在由半导体构成的固定电极(32)的上表面形成介电层(33)。通过使介电层(33)的表面的一部分凹陷，在介电层(33)的表面形成凹槽(33a)。在介电层(33)的上表面层叠上基板(35a)以覆盖凹槽(33a)。上基板(35a)中位于凹槽(33a)上方的薄膜状的部分是能够因压力而弯曲的导电性膜片(35)。固定电极(32)的至少上表面的杂质浓度为2.00×1017cm-3以上且2.10×1019cm-3以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及静电电容型压力传感器及输入装置。具体而言，本专利技术涉及因压力而 弯曲的膜片（diaphragm)接触介电层从而检测压力的接触式的静电电容型压力传感器。此 外，还涉及利用了该压力传感器的输入装置。
技术介绍
在一般的静电电容型压力传感器，导电性的膜片（可动电极）与固定电极以间隔 有间隙的方式对置，根据因压力而弯曲的膜片与固定电极之间的静电电容的变化检测出压 力。但是，在该压力传感器是使用玻璃基板或硅基板，通过MEMS(微机电系统）技术制造的 微器件的情况下，若对膜片施加较大压力使其发生较大的弯曲，存在膜片被破坏的可能性。 因此，提出了在固定电极的表面设置介电层，因压力而弯曲的膜片与介电层接触， 因该接触面积的变化导致膜片与固定电极之间的静电电容发生变化的压力传感器。这样的 压力传感器称为接触式的静电电容型压力传感器。 作为接触式的静电电容型压力传感器，例如有非专利文献1记载的传感器。图1 的（A)是示出非专利文献1中记载的压力传感器11的剖面图。在该压力传感器11，在玻 璃基板12的上表面形成了由金属薄膜构成的固定电极13,从固定电极13之上起在玻璃基 板12的上表面形成有介电膜14。在介电膜14上开口有通孔15,设置在介电膜14的上表 面的电极焊盘（pad) 16通过通孔15与固定电极13连接。介电膜14的上表面层叠有硅基 板17,在硅基板17的上表面设置凹陷部18并且在下表面设置凹槽19,在凹陷部18与凹槽 19之间形成薄膜状的膜片20。膜片20设置在与固定电极13交叠的位置。此外，在硅基板 17的下表面具有掺杂了高浓度B(硼）的P+层21，由此膜片20被赋予导电性，具有可动电 极的功能。在膜片20的下表面与介电膜14之间，因凹槽19产生了数ym的间隙22。 图1的⑶是示出压力传感器11的压力与静电电容的关系（压力-电容特性） 的图，记载在非专利文献1中。若向压力传感器11的膜片20施加压力，则膜片20按照该 施加压力发生弯曲，在某个压力下与介电膜14接触。图1的（B)中压力从0起至Pa为止 的区间（未接触区域），表示膜片20处于未与介电膜14接触的状态。压力从Pa起至Pb为 止的区间（开始接触区域），表示膜片20从与介电膜14接触起至以某种程度的面积与介电 膜14可靠地接触为止的状态。在压力从Pb起至Pc为止的区间（动作区域），随着压力的 增加，膜片20与介电膜14接触的部分的面积逐渐地增加。在压力从Pc起至Pd为止的区 间（饱和区域），膜片20的几乎整个面与介电膜14接触，该区域是即使压力增加接触面积 也几乎不增加的区域。 根据图1的⑶的压力-电容特性，虽然在膜片20不发生接触的未接触区域静电 电容的变化小，但是若进入开始接触区域，则静电电容的变化率（增加速度）逐渐变大。进 而，在动作区域虽然线性变好，但是静电电容的变化率逐渐地減小；若进入饱和区域则静电 电容几乎不再增加。 在这样的接触式的压力传感器11，若将膜片20与介电膜14的接触面积设为S、将 介电膜14的厚度设为d、将介电膜14的介电常数设为e，则能够使用下面的数式1来表示 膜片20与介电膜14之间的静电电容C。 C=Co+e? (S/d)…（数式 1) 这里，Co是未接触区域的静电电容。因为介电膜14的厚度d或介电常数e不发 生变化，所以根据数式1可知，若压力P增大则膜片20的接触面积S增大，其结果是压力传 感器11的静电电容C增加。 为了提高这样的压力传感器的生产率，期望使用硅基板等的半导体基板作为固定 电极13。但是，根据本专利技术者的实验与知识，若使用半导体基板作为固定电极，可知因耗尽 层的影响出现压力传感器的输出下降或温度特性的劣化或频率特性的劣化。即，在使用了 硅基板等作为压力传感器的固定电极的情况下，因为耗尽层的影响导致压力传感器的输出 下降、灵敏度降低。此外，因为即使压力恒定，若温度发生变化则静电电容的值发生较大的 变化、输出发生变动，所以为了获得正确的输出需要进行温度修正。此外，即使压力恒定，在 频率变高的情况下也会出现静电电容值下降、在高频区的输出下降的情况。 现有技术文献 非专利文献 非专利文献1 :山本敏、其他4名、"接触式电容型压力传感器"、藤仓技报、株式会 社藤仓、2001年10月、第101号、第71至74页
