (b), dry etching from both sides of the substrate is used to The silicon oxide film formed on the surface may be removed. Accordingly, since the thermal oxide film formed on the upper and lower surfaces of the substrate is removed, the stress caused by the thermal oxide film can be further reduced. On the other hand, the thermal oxide film shown in Fig. 3E (b) is not necessary in function but is inevitably formed in the manufacturing process. There is no problem even if the thermal oxide film is left as it is.
또한, 관통 구멍(105)의 각각의 폭이 작은 경우, 최종적으로 관통 구멍(105)이 열산화막 113으로 거의 완전히 매립될 가능성이 있다. 그렇지만, 본 발명에 따른 관통 구멍 혹은 홈을 포함한 연속한 산화 영역은, 이러한 형태도 포함한다. 다만, 내부 응력 등의 문제의 발생의 억제하기 위해서, 산화 영역의 산화물의 양은, 절연의 기능을 다하면, 가능한 한 적은 것이 좋다. 이 때문에, 통상은 관통 구멍(105)의 폭은, 산화막의 두께보다 몇 배 이상을 사용할 수 있다.In addition, when the width of each of the through
(제2의 실시예) (Second Embodiment)
다음에, 본 발명의 제2의 실시예를, 도 5a 내지 도 5e(b)을 사용하여 설명한다. 제2의 실시예는, 제1의 실시예와는 액추에이터의 제조 공정이 다르다. 그 이외 의 구조는, 제1의 실시예와 거의 같다.Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 5E (b). The second embodiment differs from the first embodiment in the manufacturing process of the actuator. The other structure is almost the same as in the first embodiment.
도 5a 내지 도 5e(b)는, 본 발명의 제2의 실시예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다. 이들의 도 5a 내지 5e(b)에 있어서도, 참조번호 201은 실리콘, 202는 레지스트, 203은 마스크 재료, 204는 열산화막, 210은 산화 영역의 관통 구멍이다. 또한, 도 5b(a) 내지 5e(b)에 있어서, 도 3a(a) 내지 3e(b)와 같은 방식으로 같은 구성소자들이 획정되거나 생략된다.5A to 5E (b) are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of an actuator according to a second embodiment of the present invention. 5A to 5E (b),
본 발명의 제2의 실시예에서는, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 실리콘 기판(201)의 양면에 마스크 재료(203)를 형성해서 얻은 기판(모재)을 사용한다. 우선, 기판 위에 레지스트(202)를 도포하고, 한 면을 임의 패턴으로 패터닝한다. 그 남은 레지스트 패턴을 사용하여, 마스크 재료(203)를 선택적으로 에칭한 후에 얻은 기판의 상태를, 도 5b(a) 및 5b(b)에 나타낸다.In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5A, a substrate (base material) obtained by forming the
다음에, 마스크 재료(203)를 에칭 마스크로서 사용하고, 실리콘(201)에 대해서 드라이 에칭을 행해서 관통 구멍(210)을 형성한다. 그 후에, 도 5c(a) 및 5c(b)에 나타낸 것처럼, 이면 위에 형성된 마스크 재료(203)도 관통 구멍(210)의 패턴과 같은 형상으로 에칭한다.Next, using the
그 후에, 레지스트(202)를 제거하고, 기판을 세정한다. 그 후에, 도 5e(a) 및 5d(b)에 나타낸 것처럼, 고온의 산소 분위기 중에서, 실리콘(201)의 열산화를 행한다. 이때, 기판 양면에 마스크 재료(203)가 형성된 부분은 열산화되지 않고, 이전의 드라이 에칭 공정에서 노출된 실리콘의 부분에만, 열산화막(204)이 형성된다.Thereafter, the resist 202 is removed to clean the substrate. Thereafter, as shown in Figs. 5E (a) and 5D (b), thermal oxidation of the
최종적으로, 도 5e(a) 및 5e(b)에 나타낸 것처럼, 마스크 재료(203)를 에칭에 의해 제거한다.Finally, the
본 발명의 제2의 실시예에 의하면, 마스크 재료(203)가 형성된 영역은, 열산화되지 않는다. 그 때문에, 절연을 행하는 도 5d(a) 및 5d(b)에 나타낸 열산화공정에서는, 열산화막의 응력에 의한 구조의 변형이 보다 발생하기 어려워진다.According to the second embodiment of the present invention, the region in which the
본 발명의 제2의 실시예의 마스크 재료(203)로서는, 열산화공정에서의 온도를 견디어낼 수 있는 재료이면, 어떠한 재료든 사용할 수 있다. 특히, 질화 실리콘을 사용하는 것이 적합하다. 질화 실리콘을 사용함으로써, 열산화 실리콘만을 선택적으로 마이크로 구조체에 남길 수 있다.As the
또한, 마스크 재료(203)로서, 산화 실리콘을 사용할 수도 있다. 마스크로서 사용하고 있는 산화 실리콘의 두께가 두꺼운 경우, 도 5d(a) 및 5d(b)에 나타낸 열산화공정시, 마스크로서 사용하고 있는 산화 실리콘의 두께는 거의 변화되지 않는다. 그 때문에, 마스크 재료(203)로서 사용하고 있는 산화 실리콘의 응력은, 거의 변화되지 않는다.As the
전술한 것처럼, 본 발명의 제2의 실시예에서는 상기 산화 영역을 형성하는 공정에 있어서, 열산화 공정을 실행하기 전에, 모재의 각 관통 구멍의 내부표면 이외의 부분에 질화 실리콘 등의 마스크 재료가 형성되어 있다. 따라서, 열산화공정시의 기판 표면에 발생하는 응력을 줄여서 마이크로 구조체를 형성할 수 있는 제조공정을 제공할 수 있다.As described above, in the second embodiment of the present invention, in the step of forming the oxidized region, a mask material such as silicon nitride is provided in a portion other than the inner surface of each through hole of the base material before the thermal oxidation step is performed. Formed. Therefore, the manufacturing process which can form a microstructure by reducing the stress which arises on the surface of a board | substrate at the time of a thermal oxidation process can be provided.
(제3의 실시예)(Third Embodiment)
다음에, 본 발명의 제3의 실시예를, 도 6a 내지 도 6h(b)를 사용하여 설명한다. 제3의 실시예는, 제1의 실시예와는 액추에이터의 제조 공정이 다르다. 그 공정을 제외하고, 제3의 실시 예는 제1의 실시예와 거의 동일하다.Next, a third embodiment of the present invention will be described using Figs. 6A to 6H (b). The third embodiment differs from the first embodiment in the manufacturing process of the actuator. Except for the process, the third embodiment is almost the same as the first embodiment.
