JP5790003B2

JP5790003B2 - Accelerometer

Info

Publication number: JP5790003B2
Application number: JP2011023201A
Authority: JP
Inventors: 昭彦蝦名
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: JP2012163415A

Description

本発明は、加速度センサー、及び、加速度センサーの製造方法に関する。 The present invention relates to an acceleration sensor and a method for manufacturing the acceleration sensor.

半導体プロセス技術を用いて製造する加速度センサー等のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）センサーは、半導体電子回路との集積化が可能で、小型化が可能であることから、高付加価値型製品を生み出すための基盤技術として幅広い産業分野において注目され、期待されている。 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) sensors such as accelerometers manufactured using semiconductor process technology can be integrated with semiconductor electronic circuits and can be miniaturized to create high value-added products. As a basic technology, it is attracting attention and expectation in a wide range of industrial fields.

下記の特許文献１には、シリコンなどの基板に深いトレンチを掘り、さらにその底部を等方的にエッチングすることによって櫛歯状の可動部を形成した加速度センサーが記載されている。この加速度センサーにおいては、可動部が外的な加速度によって基板の面に沿った方向に移動した場合に、櫛歯と対向する固定櫛との間の距離が変化する。この距離の変化が、櫛歯と固定櫛とにそれぞれ設けた電極間の容量変化として捉えられる。 Patent Document 1 below describes an acceleration sensor in which a comb-like movable part is formed by digging a deep trench in a substrate such as silicon and then isotropically etching the bottom. In this acceleration sensor, when the movable part moves in the direction along the surface of the substrate due to external acceleration, the distance between the comb teeth and the fixed comb that faces the comb teeth changes. This change in distance is regarded as a change in capacitance between electrodes provided on the comb teeth and the fixed comb.

特許第３６５７６０６号公報（図６、図７）Japanese Patent No. 3657606 (FIGS. 6 and 7)

しかしながら、特許文献１においては、感度と精度を実現する都合上、対向電極の面積を確保する必要があるため、トレンチの深さを深くする必要がある。従って、素子サイズが大きくなり、小型化が困難である。 However, in Patent Document 1, it is necessary to secure the area of the counter electrode for the sake of realizing sensitivity and accuracy, and therefore it is necessary to increase the depth of the trench. Therefore, the element size becomes large and it is difficult to reduce the size.

本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様は、小型化が可能な加速度センサーを提供することに関連している。 The present invention has been made in view of the above technical problems. Some aspects of the invention relate to providing an acceleration sensor that can be miniaturized.

本発明の幾つかの態様において、加速度センサーは、基板と、基板上に位置する第１の電極層と、第１の電極層の第１の面と対向して位置する第２の電極層と、第２の電極層を基板に支持する支持部と、を含み、第２の電極層は、上記第１の面に沿った方向に動くことができ、支持部は、第２の電極層が上記第１の面に沿った方向に動くことができるように第２の電極層を基板に支持する。
この態様によれば、基板上に位置する第１の電極層と、第１の電極層の第１の面と対向して位置しており、上記第１の面に沿った方向に動くことができる第２の電極層とを具備する。従って、感度と精度を確保しつつ、基板の面に垂直な方向における加速度センサーの厚みを低減し、加速度センサーを小型化することができる。 In some aspects of the present invention, the acceleration sensor includes a substrate, a first electrode layer located on the substrate, and a second electrode layer located opposite to the first surface of the first electrode layer. A support portion that supports the second electrode layer on the substrate, and the second electrode layer can move in a direction along the first surface, and the support portion is formed by the second electrode layer. The second electrode layer is supported on the substrate so as to move in the direction along the first surface.
According to this aspect, the first electrode layer located on the substrate and the first surface of the first electrode layer are opposed to each other, and can move in a direction along the first surface. And a second electrode layer that can be formed. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the acceleration sensor in the direction perpendicular to the surface of the substrate and to reduce the size of the acceleration sensor while ensuring the sensitivity and accuracy.

