本發(fā)明涉及一種配備微細(xì)可動部的微細(xì)機(jī)械裝置。

背景技術(shù)：

近年來，在開關(guān)或傳感器中，使用通過機(jī)械性動作來發(fā)揮功能的微細(xì)機(jī)械裝置的MEMS(Micro Electro Mechanical System，微電子機(jī)械系統(tǒng))受到重視。MEMS已作為壓力傳感器或加速度傳感器而加以使用，與LSI一起逐漸成為重要零件。MEMS具有立體結(jié)構(gòu)，所述立體結(jié)構(gòu)通過使用薄膜形成技術(shù)、光刻技術(shù)及各種蝕刻技術(shù)的微細(xì)加工而具備微細(xì)的可動結(jié)構(gòu)體。

例如，在靜電電容式壓力傳感器中，如圖8A所示，利用支承部403將由于壓力而發(fā)生位移的微細(xì)的膜片(可動部)401以隔開的方式支承并配置在基板402上。在基板402與膜片401之間存在空隙404，在面向空隙404的各部位相對配置電極(未圖示)，形成電容。

如圖8B所示，被測定介質(zhì)的壓力施加至膜片401的形成電容那一面的相反側(cè)那一面，在該壓力施加下，膜片401發(fā)生變形。上述電極間的距離對應(yīng)于該變化而發(fā)生變化，電極間的電容對應(yīng)于該變化而發(fā)生變化，成為傳感器輸出。若空隙為真空，則該壓力傳感器可測量絕對壓力。

我們知道，在這種微細(xì)機(jī)械裝置中，會產(chǎn)生由測量電壓所引起的吸合現(xiàn)象。通常，當(dāng)對隔著某一距離平行相對的2塊電極間施加電壓時，會產(chǎn)生與距離的平方成反比的引力(由電壓引發(fā)的引力)。因此，在上述靜電電容式壓力傳感器中，當(dāng)在被施加壓力時發(fā)生了變形的膜片401靠近基板402到極為接近的距離時，由于膜片401與基板402之間的距離極窄，因此由電壓引發(fā)的引力較大，導(dǎo)致膜片401被強(qiáng)力吸引而觸底(吸合)。

此處，剛一觸底，電極間就發(fā)生短路，因此由電壓引發(fā)的引力消失，使得膜片401脫離基板402。不過，剛脫離之后便再次被施加由電壓引發(fā)的引力，因此膜片401被強(qiáng)力吸引而再次觸底。在電極間的距離極小的情況下，這種觸底與脫離會反復(fù)發(fā)生。

在靜電電容式壓力傳感器的情況下，為了測量電容，必須施加電壓，從而受到隨之而來的由電壓引發(fā)的引力的影響而產(chǎn)生吸合現(xiàn)象，結(jié)果，反復(fù)發(fā)生上述觸底與脫離，導(dǎo)致傳感器的輸出與膜片所受到的壓力無關(guān)且不穩(wěn)定。該吸合現(xiàn)象在小型且電極間的距離較小、進(jìn)而基材或電極上的接觸部表面較為平滑的MEMS傳感器中較為明顯。

此外，上述微細(xì)機(jī)械裝置存在如下情況：因上述觸底等可動部的一部分與基板的接觸而導(dǎo)致它們相接合，而可動部沒有在由彈性力產(chǎn)生的反彈下復(fù)原(參考專利文獻(xiàn)1、2、3、4、5、6)。該現(xiàn)象稱為粘連或粘著等，在微細(xì)機(jī)械裝置中是一個問題。

例如，就像靜電電容式隔膜真空計那樣測量比大氣壓小的壓力的壓力傳感器而言，由于在搬送、安裝時或維護(hù)時會暴露在大氣中，因此會頻繁發(fā)生被施加測量范圍以上的過大壓力的狀況。當(dāng)如此被施加過大壓力時，受壓的膜片401會像圖8C所示那樣超過實際使用范圍而較大程度地彎曲，導(dǎo)致膜片401的一部分接觸到基板402(觸底)。

