JP2000097708A - 角速度センサとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エアダンピングの影響を抑え、特に櫛歯構造に
よる大気中での静電駆動で、かつ大振幅駆動が可能な角
速度センサを提供する。 【解決手段】四角枠部４に対し１次梁１５，１６にて１
次振動子本体１７，１８が連結され、１次振動子本体１
７，１８に対し２次梁３５，３６にて２次振動子本体３
７が連結されている。２次振動子本体３７には加速度セ
ンサエレメント６７が設置されている。２次振動子本体
３７は、１次振動子本体１７，１８からの振動伝達にて
１次振動子本体１７，１８と同じ方向（Ｘ軸方向）に振
動する。加速度センサエレメント６７は２次振動子本体
３７が振動しているときにおいて角速度の印加に伴う振
動方向に直交する方向（Ｙ軸方向）のコリオリ力を櫛歯
構造の静電容量の変化によって検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、振動型角速度セ
ンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動型角速度センサが、特開平９−２１
１０２２号公報に開示されている。この角速度センサの
原理を図２７を用いて説明する。櫛歯電極（励振用固定
電極）３００，３０１，３０２と励振用可動電極３０
３，３０４，３０５，３０６との間に電圧を印加して、
梁構造体３０７，３０８の質量部３０９，３１０を基板
の表面に平行な方向（Ｙ方向）に振動させる。このと
き、基板の表面に平行な方向で、かつ、振動方向（Ｙ方
向）に直交する方向にヨーΩが発生すると、梁構造体３
０７，３０８の質量部３０９，３１０に対して基板の表
面に垂直な方向にコリオリ力が生じる。コリオリ力によ
って梁構造体３０７，３０８の質量部３０９，３１０が
変位したのを、質量部３０９，３１０と裏面電極３１
１，３１２の間の静電容量Ｃ。の変化として検出する。

【０００３】ここで、コリオリ力ｆｃは梁構造体３０
７，３０８の質量部３０９，３１０の質量ｍ、振動の速
度Ｖ、ヨーΩに依存し、以下の式で表される。 ｆｃ＝２ｍＶΩ・・・（１） 一般に、コリオリ力は微小であるため、共振の効果を利
用する。具体的には（１）式に示した振動速度Ｖを大き
くするために梁構造体３０７，３０８の質量部３０９，
３１０の励振（基板の表面に平行なＹ方向）の周波数を
共振周波数として、振幅を大きくとる。共振時の振幅は
主にエアダンピングによって決まり、エアダンピングに
よる減衰係数が大きいほど振幅は小さくなる。一般に櫛
歯構造ではエアダンピングによる減衰係数が大きく、大
気中で大きな振幅を得ることは難しい。したがって、真
空パッケージ中に振動子を置く方式がよく用いられる
が、これは加工技術として難しく、コストが高く、耐久
性が悪い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、エアダンピングの影響を抑え、特に櫛歯構造によ
る大気中での静電駆動でかつ大振幅駆動が可能な角速度
センサを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の記載のような
構成を採用すると、１次振動子本体に対し駆動力を付与
することにより１次振動子本体が振動し、２次振動子本
体が１次振動子本体からの振動伝達にて１次振動子本体
と同じ方向に振動する。そして、２次振動子本体が振動
しているときにおいて、加速度センサエレメントが角速
度の印加に伴うコリオリ力を検出する。

【０００６】ここで、１次振動子はエアダンピングの影
響を受けやすいが、２次振動子はエアダンピングの影響
を受けにくい。より詳しくは、共振時の振幅は、エアダ
ンピングの影響を大きく受け、エアダンピング（エアダ
ンピングによる減衰係数）が大きいほど、共振時の振幅
は小さくなることが知られており、特に、１次振動子が
通常の静電駆動の振動子と同様に櫛歯構造をとっている
場合に、エアダンピングの影響を受けやすいが、２次振
動子はエアダンピングの影響を比較的受けにくくなる。

【０００７】このようにして、エアダンピングの影響を
抑え、特に櫛歯構造による大気中での静電駆動でかつ大
振幅駆動が可能となる。ここで、請求項１１に記載のよ
うに、前記１次および２次振動子本体で作る振動系を、
当該振動系の共振倍率の大きい振動数にて駆動する。こ
のことは、１次および２次振動子本体が作る振動系にお
いて、少なくとも一つ存在する固有振動モードの固有振
動数に近い周波数で駆動することによって可能である。
このとき、この振動系の共振倍率は増加し、大きな振幅
を得ることができる。

【０００８】一方、請求項１２の記載のような構成を採
用すると、１次振動子本体に対し駆動力を付与すること
により１次振動子本体が振動し、２次振動子本体が１次
振動子本体からの振動伝達にて１次振動子本体と同じ方
向に振動する。そして、２次振動子本体が振動している
ときにおいて、変位検出手段が、角速度の印加に伴うコ
リオリ力による振動方向に直交する方向での２次振動子
本体の変位を検出する。

【０００９】ここで、１次振動子はエアダンピングの影
響を受けやすいが、２次振動子はエアダンピングの影響
を受けにくい。より詳しくは、共振時の振幅は、エアダ
ンピングの影響を大きく受け、エアダンピング（エアダ
ンピングによる減衰係数）が大きいほど、共振時の振幅
は小さくなることが知られており、特に、１次振動子が
通常の静電駆動の振動子と同様に櫛歯構造をとっている
場合に、エアダンピングの影響を受けやすいが、２次振
動子はエアダンピングの影響を比較的受けにくくなる。

【００１０】このようにして、エアダンピングの影響を
抑え、特に櫛歯構造による大気中での静電駆動でかつ大
振幅駆動が可能となる。ここで、請求項１６に記載のよ
うに、変位検出用の電極が２次振動子本体から振動伝達
用梁にて連結されるとともに、この変位検出用電極の根
元部を、固定部分に対し、駆動方向に延びる梁にて連結
する。すると、２次振動子本体が振動するが、変位検出
用電極の根元部が、駆動方向に延びる梁にて固定部分に
連結されているので、２次振動子本体の駆動振動が変位
検出用電極に伝わるのが抑制される。その結果、２次振
動子本体の変位成分のみを検出して角速度を高精度に検
出することができる。

【００１１】ここで、請求項２３に記載のように、前記
１次および２次振動子本体で作る振動系を、当該振動系
の共振倍率の大きい振動数にて駆動する。このことは、
１次および２次振動子本体が作る振動系において、少な
くとも一つ存在する固有振動モードの固有振動数に近い
周波数で駆動することによって可能である。このとき、
この振動系の共振倍率は増加し、大きな振幅を得ること
ができる。

【００１２】請求項２４に記載の発明においては、請求
項１に記載の角速度センサを製造することができる。つ
まり、半導体基板に形成した貫通孔により１次および２
次振動子本体等を区画する場合に、好ましいものとな
る。また、半導体基板を用いた半導体プロセスで形成す
ることによって小型化、軽量化、高出力化ならびに低コ
スト化を図ることができる。

【００１３】請求項２７に記載の発明においては、請求
項６に記載の角速度センサを製造することができる。つ
まり、半導体基板に形成した貫通孔により１次および２
次振動子を区画し、かつ、２次振動子本体と可動電極と
で対向電極を構成する場合に、好ましいものとなる。ま
た、半導体基板を用いた半導体プロセスで形成すること
によって小型化、軽量化、高出力化ならびに低コスト化
を図ることができる。

【００１４】請求項３０に記載の発明においては、請求
項１２に記載の角速度センサを製造することができる。
つまり、半導体基板に形成した貫通孔により１次および
２次振動子本体等を区画する場合に、好ましいものとな
る。また、半導体基板を用いた半導体プロセスで形成す
ることによって小型化、軽量化、高出力化ならびに低コ
スト化を図ることができる。

【００１５】請求項３２に記載の発明においては、請求
項１８に記載の角速度センサを製造することができる。
つまり、半導体基板に形成した貫通孔により１次および
２次振動子本体を区画し、かつ、固定電極と２次振動子
本体で対向電極を構成する場合に、好ましいものとな
る。また、半導体基板を用いた半導体プロセスで形成す
ることによって小型化、軽量化、高出力化ならびに低コ
スト化を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明
する。

【００１７】図１には、第１の実施の形態における角速
度センサの全体模式的な平面図を示す。図３は図１のＡ
−Ａ線における断面図である。図３に示すように、シリ
コン基板（シリコンチップ）１の上には絶縁膜５および
配線（７７ａ等）が配置されるが、この絶縁膜５および
配線（７７ａ等）を省略しシリコン基板１のみのセンサ
平面図を、図２に示す。また、図１では図を見やすくす
るために、絶縁膜５を省略している。

【００１８】四角形状をなすシリコン基板１の中央部に
おいては、図３に示すように、その裏面（下面）には凹
部２が形成されている。凹部２の底面にて薄肉部３が形
成され、その周囲にシリコン基板１の四つの辺にて厚肉
の四角枠部４が形成されている。また、シリコン基板１
の主表面（上面）には絶縁膜５が形成されている。

【００１９】ここで、本例での座標系を規定しておく。
図１，２の平面図において長方形のシリコン基板１にお
いて長辺に平行な軸をＸ軸とし、短辺に平行な軸をＹ軸
とし、これらＸ−Ｙ座標面に直交する軸をＺ軸とする。
そして、Ｘ軸が振動子の振動軸（励振方向）となり、Ｚ
軸が検出する角速度の軸となり、Ｙ軸がコリオリ力の検
出方向となる。