上述の態様において、第１の電極層は、第１の導電部及び第２の導電部を含み、第２の電極層は、第３の導電部及び第４の導電部を含み、第１の導電部は、上記第１の面に垂直な方向からみて第３の導電部と一部重なり、かつ第３の導電部より第１の方向にずれた位置に有しており、第２の導電部は、上記第１の面に垂直な方向からみて第４の導電部と一部重なり、かつ第４の導電部より第１の方向と反対側の第２の方向にずれた位置に有していることが望ましい。
これによれば、第１の導電部は、第３の導電部より第１の方向にずれた位置に有しており、第２の導電部は、第４の導電部より第２の方向にずれた位置に有している。従って、第１の導電部及び第３の導電部間の静電容量と、第２の導電部及び第４の導電部間の静電容量との差分を検出することにより、上記第１の面に垂直な方向における第２の電極層の移動分をキャンセルすることができる。従って、上記第１の面に沿った方向における第２の電極層の移動を正確に測定することができる。 In the above-described aspect, the first electrode layer includes a first conductive part and a second conductive part, the second electrode layer includes a third conductive part and a fourth conductive part, The conductive portion partially overlaps with the third conductive portion when viewed from the direction perpendicular to the first surface, and is located at a position shifted in the first direction from the third conductive portion. The portion has a position that partially overlaps with the fourth conductive portion when viewed from the direction perpendicular to the first surface and is shifted in the second direction opposite to the first direction from the fourth conductive portion. It is desirable that
According to this, the first conductive portion has a position shifted in the first direction from the third conductive portion, and the second conductive portion is in the second direction from the fourth conductive portion. It is in a shifted position. Therefore, the first surface is detected by detecting the difference between the capacitance between the first conductive portion and the third conductive portion and the capacitance between the second conductive portion and the fourth conductive portion. The movement of the second electrode layer in the direction perpendicular to the direction can be canceled. Therefore, the movement of the second electrode layer in the direction along the first surface can be accurately measured.

上述の態様において、支持部は、第２の電極層と一体となって上記第１の面に沿った方向に動くことができる可動部と、可動部より小さな剛性を有し、可動部が上記第１の面に沿った方向に動くことができるように可動部を基板に支持するばね部と、を含むことが望ましい。
これによれば、第２の電極層と一体となって動くことができる可動部を有するので、可動部及び第２の電極層の合計質量と加速度とに応じた慣性力が第２の電極層にかかる。そして、可動部を基板に支持するばね部を有するので、慣性力に応じた変位を感度良く検出することができる。 In the above-described aspect, the support portion has a movable portion that can move in the direction along the first surface integrally with the second electrode layer, and has a smaller rigidity than the movable portion. It is desirable to include a spring portion that supports the movable portion on the substrate so that the movable portion can move in a direction along the first surface.
According to this, since it has a movable part which can move integrally with the second electrode layer, the inertial force according to the total mass and acceleration of the movable part and the second electrode layer is the second electrode layer. It takes. And since it has the spring part which supports a movable part to a board | substrate, the displacement according to an inertial force can be detected with sufficient sensitivity.

上述の態様において、可動部の周囲に、ばね部を固定する固定部をさらに具備することが望ましい。
これによれば、可動部及びばね部を基板に支持するための構造を、エッチングにより容易に加工することができる。 In the above-described aspect, it is desirable to further include a fixing portion that fixes the spring portion around the movable portion.
According to this, the structure for supporting the movable part and the spring part on the substrate can be easily processed by etching.

上述の態様において、可動部、固定部及び基板のうちの何れかに、可動部の動きを規制する突起部をさらに具備することが望ましい。
これによれば、可動部の動きを安定させ、加速度センサーの精度を向上することができる。 In the above-described aspect, it is preferable that the movable portion, the fixed portion, and the substrate further include a protrusion that restricts the movement of the movable portion.
According to this, the movement of the movable part can be stabilized, and the accuracy of the acceleration sensor can be improved.

上述の態様において、上記第１の面に沿った方向におけるばね部の剛性は、上記第１の面に垂直な方向におけるばね部の剛性より小さいことが望ましい。
この態様によれば、可動部が上記第１の面に垂直な方向に振動することを抑制し、加速度センサーの精度を向上することができる。 In the above-described aspect, it is desirable that the rigidity of the spring portion in the direction along the first surface is smaller than the rigidity of the spring portion in the direction perpendicular to the first surface.
According to this aspect, it is possible to suppress the movable portion from vibrating in the direction perpendicular to the first surface, and to improve the accuracy of the acceleration sensor.

本発明の他の態様において、加速度センサーは、基板と、基板上に位置する第１の電極層と、空隙部を介して第１の電極層の第１の面と対向して位置する第２の電極層と、第２の電極層を基板に支持する支持部と、を含み、支持部は、ばね部を含む。
この態様によれば、感度と精度を確保しつつ、加速度センサーの厚みを低減し、加速度センサーを小型化することができる。 In another aspect of the present invention, the acceleration sensor includes a substrate, a first electrode layer positioned on the substrate, and a second electrode positioned opposite to the first surface of the first electrode layer via the gap. The electrode layer and a support portion that supports the second electrode layer on the substrate, and the support portion includes a spring portion.
According to this aspect, it is possible to reduce the thickness of the acceleration sensor and reduce the size of the acceleration sensor while ensuring sensitivity and accuracy.

