JP2002228680A - 容量式力学量センサ - Google Patents

容量式力学量センサ

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JP2002228680A JP2001027440A JP2001027440A JP2002228680A JP 2002228680 A JP2002228680 A JP 2002228680A JP 2001027440 A JP2001027440 A JP 2001027440A JP 2001027440 A JP2001027440 A JP 2001027440A JP 2002228680 A JP2002228680 A JP 2002228680A
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Seiichiro Ishio
誠一郎 石王
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 半導体基板に支持され力学量の印加に応じて
変位する可動電極と、可動電極の検出面と対向する検出
面を有し片持ち支持された固定電極とを備えた容量式力
学量センサにおいて、より可動電極と固定電極との固着
及び固定部と重り部との固着を抑制した突起構造を提供
すること。 【解決手段】 固定電極１６ａ、１６ｂに、高い突起４
０ａや低い突起４０ｂを形成したことにより、可動電極
１１ａ、１１ｂ及び固定電極１６ａ、１６ｂが過大変位
した際には、まず、高い突起４０ａに可動電極１１ａ、
１１ｂが当たり、高い突起４０ａが破壊されることにな
るため、低い突起４０ｂは高い突起４０ａにより保護さ
れることになる。よって、高い突起４０ａが破壊された
後は、残った低い突起４０ｂにより可動電極１１ａ、１
１ｂと固定電極１６ａ、１６ｂとの付着力を低減するこ
とができ、可動電極１１ａ、１１ｂと固定電極１６ａ、
１６ｂと固着を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量式力学量セン
サに関するもので、特にその電極部及び梁部における突
起構造に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、容量式力学量センサは、力学量によ
って変位可能な可動電極と、可動電極と微小な空隙を隔
てて対向した固定電極から成り、これらの電極間の静電
容量の変化により作用した力学量を検出している。
【０００３】ところが、このような容量式力学量センサ
に強い衝撃が加わると、可動電極と固定電極とが過大変
位し、それによって可動電極と固定電極とが接触し、固
着してしまうことが考えられる。
【０００４】そこで、特開平６−３２６３６５号に開示
されているように、可動電極と固定電極との固着を抑制
するために、固定電極に複数の突起を設けた構造の量式
力学量センサがある。
【０００５】このように、固定電極に複数の突起を設け
たことにより、可動電極と固定電極との間の接触面積が
極めて小さくなるため、可動電極と固定電極との付着力
が低減し、可動電極と固定電極との固着を抑制すること
ができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、突起が一様に配置されているために、可動電極固
定電極とが過大変位した際に、全ての突起が破壊される
可能性があり、それによって可動電極と固定電極とが固
着してしまうという問題がある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑
み、力学量によって変位可能な可動電極と、可動電極と
微小な空隙を隔てて対向した固定電極とを備えた容量式
力学量センサにおいて、より可動電極と固定電極との固
着及び固定部と重り部との固着を抑制した突起構造を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の容量式
力学量センサは、半導体基板に一端と他端とが支持され
力学量の印加に応じて半導体基板の表面に対して平行に
変位する可動電極と、可動電極の検出面と対向する検出
面を有し半導体基板に支持された固定電極とを備えた容
量式力学量センサにおいて、可動電極と固定電極との少
なくともどちらか一方の電極において、当該一方の電極
から他方の電極に向けて高低差を設けた突起を形成した
ことを特徴としている。
【０００９】このように、可動電極または固定電極に、
高低差を設けた突起を形成したことにより、可動電極及
び固定電極が過大変位した際には、まず、高い突起に電
極が当たる。
【００１０】よって、可動電極及び固定電極が過大変位
した際の衝撃力が大きい場合には、まず、高い突起が破
壊されることになり、低い突起は高い突起により保護さ
れることになる。
【００１１】よって、可動電極及び固定電極が過大変位
して、高い突起が破壊された後は、残った低い突起によ
り可動電極と固定電極との付着力を低減することができ
るため、可動電極と固定電極との固着を抑制することが
できる。
【００１２】請求項２または１１または２２に記載の容
量式力学量センサは、可動電極及び固定電極は片持ち支
持された棒状構造であり、突起が形成された電極におい
て、突起は電極の中心部に比べ、電極の先端部または付
け根部の少なくともどちらか一方に多く配置したことを
特徴としている。
【００１３】このように、可動電極及び固定電極は棒状
で片持ち支持されているため、可動電極及び固定電極が
強い衝撃により過大変位した際には、特に可動電極及び
固定電極の先端部が撓むため、可動電極または固定電極
の少なくともどちらか一方に設けた突起のうち、可動電
極または固定電極の先端部または付け根部に形成した突
起が破壊されやすい。
【００１４】よって、可動電極または固定電極の中心部
に比べ、可動電極または固定電極の先端部または付け根
部に近づくほど突起を多く配置したことにより、可動電
極及び固定電極が強い衝撃により過大変位した際に、可
動電極及び固定電極の先端部が撓み、可動電極または固
定電極の先端部または付け根部に設けられた突起が幾つ
か破壊されても、残った突起によって付着力を低減する
ことができるため、可動電極と固定電極との固着を抑制
することができる。
【００１５】請求項３または１２または２３に記載の容
量式力学量センサは、可動電極または固定電極の少なく
ともどちらか一方に設けた突起は、可動電極または固定
電極の中心部に比べ、可動電極または固定電極の先端部
または付け根部の少なくともどちらか一方に近づくほど
高く形成したことを特徴としている。
【００１６】このように、可動電極または固定電極の中
心部に比べ、可動電極または固定電極の先端部及び付け
根部に近づくほど高い突起を形成すると好ましい。
【００１７】請求項４に記載の容量式力学量センサは、
半導体基板に一端と他端とが支持され力学量の印加に応
じて半導体基板の表面に対して平行に変位する可動電極
と、可動電極の検出面と対向する検出面を有し半導体基
板に支持された固定電極とを備えた容量式力学量センサ