【００２０】図２に示すように、シリコン基板１の薄肉
部３には貫通孔６，７，８，９，１０，１１が形成され
ている。この貫通孔６〜１１はシリコン基板１の一部を
表面からエッチングして貫通させることにより形成した
ものである。この貫通孔６〜１１により、１次振動子１
２，１３と２次振動子１４が区画形成されている。振動
子１２，１３，１４に関し、より詳しくは、Ｕ字状の１
次梁１５，１６、１次振動子本体（重り部）１７，１
８、１次振動子用可動電極１９，２０，２１，２２，２
３，２４，２５，２６、１次振動子用固定電極２７，２
８，２９，３０，３１，３２，３３，３４、Ｕ字状の２
次梁３５，３６、２次振動子本体（Ｇセンサ重り）３７
が区画形成されている。可動電極１９〜２６および固定
電極２７〜３４は櫛歯状をなしている。

【００２１】四角枠部４が振動子の固定部となり、この
四角枠部４に対し１次梁１５，１６にて１次振動子本体
１７，１８が連結されている。これにより、１次振動子
本体１７，１８は、駆動力を付与することによりＸ方向
に振動する。また、１次振動子本体１７，１８に対し２
次梁３５，３６にて２次振動子本体３７が連結され、２
次振動子本体３７は１次振動子本体１７，１８からの振
動伝達にて１次振動子本体１７，１８と同じＸ方向に振
動する。つまり、２次振動子本体３７はＵ字状の２次梁
３５，３６にて連結されているので、Ｘ方向にのみ変位
（振動）しやすく、ＹおよびＺ方向には変位しにくくな
っている。

【００２２】１次振動子１２，１３の固定電極２７〜３
４と四角枠部（固定部）４は、トレンチ溝３８，３９，
４０，４１，４２，４３，４４，４５によって絶縁され
ており、その内部には絶縁物（例えば、ＳｉＯ₂ 等）が
埋め込まれている。また、図１に示すように、固定電極
２７〜３４は絶縁膜５上の金属配線（例えば、Ａｌ、Ｔ
ｉ等）４６，４７，４８，４９，５０，５１，５２，５
３によって、四角枠部（固定部）４での絶縁膜５上に配
置された電極端子４６ａ，４７ａ，４８ａ，４９ａ，５
０ａ，５１ａ，５２ａ，５３ａとそれぞれ電気的に接触
している。また、固定電極２７〜３４と金属配線４６〜
５３はコンタクトホール５４，５５，５６，５７，５
８，５９，６０，６１によって電気的に接触している。
つまり、図３に示すように、絶縁膜５の一部に穴６２を
開け、金属配線（５０，５１等）で埋めることにより、
絶縁膜５の上下を電気的に接触させている。

【００２３】一方、２次振動子本体３７には、加速度セ
ンサエレメント６７が設置され、２次振動子本体３７が
振動しているときにおいて角速度の印加に伴うコリオリ
力を検出することができるようになっている。詳しく
は、図２に示すように、２次振動子本体３７において、
貫通孔６３，６４，６５，６６が形成され、この貫通孔
６３〜６６により加速度センサエレメント６７が区画形
成されている。詳しくは、Ｇセンサ用梁６８，６９、Ｇ
センサ用可動電極７０，７１、Ｇセンサ用固定電極７
２，７３が区画形成されている。可動電極７０，７１お
よび固定電極７２，７３は櫛歯構造を成している。そし
て、梁６８，６９にて連結された可動電極７０，７１が
基板１の表面に平行な方向（Ｙ方向）において固定電極
７２，７３と所定の間隔をおいて対向し、静電容量の変
化によって角速度を検出するようになっている。

【００２４】２次振動子１４の固定電極７２，７３はそ
れぞれトレンチ溝７４，７５によって電気的に絶縁され
ており、その内部には絶縁物（例えば、ＳｉＯ₂ 等）が
埋め込まれている。また、この固定電極７２，７３は、
図１に示すように、金属配線７６，７７により２次梁３
５，３６、１次振動子本体１７，１８、１次梁１５，１
６の上を通り、四角枠部（固定部）４での絶縁膜５上に
配置された電極端子７６ａ，７７ａとそれぞれ電気的に
接触している。但し、図１では中間の金属配線は省略さ
れている。また、固定電極７２，７３と金属配線７６，
７７はそれぞれコンタクトホール７８，７９によって電
気的に接触している。

【００２５】図２に示すように、２次振動子１４とそれ
に対向する四角枠部（固定部分）４には突起８０，８１
が設けられ、その間の静電容量をモニタして２次振動子
本体３７の振幅を検出することができるようになってい
る。つまり、振動モニタ用の固定電極８１が可動電極８
０とＹ軸において僅かに離間して対向配置している。固
定電極８１は、トレンチ溝８２によって電気的に絶縁さ
れており、その内部には絶縁物（例えば、ＳｉＯ₂ 等）
が埋め込まれている。また、この固定電極８１は、図１
に示すように、金属配線８３により、四角枠部（固定
部）４での絶縁膜５上に配置された電極端子８３ａと電
気的に接触している。なお、固定電極８１と金属配線８
３はコンタクトホール８４によって電気的に接触してい
る。

【００２６】１次振動子の可動電極１９〜２６および２
次振動子の可動電極７０，７１はトレンチ溝３８〜４
５，７４，７５，８２によって他の電極と絶縁されてお
り、電極端子８５とコンタクトホール８６によって接触
している。

【００２７】次に、このように構成した角速度センサの
動作を、図１を用いて説明する。駆動用の櫛歯構造の可
動電極１９〜２６をＧＮＤに接続し（接地し）、一方の
固定電極２７，２９，３１，３３にオフセットのついた
正弦波的な電圧を印加し、反対側の固定電極２８，３
０，３２，３４には同じオフセットのついた逆位相の正
弦波的な電圧を印加する。これにより、１次振動子１
２，１３はＸ軸方向に正弦波的な振動を起こす。このと
き、２個の１次振動子１２，１３は同位相で振動する。

【００２８】ここで、１次振動子１２，１３、２次振動
子１４が作る振動系はそれらが同位相で振動する固有振
動モードおよび逆位相で振動する固有振動モードを持
つ。駆動の正弦波の周波数をこのどちらかの固有振動数
に近づける。その結果、この系は共振し、大きな振幅を
得ることができる。なお、固有振動数（共振周波数）は
振動子の重さと梁のバネ定数によって決まる。

【００２９】また、図１では、１次振動子１２，１３を
２次振動子１４の両側に配置することにより、大きくて
安定な駆動を実現している。このように２次振動子本体
３７の両側に１次振動子本体１７，１８を配置した構成
に代わる他の構成例としては、図６のように、１次振動
子１２を１個使用してセンサを構成することも可能であ
り、この場合はチップサイズを小さくできるというメリ
ットがある。

【００３０】さらに、本例では、振動モニタによる自励
発振を用いて駆動周波数を固有振動数に正確に一致させ
ている。つまり、駆動振動モニタ可動電極８０と駆動振
動モニタ固定電極８１の間の静電容量の時間変化を測定
し、振幅が最大になるように駆動周波数を調整する。固
有振動数は温度によって異なるが、駆動振動モニタ用の
電極８０，８１による自励発振を用いれば、常に固有振
動数で駆動することができる。また、駆動振動モニタ用
の電極８０，８１によれば、振幅も測定できるので、常
に同一振幅で駆動することが可能で、温度特性のよい角
速度センサを構成することが可能である。

【００３１】ところで、共振時の振幅は、エアダンピン
グの影響を大きく受ける。エアダンピング（従って、そ
れによる減衰係数）が大きいほど、共振時の振幅は小さ
くなることが知られている。１次振動子１２，１３は通
常の静電駆動の振動子と同様に櫛歯構造１９〜２６，２
７〜３４をとっているために、エアダンピングの影響を
受けやすいが、２次振動子１４はエアダンピングの影響
を比較的受けにくい。そのため、２次振動子１４は、通
常の櫛歯構造による静電駆動よりも同じ電圧で大きな振
幅が得られることになる。コリオリ力の大きさは駆動振
幅に比例するので、高出力化の点で有利である。また、
従来よりも低い電圧または小さな櫛歯構造で従来と同程
度の駆動振幅を得ることができるので、省電力化または
低コスト化が期待できる。

【００３２】このように本例では駆動手段として、櫛歯
構造による静電駆動を用いているが、駆動方法は櫛歯構
造による静電駆動に限定されるものではなく、減衰係数
の大きい全ての駆動方法に応用することが可能である。

【００３３】一方、２次振動子１４がＸ軸方向に正弦波
的な振動をしている状態で、このセンサにＺ軸まわりの
角速度が加わると、加速度センサエレメントの重り部
（２次振動子本体）３７はＹ軸方向に正弦波的に変位す
るコリオリ力を受ける。その結果、検出電極７０・７２
間の静電容量および検出電極７１・７３間の静電容量が
正弦波的に変化する。その容量の変化を、例えば同期検
波回路を用いて測定する。これにより、角速度の大きさ
を測定することができる。具体的には、コリオリ力ｆｃ
によって電極７０・７２間の静電容量がＣｏ＋ΔＣ（初
期容量Ｃｏ、コリオリ力による変化分ΔＣ）となったと
すると、電極７１・７３間の静電容量はＣｏ−ΔＣとな
る（ここで、コリオリ力によるギャップ変化が初期のギ
ャップよりも十分に小さいことを仮定している）。