本発明の他の態様において、加速度センサーの製造方法は、基板の上方に第１の電極を形成する工程（ａ）と、基板及び第１の電極の上方に犠牲層を形成する工程（ｂ）と、犠牲層の上方に第２の電極を形成する工程（ｃ）と、犠牲層及び第２の電極の上方に絶縁層を形成する工程（ｄ）と、絶縁層の第１の部分を、絶縁層の上方から犠牲層に向かって異方性エッチングすることによって除去し、犠牲層を露出させる工程（ｅ）と、犠牲層のうち、絶縁層の第１の部分の下方に位置する部分と絶縁層の第２の部分の下方に位置する部分とをエッチングすることによって除去し、絶縁層の第２の部分及び当該第２の部分の下方に位置する第２の電極と、基板及び第１の電極との間に空隙を形成する工程（ｆ）と、を具備する。
この態様によれば、犠牲層上に可動部を形成し、その後、犠牲層を除去するので、可動部と基板との間の空隙を容易に形成することができる。
なお、上方とは、表面を基準として裏面に向かう方向とは反対の方向を意味する。 In another aspect of the present invention, a method for manufacturing an acceleration sensor includes a step (a) of forming a first electrode above a substrate, and a step (b) of forming a sacrificial layer above the substrate and the first electrode. A step (c) of forming a second electrode above the sacrificial layer, a step (d) of forming an insulating layer above the sacrificial layer and the second electrode, and a first portion of the insulating layer, Removing the sacrificial layer by anisotropic etching from above the insulating layer toward the sacrificial layer; and a portion of the sacrificial layer positioned below the first portion of the insulating layer; The portion located below the second portion of the insulating layer is removed by etching, the second portion of the insulating layer, the second electrode located below the second portion, the substrate and the first And (f) forming a gap between the electrodes.
According to this aspect, since the movable portion is formed on the sacrificial layer and then the sacrificial layer is removed, the gap between the movable portion and the substrate can be easily formed.
Note that “upward” means a direction opposite to the direction toward the back surface with respect to the front surface.

上述の態様において、工程（ｅ）は、複数の第１の部分を除去することを含み、第２の部分は、複数の第１の部分によって囲まれ、又は挟まれた領域に位置することが望ましい。
これによれば、第２の部分は、複数の第１の部分によって囲まれ、又は挟まれた領域に位置するので、第２の部分が基板に対して動きやすいようにすることができる。 In the above-described aspect, the step (e) includes removing the plurality of first portions, and the second portion is located in a region surrounded or sandwiched by the plurality of first portions. desirable.
According to this, since the second portion is located in a region surrounded by or sandwiched between the plurality of first portions, the second portion can be easily moved with respect to the substrate.

上述の態様において、工程（ｅ）は、絶縁層の第２の部分に、絶縁層の上方から犠牲層に向かって貫通する孔を形成することを含み、工程（ｆ）は、犠牲層をエッチングするためのエッチング液を、上記孔を介して犠牲層に到達させることを含むことが望ましい。
これによれば、犠牲層を除去する工程（ｆ）において、犠牲層を除去するためのエッチング液を貫通孔から犠牲層に容易に到達させることができる。従って、犠牲層を効率的に除去することができる。 In the above-mentioned aspect, the step (e) includes forming a hole penetrating from above the insulating layer toward the sacrificial layer in the second portion of the insulating layer, and the step (f) etching the sacrificial layer. It is preferable that the etching solution for making it reach | attains a sacrificial layer through the said hole.
According to this, in the step (f) of removing the sacrificial layer, the etching solution for removing the sacrificial layer can easily reach the sacrificial layer from the through hole. Therefore, the sacrificial layer can be efficiently removed.

第１の実施形態に係る加速度センサーの斜視図。The perspective view of the acceleration sensor which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る加速度センサーの平面図及び切断面図。The top view and cut surface figure of the acceleration sensor which concern on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る加速度センサーの製造工程を示す切断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the acceleration sensor according to the first embodiment. 第１の実施形態に係る加速度センサーの製造工程を示す切断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the acceleration sensor according to the first embodiment. 第２の実施形態に係る加速度センサーの平面図。The top view of the acceleration sensor which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る加速度センサーの切断面図。The cutaway view of the acceleration sensor which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係る加速度センサーの一部を示す平面図及び切断面図。The top view and cutaway view which show a part of acceleration sensor which concerns on 4th Embodiment. 第５の実施形態に係る加速度センサーの一部を示す平面図。The top view which shows a part of acceleration sensor which concerns on 5th Embodiment. 第６の実施形態に係る加速度センサーの一部を示す平面図。The top view which shows a part of acceleration sensor which concerns on 6th Embodiment. 第７の実施形態に係る加速度センサーの一部を示す平面図。The top view which shows a part of acceleration sensor which concerns on 7th Embodiment.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。また同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, this embodiment demonstrated below does not unduly limit the content of this invention described in the claim. Further, not all of the configurations described in the present embodiment are essential as a solution means of the present invention. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

＜１．第１の実施形態＞
＜１−１．構成＞
図１は、第１の実施形態に係る加速度センサーの斜視図である。図２（Ａ）は、第１の実施形態に係る加速度センサーの平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った切断面を示す図である。これらの図においては、加速度センサーの加速度が、測定可能な加速度の下限以下の加速度である状態（例えば、加速度が０である状態）を示している。 <1. First Embodiment>
<1-1. Configuration>
FIG. 1 is a perspective view of the acceleration sensor according to the first embodiment. FIG. 2A is a plan view of the acceleration sensor according to the first embodiment, and FIG. 2B is a diagram showing a cut surface along the line BB in FIG. In these drawings, a state in which the acceleration of the acceleration sensor is equal to or lower than a lower limit of measurable acceleration (for example, a state where the acceleration is 0) is shown.

