JP2006234720A - Physical sensor, electronic device, and method of manufacturing physical sensor - Google Patents

Physical sensor, electronic device, and method of manufacturing physical sensor Download PDF

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JP2006234720A JP2005052774A JP2005052774A JP2006234720A JP 2006234720 A JP2006234720 A JP 2006234720A JP 2005052774 A JP2005052774 A JP 2005052774A JP 2005052774 A JP2005052774 A JP 2005052774A JP 2006234720 A JP2006234720 A JP 2006234720A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To preferably improve correctness of detected signals by a physical sensor assuming that the detected signals by the physical sensor to noise signals are larger. <P>SOLUTION: A gyro sensor 2a includes a pair of glass substrates 20 (20a, 20b), a silicon substrate 21 bonded in the state that the substrate is sandwiched between a pair of the glass substrates 20 (20a, 20b), a sensing chamber 22 that is enclosed by the silicon substrate 21 and a pair of the glass substrate 20, and a detector 23 accommodated in the sensing chamber 22 for detecting angular velocity (physical quantity) acted from the outside. In the gyro sensor 2a, an insulation layer for electrically insulating a supporting section 15 from proof masses 32 and a column 34 is provided between the supporting section 15 and the proof masses 32 and between the supporting section 15 and the column 34, and also a part of a first glass substrate 20a between an input electrode 47 and an output electrode 48 is electrically insulated. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、加速度や角速度に応じて変位する錘部の変位を圧電素子（ピエゾ抵抗体素子）により検出し、該検出結果から加速度や角速度を測定する力学量センサ及び該力学量センサを有する電子機器並びに力学量センサの製造方法に関するものである。   The present invention detects a displacement of a weight portion that is displaced according to acceleration or angular velocity by a piezoelectric element (piezoresistive element), and measures a acceleration or angular velocity from the detection result, and an electronic device having the mechanical quantity sensor The present invention relates to a device and a method for manufacturing a mechanical quantity sensor.

従来から、半導体ＭＥＭＳ（半導体プロセス技術を用いて１つの基板上に電子と機械機構とを融合させた微小デバイス；Micro Electro Mechanical Systems）の１つとして、錘部を可撓性の有する支持部で支持（吊り）してなる力学量センサが知られている。この種の力学量センサにあっては、この錘部に外部から何らかの力学量が加えられた場合に、この加えられた力学量によっての錘部の変位を検出して、その検出結果によって加えられた力学量（例えば、加速度や角速度等）を測定するものとなっていた。この錘部の振動方向や大きさ等の各種変位の検出にあたっては、支持部にピエゾ抵抗素子を設け、このピエゾ抵抗素子の抵抗変化（錘部に作用する力学量に応じて変化する）によって、加えられた力学量を検出するようにされていた。   Conventionally, as one of the semiconductor MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), a weight supporting part is a flexible supporting part. A mechanical quantity sensor that is supported (suspended) is known. In this kind of mechanical quantity sensor, when some mechanical quantity is applied to the weight part from the outside, the displacement of the weight part due to the added mechanical quantity is detected and added based on the detection result. The mechanical quantity (for example, acceleration, angular velocity, etc.) was measured. In detecting various displacements such as the vibration direction and size of the weight part, a piezoresistive element is provided in the support part, and by the resistance change of the piezoresistive element (which changes according to the mechanical quantity acting on the weight part), It was designed to detect the added mechanical quantity.

例えば、図２０に示すように、錘部８１を支持する複数の支持部８２のそれぞれに、ピエゾ抵抗素子８３が設けられてなる力学量センサ８０が提供されている（特許文献１参照）。この力学量センサ８０にあっては、ピエゾ抵抗素子８３は互いに素子分離されていない状態となっており、各ピエゾ抵抗素子８３の間で、リーク電流（漏れ電流）が発生してしまう。これによって各ピエゾ抵抗素子８３間においてクロストークが発生していた。つまり、力学量を測定するにあたって、正確性に欠けてしまう問題が生じていた。   For example, as shown in FIG. 20, a mechanical quantity sensor 80 in which a piezoresistive element 83 is provided on each of a plurality of support portions 82 that support a weight portion 81 is provided (see Patent Document 1). In the mechanical quantity sensor 80, the piezoresistive elements 83 are not separated from each other, and a leak current (leakage current) is generated between the piezoresistive elements 83. As a result, crosstalk occurs between the piezoresistive elements 83. In other words, there has been a problem of lack of accuracy in measuring the mechanical quantity.

そこで、このようなリーク電流の発生を防止することを目的として、ｎ型シリコン基板に、ｐ型の不純物を高濃度に注入し、これによってピエゾ抵抗素子を形成してなる力学量センサが提供されている（特許文献２及び３参照）。この種の力学量センサにあっては、ピエゾ抵抗素子とシリコン基板とがｐｎ接合された状態となっているので、ダイオードのように素子分離されて構成されることとなり、ピエゾ抵抗素子からシリコン基板への漏れ電流は防止されていた。   Therefore, for the purpose of preventing the occurrence of such a leakage current, a mechanical quantity sensor is provided in which p-type impurities are implanted at a high concentration into an n-type silicon substrate, thereby forming a piezoresistive element. (See Patent Documents 2 and 3). In this type of mechanical quantity sensor, since the piezoresistive element and the silicon substrate are in a pn junction state, the element is separated like a diode, so that the piezoresistive element and the silicon substrate are separated. Leakage current to was prevented.

また、これとは異なるものとして、各ピエゾ抵抗素子の間を機械的に絶縁して、素子分離の構成を図った力学量センサも知られている（例えば、特許文献４及び５参照）。すなわち、図２１及び図２２に示すように、この力学量センサ９０は、錘部９１を支持する複数の支持部９２それぞれの上面に、絶縁体薄膜９３を形成すると共に、該絶縁体薄膜９３上にさらに半導体薄膜を成膜してピエゾ抵抗素子９４を形成している。この絶縁体薄膜９３によって、各ピエゾ抵抗素子９４は電気的に絶縁された状態となり、発生したリーク電流から影響を受け難いものとされていた。
特開２００４−２２６０８５号公報 特開平８−１６２６４５号公報 特開平９−２０３７４７号公報 特開平６−２９６０３２号公報 特開２００３−９８０２５号公報 In addition to this, there is also known a mechanical quantity sensor in which each piezoresistive element is mechanically insulated to achieve element isolation (see, for example, Patent Documents 4 and 5). That is, as shown in FIGS. 21 and 22, the mechanical quantity sensor 90 includes an insulator thin film 93 formed on the upper surface of each of the plurality of support portions 92 that support the weight portion 91, and the insulator thin film 93 on the upper surface. Further, a piezoresistive element 94 is formed by forming a semiconductor thin film. By this insulating thin film 93, each piezoresistive element 94 is in an electrically insulated state, and is hardly affected by the generated leakage current.
JP 2004-226085 A JP-A-8-162645 JP-A-9-203747 JP-A-6-296032 JP 2003-98025 A

しかしながら、上述したリーク電流からの影響を回避する素子分離にあっては、次のような問題が残されていた。すなわち、上述した特許文献２及び３記載に記載される手法にあっては、力学量センサが高温（例えば、１００℃以上）状態にさらされた場合や、光や電磁波が入射した場合等に、シリコン基板上に電荷が励起されて漏れ電流が生じてしまい、不完全な素子分離となってしまっていた。さらに、この手法によっては、常にｎ型基板を選択することが必要とされ、設計段階での制限を受けてしまう。また、ピエゾ抵抗素子の形成にあたっては、ｐ型不純物の注入を行う必要があり、また、電極取り出し部の形成にはｎ型不純物の注入を行う必要がある。つまり、２段階の不純物注入工程が必要とされ、製造が煩雑なものとなっていた。   However, the following problems remain in element isolation that avoids the influence from the leakage current described above. That is, in the methods described in Patent Documents 2 and 3 described above, when the mechanical quantity sensor is exposed to a high temperature (for example, 100 ° C. or higher) state, when light or electromagnetic waves are incident, Electric charges are excited on the silicon substrate to cause a leakage current, resulting in incomplete element isolation. Furthermore, depending on this method, it is necessary to always select an n-type substrate, which is limited in the design stage. Further, when forming the piezoresistive element, it is necessary to implant p-type impurities, and to form the electrode extraction portion, it is necessary to implant n-type impurities. That is, a two-step impurity implantation process is required, and the manufacturing is complicated.

また、特許文献４及び５等に記載された力学量センサ９０では、各ピエゾ抵抗素子９４を素子分離させることができるものの、絶縁体薄膜９３は、支持部９２上の一面に成膜される。これによって、絶縁体薄膜９３の内部応力によって支持部９２が変形してしまう不具合が残されていた。例えば、図２３に示すように、支持部９２自身が長手方向に変形した場合には、この支持部９２に支持されている錘部９１が力学量センサの外壁９５に接触してしまって振動特性が変化してしまう不具合を生じたり、また図２４に示すように、支持部９２自身が短手方向に変形した場合には、支持部９２のバネ定数が変化してしまって振動特性が変化してしまう不具合を生じたりする虞が残されていた。このように振動特性が変化してしまうと、力学量センサによって所望の検出を行えない。   In the mechanical quantity sensor 90 described in Patent Documents 4 and 5, etc., each piezoresistive element 94 can be separated, but the insulator thin film 93 is formed on one surface on the support portion 92. As a result, there remains a problem that the support portion 92 is deformed by the internal stress of the insulating thin film 93. For example, as shown in FIG. 23, when the support portion 92 itself is deformed in the longitudinal direction, the weight portion 91 supported by the support portion 92 comes into contact with the outer wall 95 of the mechanical quantity sensor, and vibration characteristics are obtained. If the support portion 92 itself deforms in the short direction as shown in FIG. 24, the spring constant of the support portion 92 changes and the vibration characteristics change. There was a possibility that it would cause problems. If the vibration characteristics change in this way, desired detection cannot be performed by the mechanical quantity sensor.

本発明は、このような事情を鑑みなされたものであって、その目的は、錘部を支持する支持部に影響を与えずに、各圧電素子（ピエゾ抵抗素子）を機械的に完全に素子分離してリーク電流からの悪影響を防止して各圧電素子（ピエゾ抵抗素子）間のクロストークを減少させ、これによって、ノイズ信号に対する力学量センサによって検出された検出信号の比を大きなものとして、力学量センサによる検出信号の正確性を好適に向上させ、さらには温度変化等の環境変化によって支持部の有するバネ特性が変化してしまうことを好適に防止した力学量センサ及び該力学量センサを有する電子機器並びに力学量センサの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to completely and completely mechanically connect each piezoelectric element (piezoresistive element) without affecting the support portion that supports the weight portion. Separated to prevent adverse effects from leakage current and reduce crosstalk between each piezoelectric element (piezoresistive element), thereby increasing the ratio of the detection signal detected by the mechanical quantity sensor to the noise signal, A mechanical quantity sensor that suitably improves the accuracy of a detection signal by a mechanical quantity sensor, and further suitably prevents a spring characteristic of a support portion from being changed by an environmental change such as a temperature change. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electronic device and a mechanical quantity sensor.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明の力学量センサは、所定間隔を空けた状態で互いに平行配置された第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に挟まれながら、これら前記第１の基板と前記第２の基板との互いを支持して前記第１の基板と前記第２の基板との間に検出室を形成する半導体材料からなる中空部を有する柱状部と、前記第１の基板及び前記第２の基板と所定間隔を空けて前記第１の基板及び前記第２の基板と平行に前記検出室内に設けられた半導体材料からなる錘部と、前記錘部の前記第１の基板側の対向面と面一とされた面を有し且つ前記錘部から放射状に対称的に延びて前記柱状部と接続して前記錘部を支持する少なくとも一対の半導体材料からなる支持部と、前記支持部に設けられた少なくとも一対の圧電素子と、前記第１の基板に設けられ且つ前記圧電素子に電流を入力する入力電極と、前記第１の基板に設けられ且つ前記圧電素子から入力された電流を出力する出力電極とを備え、前記支持部を前記錘部及び柱状部とから電気的に独立させる絶縁層を、前記支持部と前記錘部との間に及び前記支持部と前記柱状部との間に設けると共に、前記第１の基板のうち前記入力電極と前記出力電極との間を電気的に絶縁していることを特徴とする。 The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
The mechanical quantity sensor of the present invention is sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate, which are arranged in parallel with each other with a predetermined interval therebetween, A columnar portion having a hollow portion made of a semiconductor material that supports the first substrate and the second substrate to form a detection chamber between the first substrate and the second substrate; A weight portion made of a semiconductor material provided in the detection chamber in parallel with the first substrate and the second substrate at a predetermined interval from the first substrate and the second substrate; At least a pair of semiconductor materials having a surface flush with the opposing surface on the first substrate side and extending radially symmetrically from the weight portion and connected to the columnar portion to support the weight portion A supporting part, and at least a pair of piezoelectric elements provided on the supporting part, An input electrode that is provided on one substrate and inputs a current to the piezoelectric element; and an output electrode that is provided on the first substrate and outputs a current input from the piezoelectric element. An insulating layer that is electrically independent from the weight part and the columnar part is provided between the support part and the weight part and between the support part and the columnar part, The input electrode and the output electrode are electrically insulated from each other.

本発明の力学量センサにあっては、まず、入力電極を介して柱状部に所定の電圧を印加する。この電圧印加によって、中空部を有する柱状部に供給された電流は、圧電素子（ピエゾ抵抗素子）が形成された対の支持部を介して各出力電極に達する。この電流値を、出力電極を介して検出することによって、各圧電素子の抵抗値をモニタすることができる。なお、柱状部、対の支持部は、それぞれ半導体材料（例えば、シリコン）から形成されるものとなっているので、入力電極から出力電極へと電流は確実に流れる。なお、この柱状部は中空部を有し、この中空部が電気的絶縁性を有する絶縁層を構成することもある。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, first, a predetermined voltage is applied to the columnar portion via the input electrode. By this voltage application, the current supplied to the columnar part having the hollow part reaches each output electrode via a pair of support parts on which piezoelectric elements (piezoresistive elements) are formed. By detecting this current value via the output electrode, the resistance value of each piezoelectric element can be monitored. Since the columnar part and the pair of support parts are each formed of a semiconductor material (for example, silicon), current flows reliably from the input electrode to the output electrode. In addition, this columnar part has a hollow part, and this hollow part may comprise the insulating layer which has electrical insulation.

ここで、錘部は、第１の基板（第１のガラス基板）及び第２の基板（第２のガラス基板）から所定の間隔を空けた状態で、対の支持部によって吊り下げられて支持されている。これによって、錘部に力学量（例えば加速度や角速度）が作用したときに、第１の基板及び第２の基板に接触することなく、前記力学量の大きさ及び方向に応じて変位する。そして、対の支持部は、錘部の変位に伴って、撓んだり、捩れたり（対の支持部の軸回りの捩れ）して変形する。この際、対の支持部の変形に伴って、圧電素子も同様に変形する。そして、圧電素子が変形すると、各出力電極でモニタしていた抵抗値が変化するので、錘部に作用した加速度や角速度等の力学量を測定することができる。   Here, the weight part is suspended and supported by a pair of support parts in a state of being spaced apart from the first substrate (first glass substrate) and the second substrate (second glass substrate). Has been. As a result, when a mechanical quantity (for example, acceleration or angular velocity) acts on the weight portion, it is displaced according to the magnitude and direction of the mechanical quantity without contacting the first substrate and the second substrate. The pair of support portions are deformed by bending or twisting (twisting around the axis of the pair of support portions) in accordance with the displacement of the weight portion. At this time, the piezoelectric element is similarly deformed along with the deformation of the pair of support portions. When the piezoelectric element is deformed, the resistance value monitored by each output electrode changes, so that it is possible to measure mechanical quantities such as acceleration and angular velocity acting on the weight portion.