【００３４】ここで、 ΔＣ∝ｆｃ∝Ω・・・（２） となり、ΔＣはヨーΩに比例するので電極７０・７２間
の静電容量と電極７１・７３間の静電容量を差動で検出
することにより、ヨーΩを検出することができる。

【００３５】他の構成例としては、図７や図８のよう
に、２次振動子１４，１４’を２個接続し、それらを梁
８７，８８により連結して、逆位相で振動させるように
してもよい。この２つの２次振動子１４，１４’に形成
した加速度センサエレメント６７の出力の差をとること
により、外乱加速度をフィルタリング除去することが可
能である。この場合、加速度センサエレメント６７の出
力の和をとることにより、加速度を測定することも可能
であり、信号処理により加速度、角速度を同時に測定す
るセンサを構成することもできる。このように、２次振
動子本体３７を２個以上、梁８７，８８により連結する
こともできる。

【００３６】また、これまで述べてきた梁１５，１６，
３５，３６，８７は、１回または複数回、折り曲げた形
状としているので、振動子本体の自由度を確保するとい
う観点から好ましいものとなっている。

【００３７】次に、本実施形態の角速度センサの製造プ
ロセスを、図４，５を用いて説明する。図４，５は図１
のＡ−Ａ線に対応する断面図である。

【００３８】まず、図４（ａ）に示すように、半導体基
板１として、面方位（１００）のシリコンウエハを用意
する。そして、熱酸化により、シリコン基板１の表面に
シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂ ）９０を成膜する。さらに、
このシリコン酸化膜９０の所定の領域を掘り、開口部９
１を形成し、さらに、それをマスクとして異方性エッチ
ングにより所定領域のシリコン基板１にトレンチ溝９２
を掘る。なお、シリコン基板１の表面にシリコン酸化膜
９０を成膜せず、直接マスクにより同様の位置にトレン
チ溝９２を掘ってもよい。このトレンチ溝９２が図２で
のトレンチ溝３８〜４５，７４，７５，８２となる。

【００３９】さらに、成膜したシリコン酸化膜９０を除
去した後に、図４（ｂ）に示すように、新たにシリコン
基板１の表面にシリコン酸化膜（絶縁膜）５を成膜し、
トレンチ溝９２を酸化膜５で埋める。なお、表面の凹凸
が問題になる場合は、酸化膜５を必要とする膜厚以上に
形成しておいて、表面を研磨する。

【００４０】その後、図４（ｃ）に示すように、シリコ
ン酸化膜５の所定領域（不要領域）９３を除去するとと
もに、トレンチ溝６２を形成する。引き続き、図５
（ａ）に示すように、スパッタや電子ビーム蒸着等によ
りシリコン基板１の表面にＡｌ，Ｔｉ等の金属配線を成
膜しパターニングする。これにより酸化膜５の上に所望
の金属配線９４が配置されるとともに、トレンチ溝６２
が埋められてシリコン基板１とのコンタクトがとられ
る。

【００４１】さらに、図５（ｂ）に示すように、シリコ
ン基板１の裏面全面にＳｉＯ₂ 等の絶縁膜９５を成膜し
パターニングした後、基板１に対し裏面から異方性エッ
チングにより裏面の所定の領域９６を掘り、トレンチ溝
９２に達する凹部２を形成する。その結果、この凹部２
の底面に薄肉部３が形成される。なお、この際、シリコ
ン基板１の表面はダメージを避けるためにワックスや樹
脂等で保護することが肝要である。

【００４２】その後、表面を保護したものを除去した
後、図３に示すように、シリコン基板１の薄肉部３に対
し表面より異方性エッチングを行い所定の位置に貫通孔
６〜１１（図２参照）を形成する。その結果、１次およ
び２次振動子（振動子本体１７，１８，３７等）が区画
形成される。このようにして、本センサが完成する。

【００４３】その結果、シリコン基板１に形成した貫通
孔により１次および２次振動子を区画する場合に、好ま
しいものとなる。また、シリコン基板１を用いた半導体
プロセスで形成することによって小型化、軽量化、高出
力化ならびに低コスト化を図ることができる。

【００４４】なお、半導体基板としてシリコン基板１を
用いたが、半導体基板としてＳＯＩ基板（Ｓilicon on
Ｉnsulater）を用いてもよい。この場合には、ＳＯＩ基
板を貫通する孔は埋込絶縁膜とその上の薄膜シリコン層
を貫通させることになる。

【００４５】このように本実施形態は、下記の特徴を有
する。 （イ）１次振動子本体１７，１８に対し２次振動子本体
３７を２次梁３５，３６にて連結し、１次振動子本体１
７，１８からの振動伝達にて１次振動子本体１７，１８
と同じＸ方向に振動させるとともに、加速度センサエレ
メント６７により、２次振動子本体３７が振動している
ときにおいて角速度の印加に伴うコリオリ力を検出する
ようにした。よって、共振時の振幅は、エアダンピング
の影響を大きく受け、エアダンピング（エアダンピング
による減衰係数）が大きいほど、共振時の振幅は小さく
なるが、２次振動子はエアダンピングの影響を比較的受
けにくく、エアダンピングの影響を抑え、櫛歯構造によ
る大気中での静電駆動でかつ大振幅駆動ができる。 （ロ）１次および２次振動子本体１７，１８，３７が作
る振動系において、少なくとも一つ存在する固有振動モ
ードの固有振動数に駆動周波数を近づければ、この系の
共振倍率は増加し、大きな振幅を得ることができる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００４６】図９は、第２の実施の形態における角速度
センサの模式的平面図を示す。図１１は図９のＢ−Ｂ線
での断面図である。図１１に示すように、シリコン基板
１００の上には絶縁膜１０１を介して配線１０２および
ポリシリコン層１０３が配置されるが、この絶縁膜１０
１、配線１０２およびポリシリコン層１０３を省略しシ
リコン基板１００のみのセンサ平面図を、図１０に示
す。また、図９では図を見やすくするために、図１１の
絶縁膜（窒化膜）１０１を省略している。

【００４７】本例においては、シリコン基板１００の表
面にて形成されるＸ−Ｙ座標面（２軸直交座標面）にお
けるＸ軸を振動子の駆動振動方向（励振方向）とし、Ｙ
軸を、検出する角速度の軸とし、Ｚ軸をコリオリ力の検
出方向としている。

【００４８】また、本例の加速度センサエレメント６７
は、可動電極１０５を有する。この電極１０５は、基板
１００の表面に垂直なＺ方向において２次振動子本体３
７に対向し、かつ所定の間隔をおいて変位可能に配置さ
れている。そして、本例の加速度センサエレメントは、
この可動電極１０５を用いた静電容量の変化によって角
速度を検出するようになっている。

【００４９】以下、詳しく説明していく。図１１に示す
ように、シリコン基板１００の裏面には凹部２が形成さ
れ、その底面にて薄肉部３が形成されている。そして、
薄肉部３において、基板１００の一部を表面からエッチ
ングすることにより貫通孔１０４が形成され、図１０に
示すように、１次振動子１２，１３および２次振動子１
４を区画形成している。詳しくは、１次梁１５，１６、
１次振動子本体１７，１８、１次振動子用可動電極１９
〜２６、１次振動子用固定電極２７〜３４、２次振動子
本体３７を形成している。また、図９，１１に示すよう
に、２次振動子本体３７の上には、ポリシリコン層１０
３よりなるＧセンサ重り１０５およびＧセンサ梁１０
６，１０７が形成されている。つまり、Ｇセンサ重り１
０５およびＧセンサ梁１０６，１０７が絶縁膜１０１の
上方に所定の間隔をおいて支持されている。このＧセン
サ重り１０５およびＧセンサ梁１０６，１０７は、犠牲
層エッチングにより形成したものである。なお、Ｇセン
サ梁１０６，１０７はアンカー部Ａｎ（図９，１１に示
す）にて絶縁膜１０１に固定されている。

【００５０】そして、２次振動子本体３７とＧセンサ重
り１０５によりコンデンサが構成され、２次振動子本体
３７が加速度センサエレメントの下部電極として機能す
る。また、Ｇセンサ重り１０５には多数のエッチング孔
１２９が形成され、犠牲層エッチングの際にエッチング
液が孔１２９を通して進入していく。

【００５１】図１０に示すように、１次振動子１２，１
３の固定電極２７〜３４と四角枠部（固定部分）４はト
レンチ溝（窒化膜）３８〜４５によって絶縁されてお
り、図９に示すように、固定電極２７〜３４は窒化膜１
０１上の金属配線４６〜５３（例えば、Ａｌ，Ｔｉ等）
によって、四角枠部（固定部分）４での窒化膜１０１上
に配置された電極端子４６ａ〜５３ａと電気的に接触し
ている。固定電極２７〜３４と金属配線４６〜５３はコ
ンタクトホール５４〜６１によって電気的に接触してい
る。つまり、絶縁膜１０１の一部に穴を開け、金属で埋
めることにより、絶縁膜１０１の上下を電気的に接触さ
せている。２次振動子１４の上のＧセンサ重り１０５
は、図１０に示すように、トレンチ溝１０８，１０９に
よって電気的に絶縁されており、図９の金属配線１１０
により２次梁３６、１次振動子本体１８、１次梁１６の
上部を通り、四角枠部（固定部）４での窒化膜１０１上
に配置された電極端子１１０ａと電気的に接触している
（但し、図９では中間の金属配線は省略されている）。
また、Ｇセンサ重り１０５と金属配線１１０はコンタク
トホール１１１によって電気的に接触している。