第１の実施形態に係る加速度センサーは、基板１０と、第１の電極１１と、第２の電極２１と、支持部５０と、固定部４０と、を具備している。支持部５０は、可動部２０と、ばね部３０とを含んでいる。 The acceleration sensor according to the first embodiment includes a substrate 10, a first electrode 11, a second electrode 21, a support part 50, and a fixing part 40. The support part 50 includes a movable part 20 and a spring part 30.

基板１０は、例えば単結晶のシリコン（Ｓｉ）によって構成されている。基板１０上には、絶縁体層１０１及び１０２が形成されている。絶縁体層１０１及び１０２の間には、基板１０の表面に沿って第１の電極（電極層）１１が形成されている。絶縁体層１０１は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）によって構成され、絶縁体層１０２は、例えば窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）によって構成されている。誘電率の高い窒化シリコンを用いることにより、加速度センサーの感度を向上することができる。第１の電極１１は、例えば多結晶シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（W）、銅（Ｃｕ）などの金属によって構成されている。
絶縁体層１０１及び１０２上に、可動部２０、ばね部３０、固定部４０が位置している。 The substrate 10 is made of, for example, single crystal silicon (Si). Insulator layers 101 and 102 are formed on the substrate 10. A first electrode (electrode layer) 11 is formed along the surface of the substrate 10 between the insulator layers 101 and 102. The insulator layer 101 is made of, for example, silicon oxide (SiO ₂ ), and the insulator layer 102 is made of, for example, silicon nitride (Si ₃ N ₄ ). The sensitivity of the acceleration sensor can be improved by using silicon nitride having a high dielectric constant. The first electrode 11 is made of, for example, a metal such as polycrystalline silicon (Si), aluminum (Al), titanium (Ti), tungsten (W), or copper (Cu).
On the insulator layers 101 and 102, the movable part 20, the spring part 30, and the fixed part 40 are located.

可動部２０は、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンと金属の配線層との積層構造によって構成されている。可動部２０内には、第１の電極１１に対向する第２の電極（電極層）２１が形成されている。第２の電極２１は、例えば多結晶シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（W）、銅（Ｃｕ）などの金属によって構成されている。図２（Ｂ）に示すように、可動部２０と絶縁体層１０２との間には空隙が形成されている。この空隙には、気体や液体などの誘電体を充填しても良いし、真空としても良い。なお、第１及び第２の電極１１及び２１は、それぞれ絶縁体層１０２及び可動部２０によって覆われる例について説明したが、第１及び第２の電極１１及び２１を空隙に向けて露出させても良い。 The movable part 20 is configured by, for example, a laminated structure of silicon nitride or silicon oxide and a metal wiring layer. A second electrode (electrode layer) 21 facing the first electrode 11 is formed in the movable portion 20. The second electrode 21 is made of, for example, a metal such as polycrystalline silicon (Si), aluminum (Al), titanium (Ti), tungsten (W), or copper (Cu). As shown in FIG. 2B, a gap is formed between the movable portion 20 and the insulator layer 102. The gap may be filled with a dielectric such as gas or liquid, or may be a vacuum. The first and second electrodes 11 and 21 have been described as being covered with the insulator layer 102 and the movable portion 20, respectively. However, the first and second electrodes 11 and 21 are exposed toward the gap. Also good.

ばね部３０は、可動部２０に接続された一端と、固定部４０に接続された他端とを有し、可動部２０を固定部４０に支持する蛇腹状の部分である。ばね部３０は、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンと金属の配線層との積層構造によって構成されている。図２（Ｂ）に示すように、ばね部３０と絶縁体層１０２との間にも空隙が形成されている。ばね部３０が変形することにより、可動部２０が第２の電極２１と一体となって、図１に示す矢印Ｘの方向に振動することができるようになっている。また、ばね部３０は、基板１０の面に沿った方向における剛性が、基板１０の面に垂直な方向における剛性より小さいので、基板１０の面に垂直な方向には変形しにくくなっている。 The spring portion 30 is a bellows-like portion that has one end connected to the movable portion 20 and the other end connected to the fixed portion 40 and supports the movable portion 20 to the fixed portion 40. The spring portion 30 is configured by a laminated structure of, for example, silicon nitride or silicon oxide and a metal wiring layer. As shown in FIG. 2B, a gap is also formed between the spring portion 30 and the insulator layer 102. As the spring portion 30 is deformed, the movable portion 20 is integrated with the second electrode 21 and can vibrate in the direction of the arrow X shown in FIG. Further, since the rigidity of the spring portion 30 in the direction along the surface of the substrate 10 is smaller than the rigidity in the direction perpendicular to the surface of the substrate 10, it is difficult to deform in the direction perpendicular to the surface of the substrate 10.