において、可動電極と固定電極との少なくともどちらか
一方の電極において、当該一方の電極から他方の電極に
向けて突起が形成されており、突起は突起が形成されて
いる電極の中心部に比べ、電極の先端部または付け根部
の少なくともどちらか一方に多く配置したことを特徴と
している。
【００１８】このように、可動電極及び固定電極は半導
体基板に片持ち支持されているため、可動電極及び固定
電極が強い衝撃により過大変位した際には、特に可動電
極及び固定電極の先端部が撓むため、可動電極または固
定電極の少なくともどちらか一方に設けた突起のうち、
可動電極または固定電極の先端部または付け根部に形成
した突起が破壊されやすい。
【００１９】よって、可動電極または固定電極の中心部
に比べ、可動電極または固定電極の先端部または付け根
部に近づくほど突起を多く配置したことにより、可動電
極及び固定電極が強い衝撃により過大変位した際に、可
動電極及び固定電極の先端部が撓み、可動電極または固
定電極の先端部または付け根部に設けられた突起が幾つ
か破壊されても、残った突起によって付着力を低減する
ことができるため、可動電極と固定電極との固着を抑制
することができる。
【００２０】請求項５または１３または２４に記載の容
量式力学量センサは、可動電極または固定電極の少なく
ともどちらか一方に設けた突起は、固定電極に形成して
いることを特徴としている。
【００２１】可動電極に突起を形成した場合、可動電極
及び固定電極が過大変位した際に、可動電極に設けた突
起が破壊されると、可動部のバランスが崩れてしまう。
【００２２】このように、可動部のバランスが崩れてし
まうと、可動電極の変位が不均一になり、容量式力学量
センサに作用した力学量を正確に検出できなくなるた
め、突起は固定電極に形成するのが好ましい。
【００２３】請求項６または１４または２５に記載の容
量式力学量センサは、可動電極または固定電極の少なく
ともどちらか一方に設けた突起は、固定電極の両側面に
設けたことを特徴としている。
【００２４】固定電極の両側面に突起を設けたことによ
り、固定電極と固定電極の検出面側に対向配置した可動
電極との固着を抑制するだけでなく、固定電極と固定電
極の検出面と反対側に対向配置された可動電極または梁
部との固着を抑制することができる。
【００２５】請求項７または８または１９に記載の容量
式力学量センサは、半導体基板の表面に対して平行な方
向に変位可能に半導体基板に支持された重り部と、重り
部に固定された可動電極と、半導体基板に形成され、重
り部と所定に間隔を隔てて対向配置された固定部と、可
動電極の検出面と対向する検出面を有し半導体基板に支
持された固定電極とを備えた容量式力学量センサにおい
て、可動電極または固定電極の少なくともどちらか一方
に第１の突起が設けられ、また固定部または重り部また
は梁部の少なくとも何れか一つに第２の突起が設けられ
ており、第２の突起は第１の突起よりも高く形成したこ
とを特徴としている。
【００２６】このように、可動電極または固定電極の少
なくともどちらか一方に設けた第１の突起よりも、固定
部または重り部または梁部の少なくとも何れか一つに設
けた第２の突起を高く形成したことにより、可動部及び
固定電極が過大変位した際には、まず、第２の突起によ
り固定部と重り部とが当たる。
【００２７】よって、可動部及び固定電極が過大変位し
た際の衝撃力が大きい場合には、まず、第２の突起が破
壊されることになり、第１の突起は、第２の突起により
保護されることになる。
【００２８】よって、可動部及び固定電極が過大変位し
て、第２の突起が破壊された後は、残った第１の突起に
より、可動電極と固定電極との付着力を低減することが
できるため、可動電極と固定電極との固着を抑制するこ
とができる。
【００２９】請求項９または２０に記載の容量式力学量
センサは、可動電極または固定電極の少なくともどちら
か一方に第１の突起が設けられ、また固定部または重り
部または梁部の少なくとも何れか一つに第２の突起が設
けられており、第２の突起は第１の突起よりも高く形成
した構造において、第２の突起は複数あり高低差を設け
たことを特徴としている。
【００３０】このように、固定部または重り部または梁
部の少なくとも何れか一つに設けた第２の突起に高低差
を設けたことにより、可動部及び固定電極が過大変位
し、第２の突起のうち高く形成された突起に固定部が当
たり、第２の突起のうち高く形成された突起が破壊され
た際には、第２の突起のうち低く形成された突起に電極
が当たる。
【００３１】よって、可動部及び固定電極が過大変位し
た際の衝撃力が大きい場合には、まず、第２の突起のう
ち高く形成された突起が破壊され、続いて、第２の突起
のうち低く形成された突起が破壊されることになり、可
動電極または固定電極の少なくともどちらか一方に設け
られた第１の突起は、高低差を設けた第２の突起により
保護されることになる。
【００３２】よって、可動部及び固定電極が過大変位し
て、第２の突起のうち高く形成された突起が破壊され、
さらに、第２の突起のうち低く形成された突起が破壊さ
れた後は、残った第１の突起により、可動電極と固定電
極との付着力を低減することができるため、可動電極と
固定電極との固着を抑制することができる。
【００３３】請求項１０または２１に記載の容量式力学
量センサは、可動電極または固定電極の少なくともどち
らか一方に第１の突起が設けられ、また固定部または重
り部または梁部の少なくとも何れか一つに第２の突起が
設けられており、第２の突起は第１の突起よりも高く形
成した構造において、第１の突起は複数あり高低差を設
けたことを特徴としている。
【００３４】このように、可動電極または固定電極の少
なくともどちらか一方に設けた第１の突起に高低差を設
けたことにより、可動部及び固定電極が過大変位し、第
２の突起に固定部が当たり、第２の突起が破壊された際
には、第１の突起のうち高く形成された突起に電極が当
たる。
【００３５】よって、可動部及び固定電極が過大変位し
た際の衝撃力が大きい場合には、まず、第２の突起が破
壊され、続いて、第１の突起のうち高く形成された突起
が破壊されることになり、第１の突起のうち低く形成さ
れた突起は、第２の突起と第１の突起のうち高く形成さ
れた突起とにより保護されることになる。
【００３６】よって、可動部及び固定電極が過大変位し
て、第２の突起が破壊され、さらに、第１の突起のうち
高く形成された突起が破壊された後は、残った第１の突
起のうち低く形成された突起により、可動電極と固定電
極との付着力を低減することができるため、可動電極と
固定電極との固着を抑制することができる。
【００３７】請求項１５に記載の容量式力学量センサ
は、半導体基板に一端と他端とが支持され力学量の印加
に応じて半導体基板の表面に対して平行な方向に変形可
能な梁部と、梁部に支持された重り部と、重り部に固定
された可動電極と、半導体基板に形成され、重り部と所
定の間隔を隔てて対向配置された固定部と、可動電極の
検出面と対向する検出面を有し半導体基板に支持された
固定電極とを備えた容量式力学量センサにおいて、可動