【００５２】図１０に示すように、振動モニタの固定電
極８１はトレンチ溝８２によって電気的に絶縁されてお
り、図９に示すように、金属配線８３により、四角枠部
（固定部）４での窒化膜１０１上に配置された電極端子
８３ａと電気的に接触している。振動モニタの固定電極
８１と金属配線８３はコンタクトホール８４によって電
気的に接触している。

【００５３】図１０に示すように、１次振動子の可動電
極１９〜２６、２次振動子本体３７および振動モニタの
可動電極８０は、トレンチ溝３８〜４５，８２，１０
８，１０９によって他の電極と絶縁されており、図９に
示すように、金属配線１１３により、四角枠部（固定
部）４での窒化膜１０１上に配置された電極端子１１３
ａと電気的に接触している（但し、図９では中間の金属
配線は省略されている）。なお、１次振動子の可動電極
１９〜２６、２次振動子本体３７および振動モニタの可
動電極８０は金属配線１１３とコンタクトホール１１４
によって電気的に接触している。

【００５４】次に、第２の実施形態の角速度センサの動
作について説明する。駆動方法に関しては第１の実施形
態と全く同じであるので説明は省略する。２次振動子本
体３７がＸ軸方向に正弦波的な振動をしている状態で、
このセンサにＹ軸まわりの角速度が加わると、Ｇセンサ
エレメントの重り（可動電極）１０５はＺ軸方向に正弦
波的に変位するコリオリ力を受け、Ｚ軸方向に正弦波的
に変位する。その結果、Ｇセンサ重り（可動電極）１０
５と２次振動子本体３７の作る静電容量が正弦波的に変
化するので、その変化を例えば同期検波回路を用いて測
定することにより、角速度の大きさを測定することがで
きる。なお、静電容量方式の他にも、電磁検出、圧電検
出等の方法が可能である。

【００５５】なお、第１の実施形態と同様に本実施形態
においても、図６を用いて説明したように１次振動子１
２を１個でこのセンサを構成することも可能である。ま
た、図７，８を用いて説明したように、２次振動子を２
個接続し、それらを逆位相で振動させることも可能であ
る。さらに、第１の実施形態と同様に、２つの２次振動
子の加速度センサエレメントの出力の差をとることによ
り、外乱加速度をフィルタリング除去すること、および
出力の和をとることにより、加速度を測定することが可
能である。

【００５６】次に、製造方法を、図１２，１３，１４を
用いて説明する。図１２，１３，１４は図９のＢ−Ｂ線
に対応する断面図である。まず、図１２（ａ）に示すよ
うに、半導体基板として、面方位（１００）のシリコン
ウエハ１００を用意し、異方性エッチングにより所定領
域に第１のトレンチ溝１２０を掘る。このトレンチ溝１
２０が図１０でのトレンチ溝３８〜４５，８２，１０
８，１０９となる。

【００５７】そして、図１２（ｂ）に示すように、シリ
コン基板１００の表面に、第１の絶縁膜としてのシリコ
ン窒化膜１０１を堆積（成膜）してトレンチ溝１２０を
窒化膜１０１で埋める。なお、表面の凹凸が問題になる
場合は、窒化膜１０１を必要とする膜厚以上に形成して
おいて、表面を研磨する。

【００５８】さらに、図１２（ｃ）に示すように、シリ
コン基板１００の表面に、第２の絶縁膜としてのシリコ
ン酸化膜１２１を成膜する。このシリコン酸化膜１２１
が後の工程において犠牲層として使用される。

【００５９】引き続き、図１２（ｄ）に示すように、酸
化膜１２１および窒化膜１０１の所定領域に基板１００
に達する第２のトレンチ溝１２２を掘る。詳しくは、酸
化膜１２１の所定の位置を除去し、次にそれをマスクと
して窒化膜１０１の所定の位置を除去してトレンチ溝１
２２を形成する。

【００６０】そして、図１３（ａ）に示すように、シリ
コン酸化膜１２１の表面に、半導体層としてのポリシリ
コン層１２３を堆積（成膜）してトレンチ溝１２２をポ
リシリコン層１２３で埋める。このトレンチ溝１２２に
埋められたポリシリコン層１２３が図９，１０での可動
電極１０５のアンカー部Ａｎとなる。その後、図１３
（ｂ）に示すように、ポリシリコン層１２３の不要領域
（所定の位置）１２４をエッチングにより除去する。

【００６１】引き続き、図１３（ｃ）に示すように、シ
リコン酸化膜１２１の不要領域（所定の位置）１２５を
エッチングにより除去する。そして、図１３（ｄ）に示
すように、窒化膜１０１の所定の位置をエッチングによ
り除去してシリコン基板１００に達する第３のトレンチ
溝１２６を形成する。

【００６２】さらに、図１４（ａ）に示すように、シリ
コン窒化膜１０１の上に、スパッタや電子ビーム蒸着等
によりＡｌ，Ｔｉ等の金属配線１２７を形成してトレン
チ溝１２６を埋める。その後、図１４（ｂ）に示すよう
に、シリコン基板１００の裏面全面に窒化膜１２８を成
膜するとともにパターニングする。そして、シリコン基
板１００の裏面からの異方性エッチングにより裏面の所
定の位置を掘り、トレンチ溝１２０に達する凹部２を形
成する。その結果、凹部２の底面に薄肉部３が形成され
る。なお、この際、表面はダメージを避けるためにワッ
クスや樹脂等で保護する。

【００６３】その後、表面を保護したものを除去後、図
１４（ｃ）に示すように、シリコン基板１００の薄肉部
３に対し表面から異方性エッチングにより所定の位置に
貫通孔１０４を形成する。これにより、１次および２次
振動子１２，１３，１４（振動子本体１７，１８，３７
等）が区画形成される。さらに、図１４（ｄ）に示すよ
うに、ポリシリコン層１２３の所定の位置を除去してシ
リコン酸化膜１２１に達する第４のトレンチ溝（エッチ
ング孔）１２９を形成する。そして、エッチングにより
ポリシリコン層１２３の下のシリコン酸化膜１２１を除
去して（犠牲層エッチングを行い）、図１１に示すよう
に、上部電極となるポリシリコン層１２３を可動にす
る。このようにして、本センサが完成する。

【００６４】その結果、シリコン基板１００に形成した
貫通孔により１次および２次振動子１２，１３，１４を
区画し、かつ、２次振動子本体３７と可動電極１０５と
で対向電極を構成する場合に、好ましいものとなる。ま
た、シリコン基板１００を用いた半導体プロセスで形成
することによって小型化、軽量化、高出力化ならびに低
コスト化を図ることができる。

【００６５】なお、半導体基板としてシリコン基板１０
０を用いたが、ＳＯＩ基板を用いてもよい。 （第３の実施の形態）次に、第３の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００６６】図１５は、第３の実施の形態における角速
度センサの模式的平面図を示す。図１６は図１５のＣ−
Ｃ線での断面図である。本例では、図１６に示すよう
に、ＳＯＩ基板１４０、つまり、シリコン基板１４１の
上に絶縁膜（酸化膜）１４２を介してシリコン層１４３
を配置したＳＯＩ基板１４０を用いている。

【００６７】検出する角速度の軸はＳＯＩ基板１４０の
表面に垂直な方向（Ｚ軸）である。また、駆動手段とし
ては、第１および第２の実施形態と同様に櫛歯構造によ
る静電駆動を用いている。

【００６８】本実施形態においては、第１および第２の
実施形態における加速度センサエレメント６７の代わり
に、変位検出手段としての静電容量変化検出用電極１５
６，１５７を用いており、電極１５６，１５７は四角枠
部（固定部）４に設置される。この電極１５６，１５７
を用いて、２次振動子本体１６０，１６１が振動してい
るときにおいて角速度の印加に伴うコリオリ力による振
動方向に直交するＹ方向での２次振動子本体１６０，１
６１の変位を検出するようにしている。詳しくは、変静
電容量変化検出用電極１５６，１５７は、基板１４０の
表面に平行なＸ方向において２次振動子本体１６０に所
定の間隔をおいて対向して配置され、２次振動子本体１
６０とでコンデンサの対向電極板を形成する。

【００６９】以下、詳しく説明していく。図１６におい
て、ＳＯＩ基板１４０の裏面には凹部１４４が形成さ
れ、その外周部には厚肉の四角枠部４が形成されてい
る。凹部１４４の底面部には、シリコン層１４３よりな
る薄肉部が配置されている。シリコン層１４３には貫通
孔１４５が形成され、図１５に示すように、１次振動子
１２，１３および２次振動子１４が区画されている。詳
しくは、貫通孔１４５の形成および酸化膜１４２上での
シリコン層１４３の不要領域を除去することにより、１
次梁１５，１６、１次振動子本体１７，１８、１次振動
子用可動電極１９〜２６、１次振動子用固定電極２７〜
３４、２次梁３５，３６，１４６，１４７、２次振動子
本体（検出用可動電極）１６０，１６１、検出用固定電
極１５６，１５７が、おのおの分離した状態で配置され
ている。