固定部４０は、可動部２０の周囲に位置している。固定部４０は、絶縁体層１０２上に直接形成され、ばね部３０の上記他端を固定している。固定部４０は、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンと金属の配線層との積層構造によって構成されている。固定部４０は、基板１０に形成される半導体素子（図示せず）のための多層配線層を兼ねることができる。 The fixed part 40 is located around the movable part 20. The fixing part 40 is formed directly on the insulator layer 102 and fixes the other end of the spring part 30. The fixing portion 40 is configured by a laminated structure of, for example, silicon nitride or silicon oxide and a metal wiring layer. The fixing portion 40 can also serve as a multilayer wiring layer for a semiconductor element (not shown) formed on the substrate 10.

第１の電極１１は、第１の導電部１１１及び第２の導電部１１２を含んでいる。第２の電極２１は、第３の導電部２１３及び第４の導電部２１４を含んでいる。
図２（Ａ）に示すように、第１の導電部１１１は、第３の導電部２１３と一部重なり、かつ第３の導電部２１３より第１の方向（図１に示す矢印Ｘに沿った方向）にずれた位置に有している。また、第２の導電部１１２は、第４の導電部２１４と一部重なり、かつ第４の導電部２１４より第１の方向と反対側の第２の方向にずれた位置に有している。 The first electrode 11 includes a first conductive part 111 and a second conductive part 112. The second electrode 21 includes a third conductive part 213 and a fourth conductive part 214.
As shown in FIG. 2A, the first conductive portion 111 partially overlaps with the third conductive portion 213 and is in a first direction (along the arrow X shown in FIG. 1) from the third conductive portion 213. In a position deviated in the direction). Further, the second conductive portion 112 partially overlaps the fourth conductive portion 214 and has a position shifted from the fourth conductive portion 214 in the second direction opposite to the first direction. .

以上の構成において、加速度センサーに与えられた加速度と可動部２０及び第２の電極２１の質量とに応じた慣性力によって、ばね部３０が変形し、可動部２０が固定部４０に対して図１に示す矢印Ｘの方向に動く。これにより、第１の電極１１と第２の電極２１との重なり部分の面積が変化するため、第１の電極１１と第２の電極２１との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を検出することにより、矢印Ｘの方向における加速度及び加速方向を検出することができる。 In the above configuration, the spring portion 30 is deformed by the inertial force according to the acceleration applied to the acceleration sensor and the mass of the movable portion 20 and the second electrode 21, and the movable portion 20 is illustrated with respect to the fixed portion 40. It moves in the direction of arrow X shown in FIG. Thereby, since the area of the overlapping portion between the first electrode 11 and the second electrode 21 changes, the capacitance between the first electrode 11 and the second electrode 21 changes. By detecting this change in capacitance, the acceleration and acceleration directions in the direction of arrow X can be detected.

従来の技術においては、上述のように電極間の距離の変化による容量変化を検出していたので、感度と精度を実現するには、トレンチの深さを深くし、素子サイズを大きくする必要があった。このような従来の技術に対し、第１の実施形態においては、基板１０上に位置する第１の電極１１と、第１の電極１１の一方の面に沿った方向に動くことができる第２の電極２１との間の静電容量の変化を検出する。従って、感度と精度を確保しつつ、基板１０の面に垂直な方向における加速度センサーの厚みを低減し、加速度センサーを小型化することができる。 In the conventional technology, as described above, the capacitance change due to the change in the distance between the electrodes is detected. Therefore, in order to realize sensitivity and accuracy, it is necessary to increase the trench depth and increase the element size. there were. In contrast to such a conventional technique, in the first embodiment, the first electrode 11 located on the substrate 10 and the second electrode that can move in a direction along one surface of the first electrode 11. A change in capacitance between the electrode 21 and the electrode 21 is detected. Therefore, the thickness of the acceleration sensor in the direction perpendicular to the surface of the substrate 10 can be reduced and the acceleration sensor can be downsized while ensuring the sensitivity and accuracy.