도 6a 내지 도 6h(b)는, 본 발명의 제3의 실시예에 따른 액추에이터의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도다. 도 6a 내지 6h(b)에 있어서, 참조번호 201은 실리콘, 202는 레지스트, 203은 마스크 재료, 204는 열산화막, 205는 산화막, 206은 제2의 실리콘 기판, 207은 보호막, 210은 산화 영역의 관통 구멍이다. 또한, 각 도 6b(a) 내지 6h(b)에 있어서는, 도 3a(a) 내지 도 3e(b)과 같은 방식으로 같은 구성소자가 획정되거나 생략된다.6A to 6H (b) are sectional views for explaining a manufacturing process of the actuator according to the third embodiment of the present invention. 6A to 6H (b),
본 발명의 제3의 실시예에서는, 기판(201)과 제2의 실리콘 기판(206)을, 산화막(205)을 사용해서 서로 접속한 SOI(Silicon-On-Insulator) 기판(모재)을 사용한다. 도 6a는, SOI 기판의 양면에 마스크 재료(203)를 형성한 상태를 나타낸다.In the third embodiment of the present invention, a silicon-on-insulator (SOI) substrate (base material) is used in which the
우선, 도 6b(a) 및 6b(b)에 나타낸 것처럼, SOI 기판의 한 면 위에 마스크 재료(203)를 증착하고, 레지스트를 도포한다. 그 후, 임의 패턴으로 레지스트(202)를 패터닝한다. 그 남은 레지스트 패턴을 사용하여, 마스크 재료(203)를 선택적으로 에칭해서 제거한다.First, as shown in FIGS. 6B (a) and 6B (b), the
다음에, 도 6c(a) 및 6c(b)에 나타낸 바와 같이, 마스크 재료(203)를 형성한 기판면에 대해서, 마스크가 없는 부분으로부터 이방성 에칭을 행하여, 기판(201)에 관통 구멍(210)을 형성한다. 이 경우, 이방성 에칭으로서, Si Deep-RIE 등의 드라이 에칭을 사용할 수 있다. 이방성 에칭 후에, 레지스트(202)를 제거하고, 실리콘 기판의 표면을 세정한다.Next, as shown in FIGS. 6C and 6C, anisotropic etching is performed on the substrate surface on which the
그 후에, 도 6d(a) 및 6d(b)에 나타낸 것처럼, 실리콘 기판의 표면에 대해서 열산화를 행한다. 1000℃ 이상의 산소 분위기 중에 장시간 실리콘 기판을 두면, 이방성 에칭에 의해 노출한 실리콘 기판의 측면에 산화 실리콘을 성장시킨다.Thereafter, thermal oxidation is performed on the surface of the silicon substrate as shown in Figs. 6D (a) and 6D (b). When the silicon substrate is placed in an oxygen atmosphere of 1000 ° C. or more for a long time, silicon oxide is grown on the side surface of the silicon substrate exposed by anisotropic etching.
다음에, 도 6e(a) 및 6e(b)에 나타낸 바와 같이, 이방성 에칭을 행한 면 위에 보호막(207)을 형성하고, 패터닝 및 에칭에 의해, 열산화막(204)을 남기고 싶은 영역에만 보호막(207)을 남긴다. 그 후에, 도 6f(a) 및 6f(b)에 나타낸 바와 같이, 임의 패턴으로 그 이면으로부터 실리콘 기판(206)을 에칭한다.Next, as shown in Figs. 6E (a) and 6E (b), the
다음에, 산화 실리콘을 에칭에 의해 제거한다. 이때, 노출해 있는 열산화막(204)과 SOI 기판의 산화막(205)이 제거된다. 도 6g(a) 및 6g(b)에 나타낸 바와 같이, 에칭하는 시간을 조절함으로써, 남기고 싶은 영역의 열산화막(204)만을 남길 수 있다.Next, silicon oxide is removed by etching. At this time, the exposed
최후에, 도 6h(a) 및 6h(b)에 나타낸 바와 같이, 보호막(207)을 제거한다. 이에 따라, 열산화막(204)으로 형성된 절연부만을 남기고, 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역을 포함한 마이크로 구조체를 형성할 수 있다.Finally, as shown in Figs. 6H and 6H, the
전술한 것처럼, 산화막(205)을 포함한 SOI 기판을 사용하는 본 발명의 제3의 실시예에서는, 복수의 도전성의 영역을 서로 전기적으로 절연하기 위해서 필요한 열산화막(산화 영역)만을, 보호막(207)을 사용하여, 보다 정확한 형상으로 용이하게 남길 수 있다. 따라서, 에칭 후에 얻은 열산화막의 형상에 의해, 마이크로 구조체의 기계 특성과 전기적인 절연 특성에 영향을 주는 것이 보다 적어진다.As described above, in the third embodiment of the present invention using the SOI substrate including the
(제4의 실시예)(4th Example)
본 발명의 제4의 실시예를 설명한다. 제4의 실시예는, 상기의 실시예와는, 구조체의 윤곽의 형성과, 절연부(산화 영역)의 관통 구멍의 형성과, 열산화 공정이 다르다.A fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment differs from the above embodiment in the formation of the contour of the structure, the formation of the through hole of the insulating portion (oxidized region), and the thermal oxidation process.
우선, 이하의 방법을 사용할 수 있다. 구조체 부분의 윤곽의 형성과 절연부의 관통 구멍의 형성을 에칭에 의해 동시에 행한다. 그 후에, 구조체의 윤곽부분을 보호 재료로 덮고, 관통 구멍의 측벽만을 열산화해도 된다. 이에 따라, 구조체의 윤곽 부분의 형상이, 열산화의 공정에 의해 변화되지 않는다. 그 때문에, 보다 특성의 변화가 적은 마이크로 구조체를 제공할 수 있다. 특히, 가동체의 구동 및 가동체의 변위 검출에 사용할 수 있는 정전 즐치 부분에서는, 즐치 간의 거리가 구동 특성 및 검출 특성에 크게 영향을 미치게 된다. 그 때문에, 본 발명의 제4의 실시예에서는, 즐치 간의 실효적인 거리가, 열산화에 의해 증가되지 않기 때문에, 즐치 부분에서의 구동 특성 및 검출 특성의 열화를 억제할 수 있다.First, the following method can be used. Formation of the contour of the structure portion and formation of the through hole of the insulation portion are simultaneously performed by etching. Thereafter, the contour portion of the structure may be covered with a protective material to thermally oxidize only the sidewall of the through hole. Thereby, the shape of the contour portion of the structure does not change by the step of thermal oxidation. Therefore, the microstructure with less change of a characteristic can be provided. In particular, in the electrostatic bladders that can be used for driving the movable body and detecting the displacement of the movable body, the distance between the bladders greatly influences the driving characteristics and the detection characteristics. Therefore, in the fourth embodiment of the present invention, since the effective distance between the bladders is not increased by thermal oxidation, deterioration of the drive characteristics and the detection characteristics in the bladder portion can be suppressed.
