[发明专利]微机电系统元件、电子装置、高度计、电子设备及移动体

说明书

技术领域

本发明涉及一种MEMS元件、电子装置、高度计、电子设备及移动体。

背景技术

一直以来，作为对压力进行检测的装置，已知如专利文献1所公开的这种半导体压力传感器。专利文献1所公开的半导体压力传感器为一种如下的传感器，即，在硅晶片上形成应变敏感元件，并对硅晶片的与应变敏感元件形成面为相反侧的面进行研磨，通过进行薄壁化而形成隔膜部，通过应变敏感元件而对在由于压力而进行位移的隔膜部上产生的应变进行检测，并将该检测结果转换为压力。

但是，在具备专利文献1所公开的应变敏感元件的压力传感器中，需要对硅晶片进行薄壁化，从而难以实现与成为对来自压力传感器的信号进行处理的运算部的半导体装置（IC（Integrated Circuit：集成电路））的一体化。

另一方面，通过半导体装置的制造方法、装置来制造微小机械系统的、所谓的MEMS（Micro Electro-Mechanical System：微机电系统）元件被注意。通过使用MEMS元件，从而能够获得非常小型的各种传感器、或者振荡器等。这些装置能够通过MEMS技术而将细微的振动元件形成在基板上，并利用振动元件的振动特性，从而获得实施加速度的检测、基准信号的生成等的元件。

通过使用这种MEMS技术来形成振动元件，并构成根据MEMS振动元件的振动频率的变动而对压力进行检测的压力传感器，从而能够实现与IC一体化了的压力传感器。而且，能够在基板上形成薄壁的隔膜部，从而即使在低压力的情况下也能够发生变形，进而获得能够构成能够对准确的微小压力进行计测的压力传感器的MEMS元件。

专利文献1：日本特开2001-332746号公报

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的发明，其能够作为以下方式或应用例来实现。

应用例1

本应用例所涉及的微机电系统元件的特征在于，具备：基板，其具有可挠部；固定电极，其被设置在所述基板的主面上；可动电极，其与所述固定电极分离，且在俯视观察所述主面时至少一部分与所述固定电极重叠，并且所述可动电极具有可动部和固定端部，其中，所述可动部在与所述主面交叉的方向上进行驱动，所述固定端部与所述主面相连接，所述固定电极和所述可动电极以与所述可挠部相对应的方式而配置。

根据本应用例的MEMS元件，通过对可挠部施加外部压力而在可挠部上产生挠曲，从而使谐振子的振动特性、即共振频率发生变化。通过导出该外部压力与谐振子的频率特性的变化之间的关系，从而能够将MEMS元件作为根据谐振子的频率特性的变化而对外部压力进行检测的传感器来利用。

应用例2

本应用例的特征在于，在上述的应用例中，在俯视观察所述主面时，所述可挠部的形心位于所述固定电极与所述可动电极重叠的区域内。

形成有作为决定谐振子的振动特性的一个主要因素的固定电极与可动电极之间的间隔（间隙）的区域为，在俯视观察主面时固定电极与可动电极重叠的区域。根据上述的应用例，能够以可挠部的挠曲变形的顶点位于该间隔形成区域内的方式配置可挠部，从而即使在作为外部负载的压力为微小压力而使可挠部的挠曲量非常小的情况下，也能够对间隔的变化进行检测。即，能够获得作为对极微小的压力进行检测的传感器的MEMS元件。

应用例3

本应用例的特征在于，在上述的应用例中，在俯视观察所述主面时，所述可挠部与所述固定端部分离。

根据上述的应用例，通过使可动电极的固定端部被配置在可挠部的区域外，从而可动电极不会受可挠部的挠曲变形影响，由此可挠部的挠曲变形成为固定电极的变形并使间隔发生变化。因此，能够获得如下的MEMS元件，所述MEMS元件能够容易地实施因外部负载的压力而产生的间隔的变化量的设计计算、或MEMS元件的制造工程中的压力检测调节，从而能够实现准确的压力检测。

应用例4

本应用例的特征在于，在上述的应用例中，在俯视观察所述主面时，所述可挠部为多边形。

根据上述的应用例，因可挠部的外部负载的压力而产生的挠曲变形的顶点的位置位于多边形平面形状的形心附近。因此，能够获得如下的MSMS元件，所述MEMS元件能够容易地实施因外部负载的压力而产生的间隔的变化量的设计计算、或MEMS元件的制造工程中的压力检测调节，从而能够实现准确的压力检测。

应用例5

本应用例的特征在于，在上述的应用例中，在俯视观察所述主面时，所述可挠部的平面形状为圆形。