因膜片401的厚度以及變形區(qū)域的大小還有膜片401的材料等設(shè)計參數(shù)的不同，上述觸底的狀態(tài)不一樣，但大多數(shù)情況下，觸底會導(dǎo)致粘連的發(fā)生。尤其是在為了抑制前文所述的吸合現(xiàn)象而設(shè)為在接觸部位未形成有電極的構(gòu)成的情況下，會明顯發(fā)生粘連。認(rèn)為其原因在于，在為了防止吸合現(xiàn)象而未形成有電極的區(qū)域內(nèi)，在觸底時，構(gòu)成膜片401及基板402的材料彼此直接接觸。

當(dāng)發(fā)生粘連時，即便去除壓力，膜片401也不會復(fù)原而給出猶如施加有壓力一樣的輸出，從而導(dǎo)致測定的錯誤。尤其是在由表面粗糙度(Rz)為0.1～數(shù)nm的極為平坦的基材制作的微細(xì)機(jī)械裝置中，是一個大問題。此外，在隔膜真空計的情況下，由于基板與可動部之間維持為真空狀態(tài)，因此存在更容易發(fā)生粘連的傾向。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本專利特表平10-512675號公報

【專利文獻(xiàn)2】日本專利特開平11-340477號公報

【專利文獻(xiàn)3】日本專利特開2000-040830號公報

【專利文獻(xiàn)4】日本專利特開2000-196106號公報

【專利文獻(xiàn)5】日本專利特開2002-299640號公報

【專利文獻(xiàn)6】日本專利特開2007-078439號公報

【專利文獻(xiàn)7】日本專利第3668935號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

【發(fā)明要解決的問題】

在以往的微細(xì)機(jī)械裝置中，為了防止上述那樣的由電壓所引起的吸合現(xiàn)象和粘連現(xiàn)象，一方面設(shè)為在接觸部位未形成有電極的構(gòu)成，另一方面在可動部或基板中的至少一方的相對的面上形成突起等微細(xì)結(jié)構(gòu)以減少接觸面積來抑制接觸力。

具體而言，使用熟知的半導(dǎo)體裝置的制造技術(shù)，在構(gòu)成微細(xì)機(jī)械裝置的硅等半導(dǎo)體或石英等基材上形成微小的突起。例如，通過利用公知的光刻技術(shù)及蝕刻技術(shù)的圖案化，在半導(dǎo)體或石英等基材上形成數(shù)μm左右的大小的突起。再者，本說明書中提到的所謂基材，是指對基板及可動部進(jìn)行統(tǒng)稱的構(gòu)件。

然而，雖然通過突起來減少接觸面積的粘連對策在一定程度上較為有效，但是，尤其是在壓力傳感器的情況下，由于在被施加過大壓力時會施加較大的應(yīng)力，因此較小的突起會破壞膜片或基板。另一方面，若為了防止破壞而增大突起，則會增大接觸面積而得不到對策的效果本身。如此，利用突起的粘連防止對策必須嚴(yán)格控制突起的部分的接觸面的大小，控制較為復(fù)雜。

此外，在隔膜真空計中，為了使裝置應(yīng)對使用環(huán)境而具有耐酸性或耐熱性，使用藍(lán)寶石等晶體材料或氧化鋁陶瓷等材料。與硅或玻璃等情況相比，這種具有高絕緣性的材料更容易發(fā)生粘連。

即，初期并未帶電的絕緣電阻較大的基板及可動部反復(fù)接觸會導(dǎo)致接觸帶電的發(fā)生，從而在表面產(chǎn)生靜電?；牡慕^緣電阻較大，且接觸的環(huán)境也處于真空中，導(dǎo)致這些靜電沒有散逸的地方，因此每當(dāng)反復(fù)接觸時，靜電就會被積累，認(rèn)為在基板與可動部之間會產(chǎn)生靜電引力而發(fā)生粘連。

尤其是當(dāng)變?yōu)槟て^薄的結(jié)構(gòu)時，數(shù)μm左右的大小的突起并非對粘連的有效對策。為了抑制這種接觸帶電的發(fā)生，進(jìn)一步減少接觸面積本身是較為有效的對策。因此，例如考慮形成亞μm以下的尺寸的微小凹凸，但藍(lán)寶石或氧化鋁陶瓷等材料在具有高機(jī)械強(qiáng)度、高耐蝕性、耐化學(xué)藥品性的另一方面，比硅或玻璃等材料難加工，而亞μm以下的尺寸的微細(xì)加工極為困難。