特に、支持部と錘部との間には、絶縁層が形成されているので、各圧電素子に流れる電流が錘部を介して他の圧電素子に流れることはない。また、支持部と錘部との間には、絶縁層が形成されているので、各圧電素子に流れる電流が錘部を介して他の圧電素子に流れることはない。第１の基板のうち前記入力電極と前記出力電極との間にあっても電気的に絶縁された状態となっているので、各圧電素子に流れる電流が柱状部から第１の基板及び第２の基板を通って他の圧電素子に流れることはない。つまり、各圧電素子は、それぞれ入力電極及び出力電極以外の場所で電気的に絶縁された状態になっている。従って、各圧電素子を機械的に完全に素子分離でき、他の圧電素子へのリーク電流（漏れ電流）を防止することができる。よって、検出された電流値の精度を高め、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することができる。   In particular, since an insulating layer is formed between the support portion and the weight portion, the current flowing through each piezoelectric element does not flow to other piezoelectric elements via the weight portion. In addition, since an insulating layer is formed between the support portion and the weight portion, a current flowing through each piezoelectric element does not flow to other piezoelectric elements via the weight portion. Since the first substrate is electrically insulated even between the input electrode and the output electrode, the current flowing through each piezoelectric element flows from the columnar portion to the first substrate and the second substrate. It does not flow through the other piezoelectric elements. That is, each piezoelectric element is in a state of being electrically insulated at a place other than the input electrode and the output electrode. Therefore, each piezoelectric element can be mechanically completely separated, and leakage current (leakage current) to other piezoelectric elements can be prevented. Therefore, the accuracy of the detected current value can be improved, and mechanical quantities such as acceleration and angular velocity can be measured with high accuracy.

本発明の力学量センサは、前記圧電素子のそれぞれに共通する共通電極を前記錘部の前記第１の基板側の対向面の中心に設け、前記入力電極から共通電極に電流を導通すると共に前記圧電素子と電気的に分離された第１の導通部を前記支持部に設けたことを特徴とする。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, a common electrode common to each of the piezoelectric elements is provided at the center of the opposing surface of the weight portion on the first substrate side, and current is conducted from the input electrode to the common electrode. The support portion is provided with a first conduction portion that is electrically separated from the piezoelectric element.

本発明の力学量センサにあっては、圧電素子のそれぞれの共通電極が、錘部の第１の基板側の対向面の中心に設けられ、この共通電極は、入力電極から支持部に設けられた第１の導通部を導通して、電流が入力される個所とされる。さらに入力された電流は、この一極から圧電素子のそれぞれに流される。つまり、簡単な構成でありながら、圧電素子のそれぞれに好適に電流が流される。従って、この力学量センサにあっては、電極が減らされてコンパクトに構成されながら、複数設けられた圧電素子に好適に電流を流すことができる。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, each common electrode of the piezoelectric element is provided at the center of the opposing surface of the weight portion on the first substrate side, and this common electrode is provided from the input electrode to the support portion. The first conducting portion is conducted to be a place where current is input. Furthermore, the input electric current is sent from the one pole to each of the piezoelectric elements. That is, although it is a simple structure, an electric current is suitably sent through each piezoelectric element. Therefore, in this mechanical quantity sensor, it is possible to allow a current to flow suitably through a plurality of piezoelectric elements while having a compact configuration with a reduced number of electrodes.

本発明の力学量センサは、前記第１の導通部が設けられた前記支持部以外の前記支持部のそれぞれに、前記第１の導通部を模した第２の導通部を設けたことを特徴とする。   The mechanical quantity sensor according to the present invention is characterized in that a second conduction part simulating the first conduction part is provided in each of the support parts other than the support part provided with the first conduction part. And

本発明の力学量センサにあっては、第１の導通部が設けられた支持部以外の支持部のそれぞれに、この第１の導通部を模した第２の導通部を設けているので、錘部から放射状に対称的に延びた支持部の全てに第１の導通部若しくは第２の導通部が設けられる。従って、支持部のバランスが好ましいものとなる。よって、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することができる。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, since each of the support parts other than the support part provided with the first conduction part is provided with a second conduction part imitating the first conduction part, The first conductive portion or the second conductive portion is provided on all of the support portions that extend radially symmetrically from the weight portion. Therefore, the balance of the support portion is preferable. Therefore, mechanical quantities such as acceleration and angular velocity can be measured with high accuracy.

本発明の力学量センサは、前記検出室内に前記錘部を静電的に振動させる振動機構と、前記錘部まで前記絶縁層を貫通する貫通孔と、前記貫通孔内に一端が前記錘部と電気的に接続されると共に他端が接地された半導体材料と電気的に接続される第１の導電体とを設けたことを特徴とする。   The mechanical quantity sensor of the present invention includes a vibration mechanism that electrostatically vibrates the weight portion in the detection chamber, a through hole that penetrates the insulating layer to the weight portion, and one end of the weight portion in the through hole. And a first conductor that is electrically connected to a semiconductor material that is electrically connected to the other end and grounded at the other end.

本発明の力学量センサにあっては、錘部を、第１の導電体を介して接地させることができる。つまり、錘部を電気的にグランドに落とすことができる。これによって、この力学量センサを角速度センサとして用いる場合に、グランドに落とされた錘部を、振動機構によって、好適に振動させることができる。従って、錘部を好ましく振動させることができるので、この力学量センサによって力学量を検出する際に、角速度を好ましく検出できる。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, the weight portion can be grounded via the first conductor. That is, the weight portion can be dropped to the ground electrically. Thereby, when using this mechanical quantity sensor as an angular velocity sensor, the weight part dropped to the ground can be suitably vibrated by the vibration mechanism. Accordingly, since the weight portion can be vibrated preferably, the angular velocity can be preferably detected when the mechanical quantity is detected by the mechanical quantity sensor.

本発明の力学量センサは、前記第１の基板及び前記第２の基板が、ガラス基板からなることを特徴とする。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, the first substrate and the second substrate are made of glass substrates.

本発明の力学量センサにあっては、第１の基板及び第２の基板が、電気的絶縁性を有するガラス基板からなるので、この第１の基板と第２の基板とによって挟み込まれる半導体材料（例えば、シリコン）からなる場合でも、この半導体材料に外部から電気的に絶縁される。また、この第１の基板及び第２の基板に、適宜間隔で複数の電極を設けた場合にあっても、これらの複数の電極は、互いに電気的に絶縁される。従って、電気的悪影響を受けないこととなり、よって、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することができる。また、このようにガラス基板を用いた場合、陽極接合が可能となり、低温においての接合が可能となる。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, since the first substrate and the second substrate are made of a glass substrate having electrical insulation, a semiconductor material sandwiched between the first substrate and the second substrate. Even when made of (for example, silicon), the semiconductor material is electrically insulated from the outside. Further, even when a plurality of electrodes are provided on the first substrate and the second substrate at appropriate intervals, the plurality of electrodes are electrically insulated from each other. Therefore, it is not adversely affected by electricity, and therefore mechanical quantities such as acceleration and angular velocity can be measured with high accuracy. Further, when the glass substrate is used in this way, anodic bonding is possible, and bonding at a low temperature is possible.

本発明の力学量センサは、前記柱状部の前記入力電極と前記出力電極とが接する個所に、不純物層を設けたことを特徴とする。   The mechanical quantity sensor of the present invention is characterized in that an impurity layer is provided at a position where the input electrode and the output electrode of the columnar portion are in contact with each other.

本発明の力学量センサにあっては、入力電極と柱状部との間、及び出力電極と柱状部との間に不純物層を設けたので、電極と半導体材料との間の接触抵抗が軽減され、接触抵抗による電流の損失を好適に防止して、ノイズ電流に対する検出電流の比が向上して検出された電流値の精度を高め、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することが出来る。さらに、本発明の力学量センサにあっては、入力電極と柱状部との間、及び出力電極と柱状部との間に不純物層を設けたので、電流電圧特性が線形を示すオーミックコンタクトが得られ、検出される電流値から力学量への算出が容易になる。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, since the impurity layer is provided between the input electrode and the columnar part and between the output electrode and the columnar part, the contact resistance between the electrode and the semiconductor material is reduced. The loss of current due to contact resistance is preferably prevented, the ratio of the detected current to the noise current is improved, the accuracy of the detected current value is improved, and the mechanical quantities such as acceleration and angular velocity can be measured with high accuracy. I can do it. Furthermore, in the mechanical quantity sensor of the present invention, since the impurity layer is provided between the input electrode and the columnar part and between the output electrode and the columnar part, an ohmic contact having a linear current-voltage characteristic is obtained. Therefore, calculation from the detected current value to the mechanical quantity becomes easy.

本発明の力学量センサは、前記不純物層と前記第１の導通部の前記入力電極側端部との間及び前記不純物層と前記圧電素子の前記出力電極側端部との間に、これらを互いに直接的に電気的に接続する金属膜を設けたことを特徴とする。   The mechanical quantity sensor according to the present invention includes the impurity layer and the first conductive portion between the input electrode side end and the impurity layer and the piezoelectric element on the output electrode side end. A metal film that is directly and electrically connected to each other is provided.

本発明の力学量センサにあっては、不純物層と第１の導通部との間、及び不純物層と圧電素子との間に、これらを互いに直接的に電気的に接続する金属膜を設けているので、この不純物層と、第１の導通部及び圧電素子とは、半導体材料を介さずに電流が通電される。従って、半導体材料を介することによって生じていた電流の損失を好適に防止して、ノイズ電流に対する検出電流の比が向上して、よって、検出された電流値の精度を高め、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することができる。   In the mechanical quantity sensor of the present invention, a metal film is provided between the impurity layer and the first conducting portion and between the impurity layer and the piezoelectric element so as to directly and electrically connect them. Therefore, a current is passed through the impurity layer, the first conductive portion, and the piezoelectric element without passing through the semiconductor material. Therefore, the loss of current caused by passing through the semiconductor material is preferably prevented, and the ratio of the detected current to the noise current is improved, thereby improving the accuracy of the detected current value, such as acceleration and angular velocity. Mechanical quantities can be measured with high accuracy.

本発明の力学量センサの製造方法は、シリコン酸化膜を第１のシリコン層及び第２のシリコン層で挟んでなるＳＯＩ基板を、両面から第１の基板と第２の基板とを挟み込んで互いに接合してなる力学量センサの製造方法であって、前記第１の基板に入出力用凹部を設ける基板加工工程と、前記第１のシリコン層にギャップ用凹部を形成し、前記ギャップ用凹部内に不純物を注入するとともに前記ギャップ用凹部の周囲所定間隔に不純物層を形成し、次いで前記ギャップ凹部の底面のシリコンを除去しながら前記第２のシリコン層に設ける錘部を支持し表面に不純物層からなる圧電素子を有する支持部を形成するＳＯＩ活性層加工工程と、前記第２のシリコン層にギャップ用凹部を形成し、次いで前記第２のシリコン層に前記錘部を設けるように錘用凹部を形成し、次いで前記第２のシリコン層及び前記シリコン酸化膜を除去しながら前記錘部を形成するＳＯＩ支持層加工工程と、前記ＳＯＩ活性層加工工程ののちに、前記第１の基板を前記第１のシリコン層側の柱状部に接合し、次いで前記入出力用凹部に第２の導電体を設けて入力電極及び出力電極を形成する第１の基板接合工程と、前記ＳＯＩ支持層加工工程ののちに、前記第２の基板を前記第２のシリコン層側の柱状部に接合する第２の基盤接合工程とを備え、前記支持部を前記錘部及び柱状部とから電気的に独立させる絶縁層を、前記支持部と前記錘部との間に及び前記支持部と前記柱状部との間に設けるとともに、前記第１の基板のうち前記入力電極と前記出力電極との間を電気的に絶縁していることを特徴とする。   In the method of manufacturing a mechanical quantity sensor of the present invention, an SOI substrate having a silicon oxide film sandwiched between a first silicon layer and a second silicon layer is sandwiched between the first substrate and the second substrate from both sides. A method of manufacturing a mechanical quantity sensor formed by bonding, comprising: a substrate processing step of providing an input / output recess in the first substrate; and forming a gap recess in the first silicon layer; An impurity layer is formed at a predetermined interval around the gap recess, and a weight portion provided on the second silicon layer is supported while removing silicon on the bottom surface of the gap recess, and an impurity layer is formed on the surface. An SOI active layer processing step for forming a support portion having a piezoelectric element comprising: a gap recess is formed in the second silicon layer, and then the weight portion is provided in the second silicon layer. After the SOI support layer processing step of forming the weight concave portion and then forming the weight portion while removing the second silicon layer and the silicon oxide film, and after the SOI active layer processing step, A first substrate bonding step of bonding a substrate to the columnar portion on the first silicon layer side, and then providing a second conductor in the input / output recess to form an input electrode and an output electrode; and the SOI support And a second substrate bonding step for bonding the second substrate to the columnar portion on the second silicon layer side after the layer processing step, wherein the support portion is electrically connected to the weight portion and the columnar portion. And an insulating layer to be made independent between the support portion and the weight portion and between the support portion and the columnar portion, and between the input electrode and the output electrode of the first substrate. Are electrically insulated.

本発明の力学量センサの製造方法にあっては、まず、基板加工工程において、第１の基板に入出力用凹部が設けられる。この後、ＳＯＩ活性層加工工程において、１のシリコン層にギャップ用凹部が形成される。このギャップ用凹部内には後に加工されて圧電素子（ピエゾ抵抗素子）となる不純物が注入される。また、このギャップ用凹部の周囲所定間隔に不純物層が形成される。この後、ＳＯＩ支持層加工工程において、第２のシリコン層にギャップ用凹部が形成され、第２のシリコン層に錘部を設けるように錘用凹部が形成され、第２のシリコン層及びシリコン酸化膜を除去しながら錘部を支持する支持部が設けられるように支持部用凹部が形成される。   In the method of manufacturing a mechanical quantity sensor of the present invention, first, in the substrate processing step, the input / output recess is provided in the first substrate. Thereafter, in the SOI active layer processing step, a gap recess is formed in one silicon layer. Impurities that will be processed later and become piezoelectric elements (piezoresistive elements) are implanted into the gap recesses. An impurity layer is formed at a predetermined interval around the gap recess. Thereafter, in the SOI support layer processing step, a gap recess is formed in the second silicon layer, a weight recess is formed so as to provide a weight in the second silicon layer, and the second silicon layer and silicon oxide are formed. A support-use recess is formed so as to provide a support that supports the weight while removing the film.