이 경우, 구조체 부분만의 에칭과 보호 재료로의 보호를 먼저 행하고, 그 후에, 절연부의 관통 구멍의 에칭과 열산화에 의한 절연을 행해도 된다.In this case, etching of only the structure part and protection with a protective material may be performed first, and after that, insulation by etching and thermal oxidation of the through-hole of the insulating part may be performed.
또한, 다음 같은 방법을 사용할 수도 있다. 절연부의 관통 구멍의 에칭만을 행한 후, 열산화공정을 행하여, 절연을 행한다. 다음에, 다시 구조체의 윤곽부분을 에칭해서, 구조체를 형성한다. 이에 따라, 실리콘의 에칭 공정의 수가 증가하지만, 즐치부분 간의 실효적인 거리가, 열산화에 의해 증가되지 않는다. 그 때문에, 즐치부분에서의 구동 특성 및 검출 특성의 열화를 억제할 수 있다. 덧붙여, 열산화로 절연을 행한 후에, 즐치 전극(comb electrodes)을 포함한 구조체의 부분을 형성함으로써, 즐치 전극을 형성한 후에 열산화를 실행하는 경우보다 고정밀하게 즐치 전극들을 배치할 수 있다.In addition, the following method can also be used. After only etching the through-holes of the insulating portion, the thermal oxidation step is performed to insulate. Next, the contour portion of the structure is etched again to form the structure. This increases the number of silicon etching steps, but does not increase the effective distance between the bladder portions due to thermal oxidation. Therefore, deterioration of the drive characteristic and detection characteristic in a bladder part can be suppressed. In addition, after insulating by thermal oxidation, by forming a part of the structure including the comb electrodes, it is possible to arrange the blazing electrodes more accurately than when performing the thermal oxidation after forming the blazing electrode.
(제5의 실시예)(Fifth Embodiment)
본 발명의 제5의 실시예에서는, 관통 구멍의 형상 및 배치가 상기 실시예와는 다른 구조체의 몇 개의 예를 나타낸다. 그 관통 구멍의 형상 및 배치 이외의 나머지는, 본 발명의 제1의 실시예와 같다.In the fifth embodiment of the present invention, some examples of structures in which the shape and arrangement of the through holes are different from those in the above embodiment are shown. The rest other than the shape and arrangement of the through holes are the same as in the first embodiment of the present invention.
도 7a(a), 7a(b), 7a(c), 7a(d), 7a(e), 7a(f), 및 7a(g)는, 본 발명의 제5의 실시예에 따른 관통 구멍의 단면형상 및 배치를 설명하기 위한 도면이다. 각 관통 구멍의 형상은, 제1의 실시예에 기재한 형상에 한정되는 것이 아니다. 원(7a(a)의 예), 타원, 장방형(7a(b)의 예), 삼각형(7a(c)의 예), 정방형, 평행사변형(7a(d)의 예), 그 밖의 다각형(7a(e)의 예이며, 여기에서는 팔각형을 나타낸다) 등을 사용할 수 있다. 도 7a(c)의 예에서는, 구멍 간의 각 간극에 형성된 재료의 폭을 거의 일정하게 하기 위해서 삼각형 구멍의 상하를 교대로 역전하고 있다. 도 7a(f)의 예에 나타낸 것처럼, 다른 형상의 관통 구멍을 조합해서 배열해도 된다(여기에서는, 방향을 적당히 변화시키면서 삼각형의 구멍과 평행사변형의 구멍을 교대로 배열하고 있다). 또한, 관통 구멍을, 직선으로 배열하거나, 곡선형, 계단형 등으로 배열해도 된다. 또한, 도 7a(g)의 예에 나타낸 것처럼, 복수의 열로 관통 구멍을 배열해서 각각의 열의 관통 구멍 간의 간극의 위치를 서로 시프트시켜도 된다(즉, 관통 구멍을 스태거(staggered) 방식으로 교대로 배열해도 된다). 물론, 이 들의 예의 어느 것에서든, 구멍 간의 간극에 형성된 재료의 폭을, 양측에 형성된 구멍의 각각의 내면으로부터 재료의 중간점까지 산화 공정으로 확실하게 재료가 산화되어서, 절연부가 취득되도록, 설정할 필요가 있다.7a (a), 7a (b), 7a (c), 7a (d), 7a (e), 7a (f), and 7a (g) are through holes according to the fifth embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the cross-sectional shape and arrangement | positioning of the. The shape of each through hole is not limited to the shape described in the first embodiment. Circle (example of 7a (a)), ellipse, rectangle (example of 7a (b)), triangle (example of 7a (c)), square, parallelogram (example of 7a (d)), and other polygons (7a It is an example of (e), and shows an octagon here), etc. can be used. In the example of FIG. 7A (c), in order to make the width | variety of the material formed in each clearance gap between holes substantially, the upper and lower sides of a triangular hole are reversed alternately. As shown in the example of Fig. 7A (f), the through holes of different shapes may be arranged in combination (in this case, the holes of the triangle and the parallelogram are alternately arranged while the direction is appropriately changed). In addition, the through holes may be arranged in a straight line, or may be arranged in a curved shape or a stepped shape. In addition, as shown in the example of Fig. 7A (g), the through holes may be arranged in a plurality of rows to shift the position of the gap between the through holes in each row (that is, the through holes are alternately staggered). May be arranged). Of course, in any of these examples, the width of the material formed in the gap between the holes must be set so that the material is oxidized reliably by the oxidation process from the respective inner surfaces of the holes formed on both sides to the intermediate point of the material so that the insulation is obtained. There is.
경우에 따라 적당히 이들 구멍의 형태를 선택함으로써, 열산화막의 응력의 영향을 감소시키면서 절연부의 기계강도를 양호하게 유지한 마이크로 구조체를 제공할 수 있다.By appropriately selecting the shape of these holes in some cases, it is possible to provide a microstructure in which the mechanical strength of the insulating part is maintained well while reducing the influence of the stress of the thermal oxide film.