再者，雖然還有利用使表面穩(wěn)定的表面覆膜來防止粘連的技術(shù)，但在該情況下，表面覆膜大多使用有機(jī)材料，在高溫環(huán)境下使用的情況下，或者在將膜片與基板之間的空間設(shè)為真空的構(gòu)成中，有機(jī)材料無法使用。

此外，形成亞μm以下的凹凸結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)通常認(rèn)為有2種。1種是噴砂等以機(jī)械方式將表面變得粗糙的方法，但粗糙度難以控制，并且會形成基材的破壞源，對配備可動部的壓力傳感器采用這種方法風(fēng)險較大。另1種是利用半導(dǎo)體制造工藝中所使用的步進(jìn)式曝光機(jī)或電子束描繪曝光裝置的方法，但是，根據(jù)真空計的使用用途或條件的不同，也有例如像可動部的厚度較厚、要測量的壓力的范圍較大的傳感器等那樣不需要數(shù)nm～數(shù)百nm的凹凸的產(chǎn)品，若考慮到這一點，則可與不需要凹凸的產(chǎn)品通用的工序或裝置的比例就會降低，在制造成本或生產(chǎn)管理等方面較為不利。并且，如下麻煩情況也經(jīng)常發(fā)生：在傳感器的制造時或使用初期不發(fā)生粘連，但使用時間一長就發(fā)生粘連。

此外，由于在利用絕緣體來形成突起等的表面的情況下容易帶電，因此還有將接觸部統(tǒng)一設(shè)為同電位這樣的方法(例如，參考專利文獻(xiàn)7)。但是，在將接觸部統(tǒng)一設(shè)為同電位的方法中，需要包含電路等的電性切換操作的電壓驅(qū)動電路，就裝置本身而言，解決不了問題。進(jìn)而，該方法中使用的是硅及氧化硅，該方法難以直接運用于絕緣性更高的材料。

出于這種情況，尤其是使用藍(lán)寶石或氧化鋁陶瓷等這樣的高絕緣性基材的微細(xì)機(jī)械裝置，處于難以采取有效的防粘連對策的狀況。

本發(fā)明是為了解決這種問題而成，其目的在于在使用高絕緣性基材的微細(xì)機(jī)械裝置中獲得有效的防粘連對策。

【解決問題的技術(shù)手段】

為了達(dá)成這種目的，本發(fā)明的特征在于包括：基板，其由絕緣體構(gòu)成；可動部，其通過支承部支承在基板上，在可動區(qū)域內(nèi)與基板隔開配置，且能夠在可動區(qū)域內(nèi)朝基板方向位移，可動部由絕緣體構(gòu)成；凸部，其形成于在可動區(qū)域內(nèi)相對的基板及可動部中的至少一方的表面；電極，其形成于在可動區(qū)域內(nèi)相對的基板及可動部各自的表面；以及導(dǎo)電體，其設(shè)置于在形成有凸部的區(qū)域內(nèi)相對的基板側(cè)那一面及可動部側(cè)那一面，設(shè)置在基板側(cè)那一面及可動部側(cè)那一面的導(dǎo)電體中的至少一方設(shè)為獨立導(dǎo)電體，獨立導(dǎo)電體是在設(shè)置有該導(dǎo)電體的基板或可動部的表面上所形成的電極上設(shè)置間隙而使得周圍被包圍而成，包圍獨立導(dǎo)電體的周圍的間隙設(shè)為表面電阻為防靜電級的防靜電層。

在本發(fā)明中，于在形成有凸部的區(qū)域內(nèi)相對的基板側(cè)那一面及可動部側(cè)那一面設(shè)置導(dǎo)電體，并將設(shè)置在基板側(cè)那一面及可動部側(cè)那一面的導(dǎo)電體中的至少一方設(shè)為獨立導(dǎo)電體，所述獨立導(dǎo)電體是在設(shè)置有該導(dǎo)電體的基板或可動部的表面上所形成的電極上設(shè)置間隙而使得周圍被包圍而成。并且，將包圍該獨立導(dǎo)電體的周圍的間隙設(shè)為表面電阻為防靜電級(例如10⁹～10¹⁴Ω/□)的防靜電層。