また、従来の技術においては、ダイナミックレンジを確保するために可動部の移動できる距離を確保する必要があるが、電極間の静電容量は電極間の距離に反比例するので、電極間の距離が長くなると静電容量による距離の検出精度が低下する。また、加工精度との兼ね合いから電極間のギャップを小さくすることも困難である。このような従来の技術に対し、第１の実施形態においては、基板１０上に位置する第１の電極１１と、第１の電極１１の一方の面に沿った方向に動くことができる第２の電極２１との間の静電容量の変化を検出する。従って、第１の電極１１と第２の電極２１との間の距離は、可動部２０の振幅とはほぼ無関係に設定することができる。これにより、第１の実施形態においては、素子を小型化することができる。 In the prior art, it is necessary to secure a distance that the movable part can move in order to ensure a dynamic range. However, since the capacitance between the electrodes is inversely proportional to the distance between the electrodes, the distance between the electrodes is As the length increases, the distance detection accuracy due to the capacitance decreases. In addition, it is difficult to reduce the gap between the electrodes in consideration of processing accuracy. In contrast to such a conventional technique, in the first embodiment, the first electrode 11 located on the substrate 10 and the second electrode that can move in a direction along one surface of the first electrode 11. A change in capacitance between the electrode 21 and the electrode 21 is detected. Therefore, the distance between the first electrode 11 and the second electrode 21 can be set almost independently of the amplitude of the movable portion 20. Thereby, in 1st Embodiment, an element can be reduced in size.

また、第１の実施形態において、第１の導電部１１１は、第３の導電部２１３より第１の方向にずれた位置に有しており、第２の導電部１１２は、第４の導電部２１４より第２の方向にずれた位置に有している。従って、可動部２０が第１の方向に動いた場合には、第１の導電部１１１と第３の導電部２１３との重なり部分の面積が大きくなり、静電容量が増加する一方、第２の導電部１１２と第４の導電部２１４との重なり部分の面積が小さくなり、静電容量が減少する。従って、第１の導電部１１１及び第３の導電部２１３間の静電容量と、第２の導電部１１２及び第４の導電部２１４間の静電容量との差分を検出することにより、基板１０の面に垂直な方向に可動部２０が動くことによる静電容量の変化をキャンセルすることができる。従って、基板１０の面に沿った方向における可動部２０の動きを正確に測定することができる。 In the first embodiment, the first conductive portion 111 is located at a position shifted in the first direction from the third conductive portion 213, and the second conductive portion 112 is the fourth conductive portion. It is located at a position shifted from the portion 214 in the second direction. Therefore, when the movable portion 20 moves in the first direction, the area of the overlapping portion between the first conductive portion 111 and the third conductive portion 213 increases, and the capacitance increases while the second portion increases. The area of the overlapping portion between the conductive portion 112 and the fourth conductive portion 214 is reduced, and the capacitance is reduced. Therefore, by detecting the difference between the capacitance between the first conductive portion 111 and the third conductive portion 213 and the capacitance between the second conductive portion 112 and the fourth conductive portion 214, the substrate The change in capacitance due to the movement of the movable portion 20 in the direction perpendicular to the surface 10 can be canceled. Therefore, the movement of the movable part 20 in the direction along the surface of the substrate 10 can be accurately measured.

＜１−２．製造方法＞
図３及び図４は、第１の実施形態に係る加速度センサーの製造工程を示す切断面図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、シリコンの基板１０上に絶縁体層１０１を形成し、さらに絶縁体層１０１上に第１の電極１１を所定のパターンに形成する。なお、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板の表面のシリコン膜を一部除去して絶縁体層を露出させ、この絶縁体層上に第１の電極１１を形成しても良い。 <1-2. Manufacturing method>
3 and 4 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the acceleration sensor according to the first embodiment.
First, as shown in FIG. 3A, an insulator layer 101 is formed on a silicon substrate 10, and a first electrode 11 is formed on the insulator layer 101 in a predetermined pattern. Alternatively, the silicon film on the surface of the SOI (Silicon On Insulator) substrate may be partially removed to expose the insulator layer, and the first electrode 11 may be formed on the insulator layer.

次に、図３（Ｂ）に示すように、絶縁体層１０１及び第１の電極１１の上に絶縁体層１０２を形成し、この絶縁体層１０２をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等によって平坦化した後、絶縁体層１０２上に犠牲層１０３を形成する。
次に、図３（Ｃ）に示すように、犠牲層１０３上に絶縁体層４０１を形成し、絶縁体層４０１上に第２の電極２１を所定のパターンに形成する。 Next, as shown in FIG. 3B, an insulator layer 102 is formed over the insulator layer 101 and the first electrode 11, and the insulator layer 102 is flattened by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method or the like. Then, a sacrificial layer 103 is formed on the insulator layer 102.
Next, as illustrated in FIG. 3C, the insulator layer 401 is formed over the sacrificial layer 103, and the second electrode 21 is formed over the insulator layer 401 in a predetermined pattern.

次に、図４（Ｄ）に示すように、絶縁体層４０１及び第２の電極２１の上に絶縁体層４０２を形成する。絶縁体層４０２は、さらに金属の配線層を挟みこんでいても良い。また、絶縁体層４０２を形成する工程は、基板１０に形成される半導体素子（図示せず）のための多層配線層を形成する工程を兼ねていても良い。 Next, as illustrated in FIG. 4D, the insulator layer 402 is formed over the insulator layer 401 and the second electrode 21. The insulator layer 402 may further sandwich a metal wiring layer. Further, the step of forming the insulator layer 402 may also serve as a step of forming a multilayer wiring layer for a semiconductor element (not shown) formed on the substrate 10.