この後、第１の基板接合工程において、第１の基板が前記第１シリコン層側の柱状部に接合され、入出力用凹部に第２の導電体を設けて入力電極及び出力電極が形成される。なお、この第１の基板接合工程は、前記ＳＯＩ活性層加工工程の後になされるものであればよい。この後、第２の基板接合工程において、第２の基板が第２シリコン層側の柱状部に接合される。なお、この第２の基板接合工程は、ＳＯＩ支持層加工工程の後になされるものであれば、何ら問題はない。さらに、この力学量センサの製造方法にあっては、支持部を錘部及び柱状部とから電気的に独立させる絶縁層が、支持部と錘部との間に及び支持部と柱状部との間に設けられる。また、第１の基板のうち入力電極と出力電極との間が電気的に絶縁されている。   Thereafter, in the first substrate bonding step, the first substrate is bonded to the columnar portion on the first silicon layer side, and a second conductor is provided in the input / output recess to form an input electrode and an output electrode. The The first substrate bonding step may be performed after the SOI active layer processing step. Thereafter, in the second substrate bonding step, the second substrate is bonded to the columnar portion on the second silicon layer side. The second substrate bonding step has no problem as long as it is performed after the SOI support layer processing step. Furthermore, in this method of manufacturing a mechanical quantity sensor, an insulating layer that electrically isolates the support portion from the weight portion and the columnar portion is provided between the support portion and the weight portion and between the support portion and the columnar portion. Between. In addition, the input electrode and the output electrode of the first substrate are electrically insulated.

従って、上述した力学量センサが製造されることとなる。つまり、入力電極を介して柱状部に所定の電圧を印加した場合、この電圧印加によって、柱状部に供給された電流は、圧電素子（ピエゾ抵抗素子）が形成された対の支持部を介して各出力電極に達する。この電流値を、出力電極を介して検出することによって、各圧電素子の抵抗値をモニタすることができる。また、錘部は、第１の基板及び第２の基板から所定の間隔を空けた状態で、対の支持部によって吊り下げられて支持されている。これによって、錘部は、力学量（例えば加速度や角速度）が作用したときに、第１の基板及び第２の基板に接触することなく、前記力学量の大きさ及び方向に応じて変位する。   Accordingly, the above-described mechanical quantity sensor is manufactured. That is, when a predetermined voltage is applied to the columnar part via the input electrode, the current supplied to the columnar part by this voltage application is passed through the pair of support parts on which the piezoelectric elements (piezoresistive elements) are formed. Reach each output electrode. By detecting this current value via the output electrode, the resistance value of each piezoelectric element can be monitored. The weight portion is suspended and supported by the pair of support portions in a state of being spaced from the first substrate and the second substrate by a predetermined distance. Thereby, when a mechanical quantity (for example, acceleration or angular velocity) is applied, the weight portion is displaced according to the magnitude and direction of the mechanical quantity without contacting the first substrate and the second substrate.

また、支持部と錘部との間には、絶縁層が形成されているので、各圧電素子に流れる電流が錘部を介して他の圧電素子に流れることはない。また、支持部と錘部との間には、絶縁層が形成されているので、各圧電素子に流れる電流が錘部を介して他の圧電素子に流れることはない。第１の基板のうち前記入力電極と前記出力電極との間にあっても電気的に絶縁された状態となっているので、各圧電素子に流れる電流が柱状部から第１の基板及び第２の基板を通って他の圧電素子に流れることはない。つまり、各圧電素子は、それぞれ入力電極及び出力電極以外の場所で電気的に絶縁された状態になっている。従って、各圧電素子を機械的に完全に素子分離でき、他の圧電素子へのリーク電流（漏れ電流）を防止された力学量センサを得ることができる。よって、検出された電流値の精度を高め、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することができる力学量センサを得られる。   In addition, since an insulating layer is formed between the support portion and the weight portion, a current flowing through each piezoelectric element does not flow to other piezoelectric elements via the weight portion. In addition, since an insulating layer is formed between the support portion and the weight portion, a current flowing through each piezoelectric element does not flow to other piezoelectric elements via the weight portion. Since the first substrate is electrically insulated even between the input electrode and the output electrode, the current flowing through each piezoelectric element flows from the columnar portion to the first substrate and the second substrate. It does not flow through the other piezoelectric elements. That is, each piezoelectric element is in a state of being electrically insulated at a place other than the input electrode and the output electrode. Therefore, it is possible to obtain a mechanical quantity sensor in which each piezoelectric element can be mechanically completely separated and leakage current (leakage current) to other piezoelectric elements is prevented. Therefore, it is possible to obtain a mechanical quantity sensor capable of increasing the precision of the detected current value and measuring the mechanical quantities such as acceleration and angular velocity with high accuracy.

本発明の力学量センサの製造方法は、前記ＳＯＩ活性層加工工程の際に、前記圧電素子のそれぞれに共通する共通電極を前記錘部の前記第１の基板側の対向面の中心に設け、前記入力電極から共通電極に電流を導通すると共に前記圧電素子と電気的に分離された第１の導通部を前記支持部に設けることを特徴とする。   In the manufacturing method of the mechanical quantity sensor of the present invention, a common electrode common to each of the piezoelectric elements is provided at the center of the opposing surface of the weight portion on the first substrate side during the SOI active layer processing step. A current conducting from the input electrode to the common electrode is provided, and a first conducting part electrically separated from the piezoelectric element is provided in the support part.

本発明の力学量センサの製造方法にあっては、前記ＳＯＩ活性層加工工程において、圧電素子のそれぞれの共通電極が、錘部の第１の基板側の対向面の中心に設けられる。この共通電極は、柱状部に配置された入力電極から支持部に設けられた第１の導通部を導通して、電流が入力される個所である。さらに入力された電流は、この一極から圧電素子のそれぞれに流される。従って、電極が減らされてコンパクトに構成されながら、複数設けられた圧電素子に好適に電流を流すことができる力学量センサを得られる。   In the method of manufacturing a mechanical quantity sensor of the present invention, in the SOI active layer processing step, each common electrode of the piezoelectric element is provided at the center of the opposing surface of the weight portion on the first substrate side. The common electrode is a portion where current is input by conducting the first conductive portion provided in the support portion from the input electrode arranged in the columnar portion. Furthermore, the input electric current is sent from the one pole to each of the piezoelectric elements. Therefore, it is possible to obtain a mechanical quantity sensor that can allow a current to flow suitably through a plurality of piezoelectric elements while the number of electrodes is reduced and the structure is compact.

本発明の力学量センサの製造方法は、前記ＳＯＩ活性層加工工程の際に、前記第１の導通部が設けられた前記支持部以外の前記支持部のそれぞれに、前記第１の導通部を模した第２の導通部を設けることを特徴とする。   In the manufacturing method of the mechanical quantity sensor of the present invention, in the SOI active layer processing step, the first conductive portion is provided on each of the support portions other than the support portion provided with the first conductive portion. A second conducting part that is simulated is provided.

本発明の力学量センサの製造方法にあっては、前記ＳＯＩ活性層加工工程において、第１の導通部が設けられた支持部以外の支持部のそれぞれに、この第１の導通部を模した第２の導通部が設けられているので、錘部から放射状に対称的に延びた支持部の全てに第１の導通部若しくは第２の導通部が設けられる。従って、支持部のバランスが好ましいものとなる。よって、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することができる力学量センサを得られる。   In the mechanical quantity sensor manufacturing method of the present invention, in the SOI active layer processing step, the first conductive portion is imitated in each of the support portions other than the support portion provided with the first conductive portion. Since the second conductive portion is provided, the first conductive portion or the second conductive portion is provided on all the support portions that extend radially symmetrically from the weight portion. Therefore, the balance of the support portion is preferable. Therefore, a mechanical quantity sensor capable of measuring a mechanical quantity such as acceleration and angular velocity with high accuracy can be obtained.

本発明の力学量センサの製造方法は、前記ＳＯＩ活性層加工工程の際に、前記検出室内に前記錘部を静電的に振動させる振動機構と、前記錘部まで前記絶縁層を貫通する貫通孔と、前記貫通孔内に一端が前記錘部と電気的に接続されると共に他端が接地された半導体材料と電気的に接続される第１の導電体とを設けることを特徴とする。   The method of manufacturing a mechanical quantity sensor according to the present invention includes a vibration mechanism that electrostatically vibrates the weight portion in the detection chamber and a penetrating through the insulating layer to the weight portion during the SOI active layer processing step. A hole and a first conductor electrically connected to a semiconductor material having one end electrically connected to the weight portion and the other end grounded are provided in the through hole.

本発明の力学量センサの製造方法にあっては、前記ＳＯＩ活性層加工工程において、錘部を、第１の導電体を介して接地させることができる。つまり、錘部を電気的にグランドに落とすことができる。これによって、この力学量センサを角速度センサとして用いたい場合に、グランドに落とされた錘部を、振動機構によって、好適に振動させることができる。従って、錘部を好ましく振動させることができるので、力学量を検出する際に、角速度を好ましく検出できる力学量センサを得られる。   In the method of manufacturing a mechanical quantity sensor of the present invention, the weight portion can be grounded via the first conductor in the SOI active layer processing step. That is, the weight portion can be dropped to the ground electrically. Thereby, when this mechanical quantity sensor is used as an angular velocity sensor, the weight part dropped on the ground can be suitably vibrated by the vibration mechanism. Therefore, since the weight portion can be vibrated preferably, a mechanical quantity sensor capable of preferably detecting the angular velocity can be obtained when detecting the mechanical quantity.

本発明の力学量センサの製造方法は、前記第１の基板及び前記第２の基板が、ガラス基板からなることを特徴とする。   The mechanical quantity sensor manufacturing method of the present invention is characterized in that the first substrate and the second substrate are made of a glass substrate.

本発明の力学量センサの製造方法にあっては、第１の基板及び第２の基板が、電気的絶縁性を有するガラス基板からなるので、この第１の基板と第２の基板とによって挟み込まれる半導体材料（例えば、シリコン）からなる場合でも、この半導体材料に外部から電気的に絶縁される。また、この第１の基板及び第２の基板に、適宜間隔で複数の電極を設けた場合にあっても、これらの複数の電極は、互いに電気的に絶縁される。従って、電気的悪影響を受けないこととなり、よって、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することができる力学量センサを得られる。また、このようにガラス基板を用いた場合、陽極接合が可能となり、低温においての接合が可能となる。   In the method of manufacturing a mechanical quantity sensor according to the present invention, the first substrate and the second substrate are made of a glass substrate having electrical insulation, and thus are sandwiched between the first substrate and the second substrate. Even when made of a semiconductor material (for example, silicon), the semiconductor material is electrically insulated from the outside. Further, even when a plurality of electrodes are provided on the first substrate and the second substrate at appropriate intervals, the plurality of electrodes are electrically insulated from each other. Therefore, there is no electrical adverse effect, and thus a mechanical quantity sensor capable of measuring mechanical quantities such as acceleration and angular velocity with high accuracy can be obtained. Further, when the glass substrate is used in this way, anodic bonding is possible, and bonding at a low temperature is possible.

本発明に係る力学量センサ及び力学量センサの製造方法によれば、錘部を支持する支持部に影響を与えずに、各圧電素子（ピエゾ抵抗素子）を機械的に完全に素子分離してリーク電流からの悪影響を防止して各圧電素子（ピエゾ抵抗素子）間のクロストークを減少させ、これによって、ノイズ信号に対する力学量センサによって検出された検出信号の比を大きなものとして、力学量センサによる検出信号の正確性を好適に向上させ、さらには温度変化等の環境変化によって支持部の有するバネ特性が変化してしまうことを好適に防止できる。また、本発明に係る電子機器によれば、小型化及び性能の向上化を図ることができる。   According to the mechanical quantity sensor and the manufacturing method of the mechanical quantity sensor according to the present invention, each piezoelectric element (piezoresistive element) is mechanically and completely separated without affecting the support part that supports the weight part. A mechanical quantity sensor that prevents adverse effects from leakage current and reduces crosstalk between piezoelectric elements (piezoresistive elements), thereby increasing the ratio of the detection signal detected by the mechanical quantity sensor to the noise signal. It is possible to suitably improve the accuracy of the detection signal according to the above, and it is possible to suitably prevent the spring characteristic of the support portion from being changed due to an environmental change such as a temperature change. Moreover, according to the electronic device which concerns on this invention, size reduction and the improvement of a performance can be aimed at.

以下、本発明に係る力学量センサが組み込まれた電子機器、その力学量センサ、そして、その力学量センサの製造方法に関する実施の形態について、図を参照しながら説明する。なお、この実施の形態にあっては、電子機器を、デジタルカメラや携帯電話機等のカメラ機構を有する電子機器１として、また、力学量センサを、角速度を検出するジャイロセンサ２として以下に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments relating to an electronic device in which a mechanical quantity sensor according to the present invention is incorporated, a mechanical quantity sensor thereof, and a manufacturing method of the mechanical quantity sensor will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the electronic device is described as an electronic device 1 having a camera mechanism such as a digital camera or a mobile phone, and the mechanical quantity sensor is described as a gyro sensor 2 that detects angular velocity. .

図１のブロック図に示す符号１は、デジタルカメラや携帯電話機等のカメラ機構を有する電子機器であって、カメラモジュール３と前記ジャイロセンサ２とを有するセンサユニット４とを備えている。カメラモジュール３は、センサユニット４から送られてきた角速度に基づいて、図示しないカメラレンズの補正量の算出を行うレンズ補正量算出回路５と、該レンズ補正量算出回路５で算出された補正量に基づいてＸ軸用レンズアクチュエータ６及びＹ軸用レンズアクチュエータ７を駆動するレンズ駆動回路８とを備えている。そして、両レンズアクチュエータ６，７は、それぞれカメラレンズをＸ方向及びＹ方向に適時変位させることで、手振れ補正等ができるようになっている。   Reference numeral 1 shown in the block diagram of FIG. 1 is an electronic apparatus having a camera mechanism such as a digital camera or a mobile phone, and includes a camera unit 3 and a sensor unit 4 having the gyro sensor 2. The camera module 3 includes a lens correction amount calculation circuit 5 that calculates a correction amount of a camera lens (not shown) based on the angular velocity sent from the sensor unit 4, and a correction amount calculated by the lens correction amount calculation circuit 5. And a lens driving circuit 8 for driving the X-axis lens actuator 6 and the Y-axis lens actuator 7. The lens actuators 6 and 7 can perform camera shake correction and the like by displacing the camera lens in the X and Y directions as appropriate.

前記センサユニット４は、前記ジャイロセンサ２と、該ジャイロセンサ２で検出された角速度に応じた静電容量を電圧に変換するＣ−Ｖ変換回路９と、変換された電圧から角速度を算出する角速度算出回路１０とを備えている。また、角速度算出回路１０は、算出した角速度を前記レンズ補正量算出回路５に出力するようになっている。なお、ジャイロセンサ２によって、力学量とされる角速度が測定され、その測定された角速度は、Ｃ−Ｖ変換回路９及び角速度算出回路１０を介してレンズ補正量算出回路５に送られる。そして、レンズ駆動回路８を経てレンズアクチュエータ６，７を駆動する。このようにして、この電子機器１に加わった角速度を算出してレンズを駆動させ、好ましく撮像できる。以下において、この内蔵されるジャイロセンサ２についての各種の実施の形態を説明する。なお、この角度速度を測定するジャイロセンサ２は、本発明における力学量センサに相当するものである。   The sensor unit 4 includes the gyro sensor 2, a CV conversion circuit 9 that converts a capacitance according to the angular velocity detected by the gyro sensor 2 into a voltage, and an angular velocity that calculates an angular velocity from the converted voltage. And a calculation circuit 10. Further, the angular velocity calculation circuit 10 outputs the calculated angular velocity to the lens correction amount calculation circuit 5. The gyro sensor 2 measures the angular velocity that is a mechanical quantity, and the measured angular velocity is sent to the lens correction amount calculation circuit 5 via the CV conversion circuit 9 and the angular velocity calculation circuit 10. Then, the lens actuators 6 and 7 are driven through the lens driving circuit 8. In this way, the angular velocity applied to the electronic apparatus 1 is calculated, and the lens is driven to preferably capture an image. Hereinafter, various embodiments of the built-in gyro sensor 2 will be described. The gyro sensor 2 that measures the angular velocity corresponds to the mechanical quantity sensor in the present invention.