在本發(fā)明中，通過將包圍獨立導(dǎo)電體的周圍的間隙設(shè)為防靜電層，使得獨立導(dǎo)電體與包圍該獨立導(dǎo)電體的周圍的電極經(jīng)由該防靜電層而連接起來。由此，即便產(chǎn)生了由接觸帶電引發(fā)的電荷，也可使該電荷通過防靜電層而散逸至周圍的電極來防止粘連。此外，還可使獨立導(dǎo)電體的電位不會追隨周圍的電極的電位，從而避免產(chǎn)生吸合現(xiàn)象。

在本發(fā)明中，在將獨立導(dǎo)電體與包圍該獨立導(dǎo)電體的周圍的電極之間所形成的電阻設(shè)為R、將獨立導(dǎo)電體與包圍該獨立導(dǎo)電體的周圍的電極之間所形成的電容設(shè)為C、將電阻R與電容C的積設(shè)為時間常數(shù)RC、將在動作時施加至在可動區(qū)域內(nèi)相對的基板及可動部各自的表面上所形成的電極間的交流電壓的振動周期設(shè)為T時，以時間常數(shù)RC為大于交流電壓的振動周期T這樣的值的形式設(shè)定防靜電層的表面電阻。

在本發(fā)明中，設(shè)置在基板側(cè)那一面及可動部側(cè)那一面的導(dǎo)電體中，至少設(shè)置在形成有凸部那一側(cè)那一面的導(dǎo)電體較理想為設(shè)為更接近形成凸部的材料的硬度的材料。由此，凸部不會侵入至導(dǎo)電體而發(fā)生塑性變形或粘著，從而可提高耐久性或再現(xiàn)性。

此外，在本發(fā)明中，設(shè)置在基板側(cè)那一面及可動部側(cè)那一面的導(dǎo)電體較理想為設(shè)為不同材料。由此，不易發(fā)生分子間鍵合，從而可防止導(dǎo)電體彼此直接接合。

【發(fā)明的效果】

根據(jù)本發(fā)明，由于將設(shè)置在基板側(cè)那一面及可動部側(cè)那一面的導(dǎo)電體中的至少一方設(shè)為在設(shè)置有該導(dǎo)電體的基板或可動部的表面上所形成的電極上設(shè)置間隙而使得周圍被包圍而成的獨立導(dǎo)電體，且將包圍獨立導(dǎo)電體的周圍的間隙設(shè)為表面電阻為防靜電級的防靜電層，因此可在使用高絕緣性基材的微細(xì)機(jī)械裝置中獲得有效的防粘連對策。

附圖說明

圖1A為表示本發(fā)明的實施方式中的微細(xì)機(jī)械裝置的構(gòu)成例的截面圖。

圖1B為表示本發(fā)明的實施方式中的微細(xì)機(jī)械裝置的局部構(gòu)成例的截面圖。

圖2為從上方觀察本發(fā)明的實施方式中的微細(xì)機(jī)械裝置的基板上形成有凸部的區(qū)域的圖。

圖3為說明本發(fā)明的實施方式中的微細(xì)機(jī)械裝置的動作狀態(tài)的圖。

圖4為表示本發(fā)明的實施方式中的另一微細(xì)機(jī)械裝置的局部構(gòu)成例的截面圖。

圖5為表示本發(fā)明的實施方式中的另一微細(xì)機(jī)械裝置的局部構(gòu)成例的截面圖。

圖6為表示本發(fā)明的實施方式中的另一微細(xì)機(jī)械裝置的局部構(gòu)成例的截面圖。

圖7為表示本發(fā)明的實施方式中的另一微細(xì)機(jī)械裝置的構(gòu)成例的截面圖。

圖8A為表示壓力傳感器的局部構(gòu)成的截面立體圖。

圖8B為表示壓力傳感器的局部構(gòu)成的截面立體圖。

圖8C為表示壓力傳感器的局部構(gòu)成的截面立體圖。

具體實施方式

下面，根據(jù)附圖，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1A為表示本發(fā)明的實施方式中的微細(xì)機(jī)械裝置的構(gòu)成例的截面圖。此外，圖1B為表示本發(fā)明的實施方式中的微細(xì)機(jī)械裝置的局部構(gòu)成例的截面圖。圖1B是對圖1A的一部分進(jìn)行放大表示。