電極と固定電極との距離が、固定部と重り部との距離ま
たは梁部と重り部との距離よりも長いことを特徴として
いる。
【００３８】このように、可動電極と固定電極との距離
を、固定部と重り部との距離または梁部と重り部との距
離よりも長くしたことにより、可動電極及び固定電極が
過大変位した際には、まず、固定部と重り部または梁部
と重り部とが接触するため、可動電極と固定電極との固
着を抑制することができる。
【００３９】請求項１６に記載の容量式力学量センサ
は、固定部または重り部または梁部の少なくとも何れか
一つに突起を形成したことを特徴としている。
【００４０】このように、固定部または重り部または梁
部の少なくとも何れか一つに突起を形成したことによ
り、可動電極及び固定電極が過大変位した際には、ま
ず、突起に固定部または重り部または梁部が当たる。
【００４１】よって、可動電極及び固定電極が過大変位
した際の衝撃力が大きい場合には、まず、突起が破壊さ
れることになり、固定部と重り部との固着を抑制するこ
とができる。
【００４２】請求項１７に記載の容量式力学量センサ
は、固定部または重り部または梁部の少なくとも何れか
一つに形成した突起は、複数の突起からなることを特徴
としている。
【００４３】このように、固定部または重り部または梁
部の少なくとも何れか一つに形成した突起が、複数の突
起からなることにより、突起が幾つか破壊されても、残
った突起によって付着力を低減することができるため、
固定部と重り部との固着を抑制することができる。
【００４４】請求項１８に記載の容量式力学量センサ
は、突起には高低差を設けたことを特徴としている。
【００４５】このように、突起に高低差を設けたことに
より、可動電極及び固定電極が過大変位した際には、ま
ず、高い突起に電極が当たる。
【００４６】よって、可動電極及び固定電極が過大変位
した際の衝撃力が大きい場合には、まず、高い突起が破
壊されることになり、低い突起は高い突起により保護さ
れることになる。
【００４７】よって、可動電極及び固定電極が過大変位
して、高い突起が破壊された後は、残った低い突起によ
り固定部と重り部との付着力を低減することができるた
め、固定部と重り部との固着を抑制することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を容量式加速度セン
サに適用した一実施形態を図面に従って説明する。尚、
本実施形態の容量式加速度センサは、例えば、車輌用の
エアバックシステムに用いられる。
【００４９】図１（ａ）には、本実施形態の容量式加速
度センサ１の平面構造を示し、図１（ｂ）には、図１
（ａ）におけるＡ−Ａ’断面構造を示す。また、図２
（ａ）には、図１（ａ）における要部拡大図を示す。
【００５０】本実施形態の容量式加速度センサ１は、図
１（ｂ）に示されるように、貫通孔２ａを備え、単結晶
シリコンにより矩形枠状に形成された第１の半導体層３
ａと、単結晶シリコンにより形成され加速度を検出する
ための第２の半導体層３ｂ（ＳＯＩ層）と、第１の半導
体層３ａと第２の半導体層３ｂ（ＳＯＩ層）との間に、
貫通孔２ｂを備えＳｉＯ2により形成された埋め込み酸
化膜４とを有するＳＯＩ基板５によって構成されてい
る。
【００５１】また、ＳＯＩ基板５は、セラミックよりな
るパッケージ用プレート６に接着剤７によって接着され
ている。
【００５２】ＳＯＩ基板５の第２の半導体層３ｂは、そ
の表面から埋め込み酸化膜４に達する溝が複数形成され
ることで、所定の形状がパターニングされており、図１
（ａ）に示されるように、可動部８と第１の固定電極用
片持ち構造体９ａと第２の固定電極用片持ち構造体９ｂ
とが区画形成されている。
【００５３】上記可動部８は、矩形状の重り部１０と、
重り部１０と一体に形成された櫛歯形状の可動電極１１
ａ、１１ｂと、重り部１０の両端に設けられた梁部１２
ａ、１２ｂ及びアンカー部１３ａ、１３ｂとから構成さ
れている。
【００５４】上記可動電極１１ａ、１１ｂは、重り部１
０の両側面から重り部１０と直交した方向へ一体的に突
出されており、これら可動電極１１ａ、１１ｂは、棒状
に形成され、断面形状が矩形になっている。
【００５５】上記梁部１２ａ、１２ｂは、梁部１２ａ、
１２ｂの長手方向と直交する方向に変位するばね機能を
有するため、図１（ａ）中の矢印Ｘ方向の成分を含む加
速度を受けた際に、重り部１０を図１（ａ）中の矢印Ｘ
方向へ変位させるとともに、加速度の消失に応じて、重
り部１０を元の状態に復元させるようになっている。
【００５６】よって、可動部８は、加速度の印加に応じ
て、梁部１２ａ、１２ｂの変位方向（矢印Ｘ方向）へ変
位可能となっている。
【００５７】また、可動部８の一方のアンカー部１３ｂ
には、一体連結された状態から延びているワイヤボンデ
ィング用の電極パッド１４ａが形成されている。
【００５８】電極パッド１４ａは、埋め込み酸化膜４を
介して、第１の半導体層３ａの上部の第２の半導体層３
ｂ上に形成されている。
【００５９】尚、上記電極パッド１４ａは、アルミニウ
ムより形成されている。
【００６０】上記第１の固定電極用片持ち構造体９ａ
は、第１の固定電極用配線部１５ａと第１の固定電極１
６ａとを備えており、第１の固定電極用配線部１５ａ
は、埋め込み酸化膜４を介して、第１の半導体層３ａの
上部の第２の半導体層３ｂ上に形成され、第１の固定電
極１６ａは、櫛歯形状をなし、断面形状が矩形に形成さ
れている。
【００６１】上記第１の固定電極１６ａは、上記第１の
固定電極用配線部１５ａに支持されており、この櫛歯状
の第１の固定電極１６ａは、櫛歯状の可動電極１１ａの
一方の側面と一定の検出空隙をおいて平行した状態で対
向配置されている。
【００６２】そして、容量式加速度センサ１に加速度が
印加されると、可動電極１１ａが変位し、この変位によ
る固定電極１６ａと可動電極１１ａとの間の相対位置の
変化を、両電極間の容量変化として検出している。
【００６３】同様に、上記第２の固定電極用片持ち構造
体９ｂは、第２の固定電極用配線部１５ｂと第２の固定
電極１６ｂとを備えており、第２の固定電極用配線部１
５ｂは、埋め込み酸化膜４を介して、第１の半導体層３
ａの上部の第２の半導体層３ｂ上に形成され、第２の固
定電極１６ｂは、櫛歯形状をなし、断面形状が矩形に形
成されている。
【００６４】上記第２の固定電極１６ｂは、上記第２の
固定電極用配線部１５ｂに支持されており、この櫛歯状
の第２の固定電極１６ｂは、櫛歯状の可動電極１１ｂの
一方の側面（可動電極１１ａにおける検出空隙側と反対
側の面）と一定の検出空隙をおいて平行した状態で対向
配置されている。
【００６５】そして、容量式加速度センサ１に加速度が
印加されると、可動電極１１ｂが変位し、この変位によ
る固定電極１６ｂと可動電極１１ｂとの間の相対位置の
変化を、両電極間の容量変化として検出している。
【００６６】また、第１の固定電極用片持ち構造体９ａ
の固定電極用配線部１５ａには、一体連結された状態か
ら延びているワイヤボンディング用の電極パッド１４ｂ
が形成されている。