(제6의 실시예)(Sixth Embodiment)
도 7b(a) 및 7b(b)는, 본 발명의 제6의 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 이 도 7b(a) 및 7b(b)는, 제1의 실시예의 도 3b(a) 및 3b(b)에 대응하는 단면도다. 본 발명의 제6의 실시예의 도 7b(a) 및 7b(b)에 나타낸 것처럼, 구멍은, 완전히 기판(201)을 관통하고 있지 않은 홈(211)으로 교체되어도 된다. 이 경우, 기판(201)의 두께와 홈(211)의 깊이와의 차(각 홈의 저면 아래의 재료의 부분의 두께)는, 열산화공정에 의해 실리콘 내부에 형성되는 열산화막의 두께에 의존하고, 그 차로서 적절한 값을 선택할 필요가 있다. 기판(201)의 양면으로부터 열산화를 행하는 경우에는, 상기 차를, 열산화막의 두께의 2배이하로 설정할 필요가 있다. 기판(201)의 한 면측으로부터만 열산화를 행하는 경우에는, 상기 차를, 열산화막의 두께 이하로 설정할 필요가 있다. 이들의 값은, 제1의 실시예에서 설명한 이유 때문에, 2㎛ 정도이하(전자의 경우) 또는 1㎛정도이하(후자의 경우)로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 각 홈의 깊이는, 제1의 실시예에서 설명한 이유에 의해, 100㎛ 정도이하로 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게, 본 발명에 따른 구조체의 산화 영역의 복수의 구멍은 홈이어도 된다. 또한, 관통 구멍과 홈을 혼재(混在)시킬 수도 있다.7B (a) and 7B (b) are diagrams for explaining the sixth embodiment of the present invention. 7B (a) and 7B (b) are sectional views corresponding to FIGS. 3B (a) and 3b (b) of the first embodiment. As shown in Figs. 7B (a) and 7B (b) of the sixth embodiment of the present invention, the holes may be replaced with
이러한 형태를 사용함으로써, 반드시 관통 구멍을 사용할 필요가 없어지고, 마이크로 구조체의 설계의 제약이 적어지며, 마이크로 구조체의 강도 특성을 향상시키기 쉬워진다.By using such a form, it is not necessary to necessarily use a through hole, the design constraints of the microstructures are reduced, and the strength characteristics of the microstructures are easily improved.
(제7의 실시예)(Seventh embodiment)
다음에, 도 8을 사용하여, 본 발명의 제7의 실시 예에 따른 FB(FeedBack)형 가속도 센서를 설명한다. 제7의 실시예는, 액추에이터가 아니라 FB형의 가속도 센서로서 본 발명의 구조체를 사용하고 있다는 점에서 상기의 실시예와 다르다.Next, an FB (FeedBack) type acceleration sensor according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. The seventh embodiment differs from the above embodiment in that the structure of the present invention is used not as an actuator but as an FB type acceleration sensor.
도 8에 있어서, 가속도 센서는, 기판(101), 가동체(102), 들보(103), 열산화막(104), 관통 구멍(105), 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제1의 고정전극(108), 제2의 고정전극(109), 제3의 고정전극(128), 및 제4의 고정전극(129)을 포함한다. 제1의 고정전극(108), 제2의 고정전극(109), 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제3의 고정전극(128), 및 제4의 고정전극(129)은, 상기의 실시예에서 설명한 방법으로 각각 다른 전극으로부터 절연되어 있다. 각 전극은, 가동체(102)나 들보(103) 등을 통해서 제어회로에 전기적으로 접속되어 있다. 제3의 고정전극(128)과 제4의 고정전극(129)을 제어회로에 접속하기 위한 배선은, 전술한 것처럼, 그 외부로부터 본딩 와이어 등을 통해서 제3의 고정전극(128)과 제4의 고정전극(129)을 배선함으로써, 또는 기판(101) 위의 적당한 위치에 형성되는 절연막 위에 제3의 고정전극(128)과 제4의 고정전극(129)을 접속하는 배선을 형성함으로써 행해진다.In FIG. 8, the acceleration sensor includes a
본 발명의 제7의 실시예에 따른 가속도 센서에서는, 기판(101)에 각각 접속된 들보(103)에 의해, 가동체(102)가 유지된다. 가동체(102)는, 화살표 A로 표시된 방향으로만 이동하기 쉬운 구성을 갖고 있다. 본 발명의 제7의 실시예에 따른 가속도 센서에, 화살표 A로 표시된 방향으로 가속도가 더해지면, 가동체(102)는, 가속도의 크기를 따라 화살표 A의 어느 쪽인가의 방향으로 이동한다. 이 경우, 제1의 고정전극(108)과 제1의 가동전극(106) 사이의 정전용량과, 제2의 고정전극(109)과 제2의 가동전극(107) 사이의 정전용량은, 가동체(102)가 이동한 거리에 따라 변화된다. 이때, 한쪽의 정전용량이 증가하면, 다른 한쪽의 정전용량은 감소하는 관계로 되어 있다. 정전용량은, 전극 간의 거리가 작아진 만큼 커진다. 그 때문에, 정전용량이 커진 전극 쌍의 방향으로, 가동체(102)가 이동하는 것을 알 수 있다.In the acceleration sensor according to the seventh embodiment of the present invention, the
본 발명의 제7의 실시예에 따른 가속도 센서는, 이 가동체(102)의 움직임을 검출하고, 가속도의 힘과 역방향으로, 가속도의 힘을 캔슬(cancell)하는 힘을 인가하는 유닛을 갖고 있다. 구체적으로는, 제3의 고정전극(128)과 제4의 고정전극(129)의 어느 하나에, 소정의 전위를 인가한다. 이렇게 함으로써, 제3의 고정전극(128)과 제1의 가동전극(106) 사이에 또는 제4의 고정전극(129)과 제2의 가동전극(107) 사이에 전위차를 발생시키고, 전위차가 생긴 전극 사이에 정전 인력을 발생시킨다.The acceleration sensor according to the seventh embodiment of the present invention has a unit that detects the movement of the