該微細(xì)機(jī)械裝置100(100A)包括：基板101，其由絕緣體構(gòu)成；以及可動部103，其通過支承部102支承在基板101上，在可動區(qū)域121內(nèi)與基板101隔開配置，且能夠在可動區(qū)域121內(nèi)朝基板101方向位移，由絕緣體構(gòu)成?？蓜硬?03固定在支承部102上。基板101及可動部103具有高絕緣性，其絕緣等級大于10¹⁴Ω/□。

在該微細(xì)機(jī)械裝置100A中，于在可動區(qū)域121內(nèi)相對的基板101及可動部103中的基板101側(cè)那一面101a形成有多個凸部104。凸部104例如為設(shè)為俯視圓形的柱子，直徑設(shè)為1～數(shù)十μm。在該例中，相鄰?fù)共?04的間隔L例如設(shè)為0.5mm左右。

此外，于在可動區(qū)域121內(nèi)相對的基板101及可動部103各自的面(表面)101a、103a上形成有電極105、電極106。即，在基板101側(cè)那一面101a形成有電極105，在可動部103側(cè)那一面103a形成有電極106。

該微細(xì)機(jī)械裝置100A例如為可動部103為膜片的壓力傳感器。例如，基板101及可動部103由藍(lán)寶石構(gòu)成。受壓的可動部103朝基板101方向位移，由此，可動區(qū)域121內(nèi)的電極105與電極106的間隔發(fā)生變化，從而使得電容發(fā)生變化。通過該電容變化來測定可動部103所受到的壓力。若將電極形成區(qū)域設(shè)為真空，則可用作能夠測定絕對壓力的壓力傳感器。

該微細(xì)機(jī)械裝置100A中，在形成有凸部104的每一區(qū)域122內(nèi)，于在形成有該凸部104的區(qū)域122內(nèi)相對的基板101側(cè)那一面101a及可動部103側(cè)那一面103a設(shè)置有導(dǎo)電體107(107a)及108(108a)。

如圖2中從上方觀察基板101上形成有凸部104的區(qū)域(以下，稱為凸部形成區(qū)域)122的圖所示，設(shè)置在基板101側(cè)那一面101a的導(dǎo)電體107設(shè)為獨立的導(dǎo)電體，所述獨立的導(dǎo)電體是在基板101的面101a上所形成的電極105上設(shè)置間隙h而使得周圍被包圍而成。該獨立的導(dǎo)電體107覆蓋凸部104全部。以下，將該導(dǎo)電體107稱為獨立導(dǎo)電體。

相對于此，設(shè)置在可動部103側(cè)那一面103a的導(dǎo)電體108設(shè)為可動部103的面103a上所形成的電極106的一部分。即，在本實施方式中，將可動部103側(cè)的形成有電極106的區(qū)域中與基板101側(cè)的獨立導(dǎo)電體107相對的區(qū)域稱為導(dǎo)電體108。

在本實施方式中，獨立導(dǎo)電體107及導(dǎo)電體108的表面電阻是設(shè)為10⁹Ω/□以下的導(dǎo)電等級，但獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108并非相同材料，而是由不同材料形成。

此外，在本實施方式中，獨立導(dǎo)電體107設(shè)為更接近形成凸部104的材料即作為基板101的材料的藍(lán)寶石的硬度的材料。在該例中，使用的是維氏硬度在400MPa以上的材料。例如，使用有W、Mo、Ti、Fe、Ni、Cu、Nb、Ta、Cr、Ga、Ir、Rh、Ru、V、Pd、Zr等材料。再者，關(guān)于導(dǎo)電體108，也可使用維氏硬度在400MPa以上的材料。

在基板101中，包圍獨立導(dǎo)電體107的周圍的間隙(環(huán)狀間隙)h設(shè)為表面電阻為防靜電級的防靜電層109。即，以將間隙h的表面的電阻值保持在防靜電級的方式確定并配置間隙h的尺寸和間隙h內(nèi)的材料，由此形成防靜電層109。在本實施方式中，防靜電層109的表面電阻設(shè)為10⁹～10¹⁴Ω/□。