【００６７】電極パッド１４ｂは、埋め込み酸化膜４を
介して、第１の半導体層３ａの上部の第２の半導体層３
ｂ上に形成されている。
【００６８】同様に、第２の固定電極用片持ち構造体９
ｂの固定電極用配線部１５ｂには、一体連結された状態
から延びているワイヤボンディング用の電極パッド１４
ｃが形成されている。
【００６９】電極パッド１４ｃは、埋め込み酸化膜４を
介して、第１の半導体層３ａの上部の第２の半導体層３
ｂ上に形成されている。
【００７０】尚、上記電極パッド１４ｂ、１４ｃは、ア
ルミニウムより形成されている。
【００７１】上記のように構成された容量式加速度セン
サ１では、可動電極１１ａと固定電極１６ａとの間に第
１のコンデンサが形成され、可動電極１１ｂと固定電極
１６ｂとの間に第２のコンデンサが形成される。
【００７２】そして、重り部１０に図１（ａ）中矢印Ｘ
方向の成分を含む加速度が印加されると、可動電極１１
ａ、１１ｂと固定電極１６ａ、１６ｂとの間隔が変化
し、この間隔の変化を第１のコンデンサと第２のコンデ
ンサとの容量変化の差分として、電極パッド１４ａ、１
４ｂ、１４ｃを通じて取り出すことにより加速度を検出
することができる。
【００７３】また、アンカー部１３ａ、１３ｂ、重り部
１０、固定電極１６ａ、１６ｂ及び可動電極１１ａ、１
１ｂには、矩形状の貫通孔１７が複数形成されており、
これら貫通孔１７により所謂ラーメン構造形状が形成さ
れ、容量式加速度センサ１の軽量化及び強度化が図られ
ている。
【００７４】さらに、本実施形態では、図２（ａ）に示
されるように、固定電極１６ａ、１６ｂの電極面には、
高い突起４０ａや低い突起４０ｂが、固定電極１６ａ、
１６ｂと一体的に形成されている。
【００７５】このように、固定電極１６ａ、１６ｂに、
高い突起４０ａや低い突起４０ｂを形成したことによ
り、即ち、突起４０に高低差を設けたことにより、可動
電極１１ａ、１１ｂ及び固定電極１６ａ、１６ｂが過大
変位した際には、まず、高い突起４０ａに可動電極１１
ａ、１１ｂが当たる。
【００７６】よって、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定
電極１６ａ、１６ｂが過大変位した際の衝撃力が大きい
場合には、まず、高い突起４０ａが破壊されることにな
り、低い突起４０ｂは高い突起４０ａにより保護される
ことになる。
【００７７】よって、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定
電極１６ａ、１６ｂが過大変位して、高い突起４０ａが
破壊された後は、残った低い突起４０ｂにより可動電極
１１ａ、１１ｂと固定電極１６ａ、１６ｂとの付着力を
低減することができるため、可動電極１１ａ、１１ｂと
固定電極１６ａ、１６ｂとの固着を抑制することができ
る。
【００７８】尚、可動電極１１ａ、１１ｂの過大変位と
しては、製造過程での搬送時に、静電引力やバキューム
などの加速度以外の要因により、固定電極１６ａ、１６
ｂに対して平行に変位する場合と、使用時などの過大な
加速度の印加により、片持ち棒状に形成された電極の平
行な変位に加え、電極自身の屈曲による変位もありう
る。
【００７９】以下、特に後者に着目した場合について説
明する。
【００８０】本実施形態では、図２（ａ）に示されるよ
うに、固定電極１６ａ、１６ｂの中心部Ｃに比べ、固定
電極１６ａ、１６ｂの先端部Ａ及び付け根部Ｂに近づく
ほど突起４０を多く配置している。
【００８１】可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定電極１６
ａ、１６ｂは、ＳＯＩ基板５に片持ち支持されているた
め、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定電極１６ａ、１６
ｂが強い衝撃により過大変位した際には、特に可動電極
１１ａ、１１ｂ及び固定電極１６ａ、１６ｂの先端が撓
むため、突起４０のうち、固定電極の先端部Ａ及び付け
根部Ｂに形成した突起４０が破壊されやすい。
【００８２】よって、固定電極１６ａ、１６ｂの中心部
Ｃに比べ、固定電極の先端部Ａ及び付け根部Ｂに近づく
ほど突起４０を多く配置したことにより、可動電極１１
ａ、１１ｂ及び固定電極１６ａ、１６ｂが強い衝撃によ
り過大変位した際に、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定
電極１６ａ、１６ｂの先端が撓み、固定電極１６ａ、１
６ｂの先端部Ａ及び付け根部Ｂに設けられた突起４０が
幾つか破壊されても、残った突起４０によって付着力を
低減することができるため、可動電極１１ａ、１１ｂと
固定電極１６ａ、１６ｂとの固着を抑制することができ
る。
【００８３】また、本実施形態では、図２（ａ）に示さ
れるように、固定電極１６ａ、１６ｂの中心部Ｃに比
べ、固定電極１６ａ、１６ｂの先端部Ａ及び付け根部Ｂ
に近づくほど突起４０を高く形成している。
【００８４】このように、固定電極１６ａ、１６ｂの中
心部Ｃに比べ、固定電極１６ａ、１６ｂの先端部Ａ及び
付け根部Ｂに近づくほど突起４０を高く形成すると好ま
しい。
【００８５】つまり、固定電極１６ａ、１６ｂの先端部
Ａや付け根部Ｂにおける突起４０は、電極の過大変位に
より破壊されることを前提としており、同様に、高い突
起４０ａも電極の過大変位により破壊されることを前提
とするものであり、破壊され易い場所に破壊されてもよ
い突起４０を形成することで、必要な他の突起４０を保
護することができる。
【００８６】また、本実施形態では、図２（ａ）に示さ
れるように、固定電極１６ａ、１６ｂの両側面に突起４
０を設けている。
【００８７】固定電極１６ａ、１６ｂの両側面に突起４
０を設けたことにより、固定電極１６ａ、１６ｂと固定
電極１６ａ、１６ｂの検出面側に対向配置した可動電極
１１ａ、１１ｂとの固着を抑制するだけでなく、固定電
極１６ａ、１６ｂと固定電極１６ａ、１６ｂの検出面と
反対側に対向配置された可動電極１６ａ、１６ｂまたは
梁部１２ａ、１２ｂとの固着を抑制することができる。
【００８８】以下、上記構造のような本実施形態の容量
式加速度センサ１の製造工程を、図３（ａ）から図３
（ｆ）を用いて説明する。
【００８９】まず、図３（ａ）に示されるように、ＳＯ
Ｉ基板５を用意する。
【００９０】このＳＯＩ基板５は、ベースとなる第１の
半導体層３ａの上部に、絶縁層として埋め込み酸化膜４
を介して、第２の半導体層３ｂを設けた構造となってい
る。
【００９１】続いて、図３（ｂ）に示されるように、電
極パッド形成工程を実行する。
【００９２】この電極パッド形成工程では、第２の半導
体層３ｂ上の全面に、アルミニウムを薄膜となるように
蒸着した後に、そのアルミニウム薄膜を、フォトリソグ
ラフィ技術及びエッチング技術を利用してパターニング
することにより、電極パッド１４（１４ａ、１４ｂ、１
４ｃ）を形成する。
【００９３】尚、この電極パッド形成工程では、電極パ
ッド１４のオーミックコンタクトを得るために、周知の
熱処理（シンタ）を必要に応じて行う。