【００７０】四角枠部４に１次梁１５，１６を介して１
次振動子本体１７，１８が連結されている。また、１次
振動子本体１７，１８に対し２次梁３５，３６および２
次梁１４６，１４７を通して２次振動子本体１６０，１
６１が連結されている。ここで、２次梁３５，３６はＵ
字状をなし、Ｘ方向に変位可能な梁である。また、２次
梁１４６，１４７はＸ方向に直線的に延びており、Ｙ方
向にのみ変位可能な梁である。よって、２次振動子本体
１６０，１６１は２次梁３５，３６によりＸ方向に振動
することができるとともに２次梁１４６，１４７により
Ｙ方向に変位することができるようになっている。

【００７１】また、１次振動子１２，１３の固定電極２
７〜３４は図１６の酸化膜１４２によって他の電極と絶
縁されている。これらは金属の電極端子１４８〜１５５
によって外部と電気的に接続される。

【００７２】検出用固定電極１５６，１５７は図１６の
酸化膜１４２によって他の電極と絶縁されている。検出
用固定電極１５６，１５７は、金属の電極端子１５８，
１５９によって外部と電気的に接続される。

【００７３】駆動用可動電極１９〜２６、２次振動子本
体（検出用可動電極）１６０，１６１は図１６の酸化膜
１４２によって他の電極と絶縁されている。駆動用可動
電極１９〜２６、２次振動子本体（検出用可動電極）１
６０，１６１は全て同電位で、金属の電極端子１６２ま
たは１６３によって外部と電気的に接続される。

【００７４】このように、１次振動子本体１７，１８
は、四角枠部（固定部）４に対し１次梁１５，１６にて
連結され、駆動力を付与することにより振動でき、ま
た、２次振動子本体１６０，１６１は、１次振動子本体
１７，１８に対し２次梁３５，３６，１４６，１４７に
て１次振動子本体１７，１８の振動方向および振動方向
に直交するＹ方向に変位可能に連結され、１次振動子本
体１７，１８からの振動伝達にて１次振動子本体１７，
１８と同じＸ方向に振動することができるようになって
いる。

【００７５】また、本例においては、２次振動子本体１
６０，１６１の両側に１次振動子本体１７，１８を配置
している。さらに、少なくとも１本の梁１５，１６，３
５，３６は１回または複数回、折り曲げられている（図
１５では１回だけ折り曲げられている）。

【００７６】また、１次および２次振動子本体１７，１
８，１６０，１６１が作る振動系において、少なくとも
一つ存在する固有振動モードの固有振動数に駆動振動数
を近づければ、この系の共振倍率は増加し、大きな振幅
を得ることができる。

【００７７】次に、第３の実施形態の角速度センサの動
作について説明する。駆動方法に関しては第１の実施形
態と全く同じであるので説明は省略する。そして、２次
振動子本体１６０，１６１がＸ軸方向に正弦波的な振動
をしている状態で、このセンサにＺ軸まわりの角速度が
加わると、２次振動子本体１６０，１６１はＹ軸方向に
正弦波的に変位するコリオリ力を受け、Ｙ軸方向に正弦
波的に変位する。その結果、検出用電極１５６・１６０
間の静電容量および検出用電極１５９・１６１間の静電
容量が正弦波的に変化するので、その変化を例えば同期
検波回路を用いて測定することにより、角速度の大きさ
を測定することができる。この時、第１の実施形態と同
様に検出用電極１５６・１６０間の静電容量および検出
用電極１５９・１６１間の静電容量を差動で検出する。

【００７８】なお、静電容量方式の他にも、電磁検出、
圧電検出等の方法を用いることも可能であり、この場
合、２次振動子本体の変位検出素子を基板ではなく基板
を収納するケースに設置することも可能である。さら
に、第１の実施形態と同様に、図６のように、１次振動
子を１個でこのセンサを構成することも可能である。ま
た、図７，８のように、２次振動子を２個接続し、それ
らを逆位相で振動させることも可能である。さらに、第
１の実施形態と同様に、２次振動子本体を２個以上、梁
により連結し、２つの２次振動子の検出部の出力の差を
とることにより、外乱加速度をフィルタリング除去する
こと、および出力の和をとることにより、加速度を測定
することが可能である。

【００７９】次に、第３の実施形態の製造プロセスを、
図１７，１８を用いて説明する。図１７，１８は図１５
のＣ−Ｃ線に対応する断面図である。まず、図１７
（ａ）に示すように、半導体基板として、面方位（１０
０）のＳＯＩウエハ（ＳＯＩ基板）１４０を用意する。
つまり、第１の半導体層としてのシリコン基板１４１の
上に絶縁膜としてのシリコン酸化膜１４２を介して第２
の半導体層としてのシリコン層１４３を形成したＳＯＩ
基板１４０を用意する。そして、図１７（ｂ）に示すよ
うに、スパッタや電子ビーム蒸着等によりＳＯＩ基板１
４０におけるシリコン層１４３の表面の所定の位置にＡ
ｌ，Ｔｉ等の金属配線１６５を形成する。

【００８０】そして、図１７（ｃ）に示すように、裏面
全面に窒化膜１６６を成膜し、所定の位置が残るよう
に、エッチングを行う。さらに、図１８（ａ）に示すよ
うに、表面のシリコン層１４３の不要領域１６７をエッ
チング除去する。

【００８１】その後、図１８（ｂ）に示すように、シリ
コン基板１４１に対し異方性エッチングにより裏面の所
定の位置を掘り、凹部１４４を形成する。その結果、凹
部１４４の底面に薄肉部１６８が形成される。なお、こ
の際、表面はダメージを避けるためにワックスや樹脂等
で保護する。

【００８２】そして、ＳＯＩ基板１４０の薄肉部１６８
に対し図１６に示すように貫通孔１４５を形成、つま
り、酸化膜１４２の所定の位置をエッチング除去するこ
とにより、１次および２次振動子１２，１３，１４（振
動子本体１７，１８，１６０，１６１等）を区画形成す
る。このようにして、本センサが完成する。

【００８３】その結果、ＳＯＩ基板１４０に形成した貫
通孔により１次および２次振動子本体等を区画する場合
に、好ましいものとなる。また、ＳＯＩ基板１４０を用
いた半導体プロセスで形成することによって小型化、軽
量化、高出力化ならびに低コスト化を図ることができ
る。

【００８４】第３の実施形態については、他に第１の実
施形態と同様の製造プロセスによっても作製可能であ
る。このように本実施形態は、下記の特徴を有する。 （イ）第１および第２の実施の形態と同様に、共振時の
振幅は、エアダンピングの影響を大きく受け、エアダン
ピング（エアダンピングによる減衰係数）が大きいほ
ど、共振時の振幅は小さくなるが、２次振動子はエアダ
ンピングの影響を比較的受けにくく、エアダンピングの
影響を抑え、櫛歯構造による大気中での静電駆動でかつ
大振幅駆動が可能となる。 （第４の実施の形態）次に、第４の実施の形態を、第３
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００８５】図１９は、第４の実施形態のセンサの平面
図である。駆動方法に関しては、第３の実施形態と全く
同じである。第３の実施形態に対して、検出部分が主に
異なっている。検出する角速度の軸はＺ軸である。ま
た、第３の実施形態と同様な方法で、電極を必要に応じ
て電気的に分離している。

【００８６】２次振動子本体１６０，１６１からは変位
検出用の電極１７３〜１７６が、Ｙ軸方向に直線的に延
びる振動伝達用梁１７１，１７２にて連結されている。
また、この変位検出用電極１７３〜１７６の根元部１８
３，１８４は、固定部分４に対し、Ｘ軸方向（振動方
向）に直線的に延びる梁１８１，１８２にて連結されて
いる。

【００８７】以下、詳しく説明する。２次振動子の櫛歯
電極１７３に対向して櫛歯の固定電極１７７が、同様
に、櫛歯電極１７４に対向して櫛歯の固定電極１７８
が、櫛歯電極１７５に対向して櫛歯の固定電極１７９
が、櫛歯電極１７６に対向して櫛歯の固定電極１８０
が、それぞれ配置されている。

【００８８】そして、２次振動子本体１６０，１６１が
Ｘ軸方向に正弦波的な振動をしている状態で、このセン
サにＺ軸まわりの角速度が加わると、２次振動子本体１
６０，１６１はＹ軸方向に正弦波的に変位するコリオリ
力を受け、Ｙ軸方向に正弦波的に変位する。このとき、
梁１７１，１７２の存在により検出用可動電極１７３〜
１７６も同様にＹ軸方向に正弦波的に変位する。その結
果、検出用電極１７３・１７７間の静電容量、検出用電
極１７４・１７８間の静電容量、検出用電極１７５・１
７９間の静電容量および検出用電極１７６・１８０間の
静電容量が正弦波的に変化するので、その変化を例えば
同期検波回路を用いて測定することにより、角速度の大
きさを測定することができる。

【００８９】この時、第１の実施形態と同様に検出用電
極１７３・１７７間の静電容量と検出用電極１７４・１
７８間の静電容量を差動で検出する。同様に、検出用電
極１７５・１７９間の静電容量と検出用電極１７６・１
８０間の静電容量を差動で検出する。なお、静電容量方
式の他にも、電磁検出、圧電検出等の方法が可能であ
る。

【００９０】一方、検出用可動電極１７３〜１７６は２
次振動子本体１６０，１６１が振動しても梁１８１，１
８２の剛性によりＸ軸方向には変位しない。このことに
より、コリオリ力のない状態で検出用電極の静電容量が
全く変化しないので、ノイズを抑えることが可能であ
る。