這種防靜電層109例如可通過如下操作來制作：通過濺鍍、蒸鍍、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學(xué)氣相沉積)、ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沉積)等成膜方法及圖案化，僅在包圍獨立導(dǎo)電體107的周圍的間隙h內(nèi)形成電阻稍低的膜。在該情況下，作為形成防靜電層109的材料，使用電阻比構(gòu)成基板101及可動部103的絕緣體低的材料。作為具體的材料，可列舉：SiC、Si等半導(dǎo)體；鈦氧化物、銦氧化物、鋅氧化物、錫氧化物、釕氧化物、氧化鋯等氧化物；氮化鋁、氮化鈦、氮化硅、碳化鈦等氮化物或碳化物等。

此外，防靜電層109也可通過實施離子注入而降低表面電阻來制作。作為該情況下的材料，可列舉鐵、鎳、金、銀、硼、銅、鉻、鈰、鋱、錳、磷、氟、氬等。

此外，防靜電層109也可通過如下操作來制作：在成膜后使金屬于高溫下熱擴(kuò)散，之后以化學(xué)、物理方式去除多余的金屬，從而降低表面的電阻。在該情況下，使之?dāng)U散的金屬可列舉鈦、鈮、鉭、鎳、鐵、鉻、錳等。

此外，防靜電層109也可由原子層級別的厚度的氧化金屬層構(gòu)成。例如，利用由鉬氧化物、鎢的氧化物等構(gòu)成的原子層級別的厚度的氧化金屬層來構(gòu)成防靜電層109即可。氧化鉬或氧化鎢與藍(lán)寶石等相比蒸氣壓較低。只要通過將該材料與由藍(lán)寶石構(gòu)成的基板101一起在同一爐內(nèi)加熱至900℃左右來使上述氧化金屬蒸發(fā)(升華)，就能在基板101的表面形成原子層級別的厚度的上述氧化金屬層。

根據(jù)該微細(xì)機(jī)械裝置100A，當(dāng)受壓的可動部103超過實際使用范圍而較大程度地彎曲時，可動部103的一部分面103a觸底于基板101的凸部104的上表面。在該狀態(tài)下，設(shè)置在可動部103的面103a的導(dǎo)電體108與設(shè)置在基板101的凸部104的上表面的獨立導(dǎo)電體107接觸。由此，即便產(chǎn)生了由接觸帶電引發(fā)的電荷，也可使該電荷通過防靜電層109而散逸至周圍的電極105來防止粘連。此外，還可使獨立導(dǎo)電體107的電位不會追隨周圍的電極105的電位，從而避免產(chǎn)生吸合現(xiàn)象。其原因?qū)⒂诤笪臄⑹觥?/p>

此外，在本實施方式中，由于將獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108設(shè)為不同材料，因此可防止獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108直接接合。即，在獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108為相同材料的情況下，若獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108在真空中接觸，則存在發(fā)生獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108的分子間鍵合而導(dǎo)致它們接合的情況。在本實施方式中，由于將獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108設(shè)為不同材料，因此不易發(fā)生這種分子間鍵合，從而可防止獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108直接接合。

此外，在本實施方式中，由于將獨立導(dǎo)電體107設(shè)為更接近形成凸部104的材料的硬度的材料，因此即便獨立導(dǎo)電體107與導(dǎo)電體108反復(fù)接觸，凸部104也不會侵入至獨立導(dǎo)電體107而發(fā)生塑性變形或粘著，從而可提高耐久性或再現(xiàn)性。

此處，對達(dá)成本發(fā)明的詳情進(jìn)行說明。首先，如前文所述，于在可動區(qū)域121內(nèi)相對的基板101的面101a以及可動部103的面103a，若在各自的整個區(qū)域內(nèi)形成有電極，則在觸底時，這些電極會發(fā)生接觸而成為問題。即，會反復(fù)發(fā)生由吸合現(xiàn)象引發(fā)的觸底與脫離而成為問題。為了消除該問題，考慮設(shè)為在接觸部位不配置電極的狀態(tài)。然而，在未形成有電極的部位，基板101的面101a與可動部103的面103a會直接接觸。

當(dāng)反復(fù)發(fā)生絕緣電阻較大的基板101與可動部103的接觸時，會發(fā)生接觸帶電而導(dǎo)致表面產(chǎn)生靜電?；?01及可動部103的絕緣電阻較大，且接觸環(huán)境也處于真空中，導(dǎo)致這些靜電沒有散逸的地方，因此每當(dāng)反復(fù)接觸時，靜電會被積累。結(jié)果，在基板101與可動部103之間產(chǎn)生靜電引力而發(fā)生粘連。