【００９４】この状態から寸法調整工程を実行する。
【００９５】この寸法調整工程では、第１の半導体層３
ａの表面（埋め込み酸化膜４が形成される面と反対側の
面）側に、切削・研磨加工を施すことによって、第１の
半導体層３ａの厚さ寸法を調整する。
【００９６】このように、第１の半導体層３ａの厚さ寸
法を調整するのは、異方性エッチングにより貫通孔２ａ
を形成する際に、そのエッチング深さを低減し、そして
異方性エッチングに起因するチップ設計寸法の拡大を防
止するためである。
【００９７】続いて、図３（ｃ）に示されるように、マ
スク形成工程を実行する。
【００９８】このマスク形成工程では、第１の半導体層
３ａの表面（埋め込み酸化膜４が形成される面と反対側
の面）の全面に、プラズマＣＶＤ法などによって、シリ
コン窒化膜を堆積した後に、そのシリコン窒化膜を、フ
ォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用してパ
ターニングすることにより、貫通孔２ａをエッチングに
よって形成する際のマスク１８を形成する。
【００９９】尚、このマスク形成工程で用いられるマス
ク材には、シリコン窒化膜の他にも、シリコン酸化膜や
レジストなどを用いてもよい。
【０１００】このようにして、ＳＯＩ基板５の裏面に、
可動部８の下部が空洞となる領域（２ａ）が開口したマ
スク１８を配置する。
【０１０１】続いて、図３（ｄ）に示されるように、ト
レンチ形成工程を実行する。
【０１０２】このトレンチ形成工程では、第２の半導体
層３ｂ及び電極パッド１４の上部に、ドライエッチング
に対する耐性があるレジスト１９を、所定のパターン
（可動部８及び固定電極用片持ち構造体９ａ、９ｂに対
応した形状）で形成した状態で、レジスト１９をマスク
として、ドライエッチング装置により異方性ドライエッ
チングを実行することにより、第２の半導体層３ｂに対
し、埋め込み酸化膜４に達するトレンチを形成する。ま
た、このトレンチには、図１に示す貫通孔１７を含む。
【０１０３】また、このトレンチ形成工程では、上記マ
スク形成工程で所定の形状にパターニングされた突起４
０が、固定電極１６ａ、１６ｂと一体的に形成される。
【０１０４】尚、このトレンチ形成工程で用いられるマ
スク材には、レジスト１９の他にも、シリコン酸化膜や
シリコン窒化膜などを用いてもよい。
【０１０５】この状態から、図３（ｅ）に示されるよう
に、第１エッチング工程を実行する。
【０１０６】この第１エッチング工程では、マスク１８
を使用し、ＫＯＨ水溶液などの異方性エッチング水溶液
を利用して、第１の半導体層３ａの表面（埋め込み酸化
膜４が形成される面と反対側の面）側から異方性エッチ
ングを実行する。
【０１０７】この場合、異方性エッチングにより第１の
半導体層３ａを除去していき、このようなエッチングを
埋め込み酸化膜４まで進行させると、エッチング液の圧
力により埋め込み酸化膜４が破れてしまい、第１の半導
体層３ａが破壊される可能性が非常に高くなるため、エ
ッチングが埋め込み酸化膜４まで進行しないように、埋
め込み酸化膜４が露出した時点で、異方性エッチングを
終了するようにエッチング時間を管理する。
【０１０８】そして、この第１エッチング工程により、
第１の半導体層３ａに貫通孔２ａが形成される。
【０１０９】尚、このようなエッチング時間の管理は、
第１の半導体層３ａの厚さ寸法並びにエッチング液のエ
ッチングレートに基づいた計算により行うものである。
【０１１０】また、マスク１８は、第１のエッチング工
程終了後に除去するようにしている。
【０１１１】続いて、図３（ｆ）に示されるように、第
２エッチング工程を実行する。
【０１１２】この第２エッチング工程では、第１エッチ
ング工程で使用したエッチング装置のエッチングレート
を変更した状態で、埋め込み酸化膜４の裏面（第１の半
導体層３ａ側の面）からドライエッチングを施すことに
より、埋め込み酸化膜４を除去する。
【０１１３】このような第２エッチング工程の実行に応
じて、貫通孔２ｂが形成されるとともに、可動部８の重
り部１０、可動電極１１ａ、１１ｂ、梁部１２ａ、１２
ｂが可動状態になるとともに、固定電極用片持ち構造体
９ａ、９ｂの固定電極１６ａ、１６ｂが、固定電極用配
線部１５ａ、１５ｂに片持ち支持された状態となる。
【０１１４】このようにして、第２エッチング工程の実
行により、可動部１０及び固定電極用片持ち構造体１５
ａ、１５ｂが区画形成される。
【０１１５】そして、このような第２エッチング工程の
実行後に、ＳＯＩ基板５を接着剤７によって、セラミッ
クよりなるパッケージ用プレート６の上部に固着する。
【０１１６】その後、ＳＯＩ基板５を所定のセンサチッ
プ形状に切断するというダイシング工程を行うことによ
り、容量式加速度センサ１の製造が完了する。
【０１１７】ここで、本実施形態の容量式加速度センサ
１に動作について、図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明す
る。
【０１１８】上記のように構成された容量式加速度セン
サ１において、図１（ａ）中の矢印Ｘ方向の成分を含む
加速度が印加されると、重り部１０が図１（ａ）中の矢
印Ｘ方向へ変位するようになり、その印加加速度に応じ
た変位量は、重り部１０の質量と梁部１２ａ、１２ｂの
復元力、並びに電圧印加状態において、可動電極１１
ａ、１１ｂと固定電極１６ａ、１６ｂとの間に作用する
静電気力によって決定される。
【０１１９】この場合、可動電極１１ａと第１の固定電
極１６ａとの間に、第１のコンデンサＣＳ１（図４
（ａ）、（ｂ）参照）が形成され、また、可動電極１１
ｂと第２の固定電極１６ｂとの間に、第２のコンデンサ
ＣＳ２（図４（ａ）、（ｂ）参照）が形成される。
【０１２０】これらコンデンサＣＳ１、ＣＳ２は、上記
のように、重り部１０に加速度が作用したときの可動電
極１１ａ、１１ｂの変位の応じて差動的にその容量が変
化するものである。
【０１２１】従って、このようなコンデンサＣＳ１、Ｃ
Ｓ２の容量変化を、電極パッド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
を通じて取り出すことにより、容量式加速度センサ１に
印加した加速度を検出することができる。
【０１２２】尚、コンデンサＣＳ１、ＣＳ２の容量は、
本実施形態の場合、加速度が印加されていない状態で互
いに等しくなるように設定されている。
【０１２３】つまり、図１（ａ）において、左右に配置
された固定電極１６ａ、１６ｂ及びその間に配置された
可動電極２ａ、２ｂに関して、左右対称となっており、
ＣＳ１＝ＣＳ２となっている。
【０１２４】さらに、図４（ａ）、（ｂ）に示されるよ
うに、寄生容量ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３が形成される。
【０１２５】つまり、第１の固定電極用片持ち構造体９
ａの第１の固定電極用配線部１５ａと第１の半導体層３
ａとの間の寄生容量ＣＰ１と、第２の固定電極用片持ち
構造体９ｂの第２の固定電極用配線部１５ｂと第１の半