이렇게, 가동전극과 이 가동전극에 대향하는 고정전극 사이에 전위차가 있는 경우에는, 그 전극쌍에서는 정전 인력이 발생한다. 한편, 가동전극과 그 가동전극에 대향하는 고정전극 사이에 전위차가 없는 경우에는, 그 전극쌍 사이에는 정전 인력은 발생하지 않는다. 이것을 이용하여, 본 발명의 제7의 실시예에 따른 가속도 센서는, 검출한 가속도의 힘을 캔슬하는 힘이, 가동체(102)에 항상 가해지도록 제어되고 있다.In this way, when there is a potential difference between the movable electrode and the fixed electrode opposite to the movable electrode, electrostatic attraction occurs in the electrode pair. On the other hand, if there is no potential difference between the movable electrode and the fixed electrode opposite to the movable electrode, no electrostatic attraction occurs between the electrode pairs. By using this, the acceleration sensor which concerns on 7th Example of this invention is controlled so that the force which cancels the force of the detected acceleration is always applied to the
본 발명의 제7의 실시예의 가속도 센서에서는, 상기와 같이, 인가되는 가속도를 항상 피드백시켜서 캔슬하고 있으므로, 큰 가속도가 인가된 경우에도, 가동체(102)가 과도하게 이동하는 것이 방지된다. 따라서, 가동체(102)가 즐치 전극에 접촉해서 즐치 전극을 파손시키는 것이 방지된다. 또한, 가속도가 피드백하고, 균형이 잡혔을 때 얻은 힘의 크기를 검출함으로써, 고정밀한 가속도의 검출을 행할 수 있다. 이러한 구성의 가속도 센서에, 본 발명의 절연 구조를 적용함으로써, 가동체(102)에도 복수의 가동전극을 형성할 수 있어서, 보다 복잡한 검출 제어와 보다 고정밀한 검출 제어를 달성할 수 있다.In the acceleration sensor of the seventh embodiment of the present invention, since the applied acceleration is always fed back and canceled, the
또한, 실리콘 기판을 가공함으로써, 두꺼운 구조체에도 정전 즐치 부분을 용이하게 형성할 수 있다. 이 때문에, 센서의 구동 및 센서에 의한 검출의 효율이 향상된다. 또한, 산화 영역에서의 절연부의 응력에 의한 마이크로 구조체의 변형을 줄일 수 있다. 그 결과, 가속도를 감지하기 위한 가동체를 포함한 본 발명의 구조체를 사용하여, 보다 고성능의 가속도 센서를 제공할 수 있다.In addition, by processing the silicon substrate, the electrostatic bladder portion can be easily formed even in a thick structure. For this reason, the efficiency of the drive of a sensor and the detection by a sensor improves. In addition, the deformation of the microstructure due to the stress of the insulating portion in the oxidized region can be reduced. As a result, a higher performance acceleration sensor can be provided using the structure of the present invention including a movable body for sensing acceleration.
(제8의 실시예)(Eighth Embodiment)
도 9를 사용하여, 본 발명의 제8의 실시 예에 따른 프레임형 자이로스코프를 설명한다. 제8의 실시예는, 본 발명의 구조체를 프레임형 자이로스코프에 적용하고 있다는 점에서 상기 실시예와 다르다.9, a frame type gyroscope according to an eighth embodiment of the present invention will be described. The eighth embodiment differs from the above embodiment in that the structure of the present invention is applied to a frame type gyroscope.
도 9는, 상하 기판을 서로 분리시킨, 본 발명의 제8의 실시예에 따른 프레임형 자이로스코프의 상태를 나타내는 사시도이다. 도 9에 있어서, 자이로스코프는 기판(101), 가동체(102), 들보(103), 열산화막(104), 관통 구멍(105), 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제1의 고정전극(108), 제2의 고정전극(109), 제1의 가동체(121), 제2의 가동체(122), 제2의 들보(123), 제3의 가동전극(124), 제4의 가동전극(125), 하부기판(131), 하부기판(131)의 오목부(132), 및 하부기판(131) 위에 형성된 고정전극 133 및 134를 포함한다.9 is a perspective view showing a state of the frame-type gyroscope according to the eighth embodiment of the present invention, in which the upper and lower substrates are separated from each other. 9, the gyroscope includes a
프레임형 자이로스코프는, 2개의 가동체(본 발명의 제8의 실시예에서는 가동체 121 및 122)을 갖고 있고, 각각의 가동체가 상이한 방향으로 진동을 발생하기 쉽도록 지지되는 것을 특징으로 한다. 자이로스코프에서는, 어떤 가동체를 일정 진폭으로 진동시키고, 외부로부터의 각속도의 입력에 의해 발생하는 코리올리의 힘(Coriolis force)에 의한 가동체의 변위(이하, "검출 진동"이라고 한다)를 검출하는 방식을 사용할 수 있다. 최초의 가동체의 진동(이하, "참조 진동"이라고 한다)의 방향과, 각속도를 검출하는 축방향과, 코리올리의 힘이 발생하는 방향은, 서로 수직한 관계에 있다. 프레임형 자이로스코프에서는, 참조 진동을 발생시키는 가동체와, 코리올리의 힘을 검출하는 가동체가 서로 다르다. 그 때문에, 참조 진동 방향과 검출 진동 방향으로 진동을 발생시키기 쉽고(이동하기 쉽다), 그 외의 방향으로는 진동을 발생하기 어려운(이동하기 어렵다) 기구를 제작함으로써, 프레임형 자이로스코프를 용이하게 실현할 수 있다.The frame type gyroscope has two movable bodies (
이하, 본 발명의 제8의 실시예에 따른 프레임형 자이로스코프에 대해서, 구 체적으로 설명한다.Hereinafter, a frame type gyroscope according to an eighth embodiment of the present invention will be specifically described.