〔第１の実施の形態〕
ジャイロセンサ２ａ（２）は、図２に示す断面（図３のＡ−Ａ断面）図、及び図３に示す斜視図（ガラス基板２０を省略）のように、一対のガラス基板２０（２０ａ，２０ｂ）と、該一対のガラス基板２０（２０ａ，２０ｂ）の間に挟まれた状態で接合された、半導体材料とされるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板（以下、単にシリコン基板）２１と、該シリコン基板２１と一対のガラス基板２０とで囲まれ密閉された検出室２２と、該検出室２２内に収容され外部から作用した角速度（力学量）を検出する検出部２３とを備えてなる。なお、前記一対とされた第１のガラス基板及び第２のガラス基板２０ａ，２０ｂのうち、図２に図示される上側のガラス基板が本発明における第１の基板に相当する。また、前記一対のガラス基板２０ａ，２０ｂのうち、図２に図示される下側のガラス基板が本発明における第２の基板に相当する。また、第１のガラス基板２０ａには、孔４７ａ，４８ａが設けられ、この孔４７ａ，４８ａに入力用電極４７及び出力用電極４８が設けられている。 [First Embodiment]
The gyro sensor 2a (2) includes a pair of glass substrates 20 (20a, 20a, 20a, and 20b) as shown in a cross-sectional view (cross-section AA in FIG. 3) shown in FIG. 20b) and an SOI (Silicon On Insulator) substrate (hereinafter simply referred to as a silicon substrate) 21 which is a semiconductor material bonded in a state sandwiched between the pair of glass substrates 20 (20a, 20b), A detection chamber 22 surrounded and sealed by a silicon substrate 21 and a pair of glass substrates 20 and a detection unit 23 that detects an angular velocity (mechanical quantity) that is housed in the detection chamber 22 and acts from the outside are provided. Of the pair of first glass substrate and second glass substrate 20a, 20b, the upper glass substrate shown in FIG. 2 corresponds to the first substrate in the present invention. Of the pair of glass substrates 20a and 20b, the lower glass substrate shown in FIG. 2 corresponds to the second substrate in the present invention. The first glass substrate 20a is provided with holes 47a and 48a, and the input electrode 47 and the output electrode 48 are provided in the holes 47a and 48a.

前記シリコン基板２１は、大略構成として、シリコン（Ｓｉ）支持層２５（例えば、厚さ３００〜８００μｍ）と、このシリコン支持層２５上に形成された二酸化珪素（ＳｉＯ２）からなるＢＯＸ層（Buried Oxide）２６と、このＢＯＸ層２６上に形成されたシリコン（Ｓｉ）活性層２７（例えば、厚さ５〜１００μｍ）とを有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板（以下、単にシリコン基板）の所定個所が切り欠かれた各種の凹部が設けられてなるものである。また、前記二酸化珪素からなるＢＯＸ層２６にあっては、電気的に絶縁する性質を有している。つまり、前記シリコン支持層２５とシリコン活性層２７とは、このＢＯＸ層２６によって互いに電気的に絶縁されたものとなっている。 In general, the silicon substrate 21 includes a silicon (Si) support layer 25 (for example, a thickness of 300 to 800 μm) and a BOX layer (Buried) made of silicon dioxide (SiO 2 ) formed on the silicon support layer 25. A predetermined portion of an SOI (Silicon On Insulator) substrate (hereinafter simply referred to as a silicon substrate) having an Oxide 26 and a silicon (Si) active layer 27 (for example, a thickness of 5 to 100 μm) formed on the BOX layer 26. Various recesses in which are cut out are provided. Further, the BOX layer 26 made of silicon dioxide has a property of electrically insulating. That is, the silicon support layer 25 and the silicon active layer 27 are electrically insulated from each other by the BOX layer 26.

前記検出室２２は、シリコン基板２１に形成された凹部３０と一対のガラス基板２０とで囲まれた空間より形成されている。つまり、この凹部３０の外方には、第１のガラス基板２０ａと第２のガラス基板２０ｂとを互いに支持する柱を担う柱状部３４が形成されている。この柱状部３４は中空部を有しており、この中空部が、電気的絶縁性を有する絶縁層を構成する場合もある。また、シリコン基板２１には、図２に示すように、この第１のガラス基板２０ａ及び第２のガラス基板２０ｂから所定間隔を空けるギャップ用凹部３０ａ、ギャップ用凹部３０ｂが設けられている。また、ギャップ用凹部３０ａ，３０ｂのそれぞれには、第１振動電極３５としての役割を担う振動電極が前記第１のガラス基板の内面に設けられ、第２振動電極３７としての役割を担う振動電極が前記第２のガラス基板の内面に設けられている。これらの第１振動電極３５及び第２振動電極３７によって、プルーフマス３２を静電振動させる。   The detection chamber 22 is formed by a space surrounded by a recess 30 formed in the silicon substrate 21 and the pair of glass substrates 20. In other words, a columnar portion 34 serving as a column that supports the first glass substrate 20a and the second glass substrate 20b is formed outside the concave portion 30. The columnar portion 34 has a hollow portion, and this hollow portion may constitute an insulating layer having electrical insulation. Further, as shown in FIG. 2, the silicon substrate 21 is provided with a gap recess 30a and a gap recess 30b spaced apart from the first glass substrate 20a and the second glass substrate 20b by a predetermined distance. In addition, in each of the gap recesses 30a and 30b, a vibrating electrode serving as the first vibrating electrode 35 is provided on the inner surface of the first glass substrate, and the vibrating electrode serving as the second vibrating electrode 37 is provided. Is provided on the inner surface of the second glass substrate. The proof mass 32 is electrostatically vibrated by the first vibrating electrode 35 and the second vibrating electrode 37.

前記第１振動電極３５及び第２振動電極３７は、本発明における振動機構に相当する個所であり、図６、及び、この図６のＢ−Ｂ断面とされる図７に示すように、前記第１振動電極３５にあっては第１振動用電極部５１ａと接続され、記第２振動電極３７にあっては第２振動用電極部５１ｂと接続されている。具体的には、前記柱状部３４におけるシリコン活性層２７によって、この振動用電極部５１ａ，５１ｂは構成されるものであって、第１振動電極３５にあっては、そのまま直接的に前記柱状部３４におけるシリコン活性層２７に接続されている。また、第２振動電極３７にあっては、まず前記柱状部３４におけるシリコン支持層２５に直接的に接続され、そのシリコン支持層２５とシリコン活性層２７とを電気的に接続する接続部５３を介して、シリコン活性層２７に間接的に接続されている。このようにして、前記第１振動電極３５及び第２振動電極３７は、第１のガラス基板２０ａに設けられた外部電極５２と接続される。これにより、前記第１振動電極３５及び第２振動電極３７は、プルーフマス３２を静電振動させる。   The first vibration electrode 35 and the second vibration electrode 37 are portions corresponding to the vibration mechanism in the present invention. As shown in FIG. 6 and FIG. 7 which is a BB cross section of FIG. The first vibration electrode 35 is connected to the first vibration electrode portion 51a, and the second vibration electrode 37 is connected to the second vibration electrode portion 51b. Specifically, the vibration electrode portions 51a and 51b are constituted by the silicon active layer 27 in the columnar portion 34, and the first vibration electrode 35 directly has the columnar portion as it is. 34 is connected to the silicon active layer 27. In the second vibrating electrode 37, first, a connection portion 53 that is directly connected to the silicon support layer 25 in the columnar portion 34 and electrically connects the silicon support layer 25 and the silicon active layer 27. And indirectly connected to the silicon active layer 27. In this way, the first vibrating electrode 35 and the second vibrating electrode 37 are connected to the external electrode 52 provided on the first glass substrate 20a. Accordingly, the first vibrating electrode 35 and the second vibrating electrode 37 cause the proof mass 32 to vibrate electrostatically.

また、前記検出室２２の中心位置には、本発明における錘部に相当するプルーフマス３２が形成されている。このプルーフマス３２は、図４（ａ）の上面斜視図及び図４（ｂ）の裏面斜視図に示すように、中心に設けられた立方体形状の第１プルーフマス３２ａと、この第１プルーフマス３２ａの面と面との境とされた角隅に、第１プルーフマス３２ａを中心として対称的に設けられた４つの第２プルーフマス３２ｂとからなる。第１プルーフマス３２ａ及び第２プルーフマス３２ｂは、ＢＯＸ層２６及びシリコン支持層２５から構成されている。なお、第２プルーフマス３２ｂにあっては、その上面に、半導体材料とされるシリコン活性層２７が形成されている。   A proof mass 32 corresponding to the weight portion in the present invention is formed at the center position of the detection chamber 22. As shown in the top perspective view of FIG. 4 (a) and the back perspective view of FIG. 4 (b), the proof mass 32 includes a cubic first proof mass 32a provided at the center, and the first proof mass 32. It consists of four second proof masses 32b provided symmetrically around the first proof mass 32a at the corners defined as the boundary between the surfaces of 32a. The first proof mass 32 a and the second proof mass 32 b are composed of a BOX layer 26 and a silicon support layer 25. In the second proof mass 32b, a silicon active layer 27 as a semiconductor material is formed on the upper surface thereof.

また、この４つの第２プルーフマス３２ｂのシリコン活性層２７の中央部においては、図５の拡大斜視図に示すように、第２プルーフマス３２ｂに接触するまで切り欠かれたようになる貫通孔３８が形成されている。貫通孔３８内には、一端が前記第２プルーフマス３２ｂと電気的に接触し、他端が前記シリコン活性層２７と電気的に接触する第１の導電体３９が設けられている。この第１の導電体３９によって、前記第１プルーフマス３２ａと第２プルーフマス３２ｂとを含めたプルーフマス３２と、前記シリコン活性層２７とが電気的に接続されたものとなっている。   Further, in the central portion of the silicon active layer 27 of the four second proof masses 32b, as shown in the enlarged perspective view of FIG. 5, the through-holes that are notched until they come into contact with the second proof mass 32b. 38 is formed. A first conductor 39 having one end in electrical contact with the second proof mass 32 b and the other end in electrical contact with the silicon active layer 27 is provided in the through hole 38. By this first conductor 39, the proof mass 32 including the first proof mass 32a and the second proof mass 32b and the silicon active layer 27 are electrically connected.

また、プルーフマス３２は、図示するように、Ｘ軸両方向及びＹ軸両方向の４方向放射状に延びた支持部１５，１６，１７，１８によって中空状態とされた吊り下げ状態で支持されている。つまり、一端がプルーフマス３２に連結されていると共に、他端が前記柱状部３４に連結された支持部１５，１６を介して柱状部３４によって、このプルーフマス３２を支持している。この支持部１５，１６，１７，１８は、このプルーフマス３２の第１のガラス基板２０ａの対向面と面一とされた面を有し、前記他端がプルーフマス３２から放射状に対照的に延びて前記柱状部３４と一体となっている。このようにして、このプルーフマス３２が、何らかの力学量を受けることによって揺動した場合、この支持部１５，１７がＸ軸方向に延びたものとなっており、支持部１６，１８がＹ軸方向に延びたものとなっている。このようにして、このプルーフマス３２が、何らかの力学量を受けることによって揺動した場合、この、支持部１５，１６，１７，１８が、撓んだり、捩れたりするものとなっている。   Further, as shown in the figure, the proof mass 32 is supported in a suspended state in a hollow state by support portions 15, 16, 17, 18 extending radially in four directions in both the X-axis direction and the Y-axis direction. That is, one end is connected to the proof mass 32 and the other end supports the proof mass 32 by the columnar portion 34 via the support portions 15 and 16 connected to the columnar portion 34. The support portions 15, 16, 17, and 18 have a surface that is flush with the opposing surface of the first glass substrate 20 a of the proof mass 32, and the other end is in contrast to the proof mass 32 in a radial manner. It extends and is integrated with the columnar section 34. In this way, when the proof mass 32 is swung by receiving some mechanical quantity, the support portions 15 and 17 extend in the X-axis direction, and the support portions 16 and 18 become the Y-axis. It extends in the direction. In this way, when the proof mass 32 is swung by receiving some mechanical quantity, the support portions 15, 16, 17, 18 are bent or twisted.

前記支持部１５，１６，１７，１８は、後の製造方法において詳述するが、上述した各種の凹部が形成されることによって同時に形成される。この支持部１５，１６，１７，１８にあっては、それぞれに導通可能な導通部１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａが形成されている。具体的には、この支持部１５，１６，１７，１８におけるシリコン活性層２７が導通部を担っている。ここで、第１支持部１５に限って、他の第２支持部１６、第３支持部１７、第４支持部１８と異なった、前記入力電極４７から入力（通電）された電流を導通する第１の導通部１５ａとなっている。前記第１の導通部１５ａは、前記入力用電極部４１ａから、この支持部１５，１６，１７，１８が交差する個所に設けられる共通電極４９までを接続している。   The support portions 15, 16, 17, and 18 will be described in detail in a later manufacturing method, and are simultaneously formed by forming the various recesses described above. In the support portions 15, 16, 17, and 18, conductive portions 15 a, 16 a, 17 a, and 18 a that can be electrically connected to each other are formed. Specifically, the silicon active layer 27 in the support portions 15, 16, 17, and 18 serves as a conduction portion. Here, only the first support portion 15 conducts a current input (energized) from the input electrode 47, which is different from the other second support portion 16, third support portion 17, and fourth support portion 18. It becomes the 1st conduction | electrical_connection part 15a. The first conducting portion 15a connects from the input electrode portion 41a to the common electrode 49 provided at a location where the support portions 15, 16, 17, 18 intersect.

これに対し、第２支持部１６、第３支持部１７、第４支持部１８にあっては、単に導通可能とされた第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａとなっている。この第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａは、前記第１の導通部１５ａを模して設けられるものである。また、第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａは、前記共通電極４９とは電気的に接続されておらず、その共通電極４９の近くにおいて、それぞれに隣接する前記第２プルーフマス３２ｂ上のシリコン活性層２７と接続されている。なお、これらの導通部１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａは、互いに電気的に絶縁されて形成されている。また、前記共通電極４９からは、次に説明するピエゾ抵抗素子１９のそれぞれに電流が通電される。   On the other hand, in the 2nd support part 16, the 3rd support part 17, and the 4th support part 18, it is only the 2nd conduction | electrical_connection part 16a, 17a, 18a in which conduction was possible. The second conductive portions 16a, 17a, and 18a are provided to imitate the first conductive portion 15a. The second conductive portions 16a, 17a, and 18a are not electrically connected to the common electrode 49, and the silicon on the second proof mass 32b adjacent to the common electrode 49 is adjacent to the common electrode 49. The active layer 27 is connected. In addition, these conduction | electrical_connection parts 15a, 16a, 17a, 18a are mutually insulated and formed. Further, a current is passed from the common electrode 49 to each of the piezoresistive elements 19 described below.