導体層３ａとの間の寄生容量ＣＰ２と、可動部８のアン
カー部１３ｂと第１の半導体層３ａとの間の寄生容量Ｃ
Ｐ３とが形成される。
【０１２６】ここで、図５（ａ）に、上記のような静電
容量の変化を検出するための容量変化検出回路の回路構
成を示す。ただし、この図５（ａ）では、容量式加速度
センサ１を等価回路で表現している。
【０１２７】第１の固定電極１６ａでの電極パッド１４
ｂには、図５（ｂ）に示されるような、矩形波よりなる
第１搬送波信号（周波数；例えば１００ｋＨｚ、電圧レ
ベルは例えば５Ｖ）が印加されるようになっている。
【０１２８】また、第２の固定電極１６ｂでの電極パッ
ド１４ｃには、図５（ｂ）に示されるような、第１搬送
波信号と位相が１８０°異なる、矩形波よりなる第２搬
送波信号（周波数；例えば１００ｋＨｚ、電圧レベルは
例えば５Ｖ）が印加されるようになっている。
【０１２９】尚、具体的には図示しないが、第１及び第
２搬送波信号は、同一の発振回路からのクロック信号に
同期して形成されるものである。
【０１３０】上記のような第１及び第２搬送波信号が印
加された状態では、可動電極１１ａ、１１ｂでの電極パ
ッド１４ａの電位レベルは、第１及び第２の容量ＣＳ
１、ＣＳ２に応じたレベルになるものであり、その電位
レベルをスイッチドキャパシタ回路３０により検出する
ようにしている。
【０１３１】スイッチドキャパシタ回路３０は、オペア
ンプ３１、帰還コンデンサ３２及びスイッチ要素３３を
図示のように組み合わせて接続されている。
【０１３２】上記オペアンプ３１は、反転入力端子に電
極パッド１４ａからの信号（可動電極１１ａ、１１ｂの
電位レベルを示す信号）が入力され、非反転入力端子に
２．５Ｖ（つまり、コンデンサＣＳ１、ＣＳ２の容量が
等しい状態に、電極パッド１４ａに現れる電位レベルに
相当）の電圧信号が与えられる構成となっている。
【０１３３】また、上記スイッチ要素３３は、上記図示
しない発振回路からのクロック信号に同期して生成され
るトリガ信号によりオン／オフされるものであり、図５
（ｂ）に示されるように、第１搬送波信号の立ち下がり
タイミング（第２搬送波信号の立ち上がりタイミング）
で一定時間（第１搬送波信号の１／２周期より短い時
間）だけオンするように設定される。
【０１３４】尚、図５（ａ）に示されるような容量検出
回路は、以下のように動作する。
【０１３５】コンデンサＣＳ１、ＣＳ２の容量が等しい
場合、図５（ｂ）に示されるよなタイミングチャート中
のタイミングＴ１においては、第１の固定電極１６ａに
０ボルト、第２の固定電極１６ｂに５ボルト、可動電極
１１ａ、１１ｂに２．５ボルトの電圧がそれぞれ印加さ
れることになる。
【０１３６】この際に、スイッチ要素３３がオンされる
ため、スイッチドキャパシタ回路３０からの出力電圧は
２．５ボルトになる。
【０１３７】上記タイミングＴ１から、所定時間が経過
したタイミングＴ２において、スイッチ要素３３がオフ
されたときには、固定電極１６ａ、１６ｂに対する印加
電圧は変化しないので、出力電圧Ｖｏもそのままであ
る。
【０１３８】ここで、出力電圧Ｖｏのレベルは、コンデ
ンサＣＳ１、ＣＳ２の差動的な変位量、つまり、重り部
１０に作用する加速度の大きさに応じて変位することに
なるから、その出力電圧Ｖｏを利用して加速度の大きさ
を検出することができる。
【０１３９】つまり、容量式加速センサ１に加速度が加
わった際の出力は、可動電極１１ａ、１１ｂと固定電極
１６ａ、１６ｂの間隔が変化し、その間隔の変化容量
（ＣＳ１−ＣＳ２）が生じることで発生する。
【０１４０】詳しく説明すると、センサ出力電圧Ｖｏ
は、 Ｖｏ＝｛（ＣＳ１―ＣＳ２）＋（ＣＰ１―ＣＰ２）・Ｃ
Ｐ３｝・Ｖ／Ｃｆ となる。
【０１４１】ただし、Ｖは第１の固定電極１６ａと第２
の固定電極１６ｂとの間の電圧差、Ｃｆはスイッチドキ
ャパシタ回路３０の帰還容量である。
【０１４２】尚、本発明は、上記実施形態に限られるも
のではなく、様々な態様に適用可能である。
【０１４３】例えば、突起４０は、図２（ａ）に示され
るような形状だけでなく、円錐形上などのその他の形状
でも構わない。
【０１４４】また、突起４０の数も特に限定する必要は
なく、強度を考慮してその個数を増やして良い。
【０１４５】また、図２（ｂ）に示されるように、突起
４０ｃに高低差を設けず、固定電極１６ａ、１６ｂの先
端部Ａ及び付け根部Ｂに突起４０ｃを多く配置した構造
の場合であっても、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定電
極１６ａ、１６ｂが過大変位し、可動電極１１ａ、１１
ｂ及び固定電極１６ａ、１６ｂの先端が大きく撓んだ際
には、可動電極１１ａ、１１ｂと固定電極１６ａ、１６
ｂとの固着を抑制することができる。
【０１４６】ただし、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定
電極１６ａ、１６ｂが撓まずに変位した際には、突起４
０ｃが全て破壊される可能性があり、それによって可動
電極１１ａ、１１ｂと固定電１６ａ、１６ｂ極とが固着
してしまう。
【０１４７】また、本実施形態では、固定電極１６ａ、
１６ｂに突起４０を設けたが、可動電極１１ａ、１１ｂ
に突起４０を設けた構造であってもよい。
【０１４８】ただし、可動電極１１ａ、１１ｂに突起４
０を設けた構造の場合、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固
定電極１６ａ、１６ｂが過大変位した際に、可動電極１
１ａ、１１ｂに設けられた突起４０が破壊されると、可
動部８のバランスが崩れてしまう。
【０１４９】このように、可動部８のバランスが崩れて
しまうと、可動電極１１ａ、１１ｂ変位が不均一にな
り、容量式加速度センサ１に作用した加速度を正確に検
出できなくなるため、突起４０は固定電極１６ａ、１６
ｂに形成するのが好ましい。
【０１５０】また、本実施形態では、固定電極１６ａ、
１６ｂに突起４０を設けたが、図６に示されるように、
梁部１２ａ、１２ｂと突起４０を設けても良い。
【０１５１】ただし、梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起
４０は、可動部８及び固定電極１６ａ、１６ｂが過大変
位し、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定電極１６ａ、１
６ｂの先端が大きく撓んだ際に、可動電極１１ａ、１１
ｂと固定電極１６ａ、１６ｂとが接触するよりも先に、
梁部１２ａ、１２ｂと梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起
４０とが接触するように形成する必要がある。
【０１５２】上記ような構造にしたことにより、可動部
８及び固定電極１６ａ、１６ｂが過大変位した際には、
まず、梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起４０に梁部１２
ａ、１２ｂが当たる。
【０１５３】よって、可動部８及び固定電極１６ａ、１