도 9에 있어서, 본 발명의 제8의 실시예에 따른 자이로스코프는, 기판(101)과 하부기판(131)을 함께 부착한 구성을 갖고 있다. 제1의 고정전극(108), 제2의 고정전극(109), 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제3의 가동전극(124), 및 제4의 가동전극(125)은, 상기의 실시예에 기재된 방법에 의해 각각 다른 전극으로부터 절연되어 있다. 각 전극은, 가동체(102), 들보(103), 제2의 가동체(122), 제2의 들보(123) 등을 거쳐서, 서로 전기적으로 배선되어 있다.9, the gyroscope according to the eighth embodiment of the present invention has a structure in which the
제3의 가동전극(124)과 제4의 가동전극(125), 및 하부기판(131) 위에 형성되는 고정전극 133과 고정전극 134를 사용하여, 제2의 가동체(122)는, 화살표 Y로 표시된 방향으로 소정의 주기로 참조 진동을 발생시킨다. 제1의 가동체 102(121)는, 화살표 X로 표시된 방향 이외의 방향으로 이동하기 어렵게 들보(103)로 기판(101)에 의해 유지되어 있다. 그 때문에, 제1의 가동체(102)는, 제2의 가동체(122)의 참조 진동의 영향을 받지 않고, 정지한 상태로 유지된다.Using the fixed
이 경우, 자이로스코프에 화살표 Z로 표시된 방향의 각속도가 인가되면, 제2의 가동체(122)는, 발생한 코리올리의 힘에 의해, 화살표 X로 표시된 방향으로 힘을 받는다. 그러나, 제2의 가동체(122)는, 화살표 Y로 표시된 방향 이외의 방향으로 이동하기 어렵게 제2의 들보(123)에 의해 유지되어 있다. 그 때문에, 제2의 가동체(122)에 인가된 화살표 X로 표시된 방향의 힘은, 그대로 가동체 102(121)에 전달된다. 가동체(102)는, 화살표 X로 표시된 방향으로 이동하기 쉽게 유지되어 있으므로, 화살표 X로 표시된 방향으로 검출 진동을 발생한다. 이때, 가동체(102)와 제 2의 가동체(122)의 화살표 X로 표시된 방향의 위치 관계는 변화되지 않는다. 이 경우, 제1의 고정전극(106)과 제1의 가동전극(108) 사이의 정전용량과, 제2의 고정전극(107)과 제2의 가동전극(109) 사이의 정전용량을 검출함으로써, 검출 진동의 크기를 검출하고, 검출 진동의 크기에 근거한 각속도의 측정을 행한다.In this case, when the angular velocity in the direction indicated by the arrow Z is applied to the gyroscope, the second
본 발명의 제8의 실시 예에 의하면, 참조 진동을 발생시키기 위한 전극 124, 125, 133, 및 134에, 각기 다른 전위를 인가할 수 있다. 그 때문에, 효율적으로 진동을 발생시킬 수 있고, 큰 참조 진동을 발생시킬 수 있다. 참조 진동의 크기는, 자이로스코프의 검출 감도와 관련되어 있으므로, 고감도의 자이로스코프를 제공할 수 있다. 또한, 검출 신호를 검출하기 위한 전극 106, 107, 108, 109를, 상이한 전위로 설정할 수 있다. 그 때문에, 검출용의 캐리어 신호를 인가할 수 있어, 노이즈가 적은 신호를 추출할 수 있다.According to the eighth embodiment of the present invention, different potentials may be applied to the
또한, 실리콘 기판을 가공하는 것으로 두께가 두꺼운 구조체에도, 정전 즐치 부분을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 센서의 구동 및 센서에 의한 검출의 효율이 향상된다. 또한, 산화 영역의 절연부에서의 응력에 의한 마이크로 구조체의 변형을 줄일 수 있다. 이것들에 의해, 가속도에 기인하는 힘을 감지하기 위한 가동체를 포함하는 본 발명의 구조체를 사용하여, 보다 고성능의 자이로스코프를 제공할 수 있다.In addition, since the electrostatic bladder portion can be easily formed in a thick structure by processing the silicon substrate, the efficiency of driving the sensor and detecting by the sensor is improved. In addition, the deformation of the microstructure due to the stress in the insulating portion of the oxidized region can be reduced. As a result, a higher performance gyroscope can be provided using the structure of the present invention including a movable body for sensing a force due to acceleration.
(제9의 실시예)(Ninth embodiment)
도 10을 사용하여, 본 발명의 제9의 실시예에 따른 다른 프레임형 자이로스코프를 설명한다. 제9의 실시예는, 도 10에 나타낸 프레임형 자이로스코프에 본 발 명의 구조체를 사용하고 있다는 점에서 상기 실시예와 다르다.10, another frame-type gyroscope according to the ninth embodiment of the present invention will be described. The ninth embodiment differs from the above embodiment in that the structure of the present invention is used for the frame type gyroscope shown in FIG.
도 10은, 본 발명의 제9의 실시예에 따른 프레임형 자이로스코프의 사시도를 나타낸다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 자이로스코프는 기판(101), 가동체(102), 들보(103), 열산화막(104), 관통 구멍(105), 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제1의 고정전극(108), 제2의 고정전극(109), 제1의 가동체(121), 제2의 가동체(122), 제2의 들보(123), 제3의 가동전극(124), 제4의 가동전극(125), 제5의 가동전극(126), 및 제6의 가동전극(127)을 포함한다.10 shows a perspective view of a frame-type gyroscope according to a ninth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the gyroscope includes a
본 발명의 제9의 실시예에 따른 프레임형 자이로스코프는, 본 발명의 제8의 실시예와 이하의 점에서 다르다. 즉, 본 발명의 제9의 실시예에 따른 프레임형 자이로스코프에 있어서, 하부기판(131) 위에 형성된 고정전극 133 및 134가, 제4의 가동전극(125)과 제6의 가동전극(127)으로서 제1의 가동체(121) 위에 배치되어 있다.The frame type gyroscope according to the ninth embodiment of the present invention differs from the eighth embodiment of the present invention in the following points. That is, in the frame type gyroscope according to the ninth embodiment of the present invention, the fixed
제1의 고정전극(108), 제2의 고정전극(109), 제4의 가동전극(125), 및 제6의 가동전극(127)은, 상기의 실시예에 기재된 방법으로, 다른 전극으로부터 각각 절연되어 있다. 또한, 제1의 가동전극(106), 제2의 가동전극(107), 제3의 가동전극(124), 및 제5의 가동전극(126)은, 전기적으로 서로 연결되고 있고, 상기의 실시예에 기재한 방법으로 다른 전극과 각각 절연되어 있다. 각 전극은, 가동체(102), 들보(103), 제2의 가동체(122), 제2의 들보(123) 등을 거쳐서, 전기적으로 서로 배선되어 있다.The first
제1의 가동전극(106)과 제1의 고정전극(108), 및 제2의 가동전극(107)과 제2 의 고정전극(109)을 사용하여, 제1의 가동체 102(121)는, 화살표 X로 표시된 방향으로 소정의 주기로 참조 진동을 발생시키거나 생성한다. 제2의 가동체(122)는, 화살표 Y로 표시된 방향 이외의 방향으로 이동하기 어렵게 제2의 들보(123)에 의해 유지되어 있다. 그 때문에, 제2의 가동체(122)도, 제1의 가동체(102)와 같이 화살표 X로 표시된 같은 방향으로 같은 주기로 참조 진동을 생성한다.Using the first