前記支持部１５，１６，１７，１８にあっては、図５にも示すように、前記導通部１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａと隣接した位置に、絶縁空間（絶縁層）を設けて、ピエゾ抵抗素子１９がシリコン活性層２７と固着するように設けられている。また、このピエゾ抵抗素子１９は、一端が前記共通電極４９と接続されると共に、他端が出力用電極部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂに接続されている。また、これらのピエゾ抵抗素子１９は、前記導通部１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａと電気的に絶縁されている。これによって、共通電極４９から、前記支持部１５，１６，１７，１８のそれぞれに設けられたピエゾ抵抗素子１９へと、好ましく電流を流す。   As shown in FIG. 5, the support portions 15, 16, 17, and 18 are provided with an insulating space (insulating layer) at a position adjacent to the conductive portions 15a, 16a, 17a, and 18a. The resistance element 19 is provided so as to be fixed to the silicon active layer 27. The piezoresistive element 19 has one end connected to the common electrode 49 and the other end connected to the output electrode portions 41b, 42b, 43b, and 44b. These piezoresistive elements 19 are electrically insulated from the conducting portions 15a, 16a, 17a and 18a. As a result, a current is preferably passed from the common electrode 49 to the piezoresistive element 19 provided in each of the support portions 15, 16, 17, and 18.

また、このピエゾ抵抗素子１９は、高濃度不純物層から形成されたものであって、本発明における圧電素子に相当する。このピエゾ抵抗素子１９は、支持部１５，１６，１７，１８に作用する応力に応じて変形する。この変形によって、このピエゾ抵抗素子１９自体の電気抵抗は変化し、この支持部１５，１６，１７，１８の一端と連結するプルーフマス３２に作用する角速度等の力学量を測定するものとなっている。なお、このピエゾ抵抗素子１９の表面抵抗率としては、例えば、シリコンより低い５Ω／ｃｍ以下であることが好ましい。   The piezoresistive element 19 is formed from a high-concentration impurity layer and corresponds to the piezoelectric element in the present invention. The piezoresistive element 19 is deformed according to the stress acting on the support portions 15, 16, 17, 18. Due to this deformation, the electric resistance of the piezoresistive element 19 itself changes, and a mechanical quantity such as an angular velocity acting on the proof mass 32 connected to one end of the support portions 15, 16, 17, 18 is measured. Yes. The surface resistivity of the piezoresistive element 19 is preferably 5 Ω / cm or less, which is lower than that of silicon, for example.

また、この支持部１５，１６，１７，１８の他端は、図６にも示すように、前記柱状部３４と連結されてなるものである。この支持部１５，１６，１７，１８の他端には、入力電極４７と出力電極４８と電気的に接する入力用電極部４１ａ、アース用電極部４２ａ，４３ａ，４４ａ，出力用電極部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂが形成されている。この電極部４１，４２，４３，４４は、断面が正方形状となるように、この柱状部３４が切り欠かれて形成されるものであって、具体的には、電極部４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂの周囲のうち、前記柱状部３４の第１のガラス基板２０ａと接する個所から前記ＢＯＸ層２６と接する個所にかけて、導電性を有するシリコン（Ｓｉ）が切り欠かれている。なお、この除去された個所は、本発明における絶縁層に相当するものであって、前記電極部４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂを、互いに電気的に独立させることによって、電気的に互いに干渉しないと共にリーク電流を防止する。つまり、入力電極４７から通電された電流は、絶縁層であるＢＯＸ層２６によりシリコン支持層２５側に流れることなく、確実に出力電極４８に向けて流れる。   The other ends of the support portions 15, 16, 17, and 18 are connected to the columnar portion 34 as shown in FIG. The other ends of the support portions 15, 16, 17, and 18 are an input electrode portion 41a that is in electrical contact with the input electrode 47 and the output electrode 48, ground electrode portions 42a, 43a, and 44a, an output electrode portion 41b, 42b, 43b, 44b are formed. The electrode portions 41, 42, 43, 44 are formed by cutting out the columnar portion 34 so that the cross section is a square shape. Specifically, the electrode portions 41 a, 42 a, 43 a , 44a, 41b, 42b, 43b, 44b, conductive silicon (Si) is cut from the portion of the columnar portion 34 in contact with the first glass substrate 20a to the portion in contact with the BOX layer 26. It has been. The removed portion corresponds to the insulating layer in the present invention, and the electrode portions 41a, 42a, 43a, 44a, 41b, 42b, 43b, 44b are made electrically independent from each other. , Do not electrically interfere with each other and prevent leakage current. That is, the current supplied from the input electrode 47 surely flows toward the output electrode 48 without flowing to the silicon support layer 25 side by the BOX layer 26 which is an insulating layer.

また、この電極部４１，４２，４３，４４は、それぞれ対で構成されている。つまり、入力用電極部４１ａと、アース用電極部４２ａ，４３ａ，４４ａと、出力用電極部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂとから構成されている。なお、これら対で構成される電極部４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ同士にあっても互いに電気的に絶縁されている。また、前記アース用電極部４２ａ，４３ａ，４４ａにあっては、前記第１のガラス基板２０ａに設けられたアース用外部電極（不図示）と接続されている。   The electrode portions 41, 42, 43, and 44 are configured in pairs. That is, the input electrode portion 41a, the ground electrode portions 42a, 43a, and 44a, and the output electrode portions 41b, 42b, 43b, and 44b are configured. In addition, even if it exists in electrode part 41a, 42a, 43a, 44a, 41b, 42b, 43b, 44b comprised by these pairs, it mutually electrically isolates. The ground electrode portions 42a, 43a, 44a are connected to ground external electrodes (not shown) provided on the first glass substrate 20a.

また、この電極部４１，４２，４３，４４には、図２に示すように、シリコン活性層２７の上部に不純物層４５が形成されている。また、この不純物層４５と第１の導通部１５ａとの間には、さらに不純物層４５とピエゾ抵抗素子１９との間には、これらを互いに直接的に電気的に接続する金属膜５０が設けられている。   Further, as shown in FIG. 2, an impurity layer 45 is formed on the electrode portions 41, 42, 43, 44 on the silicon active layer 27. In addition, a metal film 50 is provided between the impurity layer 45 and the first conductive portion 15a, and between the impurity layer 45 and the piezoresistive element 19, so as to directly connect them to each other. It has been.

このように構成されたジャイロセンサ２ａにあっては、次のような作用を奏する。
このジャイロセンサ２ａにあっては、まず、入力電極４７を介して柱状部３４の一部とされる入力用電極部４１ａに所定の電圧を印加する。この電圧印加によって、柱状部３４の一部とされる入力用電極部４１ａに供給された電流は、第１の導通部１５ａを介してピエゾ抵抗素子１９に通電される。そして、ピエゾ抵抗素子１９から各出力用電極部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂを介して出力電極４８に達する。この電流値を、出力電極４８を介して検出することによって、各ピエゾ抵抗素子１９の抵抗値をモニタすることができる。なお、入力用電極部４１ａ、第１の導通部１５ａは、それぞれ半導体材料とされるシリコンから形成されるものとなっているので、入力電極４７から出力電極４８へと電流は確実に流れる。 The gyro sensor 2a configured as described above has the following effects.
In the gyro sensor 2 a, first, a predetermined voltage is applied to the input electrode portion 41 a that is a part of the columnar portion 34 via the input electrode 47. By this voltage application, the current supplied to the input electrode portion 41a which is a part of the columnar portion 34 is passed through the piezoresistive element 19 through the first conduction portion 15a. Then, it reaches the output electrode 48 from the piezoresistive element 19 via the output electrode portions 41b, 42b, 43b, 44b. By detecting this current value via the output electrode 48, the resistance value of each piezoresistive element 19 can be monitored. Since the input electrode portion 41a and the first conductive portion 15a are each formed of silicon, which is a semiconductor material, current flows reliably from the input electrode 47 to the output electrode 48.

ここで、プルーフマス３２は、第１のガラス基板２０ａ及び第２のガラス基板２０ｂから所定の間隔を空けた状態で、支持部１５，１６，１７，１８によって吊り下げられて支持されている。これによって、プルーフマス３２に力学量（例えば加速度や角速度）が作用したときに、第１のガラス基板２０ａ及び第２のガラス基板２０ｂに接触することなく、前記力学量の大きさ及び方向に応じて変位する。そして、支持部１５，１６，１７，１８は、プルーフマス３２の変位に伴って、撓んだり、捩れたり（支持部の軸回りの捩れ）して変形する。この際、対の支持部１５，１６，１７，１８の変形に伴って、ピエゾ抵抗素子１９も同様に変形する。そして、ピエゾ抵抗素子１９が変形すると、各出力電極４８でモニタしていた抵抗値が変化するので、プルーフマス３２に作用した角速度等の力学量を測定することができる。   Here, the proof mass 32 is suspended and supported by the support portions 15, 16, 17, and 18 with a predetermined distance from the first glass substrate 20 a and the second glass substrate 20 b. As a result, when a mechanical quantity (for example, acceleration or angular velocity) acts on the proof mass 32, the mechanical quantity is in contact with the first glass substrate 20a and the second glass substrate 20b according to the magnitude and direction of the mechanical quantity. To displace. The support portions 15, 16, 17, and 18 are deformed by bending or twisting (twisting around the axis of the support portion) as the proof mass 32 is displaced. At this time, the piezoresistive element 19 is similarly deformed along with the deformation of the pair of support portions 15, 16, 17, and 18. When the piezoresistive element 19 is deformed, the resistance value monitored by each output electrode 48 changes, so that a mechanical quantity such as an angular velocity acting on the proof mass 32 can be measured.

特に、支持部１５，１６，１７，１８とプルーフマス３２との間には、絶縁層とされるＢＯＸ層２６が形成されているので、各ピエゾ抵抗素子１９に流れる電流がプルーフマス３２を介して他のピエゾ抵抗素子１９に流れることはない。また、支持部１５，１６，１７，１８とプルーフマス３２との間には、絶縁層とされるＢＯＸ層２６が形成されているので、各ピエゾ抵抗素子１９に流れる電流がプルーフマス３２を介して他のピエゾ抵抗素子１９に流れることはない。第１のガラス基板２０ａのうち前記入力電極４７と前記出力電極４８との間にあっても電気的に絶縁された状態となっているので、各ピエゾ抵抗素子１９に流れる電流が柱状部３４から第１のガラス基板２０ａ及び第１のガラス基板２０ｂを通って他のピエゾ抵抗素子１９に流れることはない。つまり、各ピエゾ抵抗素子１９は、それぞれ入力電極４７及び出力電極４８以外の場所で電気的に絶縁された状態になっている。従って、各ピエゾ抵抗素子１９を機械的に完全に素子分離でき、他のピエゾ抵抗素子１９へのリーク電流（漏れ電流）を防止することができる。よって、検出された電流値の精度を高め、加速度や角速度等の力学量を高精度に測定することができる。   In particular, since a BOX layer 26 serving as an insulating layer is formed between the support portions 15, 16, 17, 18 and the proof mass 32, the current flowing through each piezoresistive element 19 passes through the proof mass 32. Therefore, it does not flow to other piezoresistive elements 19. In addition, since the BOX layer 26 serving as an insulating layer is formed between the support portions 15, 16, 17, 18 and the proof mass 32, the current flowing through each piezoresistive element 19 passes through the proof mass 32. Therefore, it does not flow to other piezoresistive elements 19. Since the first glass substrate 20 a is electrically insulated even between the input electrode 47 and the output electrode 48, the current flowing through each piezoresistive element 19 flows from the columnar portion 34 to the first. The other piezoresistive element 19 does not flow through the glass substrate 20a and the first glass substrate 20b. That is, each piezoresistive element 19 is electrically insulated at a place other than the input electrode 47 and the output electrode 48. Therefore, each piezoresistive element 19 can be mechanically and completely separated, and leakage current (leakage current) to other piezoresistive elements 19 can be prevented. Therefore, the accuracy of the detected current value can be improved, and mechanical quantities such as acceleration and angular velocity can be measured with high accuracy.

また、このジャイロセンサ２ａにあっては、この共通電極４９は、入力電極４７から支持部１５に形成された第１の導通部１５ａを導通して電流が入力される個所とされる。さらに入力された電流は、この一極から圧電素子のそれぞれに流される。つまり、簡単な構成でありながら、ピエゾ抵抗素子１９のそれぞれに好適に電流が流される。従って、このジャイロセンサ２ａにあっては、電極が減らされてコンパクトに構成されながら、複数設けられたピエゾ抵抗素子１９に好適に電流を流すことができる。   Further, in the gyro sensor 2a, the common electrode 49 is a portion through which the current is input by conducting the first conductive portion 15a formed in the support portion 15 from the input electrode 47. Furthermore, the input electric current is sent from the one pole to each of the piezoelectric elements. That is, a current is suitably passed to each of the piezoresistive elements 19 with a simple configuration. Therefore, in the gyro sensor 2a, a current can be suitably supplied to the plurality of piezoresistive elements 19 while the number of electrodes is reduced and the structure is made compact.

また、このジャイロセンサ２ａにあっては、第１の導通部１５ａが設けられた支持部１５以外の支持部１６，１７，１８のそれぞれに、この第１の導通部１５ａを模した第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａが形成されているので、プルーフマス３２から放射状に対称的に延びた支持部１５，１６，１７，１８の全てに第１の導通部１５ａ若しくは、これと模した第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａが設けられる。従って、支持部１５，１６，１７，１８のバランスが好ましいものとなる。よって、角速度等の力学量を高精度に測定することができる。   Further, in the gyro sensor 2a, the second conducting part 15a imitating the first conducting part 15a is provided on each of the support parts 16, 17, 18 other than the supporting part 15 provided with the first conducting part 15a. Since the conducting portions 16a, 17a, and 18a are formed, all of the support portions 15, 16, 17, and 18 that extend radially symmetrically from the proof mass 32 are connected to the first conducting portion 15a or the like. Two conducting portions 16a, 17a, and 18a are provided. Therefore, the balance of the support portions 15, 16, 17, 18 is preferable. Therefore, mechanical quantities such as angular velocity can be measured with high accuracy.

また、このジャイロセンサ２ａにあっては、前記アース用電極部４２ａ，４３ａ，４４ａを接地させた場合、このアース用電極部４２ａ，４３ａ，４４ａと電気的に接続する第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａを導通し、この第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａと電気的に接続する第１の導電体３９を導通し、プルーフマス３２を接地させることができる。つまり、プルーフマス３２を電気的にグランドに落とすことができる。これによって、このジャイロセンサ２ａを角速度センサとして用いる場合に、グランドに落とされたプルーフマス３２を、振動機構とされる第１振動電極３５及び第２振動電極３７によって、好適に振動させることができる。従って、プルーフマス３２を好ましく振動させることができるので、この力学量センサによって力学量を検出する際に、角速度を好ましく検出できる。   Further, in the gyro sensor 2a, when the grounding electrode portions 42a, 43a, 44a are grounded, the second conducting portions 16a, which are electrically connected to the grounding electrode portions 42a, 43a, 44a, The first conductor 39 electrically connected to the second conductive portions 16a, 17a, and 18a is made conductive and the proof mass 32 can be grounded. That is, the proof mass 32 can be electrically dropped to the ground. Thus, when the gyro sensor 2a is used as an angular velocity sensor, the proof mass 32 dropped to the ground can be preferably vibrated by the first vibrating electrode 35 and the second vibrating electrode 37 serving as a vibrating mechanism. . Accordingly, since the proof mass 32 can be vibrated preferably, the angular velocity can be preferably detected when the mechanical quantity is detected by the mechanical quantity sensor.