為了抑制這種接觸帶電的發(fā)生，減少接觸面積本身是較為有效的對策。為此，形成凸部104，從而減小觸底時的接觸面積。然而，在藍(lán)寶石等絕緣材料中，我們知道，可容易地形成為數(shù)μm左右的圖案的凸部104，但nm級別的微細(xì)加工極為困難。因而，可容易地實現(xiàn)的凸部104的尺寸為數(shù)μm單位。不過，僅靠數(shù)μm左右的大小的凸部104，對于上述由靜電引起的粘連而言并非有效對策。

相對于此，通過將在觸底時發(fā)生接觸的部位設(shè)為導(dǎo)電體107、108，接觸帶電將不易發(fā)生。但是，若將導(dǎo)電體107以與導(dǎo)電體108相同的方式設(shè)為電極105的一部分，則與形成有電極的狀態(tài)相同，會發(fā)生電極105與電極106之間的連接而產(chǎn)生吸合現(xiàn)象，會成為問題。

相對于此，在本實施方式中，由于設(shè)為如下構(gòu)成，即，將導(dǎo)電體107設(shè)為獨立導(dǎo)電體，并將包圍該獨立導(dǎo)電體107的周圍的間隙h設(shè)為防靜電層109，從而經(jīng)由該防靜電層109將獨立導(dǎo)電體107與周圍的電極105連接起來，因此，即便發(fā)生了接觸帶電，也可使由該接觸帶電產(chǎn)生的電荷通過防靜電層109而散逸至電極105來防止粘連。此外，可使獨立導(dǎo)電體107的電位不會追隨周圍的電極105的電位，從而避免產(chǎn)生吸合現(xiàn)象。

即，在本實施方式中，將防靜電層109的表面電阻設(shè)為10⁹～10¹⁴Ω/□。在將獨立導(dǎo)電體107與包圍該獨立導(dǎo)電體107的周圍的電極105之間所形成的電阻設(shè)為R、將獨立導(dǎo)電體107與包圍該獨立導(dǎo)電體107的周圍的電極105之間所形成的電容設(shè)為C、將電阻R與電容C的積設(shè)為時間常數(shù)RC、將在動作時施加至在可動區(qū)域121內(nèi)相對的基板101及可動部103各自的表面(面101a、103b)上所形成的電極105、106的交流電壓的振動周期設(shè)為T(振動頻率f的倒數(shù))時，是以時間常數(shù)RC大于交流電壓的振動周期T這樣的值(RC>>T)的形式設(shè)定該防靜電層109的表面電阻。

使用圖3，對該防靜電層109的時間常數(shù)RC進(jìn)行更具體的說明。圖3為表示微細(xì)機(jī)械裝置100A的可動部103觸底于基板101的狀態(tài)的一部分的截面圖。在圖3中，微細(xì)機(jī)械裝置100A的可動部103為膜片的壓力傳感器，在動作時施加的測量電壓為交流。

如圖3所示，將觸底瞬間的電極106即導(dǎo)電體108的電位設(shè)為0，將電極105的電位設(shè)為V₀sin(2πft)。在該情況下，接觸到導(dǎo)電體108的凸部104上的獨立導(dǎo)電體107的電位當(dāng)然也為0，但是，若與處于相同面的電極105之間的電阻過小，則在可動部103脫離基板101時，獨立導(dǎo)電體107的電位會追隨電極105的電位而迅速成為V₀sin(2πft)，導(dǎo)致與電位0的導(dǎo)電體108之間產(chǎn)生電位差。因此，會產(chǎn)生由電壓所引起的引力，從而導(dǎo)致反復(fù)發(fā)生由吸合現(xiàn)象引起的觸底與脫離。

