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三次元構造体及びセンサ UPDATE

国内特許コード P110002721
整理番号 E092P21
掲載日 2011年6月3日
出願番号 特願2011-122592
公開番号 特開2012-253082
登録番号 特許第5975457号
出願日 平成23年5月31日(2011.5.31)
公開日 平成24年12月20日(2012.12.20)
登録日 平成28年7月29日(2016.7.29)
発明者
  • 笠井 一夫
  • 伊賀 友樹
  • 樋口 行平
  • 前中 一介
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
  • 前中一介
発明の名称 三次元構造体及びセンサ UPDATE
発明の概要 【課題】センサデバイスと基板との間に発生する寄生容量を従来よりも抑制することができるとともに、センサデバイスと基板との電気的な結合を切り離すことによるセンサデバイスと基板との間の電気絶縁性を従来よりも向上することのできる三次元構造体を提供する。
【解決手段】三次元構造体100は、第1の基板1と、第1の基板1の一方の面に形成された絶縁体からなる多孔層2と、多孔層2において第1の基板1が形成されている側の面と反対側の面に形成された第2の基板3とを備え、多孔層2における各孔2aの積層方向に対する断面形状が、正六角形状の孔2aを複数個並べたハニカム形状を有し、多孔層2の厚さは、1μmよりも大きくなっている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来から、下記特許文献1に代表されるように、ハードマスクを用いることなく作製できる構造体の製造方法が公知となっている。なお、この特許文献1に開示されている構造体の製造方法は、無機SOG(Spin-on glass)をマスクとして用いて、有機SOGをエッチングできるという特質、つまり、焼成すれば、酸化ケイ素となりうる2つの材料のエッチングレート比が異なるという特質、を利用して有機SOGを加工し、高温で焼成することにより、酸化ケイ素(SiXOY)、例えば、SiO2を有する構造体を形成するというものである。より具体的には、下記特許文献1の図1(a)に示されるように、基板100の上に、有機SOGからなる第一の層110が形成され、その上にパターニングされた無機SOGからなる第二の層120が形成される。次に、下記特許文献1の図1(b)に示されるように、無機SOGからなる第二の層120をマスクとして、有機SOGからなる第一の層110のエッチングが行なわれる。最後に、下記特許文献1の図1(c)に示されるように、有機SOGからなる第一の層110と、無機SOGからなる第二の層120とを焼成して、酸化ケイ素200(例えば、SiO2)を有した構造体が製造されている。なお、下記特許文献1には、この酸化ケイ素200、つまり、酸化膜用SOGの膜厚についての具体的な数値は示されていない。



ただし、市販の酸化膜用SOG(東京応化工業(株)製 OCD-T7(商品名)、アドビュクSiO2 700(商品名))では、酸化膜用SOGの最大膜厚が、それぞれ、0.5μm、0.12μmとなっていることから、無機SOG及び有機SOGを用いて製造可能な酸化膜用SOG膜厚の最大膜厚は1μmが限界と考えられる。

産業上の利用分野


本発明は、三次元構造体、及び、該三次元構造体を用いたセンサに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1の基板と、
前記第1の基板の一方の面に形成された絶縁体層と、
前記絶縁体層において前記第1の基板が形成されている側の面と反対側の面に形成された第2の基板とを備え、
前記絶縁体層は多孔層として形成されており、
前記絶縁体層の厚さが、10μmよりも大きいことを特徴とする三次元構造体。

【請求項2】
第1の基板と、
前記第1の基板の一方の面に形成された絶縁体層と、
前記絶縁体層において前記第1の基板が形成されている側の面と反対側の面に形成された第2の基板とを備え、
前記絶縁体層の厚さが、1μmよりも大きいものであり、
前記絶縁体層は多孔層として形成されており、
前記多孔層における各孔の積層方向に対する断面形状が、多角形状又は円形状であることを特徴とする三次元構造体。

【請求項3】
前記多角形状が、三角形状、四角形状、及び、六角形状のいずれかであることを特徴とする請求項2に記載の三次元構造体。

【請求項4】
前記第1の基板と前記第2の基板とで前記孔のそれぞれを真空状態で封止していることを特徴とする請求項2又は3に記載の三次元構造体。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項に記載の三次元構造体、可動電極層、及び、固定電極層を備えたセンサであって、
前記第2の基板が、
外部からの加速度に応じて弾性変形可能な梁部と、該梁部を介して前記絶縁体層に支持された錘部とを有し、前記絶縁体層が形成されている側の面と反対側の面に前記可動電極層が形成された可動部と、
前記可動部と所定間隔をおいて対向する位置に設けられ、前記絶縁体層が形成されている側の面と反対側の面に前記固定電極層が形成された固定部とを備え、
前記絶縁体層の積層方向をZ軸とした際、前記絶縁体層が、
前記可動部及び前記可動電極層をX、Y、Z軸方向へ移動可能とする凹状のキャビティを備えていることを特徴とするセンサ。

【請求項6】
請求項1~4のいずれか1項に記載の三次元構造体、発熱用ヒータ、及び、前記発熱用ヒータを挟んで流体の上流側及び下流側にそれぞれ配置された一対の測温体を備えたセンサであって、
前記絶縁体層が、
前記第2の基板が形成されている側の面に形成された凹状のキャビティを備え、
前記第2の基板が、
前記キャビティの開口端を覆う位置に形成され、前記キャビティが形成されている側の面と反対側の面に前記発熱用ヒータが配置される橋架部を備え、
前記測温体のそれぞれが、前記第2の基板において前記絶縁体層が形成されている側の面と反対側の面に配置されるとともに、
前記三次元構造体の積層方向から見た場合に、前記橋架部の内側に配置された温接点と、前記橋架部よりも外側に配置された冷接点とを備えていることを特徴とするセンサ。

【請求項7】
請求項1~4のいずれか1項に記載の三次元構造体、半導体材料からなる蓋部材、第1の固定電極層、及び、第2の固定電極層を備えたセンサであって、
前記絶縁体層が、
前記第2の基板が形成されている側の面に形成された凹状のキャビティを備え、
前記第2の基板が、
前記キャビティの開口端を覆う位置に形成された橋架部を備え、
前記蓋部材が、
前記第2の基板における前記絶縁体層が形成されている側の面と反対側の面において凹状に形成され、且つ、前記三次元構造体の積層方向から見た場合に、少なくとも前記橋架部の全体を覆うように配置されるとともに、少なくとも外部と連通する連通孔を有しており、
前記第1の固定電極層が、
前記蓋部材において前記第2の基板が形成されている側の面と反対側の面に形成され、
前記第2の固定電極層が、
前記第2の基板において前記絶縁体層が形成されている側の面と反対側の面に形成されるとともに、前記三次元構造体の積層方向から見た場合に、前記蓋部材よりも外側に配置されていることを特徴とするセンサ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011122592thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 前中センシング融合 領域
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