また、このジャイロセンサ２ａにあっては、入力電極部４１ａ及び出力電極部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂの表面に不純物層４５が形成されているので、入力電極４７と入力電極部４１ａとの間及び出力電極４８と出力電極部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂとの間のコンタクト抵抗が軽減されて電流の損失が防止され、高精度に力学量を測定することができる。さらに、入力電極４７と入力電極部４１ａとの間及び出力電極４８と出力電極部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂとの間でオーミックコンタクトが得られ、線形な電流電圧特性を示すので力学量の算出が容易になる。   In the gyro sensor 2a, since the impurity layer 45 is formed on the surfaces of the input electrode portion 41a and the output electrode portions 41b, 42b, 43b, and 44b, the gap between the input electrode 47 and the input electrode portion 41a is formed. In addition, the contact resistance between the output electrode 48 and the output electrode portions 41b, 42b, 43b, 44b is reduced, current loss is prevented, and the mechanical quantity can be measured with high accuracy. Furthermore, ohmic contacts are obtained between the input electrode 47 and the input electrode portion 41a and between the output electrode 48 and the output electrode portions 41b, 42b, 43b, and 44b, and linear current-voltage characteristics are exhibited, so that the mechanical quantity is calculated. Becomes easier.

また、このジャイロセンサ２ａにあっては、入力電極部４７及び出力電極部４８に、不純物層４５が形成されているので、入力電極４７や出力電力４８に高電圧を印加した場合にあっても、印加された高電圧は不純物層４５によって軽減されて、内部の半導体材料とされるシリコン基板２１等の破損が防止される。従って、破損し難いジャイロセンサ２ａとなる。   Further, in the gyro sensor 2a, since the impurity layer 45 is formed in the input electrode portion 47 and the output electrode portion 48, even when a high voltage is applied to the input electrode 47 or the output power 48. The applied high voltage is reduced by the impurity layer 45, and damage to the silicon substrate 21 or the like, which is an internal semiconductor material, is prevented. Therefore, the gyro sensor 2a is not easily damaged.

また、このジャイロセンサ２ａにあっては、不純物層４５と第１の導通部１５ａとの間、及び不純物層４５とピエゾ抵抗素子１９との間に、これらを互いに直接的に電気的に接続する金属膜５０を設けているので、この不純物層４５と、第１の導通部１５ａ及びピエゾ抵抗素子１９とは、半導体材料とされるシリコン活性層２７を介さずに電流が通電される。つまり、シリコン活性層２７を介することによって生じていた電流の損失を好適に防止して、ノイズ電流に対する検出電流の比（Ｓ／Ｎ比）が向上して、よって、検出された電流値の精度を高め、角速度等の力学量を高精度に測定することができる。   In the gyro sensor 2a, the impurity layer 45 and the first conductive portion 15a and the impurity layer 45 and the piezoresistive element 19 are directly and electrically connected to each other. Since the metal film 50 is provided, current is passed through the impurity layer 45, the first conductive portion 15a, and the piezoresistive element 19 without passing through the silicon active layer 27, which is a semiconductor material. In other words, current loss caused by passing through the silicon active layer 27 is preferably prevented, and the ratio of the detected current to the noise current (S / N ratio) is improved, so that the accuracy of the detected current value is improved. , And mechanical quantities such as angular velocity can be measured with high accuracy.

以上をもって、プルーフマス３２を支持する支持部１５，１６，１７，１８に影響を与えずに、各ピエゾ抵抗素子１９を機械的に完全に素子分離してリーク電流からの悪影響を防止して各ピエゾ抵抗素子１９間のクロストークを減少させ、これによって、ノイズ信号に対するジャイロセンサ２ａによって検出された検出信号の比を大きなものとして、ジャイロセンサ２ａによる検出信号の正確性を好適に向上させ、さらには温度変化等の環境変化によって支持部１５，１６，１７，１８の有するバネ特性が変化してしまうことを好適に防止する。   As described above, each piezoresistive element 19 is mechanically completely separated without affecting the support portions 15, 16, 17, 18 that support the proof mass 32, thereby preventing adverse effects from leakage currents. The crosstalk between the piezoresistive elements 19 is reduced, thereby increasing the ratio of the detection signal detected by the gyro sensor 2a to the noise signal, and preferably improving the accuracy of the detection signal by the gyro sensor 2a. Suitably prevents the spring characteristics of the support portions 15, 16, 17, and 18 from changing due to environmental changes such as temperature changes.

〔第２の実施の形態〕
このジャイロセンサ２にあっては、上述の第１の実施の形態とは異なり、次のように構成されるものであってもよい。なお、以下の各種の実施の形態においては、上述の第１の実施の形態と同様に構成される個所については、同一の符号を付して説明を省略する。
すなわち、図８に示す第２の実施の形態とされるジャイロセンサ２ｂ（２）は、上述した第１の実施の形態においての電極部４１（４１ａ，４１ｂ），４２（４２ａ，４２ｂ），４３（４３ａ，４３ｂ），４４（４４ａ，４４ｂ）を、前記柱状部３４と電気的に絶縁する構成が異なる。つまり、図８のＣ−Ｃ断面とされる図９（ａ）、及び図８のＤ−Ｄ断面とされる図９（ｂ）に示すように、前記電極部４１，４２，４３，４４は、断面が正方形状となるように、この柱状部３４が切り欠かれて形成されるものであって、具体的には、電極部４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂの周囲を、前記柱状部３４の第１のガラス基板２０ａと接する個所から前記第２のガラス基板２０ｂと接する個所まで切り欠いて絶縁されたものとなっている。なお、この切り欠いた個所が、本発明における絶縁層を構成する。 [Second Embodiment]
The gyro sensor 2 may be configured as follows, unlike the first embodiment described above. In the following various embodiments, portions that are configured in the same manner as in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
That is, the gyro sensor 2b (2) shown in FIG. 8 is the electrode part 41 (41a, 41b), 42 (42a, 42b), 43 in the first embodiment described above. (43a, 43b) and 44 (44a, 44b) are different in the configuration for electrically insulating the columnar portion 34 from each other. That is, as shown in FIG. 9A which is a CC cross section of FIG. 8 and FIG. 9B which is a DD cross section of FIG. 8, the electrode portions 41, 42, 43 and 44 are The columnar part 34 is formed by cutting out so that the cross section is a square shape. Specifically, the electrode parts 41a, 42a, 43a, 44a, 41b, 42b, 43b, 44b The periphery is cut out and insulated from a portion of the columnar portion 34 in contact with the first glass substrate 20a to a portion in contact with the second glass substrate 20b. The notched portion constitutes an insulating layer in the present invention.

このように、前記電極部４１（４１ａ，４１ｂ），４２（４２ａ，４２ｂ），４３（４３ａ，４３ｂ），４４（４４ａ，４４ｂが前記柱状部と絶縁された場合には、検出信号がＡＣ電流であったために存在する弊害、すなわち、埋め込み酸化膜とされた前記ＢＯＸ層２６の部分を介して容量結合してしまう弊害を起こさないものとなる。つまり、ＢＯＸ層２６によって容量結合が防止され、これによって、リークされ難くされて、正確な抵抗変動を検出することができる。   Thus, when the electrode portions 41 (41a, 41b), 42 (42a, 42b), 43 (43a, 43b), 44 (44a, 44b are insulated from the columnar portion, the detection signal is an AC current. Therefore, there is no adverse effect that exists, that is, no adverse effect of capacitive coupling through the portion of the BOX layer 26 that is the buried oxide film, that is, capacitive coupling is prevented by the BOX layer 26, As a result, it is difficult to leak, and an accurate resistance variation can be detected.

この第２の実施の形態とされるジャイロセンサ２ｂにあっては、第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａ、貫通孔３８、及び第２の導電体３９が省略されている。このようにジャイロセンサ２ｂを構成した場合にあっては、簡単な構成でありながら、上述したように素子分離がなされた作用を奏する。   In the gyro sensor 2b according to the second embodiment, the second conductive portions 16a, 17a, and 18a, the through hole 38, and the second conductor 39 are omitted. In the case where the gyro sensor 2b is configured in this way, the effect of element isolation as described above is achieved with a simple configuration.

〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態のジャイロセンサ２ｃ（２）について説明する。すなわち、図１０に示す第３の実施の形態とされるジャイロセンサ２ｃは、上述した第１の実施の形態において設けられていた支持部１５，１６，１７，１８に設けられる第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａ及びアース用電極４２ａ，４３ａ，４４ａ等が省略されている。このようにジャイロセンサ２ｃを構成した場合にあっては、簡単な構成でありながら、上述したように素子分離がなされた作用を奏する。 [Third Embodiment]
Next, the gyro sensor 2c (2) of the third embodiment will be described. That is, the gyro sensor 2c according to the third embodiment shown in FIG. 10 includes the second conduction portion provided in the support portions 15, 16, 17, and 18 provided in the first embodiment described above. 16a, 17a, 18a, grounding electrodes 42a, 43a, 44a and the like are omitted. In the case where the gyro sensor 2c is configured as described above, the effect of element isolation as described above is achieved with a simple configuration.

〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態のジャイロセンサ２ｄ（２）について説明する。すなわち、図１１に示す第４の実施の形態とされるジャイロセンサ２ｄは、上述した第１の実施の形態において設けられていたピエゾ抵抗素子１９の経路が短く構成されたものである。具体的には、対で構成された４組の電極部４１，４２，４３，４４のうち一方を入力用電極部で構成すると共に他方を出力用電極で構成する。そして、前記支持部１５，１６，１７，１８上であって、この入力用電極部４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａから前記プルーフマス３２の中央に僅か延び、このプルーフマス３２に重なる寸前までで、前記出力用電極部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂに折り返すように構成されている。 [Fourth Embodiment]
Next, the gyro sensor 2d (2) of the fourth embodiment will be described. That is, the gyro sensor 2d according to the fourth embodiment shown in FIG. 11 is configured such that the path of the piezoresistive element 19 provided in the first embodiment is short. Specifically, one of the four sets of electrode portions 41, 42, 43, and 44 configured in pairs is configured as an input electrode portion, and the other is configured as an output electrode. And, on the support portions 15, 16, 17, 18 and extending slightly from the input electrode portions 41a, 42a, 43a, 44a to the center of the proof mass 32, and just before overlapping the proof mass 32, The output electrode portions 41b, 42b, 43b, and 44b are configured to be folded back.

このようにピエゾ抵抗素子１９の経路が短く構成された場合には、このピエゾ抵抗素子１９の抵抗値を小さくすることができる。これによって、このピエゾ抵抗素子１９によって検出される検出感度が向上して、好ましく角速度を測定することができる。なお、上述の第１の実施の形態と同様に構成される個所については、同一の符号を付して説明を省略する。また、このプルーフマス３２の変位を測定可能の範囲であれば、ピエゾ抵抗素子１９の経路の長さは、適宜に調節することができる。   Thus, when the path | route of the piezoresistive element 19 is comprised short, the resistance value of this piezoresistive element 19 can be made small. Thereby, the detection sensitivity detected by the piezoresistive element 19 is improved, and the angular velocity can be preferably measured. In addition, about the part comprised similarly to the above-mentioned 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. If the displacement of the proof mass 32 is within a measurable range, the length of the path of the piezoresistive element 19 can be appropriately adjusted.

〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態のジャイロセンサ２ｅ（２）について説明する。すなわち、図１２に示す第５の実施の形態とされるジャイロセンサ２ｅは、上述した第４の実施の形態に加えて、前記支持部１５，１６，１７，１８が外方に延びて、前記柱状部３４と電気的に接続されたものである。このように支持部１５，１６，１７，１８が外方に延びて前記柱状部３４と電気的に接続された場合には、本発明における錘部とされたプルーフマス３２と前記第１の導電体３９を介して接続されたシリコン活性層２７を接地することができる。つまり、このシリコン活性層２７をグランドに落とすことによって、プルーフマス３２をグランドに落とすことができる。これによって、上述した振動機構によって、このプルーフマス３２を好適に振動させることができる。従って、このプルーフマス３２に加わる角速度を好ましく検出することができ、これによって、検出された電流値の精度を高め、角速度等の力学量を高精度に測定することができる。 [Fifth Embodiment]
Next, a gyro sensor 2e (2) according to a fifth embodiment will be described. That is, in the gyro sensor 2e shown in FIG. 12 in the fifth embodiment, in addition to the fourth embodiment described above, the support portions 15, 16, 17, and 18 extend outwardly, It is electrically connected to the columnar part 34. As described above, when the support portions 15, 16, 17, 18 extend outward and are electrically connected to the columnar portion 34, the proof mass 32, which is a weight portion in the present invention, and the first conductive member. The silicon active layer 27 connected via the body 39 can be grounded. That is, the proof mass 32 can be dropped to the ground by dropping the silicon active layer 27 to the ground. Thus, the proof mass 32 can be suitably vibrated by the vibration mechanism described above. Therefore, the angular velocity applied to the proof mass 32 can be preferably detected, thereby improving the accuracy of the detected current value and measuring the mechanical quantity such as the angular velocity with high accuracy.

〔第６の実施の形態〕
次に、第６の実施の形態のジャイロセンサ２ｆ（２）について説明する。すなわち、図１３及び図１３のＥ―Ｅ断面とされる図１４に示す第６の実施の形態とされるジャイロセンサ２ｆは、前記入力電極４７と前記共通電極４９とが良導体膜５５によって接続されている。この良導体膜５５は、応力による変形が大きくない程度の厚さ及び幅からなる良導体が成膜されてなるものである。このようにして、前記入力電極４７から電流が通電された場合、前記入力電極４７と前記共通電極４９を接続する支持部１５に生じるピエゾ抵抗効果が防止されることとなって、設けられたピエゾ抵抗素子１９による検出値がより好ましいものとなる。つまり、Ｓ／Ｎ比が向上したジャイロセンサとなる。なお、このジャイロセンサ２ｆは、前記プルーフマス３２がグランドに落とされるように第１の導電体３９が設けられると共に、その第１の導電体３９と接続されるシリコン活性層２７は、第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａを介して柱状部３４に接続されている。 [Sixth Embodiment]
Next, a gyro sensor 2f (2) according to a sixth embodiment will be described. That is, in the gyro sensor 2f according to the sixth embodiment shown in FIG. 14 taken along the line EE of FIGS. 13 and 13, the input electrode 47 and the common electrode 49 are connected by the good conductor film 55. ing. The good conductor film 55 is formed by depositing a good conductor having a thickness and width such that deformation due to stress is not large. In this way, when current is supplied from the input electrode 47, the piezoresistance effect generated in the support portion 15 connecting the input electrode 47 and the common electrode 49 is prevented, and the provided piezo is provided. The detection value by the resistance element 19 becomes more preferable. In other words, the gyro sensor has an improved S / N ratio. The gyro sensor 2f is provided with the first conductor 39 so that the proof mass 32 is dropped to the ground, and the silicon active layer 27 connected to the first conductor 39 is provided with the second conductor 39. It is connected to the columnar part 34 through the conduction parts 16a, 17a, 18a.