이 경우, 자이로스코프에 화살표 Z로 표시된 방향의 각속도가 인가되면, 제1의 가동체(102)와 제2의 가동체(122)는, 발생한 코리올리의 힘에 의해, 화살표 Y로 표시된 방향으로 힘을 받는다. 그러나, 제1의 가동체(102)는, 화살표 X로 표시된 방향 이외의 방향으로는 이동하기 어렵게 제1의 들보(103)에 의해 유지되어 있다. 그 때문에 제2의 가동체(122)만 화살표 Y로 표시된 방향으로 이동하여, 검출 진동을 발생한다. 이 경우, 제3의 가동전극(124)과 제4의 가동전극(125) 사이의 정전용량과, 제5의 가동전극(126)과 제6의 가동전극(127) 사이의 정전용량을 검출함으로써, 검출 진동의 크기를 검출하고, 그 검출 진동의 크기에 근거한 각속도를 측정한다.In this case, when the angular velocity in the direction indicated by the arrow Z is applied to the gyroscope, the first
본 발명의 제9의 실시예에 따른 프레임형 자이로스코프에서는, 참조 진동에 있어서, 제1의 가동체(102)와 제2의 가동체(122)와의 위치 관계는 변화되지 않는다. 또한, 검출 진동은, 제1의 가동체(102)와 제2의 가동체(122)와의 상대 위치를 검출하는 것으로 검출된다. 상술한 것과 같은 이유 때문에, 본 발명의 제9의 실시예에 따른 프레임형 자이로스코프에 있어서는, 참조 진동이 화살표 X로 표시된 방향 이외의 방향으로 워블링(wobbling)을 갖는 경우에도, 참조 진동에 의한 노이즈 가 검출 신호에 발생하기 어렵다.In the frame-type gyroscope according to the ninth embodiment of the present invention, the positional relationship between the first
본 발명의 제9의 실시예에 따른 산화영역을 이용한 절연방법을 사용함으로써 검출 진동을 검출하기 위해 사용되는, 제3의 가동전극(124)과 제4의 가동전극(125), 및 제5의 가동전극(126)과 제6의 가동전극(127)을, 가동체(102) 위에 용이하게 배치할 수 있다. 또한, 기판의 두께 방향에 대하여, 대칭한 구조체를 얻을 수 있어서, 참조 진동의 워블링을 작게 할 수 있다. 상기에 설명한 것과 같은 이유 때문에, 본 발명에 따른 산화 영역의 절연부를 포함한 구조체를 프레임형 자이로스코프에 적용함으로써, 보다 고정밀한 자이로스코프를 제공할 수 있다.The third
전술한 프레임형 자이로스코프에 있어서, 참조 진동의 방향, 검출 진동의 방향, 및 가동체의 어느 것이 검출 진동을 발생시키는지에 관해서는, 상술한 구성의 것들에 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 구조체는, 그것의 다른 조합의, 각속도를 검출하기 위한 그 외의 구성에도, 적용될 수 있다.In the frame-type gyroscope, the direction of the reference vibration, the direction of the detection vibration, and which of the movable bodies generate the detection vibration are not limited to those of the above-described configuration. The structure according to the present invention can be applied to other configurations for detecting an angular velocity in other combinations thereof.
(제10의 실시예)(Tenth Embodiment)
도 11을 사용하여, 본 발명의 제10의 실시 예에 따른 광스캐너를 설명한다. 제10의 실시예는 도 11에 나타낸 광스캐너에 본 발명의 구조체를 적용한다는 점에서 상기 실시예와 다르다.An optical scanner according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11. The tenth embodiment differs from the above embodiment in that the structure of the present invention is applied to the optical scanner shown in FIG.
도 11은, 본 발명의 제10의 실시예에 따른 광스캐너의 사시도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 상하부 기판을 서로 분리한 상태의 광스캐너는, 미러 등의 광편향소자를 갖는 가동체(801), 토션 스프링(torsion spring) 등의 지지 들보(802), 전술한 산화 영역의 절연부(803), 제1의 전극부(805), 제2의 전극부(806), 상부기 판(807), 제3의 전극(808), 제4의 전극(809), 하부기판(810), 및 스페이서(811)를 포함한다.11 is a perspective view of an optical scanner according to a tenth embodiment of the present invention. As shown in Fig. 11, the optical scanner in which the upper and lower substrates are separated from each other includes a
가동체(801)는, 지지 들보(802)에 의해, 화살표 D로 표시된 가동방향으로 회전 가능하게 상부기판(807)에 대하여 지지된다. 절연부(803)로 서로 절연되는 가동체(801)의 제1의 전극부(805)와 제2의 전극부(806)는, 스페이서(811)로 적당한 간격을 두고, 마찬가지로 절연부(803)에 의해 서로 절연되고 하부기판(810) 위에 형성되는 제4의 전극부(809)와 제3의 전극부(808)에 각각 대향해서 배치된다. 따라서, 제1의 전극부(805)와 제4의 전극부(809) 사이 및 제2의 전극부(806)와 제3의 전극부(808) 사이에, 교대로 전위차가 생겨서 전극 사이에 교대로 인력이 작용하도록 인가 전압이 제어되면, 가동체(801)는, 지지 들보(802)의 축에 대해서 회전하게 된다. 이에 따라, 가동체(801) 상의 광편향소자에 입사하는 빛이 편향된다.The
본 발명의 제10의 실시예에 따른 산화 영역을 이용한 절연 방법을 사용함으로써, 산화 영역의 절연부에서의 응력에 의한 구조체의 변형이 적고, 제1의 전극부(805)와 제2의 전극부(806)를 회전가능한 가동체(801) 위에 용이하게 배치할 수 있다. 또한, 하부기판(810)에도, 제3의 전극부(808)와 제4의 전극부(809)를 용이하게 배치할 수 있다. 상기 설명한 것과 같은 이유 때문에, 산화 영역의 절연부를 포함한 본 발명의 구조체를 광스캐너에 적용하면, 보다 고성능의 광스캐너를 제공할 수 있다. 한편, 산화 영역의 부분이 광학특성에 불필요하게 영향을 주지 않도록, 산화 영역을 배치하거나, 산화 영역의 표면에 반사막 등을 형성하는 것이 필요한 경우가 있다.By using the insulation method using the oxidized region according to the tenth embodiment of the present invention, the deformation of the structure due to the stress in the insulated portion of the oxidized region is less, and the
(제11의 실시예)(Eleventh embodiment)
도 12를 사용하여, 본 발명의 제11의 실시 예에 따른 전자기(electromagnetic) 구동 전위 센서를 설명한다. 제11의 실시예는, 도 12에 나타내는 전위 센서에 본 발명의 구조체를 적용하고 있다는 점에서 상기 실시예와 다르다.12, an electromagnetic driving potential sensor according to an eleventh embodiment of the present invention will be described. The eleventh embodiment differs from the above embodiment in that the structure of the present invention is applied to the potential sensor shown in FIG.