６ｂが過大変位した際の衝撃力が大きい場合には、ま
ず、梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起４０が破壊される
ことになり、梁部１２ａ、１２ｂの固着を抑制すること
ができる。
【０１５４】また、この場合、梁部１２ａ、１２ｂに設
けた突起４０に高低差を設けると、梁部１２ａ、１２ｂ
に設けた高い突起４０ｄと梁部１２ａ、１２ｂに設けた
低い突起４０ｅとにより、梁部１２ａ、１２ｂが保護さ
れることになるため、より梁部１２ａ、１２ｂの固着を
抑制することができる。
【０１５５】また、本実施形態では、固定電極１６ａ、
１６ｂのみに突起４０を設けたが、図７に示されるよう
に、固定電極１６ａ、１６ｂと梁部１２ａ、１２ｂとに
突起４０を設けても良い。
【０１５６】ただし、梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起
４０は、可動部８及び固定電極１６ａ、１６ｂが過大変
位し、可動電極１１ａ、１１ｂ及び固定電極１６ａ、１
６ｂの先端が大きく撓んだ際に、可動電極１１ａ、１１
ｂと固定電極１６ａ、１６ｂに設けた突起４０とが接触
するよりも先に、梁部１２ａ、１２ｂと梁部１２ａ、１
２ｂに設けた突起４０とが接触するように形成する必要
がある。
【０１５７】上記ような構造にしたことにより、可動部
８及び固定電極１６ａ、１６ｂが過大変位した際には、
まず、梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起４０に梁部１２
ａ、１２ｂが当たる。
【０１５８】よって、可動部８及び固定電極１６ａ、１
６ｂが過大変位した際の衝撃力が大きい場合には、ま
ず、梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起４０が破壊される
ことになり、固定電極１６ａ、１６ｂに設けた突起４０
は、梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起４０により保護さ
れることになる。
【０１５９】よって、可動部８及び固定電極１６ａ、１
６ｂが過大変位して、梁部１２ａ、１２ｂに設けた突起
４０が破壊された後は、残った固定電極１６ａ、１６ｂ
に設けた突起４０により、可動電極１１ａ、１１ｂと固
定電極１６ａ、１６ｂとの付着力を低減することができ
るため、可動電極１１ａ、１１ｂと固定電極１６ａ、１
６ｂとの固着を抑制することができる。
【０１６０】また、この場合、梁部１２ａ、１２ｂに設
けた突起４０に高低差を設けると、梁部１２ａ、１２ｂ
に設けた高い突起４０ｄと梁部１２ａ、１２ｂに設けた
低い突起４０ｅとにより、固定電極１６ａ、１６ｂに設
けた突起４０が保護されることになるため、より可動電
極１１ａ、１１ｂと固定電極１６ａ、１６ｂとの固着を
抑制することができる。
【０１６１】さらに、この場合、固定電極１６ａ、１６
ｂに設けた突起４０に高低差を設けると、梁部１２ａ、
１２ｂに設けた突起４０ｄ、４０ｅと固定電極１６ａ、
１６ｂに設けた高い突起４０ａとにより、固定電極１６
ａ、１６ｂに設けた低い突起４０ｂが保護されることに
なるため、より可動電極１１ａ、１１ｂと固定電極１６
ａ、１６ｂとの固着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本実施形態の容量式加速度センサの平
面構造を示す図であり、（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ
−Ａ’断面構造を示す図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）における要部拡大図を示す
図であり、（ｂ）はその他の実施形態を示す図である。
【図３】（ａ）から（ｆ）は、本実施形態の容量式加速
度センサの製造工程を示す図である。
【図４】（ａ）は本実施形態の容量式加速度センサに形
成される容量を説明するための平面構造を示す図であ
り、（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面構造を示
す図である。
【図５】（ａ）は本実施形態の容量検出回路の回路構成
を示す図であり、（ｂ）は各種の波形を示す図である。
【図６】梁部のみ突起を設けた実施形態を示す図であ
る。
【図７】固定電極と梁部とに突起を設けた実施形態を示
す図である。
【符号の簡単な説明】
１…容量式加速度センサ、 ２ａ、２ｂ…貫通孔、 ３ａ…第１の半導体層、 ３ｂ…第２の半導体層、 ４…埋め込み酸化膜、 ５…ＳＯＩ基板、 ６…パッケージ用プレート、 ７…接着剤、 ８…可動部、 ９ａ…第１の固定電極用片持ち梁構造体、 ９ｂ…第２の固定電極用片持ち梁構造体、 １０…重り部、 １１ａ、１１ｂ…可動電極、 １２ａ、１２ｂ…梁部、 １３ａ、１３ｂ…アンカー部、 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ…電極パッド、 １５ａ…第１の固定電極用配線部、 １５ｂ…第２の固定電極用配線部、 １６ａ、１６ｂ…固定電極、 １７…貫通孔、 １８…マスク、 １９…レジスト、 ３０…スイッチドキャパシタ回路、 ３１…オペアンプ、 ３２…帰還コンデンサ、 ３３…スイッチ要素、 ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ…突起、 Ａ…固定電極の先端部、 Ｂ…固定電極の付け根部、 Ｃ…固定電極の中心部、 ＣＳ１…第１のコンデンサ、 ＣＳ２…第２のコンデンサ、 ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３…寄生容量、 Ｔ１、Ｔ２…タイミング

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板に一端と他端とが支持され力
    学量の印加に応じて前記半導体基板の表面に対して平行
    に変位する可動電極と、該可動電極の検出面と対向する
    検出面を有し前記半導体基板に支持された固定電極とを
    備えた容量式力学量センサにおいて、 前記可動電極と前記固定電極との少なくともどちらか一
    方の電極において、当該一方の電極から他方の電極に向
    けて高低差を設けた突起を形成したことを特徴とする容
    量式力学量センサ。
  2. 【請求項２】 前記可動電極及び前記固定電極は片持ち
    支持された棒状構造であり、前記突起が形成された電極
    において、前記突起は前記電極の中心部に比べ、前記電
    極の先端部または付け根部の少なくともどちらか一方に
    多く配置したことを特徴とする請求項１に記載の容量式
    力学量センサ。
  3. 【請求項３】 前記突起は、前記電極の中心部に比べ、
    前記電極の先端部または付け根部の少なくともどちらか
    一方に近づくほど高く形成したことを特徴とする請求項
    １または２に記載の容量式力学量センサ。