次に、図４（Ｅ）に示すように、絶縁体層４０２及び４０１の第１の部分（固定部４０となる部分に囲まれた領域の一部）を異方性エッチングすることにより、犠牲層１０３を露出させる。固定部４０となる部分に囲まれた領域のうち、第１の部分以外の部分（第２の部分）は、後の工程で可動部２０及びばね部３０となる。第１の部分は、第２の部分を囲み、又は第２の部分を挟む複数の領域に位置することが望ましい。 Next, as shown in FIG. 4E, the first portion of the insulator layers 402 and 401 (a part of the region surrounded by the portion to be the fixing portion 40) is anisotropically etched, thereby sacrificing. Layer 103 is exposed. Of the region surrounded by the portion to be the fixed portion 40, a portion other than the first portion (second portion) becomes the movable portion 20 and the spring portion 30 in a later step. The first part is preferably located in a plurality of regions surrounding the second part or sandwiching the second part.

最後に、図４（Ｆ）に示すように、犠牲層１０３を選択的にエッチングすることにより、第２の部分と絶縁体層１０２との間に空隙を形成する。これにより、可動部２０及びばね部３０が形成され、ばね部３０が加速度に応じて変形し、可動部２０が動くことができるようになる。
以上の工程により、第１の実施形態に係る加速度センサーが製造される。 Finally, as shown in FIG. 4F, the sacrificial layer 103 is selectively etched to form a gap between the second portion and the insulator layer 102. Thereby, the movable part 20 and the spring part 30 are formed, the spring part 30 deform | transforms according to acceleration, and the movable part 20 can move now.
Through the above steps, the acceleration sensor according to the first embodiment is manufactured.

以上の工程によれば、犠牲層１０３上に可動部２０及びばね部３０を形成し、その後、犠牲層１０３を除去するので、可動部２０及びばね部３０と絶縁体層１０２との間の空隙を容易に形成することができる。また、犠牲層１０３の厚さを調整することによって、可動部２０及びばね部３０と絶縁体層１０２との間の間隔を調整し、加速度センサーの感度を調整することができる。 According to the above process, since the movable part 20 and the spring part 30 are formed on the sacrificial layer 103 and then the sacrificial layer 103 is removed, the gap between the movable part 20 and the spring part 30 and the insulator layer 102 is obtained. Can be easily formed. Further, by adjusting the thickness of the sacrificial layer 103, the distances between the movable portion 20 and the spring portion 30 and the insulator layer 102 can be adjusted, and the sensitivity of the acceleration sensor can be adjusted.

そして、可動部２０には一般的な半導体プロセスにおいて形成される多層配線層を用いることができ、基板を深くエッチングする必要はない。従って、一般的な半導体プロセスとの親和性が高く、簡便な加工技術によって、加速度センサーを製造することができる。また、加速度センサーと加速度センサーから出力された信号の処理等を行う半導体回路とを、同一の半導体チップ上に混載することも容易となる。 In addition, a multilayer wiring layer formed in a general semiconductor process can be used for the movable portion 20, and it is not necessary to deeply etch the substrate. Accordingly, the acceleration sensor can be manufactured by a simple processing technique having high affinity with a general semiconductor process. In addition, it becomes easy to mount the acceleration sensor and a semiconductor circuit for processing a signal output from the acceleration sensor on the same semiconductor chip.

＜２．第２の実施形態＞
図５は、第２の実施形態に係る加速度センサーの平面図である。図５は、第１の実施形態において参照した図２（Ａ）に対応する部分を示している。第２の実施形態に係る加速度センサーは、ばね部３２が４つ形成されている点で、第１の実施形態と異なる。また、第２の実施形態に係る加速度センサーは、固定部４０から可動部２０に向けて突出する突起部４１ａ及び４１ｂが形成されている点で、第１の実施形態と異なる。他の点は第１の実施形態と同様である。 <2. Second Embodiment>
FIG. 5 is a plan view of the acceleration sensor according to the second embodiment. FIG. 5 shows a portion corresponding to FIG. 2A referred to in the first embodiment. The acceleration sensor according to the second embodiment is different from the first embodiment in that four spring portions 32 are formed. The acceleration sensor according to the second embodiment is different from the first embodiment in that protrusions 41 a and 41 b protruding from the fixed portion 40 toward the movable portion 20 are formed. The other points are the same as in the first embodiment.