相對于此，若將獨立導(dǎo)電體107與包圍該獨立導(dǎo)電體107的周圍的電極105之間所形成的電阻設(shè)為R、將獨立導(dǎo)電體107與包圍該獨立導(dǎo)電體107的周圍的電極105之間所形成的電容設(shè)為C，則獨立導(dǎo)電體107與施加有交流的電極105之間可僅僅視為1次濾波器(RC電路)。因而，若相對于施加至電極105的交流的振動頻率f而言所定義的RC電路的截止頻率1/(2πRC)足夠小，則獨立導(dǎo)電體107的電位不會追隨周邊的電極105的電位，使得與導(dǎo)電體108之間不會產(chǎn)生電位差。結(jié)果，不會產(chǎn)生由電壓所引起的引力，即，不會產(chǎn)生吸合現(xiàn)象，從而可防止反復(fù)發(fā)生觸底與脫離。

另一方面，由于由接觸產(chǎn)生的靜電的帶電的擴(kuò)散為直流，因此，若將初期所帶電荷設(shè)為Q₀，則該電荷在通過防靜電層109而散逸至電極105時會以Q₀exp(-t/RC)的方式發(fā)生衰減。若時間常數(shù)RC與壓力傳感器的響應(yīng)速度相比足夠小，則不會發(fā)生導(dǎo)致帶電的粘連，但通常來講，若獨立導(dǎo)電體107的表面電阻為10⁹Ω/□以下，則不易帶電，且即便發(fā)生了帶電，靜電也會通過防靜電層109而迅速被去除。如此，為了避免由粘連及吸合現(xiàn)象引起的異常，就獨立導(dǎo)電體107與包圍該獨立導(dǎo)電體107的周圍的電極105之間的電阻R而言，為了截止頻率而限制下限、為了防靜電而限制上限即可。

再者，在上述實施方式中，是將形成于可動部103側(cè)那一面103a的電極106的一部分設(shè)為可動部103側(cè)的導(dǎo)電體108，但是也可例如像圖4所示那樣設(shè)置與形成于可動部103側(cè)那一面103a的電極106相區(qū)別的導(dǎo)電體108(108b)。

此外，如圖5所示，也能以與基板101側(cè)的獨立導(dǎo)電體107相同的方式在可動部103側(cè)也設(shè)置獨立導(dǎo)電體108(108c)，并利用防靜電層110包圍該獨立導(dǎo)電體108c的周圍。

此外，如圖6所示，也可將基板101側(cè)的導(dǎo)電體107(107b)設(shè)為形成于基板101側(cè)那一面101a的電極105的一部分，并在可動部103側(cè)設(shè)置獨立導(dǎo)電體108(108c)，并利用防靜電層110包圍該獨立導(dǎo)電體108c的周圍。

此外，在上述實施方式中，是在基板101側(cè)設(shè)置凸部104，但也可像圖7所示的微細(xì)機(jī)械裝置100(100B)那樣于在可動區(qū)域121內(nèi)相對的可動部103側(cè)那一面103a形成凸部104，并采用與上述相同的構(gòu)成。此外，也可于在可動區(qū)域121內(nèi)相對的基板101側(cè)那一面101a和可動部103側(cè)那一面103a兩方形成凸部104，并采用與上述相同的構(gòu)成。

此外，在上述實施方式中，是將構(gòu)成基板101及可動部103的絕緣材料設(shè)為藍(lán)寶石(單晶藍(lán)寶石)，但也可設(shè)為氧化鋁陶瓷(多晶氧化鋁陶瓷)。此外，也可為碳化硅、氮化鋁、氮化硅、氧化鋯、氧化釔、堇青石(2MgO-2Al₂O₃-5SiO₂)、莫來石(3Al₂O₃-2SiO₂)、塊滑石(MgO-SiO₂)、鎂橄欖石(2MgO-SiO₂)等化合物等，只要是具有與藍(lán)寶石或氧化鋁陶瓷同等的絕緣性的絕緣材料都可以。

[實施方式的擴(kuò)展]

以上，參考實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式?？稍诒景l(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)對本發(fā)明的構(gòu)成或詳情進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的各種變更。

符號說明

100(100A、100B) 微細(xì)機(jī)械裝置

101 基板

101a 面(基板側(cè)那一面)

102 支承部

103 可動部

103a 面(可動部側(cè)那一面)

104 凸部

105、106 電極

107(107a) 導(dǎo)電體(獨立導(dǎo)電體)

108(108a) 導(dǎo)電體

109 防靜電層

121 可動區(qū)域

122 凸部形成區(qū)域

h 間隙。