〔第７の実施の形態〕
次に、第７の実施の形態のジャイロセンサ２ｇ（２）について説明する。すなわち、図１５に示す第７の実施の形態とされるジャイロセンサ２ｇは、上述した各種の実施の形態においては、Ｘ軸両方向及びＹ軸両方向に延びた２軸で構成されるものを、Ｘ軸若しくはＹ軸の何れか一方の軸両方向に延びた１軸で構成したものである。このようにして、１軸のみのジャイロセンサ２ｇで構成した場合には、例えば、Ｘ軸両方向とされた一方向のみの力学量を測定したい場合に、簡易に構成できると共に、所望の測定を行うことができる。 [Seventh Embodiment]
Next, a gyro sensor 2g (2) according to a seventh embodiment will be described. That is, in the various embodiments described above, the gyro sensor 2g shown in the seventh embodiment shown in FIG. 15 is composed of two axes extending in both the X-axis direction and the Y-axis direction. It is composed of one axis extending in either direction of either the axis or the Y axis. In this way, when the gyro sensor 2g having only one axis is configured, for example, when it is desired to measure a mechanical quantity in only one direction that is set in both directions of the X axis, it can be easily configured and a desired measurement is performed. be able to.

次に、このように構成されたジャイロセンサ２ａ（２）にあっては、次のように製造される。すなわち、上述したジャイロセンサ２ａの製造方法としては、大略工程として、基板加工工程と、ＳＯＩ活性層加工工程と、ＳＯＩ支持層加工工程と、第１のガラス基板接合工程とを備えてなるものであって、この際に、上述した支持部１５，１６，１７，１８をプルーフマス３２及び柱状部３４との間に、この支持部１５，１６，１７，１８を電気的に独立させる絶縁層を設けると共に、前記第１のガラス基板２０ａのうち前記入力電極４７と前記出力電極４８との間を電気的に絶縁する。以下において各工程を具体的に説明する。   Next, the gyro sensor 2a (2) configured as described above is manufactured as follows. In other words, the above-described method for manufacturing the gyro sensor 2a generally includes a substrate processing step, an SOI active layer processing step, an SOI support layer processing step, and a first glass substrate bonding step. In this case, an insulating layer that electrically separates the support portions 15, 16, 17, and 18 between the proof mass 32 and the columnar portion 34 is provided between the support portions 15, 16, 17, and 18 described above. And providing electrical insulation between the input electrode 47 and the output electrode 48 in the first glass substrate 20a. Each step will be specifically described below.

基板加工工程は、第１のガラス基板２０ａに入出力用凹部４７ａ，４８ａを設ける工程である。基板加工工程においては、まず、図１６（ａ）に示すような所定の厚み及び大きさから構成されるガラス基板が用意される。次いで、図１６（ｂ）に示すように、入出力用凹部４７ａ，４８ａが設けられる。この入出力用凹部４７ａ，４８ａを設けるに際しては、サンドブラスト等による機械的加工処理によってなされるものであってもよいし、またエッチング処理（ドライエッチング処理、ウエットエッチング処理等）等による化学的加工処理によってなされるものであってもよい。この第１のガラス基板２０ａにあっては、サンドブラスト加工によって入出力用凹部４７ａ，４８ａが設けられており、サンドブラスト加工特有の内部に向かって漸次縮径される形状となっている。このようにして、第１のガラス基板２０ａは形成される。   The substrate processing step is a step of providing input / output recesses 47a and 48a on the first glass substrate 20a. In the substrate processing step, first, a glass substrate having a predetermined thickness and size as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 16B, input / output recesses 47a and 48a are provided. The input / output recesses 47a and 48a may be formed by mechanical processing such as sandblasting or chemical processing such as etching (dry etching or wet etching). It may be made by. In this first glass substrate 20a, input / output recesses 47a and 48a are provided by sandblasting, and the diameter is gradually reduced toward the interior peculiar to sandblasting. In this way, the first glass substrate 20a is formed.

ＳＯＩ活性層加工工程は、シリコン活性層２７を形成する工程である。ＳＯＩ活性層加工工程においては、まず、図１７（ａ）に示すような所定の厚み及び大きさから構成されるシリコン基板２１Ａが用意される。次いで、図１７（ｂ）に示すように、このシリコン基板２１Ａのうち、第１のシリコン層とされるシリコン活性層２７に、ギャップ用凹部３０ａを形成する。具体的には、シリコン活性層３２上にエッチングマスクとなるフォトレジスト膜を成膜して、この後にエッチング処理を行って、ギャップ用凹部３０ａを形成する。このギャップ凹部３０ａは、後のプルーフマス３２が力学量を受けて変位を生じた際に、この第１ガラス基板２０ａに接触しないようにされることを目的に設けられるものである。その後、図１７（ｃ）に示すように、前記ギャップ用凹部３０ａの底面に不純物層Ｍを形成するとともに前記ギャップ用凹部の周囲所定間隔に不純物層４５を形成する。具体的には、シリコン活性層２７の表面全体にイオンインプランテーション又は不純物拡散等により不純物を注入する。この不純物層Ｍは、後に圧電素子とされるピエゾ抵抗素子１９を構成するものである。その後、図１７（ｄ）に示すように、このギャップ凹部３０ａの底面のシリコンを除去しながら前記第２のシリコン層に設ける錘部を支持する支持部１５、１６、１７、１８を形成する。具体的には、９０度回転した位置関係を有するよう支持部１５、１６、１７、１８をそれぞれ形成する。このときシリコン除去前にはギャップ凹部３０ａの底面であった前記支持部１５、１６、１７、１８の表面には、前記不純物層Ｍからなる圧電素子であるピエゾ抵抗素子１９が形成されている。なお、前記支持部１５を形成する際にあっては、図１７（ｄ）に示すように、同時に、前記支持部１５、１６、１７、１８の一部とされる電極部４１、４２、４３、４４が、前記柱状部３４と電気的に独立するように、切り欠かれてなる絶縁層が設けられる。   The SOI active layer processing step is a step of forming the silicon active layer 27. In the SOI active layer processing step, first, a silicon substrate 21A having a predetermined thickness and size as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 17B, a gap recess 30a is formed in the silicon active layer 27, which is the first silicon layer, in the silicon substrate 21A. Specifically, a photoresist film serving as an etching mask is formed on the silicon active layer 32, and thereafter an etching process is performed to form the gap recess 30a. The gap recess 30a is provided for the purpose of preventing contact with the first glass substrate 20a when the subsequent proof mass 32 is displaced by receiving a mechanical quantity. Thereafter, as shown in FIG. 17C, an impurity layer M is formed on the bottom surface of the gap recess 30a, and an impurity layer 45 is formed at a predetermined interval around the gap recess. Specifically, impurities are implanted into the entire surface of the silicon active layer 27 by ion implantation or impurity diffusion. This impurity layer M constitutes a piezoresistive element 19 which will be a piezoelectric element later. Thereafter, as shown in FIG. 17 (d), support portions 15, 16, 17, and 18 are formed to support the weight portions provided in the second silicon layer while removing silicon on the bottom surface of the gap recess 30a. Specifically, the support portions 15, 16, 17, and 18 are formed so as to have a positional relationship rotated by 90 degrees. At this time, a piezoresistive element 19, which is a piezoelectric element made of the impurity layer M, is formed on the surfaces of the support portions 15, 16, 17, and 18 which were the bottom surfaces of the gap recess 30 a before silicon removal. When forming the support portion 15, as shown in FIG. 17 (d), the electrode portions 41, 42, and 43 that are part of the support portions 15, 16, 17, and 18 are simultaneously formed. , 44 is provided with an insulating layer that is notched so that it is electrically independent of the columnar portion 34.

ＳＯＩ支持層加工工程は、シリコン支持層２５を形成する工程である。ＳＯＩ活性層加工工程においては、まず、図１８（ａ）に示すように、上述した基板加工工程において形成された第１ガラス基板２０（ａ）が用意される。ついで、図１８（ｂ）に示すように、前記第２のシリコン層とされるシリコン支持層２５にギャップ用凹部３０ｂを形成する。その後、シリコン支持層２５にプルーフマス３２を設けるようにプルーフマス用凹部３０ｃを形成する。この際、シリコン支持層２５及びＢＯX層（シリコン酸化膜）２６を除去しながらプルーフマス３２を形成する。   The SOI support layer processing step is a step of forming the silicon support layer 25. In the SOI active layer processing step, first, as shown in FIG. 18A, a first glass substrate 20 (a) formed in the above-described substrate processing step is prepared. Next, as shown in FIG. 18B, a gap recess 30b is formed in the silicon support layer 25, which is the second silicon layer. Thereafter, a proof mass recess 30 c is formed so as to provide the proof mass 32 on the silicon support layer 25. At this time, the proof mass 32 is formed while removing the silicon support layer 25 and the BOX layer (silicon oxide film) 26.

第１のガラス基板接合工程は、上述したシリコン基板２１に第１のガラス基板２０ａを接合する工程である。また、第２のガラス基板接合工程は、上述したシリコン基板２１に第２のガラス基板２０ｂを接合する工程である。まず、第１のガラス基板接合工程においては、図１９（ａ）に示すように、前記第１のガラス基板２０ａをシリコン活性層側の柱状部３４に合わせて陽極接合により接合する。そして、図１９（ｂ）に示すように、前記第２のガラス基板２０ｂをシリコン支持層側の柱状部３４に合わせて陽極接合により接合する。この後、図１９（ｃ）に示すように、前記入出力用凹部４７ａ，４８ｂに第２の導電体を設けて入力電極４７及び出力電極４８を形成する。   The first glass substrate bonding step is a step of bonding the first glass substrate 20a to the silicon substrate 21 described above. The second glass substrate bonding step is a step of bonding the second glass substrate 20b to the silicon substrate 21 described above. First, in the first glass substrate bonding step, as shown in FIG. 19A, the first glass substrate 20a is bonded by anodic bonding to the columnar portion 34 on the silicon active layer side. Then, as shown in FIG. 19B, the second glass substrate 20b is joined by anodic bonding to the columnar portion 34 on the silicon support layer side. Thereafter, as shown in FIG. 19C, a second conductor is provided in the input / output recesses 47a and 48b to form an input electrode 47 and an output electrode 48.

以上をもって、ジャイロセンサ２は構成される。なお、上述した製造方法にあっては、便宜上の一例として、上述した工程を組み合わせて行うものとした。しかしながら、この工程順に限定されることなく、適宜に順序を入れ換えて製造するものであっても、本発明の趣旨を逸脱しないものとされる。   The gyro sensor 2 is configured as described above. In addition, in the manufacturing method mentioned above, it shall carry out combining the process mentioned above as an example for convenience. However, it is not limited to this process order, and even if it manufactures by changing order appropriately, it does not deviate from the meaning of the present invention.

例えば、上述した製造方法においては、その製造方法において、ＳＯＩ活性層加工工程後にＳＯＩ支持層加工工程を行うものとしたが、順序を入れ換えて、ＳＯＩ支持層加工工程後にＳＯＩ活性層加工工程を行うものとしてもよい。また、上述した製造方法においては、第１のガラス基板接合工程と第２のガラス基板接合工程とは組み合わせて行うものとしたが、これを別々に行ってもよい。しかしながら、第１のガラス基板接合工程にあっては、ＳＯＩ活性層加工工程後に行わなければならない。また、第２のガラス基板接合工程にあっては、ＳＯＩ支持層加工工程後に行わなければならない。   For example, in the manufacturing method described above, the SOI support layer processing step is performed after the SOI active layer processing step in the manufacturing method, but the order is changed, and the SOI active layer processing step is performed after the SOI support layer processing step. It may be a thing. Moreover, in the manufacturing method mentioned above, although the 1st glass substrate joining process and the 2nd glass substrate joining process shall be performed in combination, this may be performed separately. However, the first glass substrate bonding step must be performed after the SOI active layer processing step. Further, in the second glass substrate bonding step, it must be performed after the SOI support layer processing step.

なお、上述のＳＯＩ活性層加工工程においては、次のような工程が設けられるものであってもよい。すなわち、共通電極４９を前記プルーフマス３２の前記第１のガラス基板２０ａ側の対向面の中心に設けてもよい。また、前記入力電極４７から共通電極４９に電流を導通すると共に前記圧電素子と電気的に分離された第１の導通部１５ａを前記支持部１５に設けてもよい。また、前記第１の導通部１５ａが設けられた前記支持部１５以外の前記支持部１６，１７，１８のそれぞれに、前記第１の導通部１５ａを模した第２の導通部１６ａ，１７ａ，１８ａを設けてもよい。また、前記検出室２２内に前記プルーフマス３２を静電的に振動させる振動機構と、前記プルーフマス３２まで前記絶縁層を貫通する貫通孔３８と、前記貫通孔３８内に一端が前記プルーフマス３２と電気的に接続されると共に他端が接地された半導体材料と電気的に接続される第１の導電体３９とを設けてもよい。   In the SOI active layer processing step described above, the following steps may be provided. That is, the common electrode 49 may be provided at the center of the opposing surface of the proof mass 32 on the first glass substrate 20a side. Further, the support portion 15 may be provided with a first conduction portion 15 a that conducts current from the input electrode 47 to the common electrode 49 and is electrically separated from the piezoelectric element. In addition, the second conductive portions 16a, 17a, which are similar to the first conductive portion 15a, are provided on the support portions 16, 17, 18 other than the support portion 15 provided with the first conductive portion 15a. 18a may be provided. Further, a vibration mechanism for electrostatically vibrating the proof mass 32 in the detection chamber 22, a through hole 38 that penetrates the insulating layer to the proof mass 32, and one end of the proof mass in the through hole 38. A first conductor 39 electrically connected to the semiconductor material 32 and electrically connected to the semiconductor material grounded at the other end may be provided.

また、その方法も適宜の手法を用いることができる。例えば、上述した各種凹部３０ｃ等の深さが所定の深さ（例えば、数μｍ程度）となるように反応速度等を設定してもよい。また、上述したドライエッチングに限らず、水酸化カリウムやテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等のアルカリ性エッチャントによる異方性エッチング（ウエットエッチング）によりシリコン活性層２７やシリコン支持層２５を除去しても構わない。なお、エッチング処理をした際は、説明を割愛しているが、マスクとしていたフォトレジスト膜の除去を行う除去洗浄処理を行う。   Moreover, the method can also use an appropriate method. For example, the reaction rate or the like may be set so that the depths of the various recesses 30c described above become a predetermined depth (for example, about several μm). The silicon active layer 27 and the silicon support layer 25 may be removed by anisotropic etching (wet etching) using an alkaline etchant such as potassium hydroxide or tetramethylammonium hydroxide, not limited to the dry etching described above. Note that when the etching process is performed, a description is omitted, but a removal cleaning process for removing the photoresist film used as a mask is performed.