【００９１】なお、第３の実施形態の構造において単に
検出用電極を櫛歯構造にすることも可能である。しか
し、この場合は検出用電極自身がエアダンピングの影響
を受けやすいため、本発明のメリットである大振幅の駆
動が得にくくなる。したがって、このような方法よりも
本実施形態の方がより大きな信号を取ることができ有利
である。

【００９２】また、本実施形態においても、図６のよう
に、第１の実施形態と同様に、１次振動子を１個でこの
センサを構成することも可能である。また、図７，８の
ように、２次振動子を２個接続し、それらを逆位相で振
動させることも可能である。あるいは、第１の実施形態
と同様に、２つの２次振動子の検出部の出力の差をとる
ことにより、外乱加速度をフィルタリング除去するこ
と、および出力の和をとることにより、加速度を測定す
ることが可能である。

【００９３】第４の実施形態については、第１および第
３の実施形態と同様の製造プロセスにより適当に電極を
分離して作製することが可能である。以上のように、Ｘ
−Ｙ座標面におけるＸ軸方向に２次振動子本体１６０，
１６１が振動するが、変位検出用電極１７３〜１７６の
根元部１８３，１８４が、駆動方向に延びる梁１８１，
１８２にて固定部分４に連結されているので、２次振動
子本体１６０，１６１の駆動振動が変位検出用電極１７
３〜１７６に伝わるのが抑制される。その結果、２次振
動子本体１６０，１６１の変位成分のみを検出して角速
度を高精度に検出することができる。 （第５の実施の形態）次に、第５の実施の形態を、第３
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００９４】図２０は、第５の実施形態のセンサの平面
図である。図２２は図２０のＤ−Ｄ線での断面図であ
る。図２３は図２０のＥ−Ｅ線での断面図である。本例
では、図２２に示すように、ＳＯＩ基板１９０、つま
り、シリコン基板１９１の上に絶縁膜１９２を介してシ
リコン層１９３を配置したＳＯＩ基板１９０を用いてい
る。シリコン基板１９１のみの平面図を図２１に示す。

【００９５】検出する角速度の軸は、基板１９０の表面
に平行で、かつ、駆動振動方向に直交するＹ軸方向であ
る。また、変位検出手段が第３の実施形態とは異なり静
電容量変化検出用電極１９７を用いており、この電極１
９７は、図２３に示すように基板１９０の表面に垂直な
Ｚ軸方向において２次振動子本体２０２に所定の間隔を
おいて対向して配置されている。

【００９６】以下、詳しく説明していく。図２２，２３
に示すように、ＳＯＩ基板１９０の上には絶縁膜（シリ
コン窒化膜）１９４が形成されている。また、図２１，
２３に示すように、シリコン基板１９１の一部を表面か
らエッチングすることにより凹部１９５が形成され、シ
リコン基板１９１の４つの辺にて構成される四角枠部１
９６と下部電極１９７が区画されている。つまり、図２
１に示すように、四角枠部１９６の内方に下部電極１９
７が架設された構成となっている。また、図２３に示す
ように、凹部１９５の底部におけるシリコン層１９３に
は貫通孔１９８が形成され、この貫通孔１９８により、
図２０に示すように、１次振動子１２，１３および２次
振動子１９９が形成されている。詳しくは、１次梁１
５，１６、１次振動子本体１７，１８、１次振動子用可
動電極１９〜２６、１次振動子用固定電極２７〜３４、
２次梁３５，３６、２次振動子本体２０２が区画形成さ
れている。

【００９７】１次振動子本体１７，１８に対し２次梁３
５，３６を通して２次振動子本体２０２が連結されてい
る。ここで、２次梁３５，３６はＵ字状をなし、かつ、
肉厚が薄くなっており、２次振動子本体２０２はＸおよ
びＺ方向に変位（振動）することができるようになって
いる。

【００９８】また、図２２に示すように、ＳＯＩ基板１
９０の絶縁膜１９２に対する犠牲層エッチングの工程に
より、振動子１２，１２，１９９が分離され、下部電極
１９７も２次振動子本体２０２と分離している。

【００９９】なお、２次振動子本体２０２には多数のエ
ッチング孔２０２ａが形成され、犠牲層エッチングの際
にエッチング液がエッチング孔２０２ａを通して進入し
ていく。

【０１００】図２０に示すように、１次振動子１２，１
３の固定電極２７〜３４と四角枠部（固定部）１９６は
トレンチ溝（例えば、窒化膜等）３８〜４５によって絶
縁されており、固定電極２７〜３４は窒化膜１９４上の
金属配線４６〜５３（例えば、Ａｌ，Ｔｉ等）によっ
て、四角枠部（固定部）１９６での窒化膜１９４上に配
置された電極端子４６ａ〜５３ａと電気的に接触してい
る。固定電極２７〜３４と金属配線４６〜５３はコンタ
クトホール５４〜６１によって適当に電気的に接触して
いる。つまり、コンタクトホール５４〜６１は、絶縁膜
１９４の一部に穴を開け、金属で埋めたものであり、絶
縁膜１９４の上下を電気的に接触させる役割を果たす。

【０１０１】１次振動子の可動電極１９〜２６および２
次振動子本体２０２はトレンチ溝３８〜４５によって他
の電極と絶縁されており、電極端子２００とコンタクト
ホール２０１によって接触している。

【０１０２】また、２次振動子本体２０２とそれに対向
する固定部分１９６に突起８０，８１をそれぞれ設け、
その間の静電容量をモニタして２次振動子本体２０２の
振幅を検出するようにしている。

【０１０３】次に、第５の実施形態の角速度センサの動
作について説明する。駆動方法に関しては第１の実施形
態と全く同じであるので説明は省略する。２次振動子本
体２０２がＸ軸方向に正弦波的な振動をしている状態
で、このセンサにＹ軸まわりの角速度が加わると、２次
振動子本体２０２はＺ軸方向に正弦波的に変位するコリ
オリ力を受け、Ｚ軸方向に正弦波的に変位する。その結
果、２次振動子本体２０２と下部電極１９７の作る静電
容量が正弦波的に変化するので、その変化を例えば同期
検波回路を用いて測定することにより、角速度の大きさ
を測定することができる。なお、静電容量の他にも、電
磁検出、圧電検出等の方法が可能である。

【０１０４】応用例としては、第１の実施形態と同様
に、図６のように、１次振動子を１個でこのセンサを構
成することも可能である。また、図７，８のように、２
次振動子を２個接続し、それらを逆位相で振動させるこ
とも可能である。第１の実施形態と同様に、２つの２次
振動子の検出部の出力の差をとることにより、外乱加速
度をフィルタリング除去すること、および出力の和をと
ることにより、加速度を測定することが可能である。

【０１０５】次に、第５の実施形態の製造プロセスを、
図２４，２５を用いて説明する。図２４，２５は図２０
のＤ−Ｄ線に対応する断面図である。まず、図２４
（ａ）に示すように、半導体基板として、面方位（１０
０）のＳＯＩウエハを用意する。つまり、第１の半導体
層としてのシリコン基板１９１の上に第１の絶縁膜とし
てのシリコン酸化膜１９２を介して第２の半導体層とし
てのシリコン層１９３を形成したＳＯＩ基板１９０を用
意する。そして、ＳＯＩ基板１９０におけるシリコン層
１９３に対し、異方性エッチングにより第１のトレンチ
溝２１０を形成する。この時、シリコン酸化膜１９２が
露出したところでエッチングを終了する。このトレンチ
溝２１０が図２０のトレンチ溝３８〜４５となる。

【０１０６】そして、図２４（ｂ）に示すように、ＳＯ
Ｉ基板１９０のシリコン層１９３の表面に、第２の絶縁
膜としてのシリコン窒化膜１９４を堆積（成膜）してト
レンチ溝２１０を窒化膜１９４で埋める。なお、表面の
凹凸が問題になる場合は、窒化膜１９４を必要とする膜
厚以上に形成しておいて、表面を研磨する。

【０１０７】さらに、図２５（ａ）に示すように、窒化
膜１９４の所定の位置を除去してシリコン層１９３に達
するトレンチ溝２１１を形成する。そして、図２５
（ｂ）に示すように、スパッタや電子ビーム蒸着等によ
り窒化膜１９４上にＡｌ，Ｔｉ等の金属配線２１２を形
成してトレンチ溝２１１を埋める。

【０１０８】引き続き、図２６（ｃ）に示すように、Ｓ
ＯＩ基板１９０の裏面全面に窒化膜２１３を成膜および
パターニングし、裏面からの異方性エッチングにより所
定の位置を掘り、シリコン酸化膜１９２に達する凹部１
９５を形成する。その結果、凹部１９５の底面に薄肉部
２１５が形成される。この時、シリコン酸化膜１９２が
露出したところでエッチングを終了する。なお、この
際、表面はダメージを避けるためにワックスや樹脂等で
保護する。

【０１０９】そして、表面を保護したものを除去後、図
２５（ｄ）に示すように、ＳＯＩ基板１９０の薄肉部２
１５に対し表面より異方性エッチングにより窒化膜１９
４の所定の位置を除去するとともに、シリコン層１９３
の所定の位置を除去して貫通孔２１４を形成する。その
結果、１次および２次振動子（振動子本体１７，１８，
２０２等）が区画形成される。