  4. 【請求項４】 半導体基板に一端と他端とが支持され力
    学量の印加に応じて前記半導体基板の表面に対して平行
    に変位する可動電極と、該可動電極の検出面と対向する
    検出面を有し前記半導体基板に支持された固定電極とを
    備えた容量式力学量センサにおいて、 前記可動電極と前記固定電極との少なくともどちらか一
    方の電極において、当該一方の電極から他方の電極に向
    けて突起が設けられており、前記突起は当該突起が形成
    されている電極の中心部に比べ、前記電極の先端部また
    は付け根部の少なくともどちらか一方に多く配置したこ
    とを特徴とする容量式力学量センサ。
  5. 【請求項５】 前記突起は前記固定電極に形成したこと
    を特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の容量
    式力学量センサ。
  6. 【請求項６】 前記突起は前記固定電極の両側面に設け
    たことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載
    の容量式力学量センサ。
  7. 【請求項７】 半導体基板の表面に対して平行な方向に
    変形可能に前記半導体基板に支持された重り部と、該重
    り部に固定された可動電極と、前記半導体基板に形成さ
    れ、前記重り部と所定の間隔を隔てて対向配置された固
    定部と、前記可動電極の検出面と対向する検出面を有し
    前記半導体基板に支持された固定電極とを備えた容量式
    力学量センサにおいて、 前記可動電極または前記固定電極の少なくともどちらか
    一方に第１の突起が設けられ、また前記固定部または前
    記重り部の少なくともどちらか一方に第２の突起が設け
    られており、第２の突起は第１の突起よりも高く形成し
    たことを特徴とする容量式力学量センサ。
  8. 【請求項８】 前記固定部は、一端が前記半導体基板に
    固定され他端が前記重り部に固定された梁部を有し、前
    記梁部には前記突起が形成されたことを特徴とする請求
    項７に記載の容量式力学量センサ。
  9. 【請求項９】 前記第２の突起は複数の突起からなり、
    この複数の突起には高低差を設けたことを特徴とする請
    求項７または８に記載の容量式力学量センサ。
  10. 【請求項１０】 前記第１の突起は複数の突起からな
    り、この複数の突起には高低差を設けたことを特徴とす
    る請求項７乃至９の何れか１つに記載の容量式力学量セ
    ンサ。
  11. 【請求項１１】 前記可動電極及び前記固定電極は片持
    ち支持された棒状構造であり、前記第１の突起は、当該
    突起が形成された電極の中心部に比べ、前記電極の先端
    部または付け根部の少なくともどちらか一方に多く配置
    したことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１つに
    記載の容量式力学量センサ。
  12. 【請求項１２】 前記第１の突起は、前記電極の中心部
    に比べ、前記電極の先端部または付け根部の少なくとも
    どちらか一方に近づくほど高く形成したことを特徴とす
    る請求項７乃至１１の何れか１つに記載の容量式力学量
    センサ。
  13. 【請求項１３】 前記第１の突起は前記固定電極に形成
    したことを特徴とする請求項７乃至１２の何れか１つに
    記載の容量式力学量センサ。
  14. 【請求項１４】 前記第１の突起は前記固定電極の両側
    面に設けたことを特徴とする請求項７乃至１３の何れか
    １つに記載の容量式力学量センサ。
  15. 【請求項１５】 半導体基板に一端と他端とが支持され
    力学量の印加に応じて前記半導体基板の表面に対して平
    行な方向に変形可能な梁部と、該梁部に支持された重り
    部と、該重り部に固定された可動電極と、前記半導体基
    板に形成され、前記重り部と所定の間隔を隔てて対向配
    置された固定部と、前記可動電極の検出面と対向する検
    出面を有し前記半導体基板に支持された固定電極とを備
    えた容量式力学量センサにおいて、 前記可動電極と前記固定電極との距離が、前記固定部と
    前記重り部との距離または前記梁部と前記重り部との距
    離よりも長いことを特徴とする容量式力学量センサ。
  16. 【請求項１６】 前記固定部または前記重り部または前
    記梁部の少なくとも何れか一つに突起を形成したことを
    特徴とする請求項１５に記載の容量式力学量センサ。
  17. 【請求項１７】 前記固定部または前記重り部または前
    記梁部の少なくとも何れか一つに形成した突起は、複数
    の突起からなることを特徴とする請求項１６に記載の容
    量式力学量センサ。
  18. 【請求項１８】 前記突起には高低差を設けたことを特
    徴とする請求項１６または１７に記載の容量式力学量セ
    ンサ。
  19. 【請求項１９】 前記可動電極または前記固定電極の少
    なくともどちらか一方に第１の突起が設けられ、また前
    記固定部または前記重り部または前記梁部の少なくとも
    何れか一つに第２の突起が設けられており、第２の突起
    は第１の突起よりも高く形成したことを特徴とする請求
    項１５に記載の容量式力学量センサ。
  20. 【請求項２０】 前記第２の突起は複数の突起からな
    り、この複数の突起には高低差を設けたことを特徴とす
    る請求項１９に記載の容量式力学量センサ。
  21. 【請求項２１】 前記第１の突起は複数の突起からな
    り、この複数の突起には高低差を設けたことを特徴とす
    る請求項１９または２０に記載の容量式力学量センサ。
  22. 【請求項２２】 前記可動電極及び前記固定電極は片持
    ち支持された棒状構造であり、前記第１の突起は、当該
    突起が形成された電極の中心部に比べ、前記電極の先端
    部または付け根部の少なくともどちらか一方に多く配置
    したことを特徴とする請求項１９乃至２１の何れか１つ
    に記載の容量式力学量センサ。
  23. 【請求項２３】 前記第１の突起は、前記電極の中心部
    に比べ、前記電極の先端部または付け根部の少なくとも
    どちらか一方に近づくほど高く形成したことを特徴とす
    る請求項１９乃至２２の何れか１つに記載の容量式力学
    量センサ。
  24. 【請求項２４】 前記第１の突起は前記固定電極に形成
    したことを特徴とする請求項１９乃至２３の何れか１つ
    に記載の容量式力学量センサ。
  25. 【請求項２５】 前記第１の突起は前記固定電極の両側
    面に設けたことを特徴とする請求項１９乃至２４の何れ
    か１つに記載の容量式力学量センサ。
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