[发明专利]具有多个导电区域的结构部件

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个导电区域的结构部件(诸如具有多个彼此电绝缘的区域的微结构部件)，并且涉及其制造方法。本发明还涉及诸如加速度传感器、陀螺仪、电势传感器和致动器的在其中使用该结构部件的器件。 

背景技术

作为要使用微机电系统(MEMS)等技术制造的常规微结构部件，已知存在被分成彼此电绝缘的多个区域并被用作电极以相对于结构部件和可动部件通过使用电信号执行驱动、控制和位移检测等的结构部件。利用这种结构，可容易地实现具有多个驱动力产生机构的致动器、具有多个静电检测部分的传感器等。以下描述其具体的例子。 

日本专利申请公开No.2000-065855公开了具有如下结构的半导体加速度开关，其中绝缘体被设置在多个可动电极之间以被用作梁部分。图13是在日本专利申请公开No.2000-065855中公开的加速度开关的透视图。在图13中，加速度开关包含支撑基板901、固定部分902、可动部分903、固定电极905、控制电极906、以及阻挡件(stopper)907a和907b。并且，加速度开关包含支撑部分908、梁909、991和992、质量部件910、可动电极911和913、框架部分916、绝缘膜917、可动部分主体930、端子981和982、以及电极961。在这种结构中，在可动电极911和913之间形成绝缘膜917，由此形成梁909。通过梁909，保持被施加要被输入的加速度的质量部件910。包含于梁909内的多个可动电极911和913彼此绝缘，并且，在可动电极911和固定电极902之间控制传感器特性，由此可在可动电极913和固定电极905之间检测加速度。在日本专利申请公开No.2000-065855中公开的结构 中，在形成于硅基板中的深且窄的沟槽中的每一个中，形成诸如旋涂玻璃(SOG)、热氧化膜或多晶硅的绝缘膜917。 

并且，日本专利申请公开No.2000-286430公开了具有如下结构的半导体动力学量(dynamic quantity)传感器，其中绝缘膜被嵌入梁的支撑部分中和静电梳齿的支撑部分中，以与其它部分绝缘。图14是日本专利申请公开No.2000-286430中公开的半导体动力学量传感器的透视图。如图14所示，半导体动力学量传感器包含单晶硅基板1、沟槽4a～4d、四方(square)框部分5、梁结构部件6、锚部分7和8、梁部分9和10、质量部分11、可动电极12a～12d、可动电极13a～13d、沟槽14a和14b、绝缘材料15a～15d。另外，半导体动力学量传感器包含第一固定电极16a～16d、第二固定电极17a～17d、沟槽18a～18d、绝缘材料19a～19d、沟槽20a～20d、绝缘材料21a～21d、第一固定电极22a～22d、第二固定电极23a～23d、沟槽24a～24d、绝缘材料25a～25d、沟槽26a～26d和绝缘材料27a～27d。 

通过绝缘材料15a～15d由四方框部分5保持梁9和10，梁9和10支撑质量部分11。另一方面，通过绝缘材料19a～19d、21a～21d、25a～25d和27a～27d由四方框部分5保持第一固定电极16a～16d和22a～22d以及第二固定电极17a～17d和23a～23d。利用该结构，四方框部分5、包含可动电极12a～12d和13a～13d的质量部分11、第一固定电极和第二固定电极彼此电绝缘并且被机械保持。结果，由于待测量物体的动力学量，质量部分11可被移动。检测第一固定电极和第一可动电极之间的静电电容与第二固定电极和第二可动电极之间的静电电容，由此可以检测其可动量。 

日本专利申请公开No.2000-286430公开了一种技术，其中，在形成的沟槽的内部形成氧化硅膜、并且多晶硅膜被进一步形成以被嵌入每一个沟槽中。在该文献中有这样的描述，即，与只有单一的氧化硅膜被嵌入沟槽中的情况相比，低应力的多晶硅的组合使用产生了减少在沟槽中产生的应力的效果。 

发明内容

在上述常规的结构中，在彼此电绝缘的多个区域之间设置绝缘材料，由此彼此保持所述多个区域。因此，所述多个区域之间的位置关系易受绝缘材料的内部应力的影响。另外，绝缘材料和夹着绝缘材料的基板部件的热膨胀系数彼此不同，使得易于在基板部件和绝缘材料之间出现应力。结果，所述结构还易于受到由于环境温度的变化而在材料中导致的应力变化的影响。在施加高电压的情况下，有必要使得绝缘材料较厚以增大介电电压。但是，随着使得绝缘材料较厚，所述结构更易于受由绝缘材料的内部应力引起的以及由材料之间的热膨胀系数的差异引起的应力的影响。