【０１１０】最後に、図２２に示すように、ＳＯＩ基板
１９０におけるシリコン酸化膜１９２の所定位置（一
部）を除去するすることにより（犠牲層エッチングを行
い）、１次および２次振動子（振動子本体１７，１８，
２０２等）をシリコン基板１９１から分離する。これに
より、本センサが完成する。

【０１１１】その結果、ＳＯＩ基板１９０に形成した貫
通孔により１次および２次振動子本体を区画し、かつ、
固定電極１９７と２次振動子本体２０２で対向電極を構
成する場合に、好ましいものとなる。また、ＳＯＩ基板
１９０を用いた半導体プロセスで形成することによって
小型化、軽量化、高出力化ならびに低コスト化を図るこ
とができる。

【０１１２】なお、これまでの説明においては図２に示
すように固定部に対し梁１５（１６）により１次振動子
本体１７（１８）を連結し、１次振動子本体１７（１
８）に対し梁３５（３６）により２次振動子本体３７を
連結したが、図２６に示すように、固定部４に対し１次
梁１５’（１６’）を介して１次振動子本体１７’（１
８’）を連結し、さらに１次振動子本体１７’（１
８’）に対し１次梁１５’’（１６’’）を介して１次
振動子本体１７’’（１８’’）を連結し、この１次振
動子本体１７’’（１８’’）に対し梁３５（３６）に
より２次振動子本体３７を連結してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施実施における角速度センサの模式的
平面図。

【図２】図１の要部の平面図。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図。

【図４】製造プロセスを説明するための断面図。

【図５】製造プロセスを説明するための断面図。

【図６】第１の実施形態の応用例を示す模式的平面図。

【図７】第１の実施形態の応用例を示す模式的平面図。

【図８】第１の実施形態の応用例を示す模式的平面図。

【図９】第２の実施実施における角速度センサの模式的
平面図。

【図１０】図９の要部の平面図。

【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図。

【図１２】製造プロセスを説明するための断面図。

【図１３】製造プロセスを説明するための断面図。

【図１４】製造プロセスを説明するための断面図。

【図１５】第３の実施実施における角速度センサの模式
的平面図。

【図１６】図１５のＣ−Ｃ断面図。

【図１７】製造プロセスを説明するための断面図。

【図１８】製造プロセスを説明するための断面図。

【図１９】第４の実施実施における角速度センサの模式
的平面図。

【図２０】第５の実施実施における角速度センサの模式
的平面図。

【図２１】図２０の要部の平面図。

【図２２】図２０のＤ−Ｄ断面図。

【図２３】図２０のＥ−Ｅ断面図。

【図２４】製造プロセスを説明するための断面図。

【図２５】製造プロセスを説明するための断面図。

【図２６】別例の角速度センサの模式的平面図。

【図２７】従来技術を示す模式図。

【符号の説明】

１…シリコン基板、２…凹部、３…薄肉部、４…四角枠
部、５…絶縁膜、６〜１１…貫通孔、１２，１３…１次
振動子、１４…２次振動子、１６…１次梁、１７，１８
…１次振動子本体、１９〜２６…１次振動子用可動電
極、２７〜３４…１次振動子用固定電極、３５，３６…
２次梁、３７…２次振動子本体、６３〜６６…貫通孔、
６７…加速度センサエレメント、６８，６９…Ｇセンサ
用梁、７０，７１…Ｇセンサ用可動電極、７２，７３…
Ｇセンサ用固定電極、８０…可動電極、８１…固定電
極、８７，８８…梁、９２…トレンチ溝、９３…不要領
域、９４…金属配線、１００…シリコン基板、１０１…
シリコン窒化膜、１０４…貫通孔、１０５…Ｇセンサ重
り、１２０…トレンチ溝、１２１…第２の絶縁膜、１２
２…トレンチ溝、１２３…ポリシリコン層、１２４，１
２５…不要領域、１２６…トレンチ溝、１２７…金属配
線、１２９…溝、１４０…ＳＯＩ基板、１４１…シリコ
ン基板、１４２…絶縁膜、１４３…シリコン層、１４４
…凹部、１４５…貫通孔、１４６，１４７…２次梁、１
５６，１５７…検出用固定電極、１６０，１６１…検出
用固定電極、１６５…金属配線、１６７…トレンチ溝、
１７１，１７２…梁、１７３〜１７６…検出用可動電
極、１８１，１８２…梁、１９０…ＳＯＩ基板、１９１
…シリコン基板、１９２…絶縁膜、１９３…シリコン
層、１９４…第２の絶縁膜、１９５…凹部、１９６…四
角枠部、１９７…下部電極、１９８…貫通孔、２０２…
２次振動子本体、２１０…第１のトレンチ溝、２１１…
第２のトレンチ溝、２１２…金属配線、２１５…薄肉
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大矢 信之 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 2F105 BB20 CC04 CD03 CD05 CD13 4M112 AA02 BA07 CA24 CA26 CA36 DA02 EA02