技术实现思路
专利技术要解决的课题 本专利技术是鉴于上述这样的技术背景而提出的，其目的在于提供能够减少使用半导 体作为固定电极时的耗尽层的影响，由此改善传感器输出的下降、传感器输出的温度特性 的劣化和频率特性的劣化的接触式的静电电容型压力传感器。 用于解决课题的手段 本专利技术的静电电容型压力传感器具有：由半导体构成的固定电极，形成在所述固 定电极的上方的介电层，以及隔着空隙形成在所述介电层的上方的膜片；所述固定电极的 至少上表面的杂质浓度为2. 00X1017cm3以上且2. 10X1019cm3以下。 根据本专利技术的静电电容型压力传感器，因为使用半导体例如硅基板作为固定电 极，所以提高了压力传感器的生产率。而且，因为提高其杂质浓度使其处于2. 00X1017cm3 以上至2. 10X1019cm3以下的范围，所以能够减小在固定电极的耗尽层的影响，能够提高传 感器输出并且改善该温度特性及频率特性。 在本专利技术的静电电容型压力传感器，既可以在固定电极的上表面设置金属电极， 也可以在固定电极的下表面设置金属电极。但是，在固定电极的上表面设置金属电极的情 况下，在固定电极的上表面需要用于配置金属电极的空间，所以压力传感器的尺寸变大。相 对于此，若要在固定电极的下表面设置金属电极，则压力传感器的尺寸不会变大。在固定电 极的下表面设置金属电极的情况下，优选在所述固定电极的厚度方向整个长度上的杂质浓 度为2. 00X1017cm3以上且2. 10X1019cm3以下。另一方面，在固定电极的上表面设置金属 电极的情况下，也可以仅在固定电极的上表面附近将杂质浓度设定为2. 00X1017cm3以上 且 2. 10X1019cm3以下。 进而，更优选所述固定电极的至少上表面的杂质浓度为3. 00X10lscm3以上且 2. 10X1019cm3以下。在该情况下，能够进一步改善传感器输出的频率特性。 此外，在本专利技术的静电电容型压力传感器的另一实施方式中，也可以使所述膜片 的杂质浓度为2. 00X1017cm3以上且2. 10X1019cm3以下。根据本实施方式，能够减小在膜 片的耗尽层的影响，能够提高传感器输出并且改善所述传感器的温度特性及频率特性。 此外，通过排列多个本专利技术的静电电容型压力传感器，能够作为触摸板等的输入 装置来使用。 并且，在本专利技术中用于解决所述课题的手段具有将以上说明的构成要素进行适当 组合而得到的特征，本专利技术能够进行基于构成要素的组合的多种变形。【附图说明】 图1的（A)是示出现有例的压力传感器的概略剖面图。图1的⑶是示出在图1 的（A)所示的现有例的压力传感器的压力与静电电容的关系的图。 图2是示出本专利技术的第一实施方式的压力传感器的俯视图。 图3是图2所示的压力传感器的剖面图。 图4的（A)至图4的（C)是示出图2的压力传感器的制造工序的一部分的剖面图。 图5是示出在固定电极的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种静电电容型压力传感器，其特征在于，具有：固定电极，其由半导体构成，介电层，其形成在所述固定电极的上方，以及膜片，其隔着空隙形成在所述介电层的上方；所述固定电极的至少上表面的杂质浓度为2.00×1017cm‑3以上且2.10×1019cm‑3以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：井上胜之，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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