また、上述した適宜の成膜にあっては、適宜の成膜方法を採用することができ、例えば、アルミニウム等の導電性を有する金属を蒸着によって成膜されたり、スパッタリング法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によって成膜されるものであってもよい。   In addition, in the above-described appropriate film formation, an appropriate film formation method can be employed. For example, a conductive metal such as aluminum is formed by vapor deposition, or a sputtering method or CVD (Chemical Vapor) is used. A film may be formed by a Deposition method or the like.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述の実施の形態においては、角速度を測定可能なジャイロセンサとして構成されたものについて説明したが、これに限定されることなく、例えば加速度を測定可能な加速度センサとして構成するものであってもよい。この場合においては、上述した振動機構とされる第１振動電極３５及び第２振動電極３７を特に設ける必要がなくなる。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the gyro sensor that can measure the angular velocity has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the gyro sensor is configured as an acceleration sensor that can measure acceleration. Also good. In this case, it is not necessary to provide the first vibration electrode 35 and the second vibration electrode 37 that are the vibration mechanism described above.

本発明に係る角速度センサを有する電子機器の一実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the electronic device which has an angular velocity sensor which concerns on this invention. 図３に示す断面矢視Ａ−Ａ図である。FIG. 4 is a cross-sectional arrow view AA shown in FIG. 3. 図２に示す角速度センサの斜視図である。It is a perspective view of the angular velocity sensor shown in FIG. 図３に示す検出部の上面斜視図及び下面斜視図である。FIG. 4 is a top perspective view and a bottom perspective view of the detection unit shown in FIG. 3. 図４の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of FIG. 4. 図２に示す角速度センサの上面図である。FIG. 3 is a top view of the angular velocity sensor shown in FIG. 2. 図６に示す断面矢視Ｂ−Ｂ図である。It is a cross-sectional arrow BB figure shown in FIG. 第２の実施の形態の角速度センサの上面図である。It is a top view of the angular velocity sensor of 2nd Embodiment. 図８に示す断面矢視Ｃ−Ｃ図及び断面矢視Ｄ−Ｄ図であるFIG. 9 is a cross-sectional arrow CC view and a cross-sectional arrow DD diagram shown in FIG. 8. 第３の実施の形態の角速度センサの上面図である。It is a top view of the angular velocity sensor of 3rd Embodiment. 第４の実施の形態の角速度センサの上面図である。It is a top view of the angular velocity sensor of 4th Embodiment. 第５の実施の形態の角速度センサの上面図である。It is a top view of the angular velocity sensor of a 5th embodiment. 第６の実施の形態の角速度センサの上面図である。It is a top view of the angular velocity sensor of 6th Embodiment. 図１３に示す断面矢視Ｅ−Ｅ図である。It is a cross-sectional arrow EE figure shown in FIG. 第７の実施の形態の角速度センサの上面図である。It is a top view of the angular velocity sensor of 7th Embodiment. 基板加工工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a board | substrate processing process. ＳＯＩ活性層加工工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a SOI active layer processing process. ＳＯＩ支持層加工工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a SOI support layer processing process. 第１のガラス基板接合工程及び第２のガラス基板接合工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a 1st glass substrate joining process and a 2nd glass substrate joining process. 従来の角速度センサの一例を示す錘部及び支持部周辺の上面図である。It is a top view of the weight part and support part periphery which shows an example of the conventional angular velocity sensor. 従来の角速度センサの他の一例を示す錘部及び支持部周辺の上面図である。It is a top view of the weight part and support part periphery which shows another example of the conventional angular velocity sensor. 図２１に示す断面矢視Ｚ−Ｚ図である。It is a cross-sectional arrow ZZ figure shown in FIG. 図２１に示す角速度センサの支持部が長手方向に変形した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the support part of the angular velocity sensor shown in FIG. 21 deform | transformed into the longitudinal direction. 図２１に示す角速度センサの支持部が短手方向に変形した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the support part of the angular velocity sensor shown in FIG. 21 deform | transformed in the transversal direction.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電子機器
２ａ ジャイロセンサ
１５，１６，１７，１８ 支持部
１９ ピエゾ抵抗素子
２０ａ 第１のガラス基板（第１の基板）
２０ｂ 第２のガラス基板（第２の基板）
２２ 検出室
２３ 検出部
３２ プルーフマス
３４ 柱状部
４７ 入力電極
４８ 出力電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic device 2a Gyro sensor 15, 16, 17, 18 Support part 19 Piezoresistive element 20a 1st glass substrate (1st board | substrate)
20b Second glass substrate (second substrate)
22 detection chamber 23 detection section 32 proof mass 34 columnar section 47 input electrode 48 output electrode

Claims (13)

所定間隔を空けた状態で互いに平行配置された第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に挟まれながら、これら前記第１の基板と前記第２の基板との互いを支持して前記第１の基板と前記第２の基板との間に検出室を形成する半導体材料からなる中空部を有する柱状部と、
前記第１の基板及び前記第２の基板と所定間隔を空けて前記第１の基板及び前記第２の基板と平行に前記検出室内に設けられた半導体材料からなる錘部と、
前記錘部の前記第１の基板側の対向面と面一とされた面を有し且つ前記錘部から放射状に対称的に延びて前記柱状部と接続して前記錘部を支持する少なくとも一対の半導体材料からなる支持部と、
前記支持部に設けられた少なくとも一対の圧電素子と、
前記第１の基板に設けられ且つ前記圧電素子に電流を入力する入力電極と、
前記第１の基板に設けられ且つ前記圧電素子から入力された電流を出力する出力電極とを備え、
前記支持部を前記錘部及び柱状部とから電気的に独立させる絶縁層を、前記支持部と前記錘部との間に及び前記支持部と前記柱状部との間に設けると共に、前記第１の基板のうち前記入力電極と前記出力電極との間を電気的に絶縁していることを特徴とする力学量センサ。 A first substrate and a second substrate arranged in parallel with each other at a predetermined interval;
While being sandwiched between the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate are supported so as to support the first substrate and the second substrate. A columnar portion having a hollow portion made of a semiconductor material forming a detection chamber therebetween;
A weight portion made of a semiconductor material provided in the detection chamber in parallel with the first substrate and the second substrate at a predetermined interval from the first substrate and the second substrate;
At least a pair having a surface flush with the opposing surface of the weight portion on the first substrate side and extending radially symmetrically from the weight portion and connected to the columnar portion to support the weight portion. A support portion made of a semiconductor material of
At least a pair of piezoelectric elements provided on the support;
An input electrode provided on the first substrate and for inputting a current to the piezoelectric element;
An output electrode provided on the first substrate and outputting a current input from the piezoelectric element;
An insulating layer that electrically isolates the support part from the weight part and the columnar part is provided between the support part and the weight part and between the support part and the columnar part, and the first A mechanical quantity sensor characterized in that the input electrode and the output electrode of the substrate are electrically insulated. 請求項１に記載の力学量センサにおいて、
前記圧電素子のそれぞれに共通する共通電極を前記錘部の前記第１の基板側の対向面の中心に設け、
前記入力電極から共通電極に電流を導通すると共に前記圧電素子と電気的に分離された第１の導通部を前記支持部に設けたことを特徴とする力学量センサ。 The mechanical quantity sensor according to claim 1,
A common electrode common to each of the piezoelectric elements is provided at the center of the opposing surface of the weight portion on the first substrate side,
A mechanical quantity sensor characterized in that a current is conducted from the input electrode to the common electrode, and a first conduction part electrically separated from the piezoelectric element is provided in the support part. 請求項１または請求項２に記載の力学量センサにおいて、
前記第１の導通部が設けられた前記支持部以外の前記支持部のそれぞれに、前記第１の導通部を模した第２の導通部を設けたことを特徴とする力学量センサ。 The mechanical quantity sensor according to claim 1 or 2,
A mechanical quantity sensor characterized in that a second conducting part simulating the first conducting part is provided in each of the supporting parts other than the supporting part provided with the first conducting part. 請求項１から請求項３のうち何れか一項に記載の力学量センサにおいて、
前記検出室内に前記錘部を静電的に振動させる振動機構と、前記錘部まで前記絶縁層を貫通する貫通孔と、前記貫通孔内に一端が前記錘部と電気的に接続されると共に他端が接地された半導体材料と電気的に接続される第１の導電体とを設けたことを特徴とする力学量センサ。 The mechanical quantity sensor according to any one of claims 1 to 3,
A vibration mechanism that electrostatically vibrates the weight portion in the detection chamber, a through hole that penetrates the insulating layer to the weight portion, and one end of the through hole that is electrically connected to the weight portion. A mechanical quantity sensor comprising: a first conductor electrically connected to a semiconductor material having the other end grounded. 請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載の力学量センサにおいて、
前記第１の基板及び前記第２の基板が、ガラス基板からなることを特徴とする力学量センサ。 In the mechanical quantity sensor according to any one of claims 1 to 4,
The mechanical quantity sensor, wherein the first substrate and the second substrate are made of glass substrates. 請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載の力学量センサにおいて、
前記柱状部の前記入力電極と前記出力電極とが接する個所に、不純物層を設けたことを特徴とする力学量センサ。 In the mechanical quantity sensor according to any one of claims 1 to 4,
A mechanical quantity sensor characterized in that an impurity layer is provided at a position where the input electrode and the output electrode of the columnar portion are in contact with each other. 請求項６に記載の力学量センサにおいて、
前記不純物層と前記第１の導通部の前記入力電極側端部との間及び前記不純物層と前記圧電素子の前記出力電極側端部との間に、これらを互いに直接的に電気的に接続する金属膜を設けたことを特徴とする力学量センサ。 The mechanical quantity sensor according to claim 6,
The impurity layer and the first conductive portion are electrically connected directly to each other between the input electrode side end portion and between the impurity layer and the piezoelectric element side end portion of the piezoelectric element. A mechanical quantity sensor characterized in that a metal film is provided. 請求項１から請求項７のうち何れか一項に記載の力学量センサを備えたことを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the mechanical quantity sensor according to any one of claims 1 to 7. シリコン酸化膜を第１のシリコン層及び第２のシリコン層で挟んでなるＳＯＩ基板を、両面から第１の基板と第２の基板とを挟み込んで互いに接合してなる力学量センサの製造方法であって、
前記第１の基板に入出力用凹部を設ける基板加工工程と、
前記第１のシリコン層にギャップ用凹部を形成し、前記ギャップ用凹部内に不純物を注入するとともに前記ギャップ用凹部の周囲所定間隔に不純物層を形成し、次いで前記ギャップ凹部の底面のシリコンを除去しながら前記第２のシリコン層に設ける錘部を支持し表面に不純物層からなる圧電素子を有する支持部を形成するＳＯＩ活性層加工工程と、
前記第２のシリコン層にギャップ用凹部を形成し、次いで前記第２のシリコン層に前記錘部を設けるように錘用凹部を形成し、次いで前記第２のシリコン層及び前記シリコン酸化膜を除去しながら前記錘部を形成するＳＯＩ支持層加工工程と、
前記ＳＯＩ活性層加工工程ののちに、前記第１の基板を前記第１のシリコン層側の柱状部に接合し、次いで前記入出力用凹部に第２の導電体を設けて入力電極及び出力電極を形成する第１の基板接合工程と、
前記ＳＯＩ支持層加工工程ののちに、前記第２の基板を前記第２のシリコン層側の柱状部に接合する第２の基盤接合工程とを備え、
前記支持部を前記錘部及び柱状部とから電気的に独立させる絶縁層を、前記支持部と前記錘部との間に及び前記支持部と前記柱状部との間に設けるとともに、前記第１の基板のうち前記入力電極と前記出力電極との間を電気的に絶縁していることを特徴とする力学量センサの製造方法。 In a method of manufacturing a mechanical quantity sensor, an SOI substrate having a silicon oxide film sandwiched between a first silicon layer and a second silicon layer is bonded to each other by sandwiching the first substrate and the second substrate from both sides. There,
A substrate processing step of providing an input / output recess in the first substrate;
A gap recess is formed in the first silicon layer, an impurity is injected into the gap recess, an impurity layer is formed at a predetermined interval around the gap recess, and then silicon on the bottom surface of the gap recess is removed. An SOI active layer processing step for supporting a weight portion provided in the second silicon layer and forming a support portion having a piezoelectric element made of an impurity layer on the surface;
A gap recess is formed in the second silicon layer, a weight recess is formed so as to provide the weight in the second silicon layer, and then the second silicon layer and the silicon oxide film are removed. While the SOI support layer processing step of forming the weight portion,
After the SOI active layer processing step, the first substrate is bonded to the columnar portion on the first silicon layer side, and then a second conductor is provided in the input / output recess to provide an input electrode and an output electrode. A first substrate bonding step of forming
A second substrate bonding step for bonding the second substrate to the columnar portion on the second silicon layer side after the SOI support layer processing step;
An insulating layer that electrically isolates the support part from the weight part and the columnar part is provided between the support part and the weight part and between the support part and the columnar part, and the first A method of manufacturing a mechanical quantity sensor, wherein the input electrode and the output electrode of the substrate are electrically insulated. 請求項９に記載の力学量センサの製造方法において、
前記ＳＯＩ活性層加工工程の際に、前記圧電素子のそれぞれに共通する共通電極を前記錘部の前記第１の基板側の対向面の中心に設け、
前記入力電極から共通電極に電流を導通すると共に前記圧電素子と電気的に分離された第１の導通部を前記支持部に設けることを特徴とする力学量センサの製造方法。 In the manufacturing method of the mechanical quantity sensor according to claim 9,
In the SOI active layer processing step, a common electrode common to each of the piezoelectric elements is provided at the center of the opposing surface of the weight portion on the first substrate side,
A method of manufacturing a mechanical quantity sensor, wherein a current is conducted from the input electrode to the common electrode, and a first conduction part electrically separated from the piezoelectric element is provided in the support part. 請求項９または請求項１０に記載の力学量センサの製造方法において、
前記ＳＯＩ活性層加工工程の際に、前記第１の導通部が設けられた前記支持部以外の前記支持部のそれぞれに、前記第１の導通部を模した第２の導通部を設けることを特徴とする力学量センサの製造方法。 In the manufacturing method of the mechanical quantity sensor according to claim 9 or 10,
In the SOI active layer processing step, a second conductive portion that imitates the first conductive portion is provided in each of the support portions other than the support portion provided with the first conductive portion. A manufacturing method of a mechanical quantity sensor characterized. 請求項９から請求項１１のうち何れか一項に記載の力学量センサの製造方法において、
前記ＳＯＩ活性層加工工程の際に、前記検出室内に前記錘部を静電的に振動させる振動機構と、前記錘部まで前記絶縁層を貫通する貫通孔と、前記貫通孔内に一端が前記錘部と電気的に接続されると共に他端が接地された半導体材料と電気的に接続される第１の導電体とを設けることを特徴とする力学量センサの製造方法。 In the manufacturing method of the mechanical quantity sensor according to any one of claims 9 to 11,
During the SOI active layer processing step, a vibration mechanism that electrostatically vibrates the weight portion in the detection chamber, a through-hole that penetrates the insulating layer to the weight portion, and one end in the through-hole A method of manufacturing a mechanical quantity sensor, comprising: providing a first conductor that is electrically connected to a weight portion and electrically connected to a semiconductor material whose other end is grounded. 請求項９から請求項１２のうち何れか一項に記載の力学量センサの製造方法において、
前記第１の基板及び前記第２の基板が、ガラス基板からなることを特徴とする力学量センサの製造方法。
In the manufacturing method of the mechanical quantity sensor according to any one of claims 9 to 12,
The manufacturing method of a mechanical quantity sensor, wherein the first substrate and the second substrate are made of a glass substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101871285B1 (en) * 2017-11-08 2018-06-27 주식회사 엠프로스 Respiratory sensing device and respiratory monitoring system
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