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部（４）に対し１次梁（１５，１
   ６）にて連結され、駆動力を付与することにより振動す
   る１次振動子本体（１７，１８）と、 前記１次振動子本体（１７，１８）に対し２次梁（３
   ５，３６）にて連結され、前記１次振動子本体（１７，
   １８）からの振動伝達にて当該１次振動子本体（１７，
   １８）と同じ方向に振動する２次振動子本体（３７）
   と、 前記２次振動子本体（３７）に設置され、２次振動子本
   体（３７）が振動しているときにおいて角速度の印加に
   伴うコリオリ力を検出する加速度センサエレメント（６
   ７）と、を備えたことを特徴とする角速度センサ。
2. 【請求項２】 駆動手段として、櫛歯構造による静電駆
   動を用いたことを特徴とする請求項１に記載の角速度セ
   ンサ。
3. 【請求項３】 検出する角速度の軸が基板（１）の表面
   に垂直な方向である請求項１に記載の角速度センサ。
4. 【請求項４】 前記加速度センサエレメント（６７）
   は、梁（６８，６９）にて連結された可動電極（７０，
   ７１）が基板（１）の表面に平行な方向において固定電
   極（７２，７３）と所定の間隔をおいて対向し、静電容
   量の変化によって角速度を検出するものである請求項３
   に記載の角速度センサ。
5. 【請求項５】 検出する角速度の軸が、基板（１００）
   の表面に平行で、かつ、駆動方向に直交する方向である
   請求項１に記載の角速度センサ。
6. 【請求項６】 前記加速度センサエレメント（６７）
   は、基板（１００）の表面に垂直な方向において２次振
   動子本体（３７）に対向し、かつ所定の間隔をおいて可
   動電極（１０５）が変位可能に配置され、静電容量の変
   化によって角速度を検出するものである請求項５に記載
   の角速度センサ。
7. 【請求項７】 ２次振動子本体（３７）の両側に１次振
   動子本体（１７，１８）を配置したことを特徴とする請
   求項１に記載の角速度センサ。
8. 【請求項８】 ２次振動子本体（３７）を２個以上、梁
   （８７，８８）により連結したことを特徴とする請求項
   １に記載の角速度センサ。
9. 【請求項９】 少なくとも１本の梁（１５，１６，３
   ５，３６，８７）が１回または複数回、折り曲げられて
   いることを特徴とする請求項１または８に記載の角速度
   センサ。
10. 【請求項１０】 ２次振動子本体（３７）とそれに対向
    する固定部分（４）に突起（８０，８１）をそれぞれ設
    け、その間の静電容量をモニタして２次振動子本体（３
    ７）の振幅を検出するようにしたことを特徴とする請求
    項１に記載の角速度センサ。
11. 【請求項１１】 前記１次および２次振動子本体（１
    ７，１８，３７）で作る振動系を、当該振動系の共振倍
    率の大きい振動数にて駆動するようにしたことを特徴と
    する請求項１に記載の角速度センサ。
12. 【請求項１２】 固定部（４，１９６）に対し１次梁
    （１５，１６）にて連結され、駆動力を付与することに
    より振動する１次振動子本体（１７，１８）と、 前記１次振動子本体（１７，１８）に対し２次梁（３
    ５，３６，１４６，１４７）にて前記１次振動子本体
    （１７，１８）の振動方向および当該振動方向に直交す
    る方向に変位可能に連結され、前記１次振動子本体（１
    ７，１８）からの振動伝達にて当該１次振動子本体（１
    ７，１８）と同じ方向に振動する２次振動子本体（１６
    ０，１６１，２０２）と、 前記２次振動子本体（１６０，１６１，２０２）が振動
    しているときにおいて角速度の印加に伴うコリオリ力に
    よる振動方向に直交する方向での前記２次振動子本体
    （１６０，１６１，２０２）の変位を検出するための変
    位検出手段（１５６，１５７，１９７）と、を備えたこ
    とを特徴とする角速度センサ。
13. 【請求項１３】 駆動手段として、櫛歯構造による静電
    駆動を用いたことを特徴とする請求項１２に記載の角速
    度センサ。
14. 【請求項１４】 検出する角速度の軸が基板（１４０）
    の表面に垂直な方向である請求項１２に記載の角速度セ
    ンサ。
15. 【請求項１５】 前記変位検出手段（１５６，１５７）
    は、基板（１４０）の表面に平行な方向において２次振
    動子本体（１６０，１６１）に所定の間隔をおいて対向
    して配置された静電容量変化検出用電極である請求項１
    ４に記載の角速度センサ。
16. 【請求項１６】 変位検出用の電極（１７３〜１７６）
    が２次振動子本体（１６０，１６１）から振動伝達用梁
    （１７１，１７２）にて連結されるとともに、この変位
    検出用電極（１７３〜１７６）の根元部（１８３，１８
    ４）を、固定部分（４）に対し、駆動方向に延びる梁
    （１８１，１８２）にて連結したことを特徴とする請求
    項１５に記載の角速度センサ。
17. 【請求項１７】 検出する角速度の軸が、基板（１９
    ０）の表面に平行で、かつ、駆動方向に直交する方向で
    ある請求項１２に記載の角速度センサ。
18. 【請求項１８】 前記変位検出手段（１９７）は、基板
    （１９０）の表面に垂直な方向において２次振動子本体
    （２０２）に所定の間隔をおいて対向して配置された静
    電容量変化検出用電極である請求項１７に記載の角速度
    センサ。
19. 【請求項１９】 ２次振動子本体（１６０，１６１，２
    ０２）の両側に１次振動子本体（１７，１８）を配置し
    たことを特徴とする請求項１２に記載の角速度センサ。
20. 【請求項２０】 ２次振動子本体を２個以上、梁により
    連結したことを特徴とする請求項１２に記載の角速度セ
    ンサ。
21. 【請求項２１】 少なくとも１本の梁（１５，１６，３
    ５，３６）が１回または複数回、折り曲げられているこ
    とを特徴とする請求項１２，１６，２０のいずれか１項
    に記載の角速度センサ。
22. 【請求項２２】 ２次振動子本体（２０２）とそれに対
    向する固定部分（１９６）に突起（８０，８１）をそれ
    ぞれ設け、その間の静電容量をモニタして２次振動子本
    体（２０２）の振幅を検出するようにしたことを特徴と
    する請求項１２に記載の角速度センサ。
23. 【請求項２３】 前記１次および２次振動子本体（１
    ７，１８，１６０，１６１，２０２）で作る振動系を、
    当該振動系の共振倍率の大きい振動数にて駆動するよう
    にしたことを特徴とする請求項１２に記載の角速度セン
    サ。
24. 【請求項２４】 半導体基板（１）の表面における所定
    領域に第１のトレンチ溝（９２）を形成するとともに、
    半導体基板（１）の表面に絶縁膜（５）を堆積して前記
    第１のトレンチ溝（９２）を絶縁膜（５）で埋める工程
    と、 前記絶縁膜（５）の不要領域（９３）を除去するととも
    に第２のトレンチ溝（６２）を形成し、さらに、前記絶
    縁膜（５）上に第２のトレンチ溝（６２）を埋める金属
    配線（９４）を形成する工程と、 前記半導体基板（１）の裏面からの異方性エッチングに
    より前記第１のトレンチ溝（９２）に達する凹部（２）
    を形成し、凹部（２）の底面に薄肉部（３）を形成する
    工程と、 前記半導体基板（１）の薄肉部（３）に貫通孔（６〜１
    １）を形成し、半導体基板（１）の表面に平行な方向に
    振動する１次振動子本体（１７，１８）と、この１次振
    動子本体（１７，１８）に連結され当該１次振動子本体
    （１７，１８）と同じ方向に振動する２次振動子本体
    （３７）を区画形成する工程と、を有する角速度センサ
    の製造方法。
25. 【請求項２５】 前記半導体基板としてシリコン基板
    （１）を用いたことを特徴とする請求項２４に記載の角
    速度センサの製造方法。
26. 【請求項２６】 前記半導体基板としてＳＯＩ基板を用
    いたことを特徴とする請求項２４に記載の角速度センサ
    の製造方法。
27. 【請求項２７】 半導体基板（１００）の表面における
    所定領域に第１のトレンチ溝（１２０）を形成するとと
    もに、半導体基板（１００）の表面に第１の絶縁膜（１
    ０１）を堆積して前記第１のトレンチ溝（１２０）を第
    １の絶縁膜（１０１）で埋める工程と、 前記第１の絶縁膜（１０１）の表面に第２の絶縁膜（１
    ２１）を形成するとともに、第１および第２の絶縁膜
    （１０１，１２１）の所定の位置に半導体基板（１０
    ０）に達する第２のトレンチ溝（１２２）を掘る工程
    と、 前記第２の絶縁膜（１２１）の表面に半導体膜（１２
    ３）を堆積して前記第２のトレンチ溝（１２２）を半導
    体膜（１２３）で埋める工程と、 前記半導体膜（１２３）の不要領域（１２４）を除去す
    るとともに、前記第２の絶縁膜（１２１）の不要領域
    （１２５）を除去し、さらに、第１の絶縁膜（１０１）
    の所定の位置に前記半導体基板に達する第３のトレンチ
    溝（１２６）を形成する工程と、 前記第１の絶縁膜（１０１）上に第３のトレンチ溝（１
    ２６）を埋める金属配線（１２７）を形成する工程と、 前記半導体基板（１００）の裏面からの異方性エッチン
    グにより前記第１のトレンチ溝（１２０）に達する凹部
    （２）を形成し、凹部（２）の底面に薄肉部（３）を形
    成する工程と、 前記半導体基板（１００）の薄肉部（３）に貫通孔（１
    ０４）を形成し、半導体基板（１００）の表面に平行な
    方向に振動する１次振動子本体（１７，１８）と、この
    １次振動子本体（１７，１８）に連結され当該１次振動
    子本体（１７，１８）と同じ方向に振動する２次振動子
    本体（３７）を区画形成する工程と、 前記半導体膜（１２３）の所定の位置に前記第２の絶縁
    膜（１２１）に達する第４のトレンチ溝（１２９）を形
    成する工程と、 前記半導体膜（１２３）の下の前記第２の絶縁膜（１２
    １）をエッチング除去して、上部電極となる前記半導体
    膜（１２３）を可動にする工程と、を有する角速度セン
    サの製造方法。
28. 【請求項２８】 前記半導体基板としてシリコン基板
    （１００）を用いたことを特徴とする請求項２７に記載
    の角速度センサの製造方法。
29. 【請求項２９】 前記半導体基板としてＳＯＩ基板を用
    いたことを特徴とする請求項２７に記載の角速度センサ
    の製造方法。
30. 【請求項３０】 第１の半導体層（１４１）の上に絶縁
    膜（１４２）を介して第２の半導体層（１４３）を形成
    した半導体基板（１４０）における第２の半導体層（１
    ４３）の表面に金属配線（１６５）を形成する工程と、 前記第２の半導体層（１４３）の不要領域（１６７）を
    エッチング除去する工程と、 前記半導体基板（１４０）の裏面から第１の半導体層
    （１４１）の異方性エッチングにより凹部（１４４）を
    形成し、凹部（１４４）の底面に薄肉部（１６８）を形
    成する工程と、 前記半導体基板（１４０）の薄肉部（１６８）に貫通孔
    （１４５）を形成し、半導体基板（１４０）の表面に平
    行な方向に振動する１次振動子本体（１７，１８）と、
    この１次振動子本体（１７，１８）に連結され当該１次
    振動子本体（１７，１８）と同じ方向に振動する２次振
    動子本体（１６０，１６１）を区画形成する工程と、を
    有する角速度センサの製造方法。
31. 【請求項３１】 前記半導体基板としてＳＯＩ基板（１
    ４０）を用いたことを特徴とする請求項３０に記載の角
    速度センサの製造方法。
32. 【請求項３２】 第１の半導体層（１９１）の上に第１
    の絶縁膜（１９２）を介して第２の半導体層（１９３）
    を形成した半導体基板（１９０）における第２の半導体
    層（１９３）の所定領域に第１のトレンチ溝（２１０）
    を形成する工程と、 第２の半導体層（１９３）の表面に第２の絶縁膜（１９
    ４）を堆積して前記第１のトレンチ溝（２１０）を第２
    の絶縁膜（１９４）で埋める工程と、 前記第２の絶縁膜（１９４）の所定の位置に前記第２の
    半導体層（１９３）に達する第２のトレンチ溝（２１
    １）を形成するとともに、前記第２の絶縁膜（１９４）
    上に前記第２のトレンチ溝（２１１）を埋める金属配線
    （２１２）を形成する工程と、 前記第１の半導体層（１９１）の裏面からの異方性エッ
    チングにより前記第１の絶縁膜（１９２）に達する凹部
    （１９５）を形成し、凹部（１９５）の底面に薄肉部
    （２１５）を形成する工程と、 前記半導体基板（１９０）の薄肉部（２１５）における
    前記第２の絶縁膜（１９４）および第２の半導体層（１
    ９３）に貫通孔（２１４）を形成し、半導体基板（１９
    ０）の表面に平行な方向に振動する１次振動子本体（１
    ７，１８）と、この１次振動子本体（１７，１８）に連
    結され当該１次振動子本体（１７，１８）と同じ方向に
    振動する２次振動子本体（２０２）を区画形成する工程
    と、 前記半導体基板（１９０）における前記第１の絶縁膜
    （１９２）の一部を除去することにより、前記１次およ
    び２次振動子本体（１７，１８，２０２）を第１の半導
    体層（１９１）から分離する工程と、を有する角速度セ
    ンサの製造方法。
33. 【請求項３３】 前記半導体基板としてＳＯＩ基板（１
    ９０）を用いたことを特徴とする請求項３２に記載の角
    速度センサの製造方法。