도 12는, 본 발명의 제11의 실시예에 따른 전위 센서의 사시도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 상하 기판을 서로 분리한 상태의 전위 센서는, 가동체(801), 토션 스프링 등의 지지 들보(802), 전술한 산화 영역의 절연부(803), 가동체(801)의 이면에 고정된 N극과 S극을 갖는 자석(804), 제1의 검출 전극부(805), 제2의 검출 전극부(806), 상부기판(807), 하부기판(810), 스페이서(811), 코일(812), 및 리드아웃(lead-out) 전극(813)을 포함한다.12 is a perspective view of a potential sensor according to an eleventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, the potential sensor in the state where the upper and lower substrates are separated from each other includes the
본 발명의 제11의 실시예에서는, 가동체(801)는, 토션 스프링(802)에 의해 유지되고, 토션 스프링(802)은 상부기판(807)에 고정되어 있다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 가동체(801), 토션 스프링(802), 및 상부기판(807)은, 절연부(803)에 의해 서로 절연된 제1의 검출 전극부(805)와 제2의 검출 전극부(806)로 분할되어 있다. 하부기판(810) 위에는, 스페이서(811)로 적당한 간격을 두고 제1의 검출 전극부(805)와 제2의 검출 전극부(806)에 대향해서 코일(812)이 배치되어 있다.In the eleventh embodiment of the present invention, the
코일(812)에 AC 구동신호를 인가시킴으로써, 자석(804)의 자계의 방향과 코일(812)에 흐르는 전류의 방향의 관계(플레밍(Fleming)의 왼손의 법칙)에 따라 가동체(801)에 기계적인 진동을 발생시킨다. 가동체(801)는, 화살표 D로 표시된 방향 으로 비틀림 진동을 발생한다.By applying an AC drive signal to the
본 발명의 제11의 실시예에 있어서, 전위측정은 다음과 같이 행해진다. 대전되어 있는 감광체 등의 측정 대상은 제1의 검출 전극부(805)와 제2의 검출 전극부(806)에 근접해서 위치되어서, 가동체(801)를 진동시킴으로써, 기계적으로 측정 대상과 검출 전극부 간의 용량을 변화시킨다. 이에 따라, 정전 유도로 검출 전극부 805 및 806에 유도되는 미소한 전하의 변화를, 전류신호를 통해서 검출함으로써, 측정 대상의 전위를 측정한다. 이 경우, 검출 전극부 805 및 806으로부터의 신호는 역위상으로 변화된다. 따라서, 이들 신호를 차동 처리함으로써, 동상(in-phase) 노이즈의 제거비가 높은 전위 센서를 제공할 수 있다.In the eleventh embodiment of the present invention, the potential measurement is performed as follows. The object to be measured, such as a charged photosensitive member, is positioned in proximity to the first and second
이러한 구조의 전자기 액추에이터를 사용함으로써, 큰 진동을 효율적으로 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 제11의 실시예에 따른 산화 영역을 이용한 절연 방법을 사용함으로써, 산화 영역의 절연부에서의 응력에 의한 구조체의 변형이 줄어들고, 제1의 검출 전극부(805)와 제2의 검출 전극부(806)를 회전가능한 가동체(801)에 용이하게 배치할 수 있다. 그 때문에, 소형의 구성으로 안정적인 보다 큰 전하를 갖는 검출 신호를 얻을 수 있다. 이렇게 해서, 본 발명의 제11의 실시예에 따른 전위 센서에 있어서, 측정 대상의 전위에 대응한 전기신호를 출력하는 검출 전극부를 각각 갖는 가동체를 포함한 본 발명의 구조체를 사용하여, 보다 소형의 구성을 갖는 고정밀한 전위 센서를 실현할 수 있다.By using the electromagnetic actuator of such a structure, large vibration can be obtained efficiently. In addition, by using the insulation method using the oxidized region according to the eleventh embodiment of the present invention, deformation of the structure due to stress in the insulated portion of the oxidized region is reduced, and the first
상기 설명에서는, 가속도 센서, 자이로스코프, 광스캐너, 및 전위 센서를 설명했지만, 본 발명에 따른 구조체의 적용 범위는 이것에 한정되지 않는다. 본 발명 은, 반도체 센서 등 이외의 디바이스들에 서로 전기적으로 절연된 복수의 도전성의 영역을 갖는 구조체가 적용가능하면, 이들 디바이스에도 사용될 수 있다.In the above description, the acceleration sensor, gyroscope, optical scanner, and potential sensor have been described, but the application range of the structure according to the present invention is not limited thereto. The present invention can be used for these devices as long as a structure having a plurality of conductive regions electrically insulated from each other to devices other than a semiconductor sensor or the like is applicable.
또한, 상기 실시예에 나타낸 것처럼, 가속도 센서, 자이로스코프 등에서의 절연부의 배치, 전극의 조합, 영역을 나누는 방법, 및 배선 방법에, 본 발명의 적용이 한정되는 것은 아니다. 액추에이터나 센서 등에 필요한 기능을 제공할 수 있으며, 마이크로 구조체 등의 구조체에 필요한 기계강도를 갖고, 구조체의 응력에 의한 변형을 사양 이내로 제한할 수 있는 구성이면, 본 발명은 어떤 구성에도 적용될 수 있다.In addition, as shown in the above embodiment, the application of the present invention is not limited to the arrangement of the insulator in the acceleration sensor, the gyroscope, etc., the combination of the electrodes, the method of dividing the region, and the wiring method. The present invention can be applied to any configuration as long as it can provide a function necessary for an actuator, a sensor, or the like, and has a mechanical strength necessary for a structure such as a microstructure, and can limit deformation caused by stress of the structure within specifications.
또한, 상기 실시예에서는, 모재로서의 기판으로서 실리콘을 사용한다. 그렇지만, 산화물이 절연성을 갖고 관통 구멍이나 홈을 그 재료로 형성할 수 있으면, 실리콘 이외의 어떤 재료든 사용할 수 있다. 또한, 관통 구멍과 홈을 형성 방법으로서, 상기 실시예에서는 에칭을 사용했다. 그렇지만, 모재의 두께나 재질과, 관통 구멍이나 홈의 사이즈 등을 고려하여, 레이저 가공 등으로 관통 구멍이나 홈을 형성해도 된다.In the above embodiment, silicon is used as the substrate as the base material. However, any material other than silicon can be used as long as the oxide has insulation and can form through holes or grooves from the material. In addition, etching was used in the said Example as a method of forming a through-hole and a groove. However, in consideration of the thickness and material of the base material, the size of the through hole and the groove, etc., the through hole and the groove may be formed by laser processing or the like.
본 출원은 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함되어 있는 2007년 1월 19일자로 제출된 일본국 공개특허공보 특개2007-009657호로부터 우선권을 주장한다.This application claims priority from Japanese Patent Laid-Open No. 2007-009657, filed Jan. 19, 2007, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
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