ばね部３２は、４つ形成される場合に限られず、３つ又は５つ以上でも良い。ばね部３２を３つ以上形成することにより、可動部２０の振動方向をより安定させることができる。
突起部４１ａは、可動部２０の振動方向（矢印Ｘ方向）に垂直な方向における可動部２０の動きを規制する。これにより可動部２０の振動方向を安定させることができる。突起部４１ｂは、可動部２０の振動方向（矢印Ｘ方向）における可動部２０の動きを規制する。これにより可動部２０の振幅を安定させ、ばね部の破損を防止することができる。突起部４１ａ及び４１ｂは、固定部４０から可動部２０に向けて突出する場合に限られず、基板１０から突出させて可動部２０の動きを規制しても良い。また、突起部４１ａ及び４１ｂは、可動部２０から突出するように形成しても良い。さらに、突起部４１ａは、可動部２０の振動方向をガイドするレール状のものであっても良い。 The number of spring portions 32 is not limited to four, and may be three or five or more. By forming three or more spring portions 32, the vibration direction of the movable portion 20 can be further stabilized.
The protrusion 41a restricts the movement of the movable part 20 in a direction perpendicular to the vibration direction (arrow X direction) of the movable part 20. Thereby, the vibration direction of the movable part 20 can be stabilized. The protrusion 41b regulates the movement of the movable unit 20 in the vibration direction (arrow X direction) of the movable unit 20. As a result, the amplitude of the movable portion 20 can be stabilized and the spring portion can be prevented from being damaged. The protrusions 41 a and 41 b are not limited to the case where the protrusions 41 a and 41 b protrude from the fixed part 40 toward the movable part 20, and may protrude from the substrate 10 to restrict the movement of the movable part 20. Further, the protrusions 41 a and 41 b may be formed so as to protrude from the movable part 20. Furthermore, the protrusion 41a may be a rail-shaped member that guides the vibration direction of the movable portion 20.

＜３．第３の実施形態＞
図６は、第３の実施形態に係る加速度センサーの切断面図である。図６は、第１の実施形態において参照した図２（Ｂ）に対応する部分を示している。第３の実施形態に係る加速度センサーは、ばね部３３が基板１０から基板１０の面に垂直な方向に突出するように形成されている点で、第１の実施形態と異なる。 <3. Third Embodiment>
FIG. 6 is a cross-sectional view of the acceleration sensor according to the third embodiment. FIG. 6 shows a portion corresponding to FIG. 2B referred to in the first embodiment. The acceleration sensor according to the third embodiment is different from the first embodiment in that the spring portion 33 is formed so as to protrude from the substrate 10 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 10.

第３の実施形態において、基板１０には溝１３がエッチングにより形成されることにより、ばね部３３が形成されている。可動部２０と基板１０との間の空隙は、第１の実施形態と同様に犠牲層を用いて形成することができる。 In the third embodiment, a spring portion 33 is formed in the substrate 10 by forming the groove 13 by etching. The gap between the movable part 20 and the substrate 10 can be formed using a sacrificial layer as in the first embodiment.

＜４．第４の実施形態＞
図７（Ａ）は、第４の実施形態に係る加速度センサーの一部を示す平面図である。図７（Ｂ）は、第４の実施形態に係る加速度センサーの切断面図である。第４の実施形態に係る加速度センサーは、可動部２０に貫通孔２２が形成されている点で、第１の実施形態と異なる。他の点は、上述の第１〜第３の実施形態と同様とすることができる。なお、図７（Ｂ）においては、簡略化のため貫通孔２２を一部省略して示している。 <4. Fourth Embodiment>
FIG. 7A is a plan view showing a part of the acceleration sensor according to the fourth embodiment. FIG. 7B is a cross-sectional view of the acceleration sensor according to the fourth embodiment. The acceleration sensor according to the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the through hole 22 is formed in the movable portion 20. Other points can be the same as those in the first to third embodiments. In FIG. 7B, the through-hole 22 is partially omitted for simplification.

貫通孔２２は、基板１０の面に垂直な方向に可動部２０を貫通するように形成されている。貫通孔２２は、第２の電極２１の隙間を貫通するようになっている。
貫通孔２２の形成は、第１の実施形態において説明した絶縁体層４０２及び４０１の第１の部分をエッチングする工程（図４（Ｅ））において、第１の部分をエッチングするのと同時に、貫通孔２２となる部分をエッチングすることにより行う。
第４の実施形態においては、犠牲層を除去する工程（図４（Ｆ））において、犠牲層を除去するためのエッチング液を貫通孔２２から犠牲層に到達させることができる。従って、犠牲層を効率的に除去することができる。 The through hole 22 is formed so as to penetrate the movable portion 20 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 10. The through hole 22 penetrates the gap between the second electrodes 21.
The formation of the through hole 22 is performed at the same time as etching the first portion in the step of etching the first portion of the insulator layers 402 and 401 described in the first embodiment (FIG. 4E). This is done by etching the portion that becomes the through hole 22.
In the fourth embodiment, in the step of removing the sacrificial layer (FIG. 4F), the etching solution for removing the sacrificial layer can reach the sacrificial layer from the through hole 22. Therefore, the sacrificial layer can be efficiently removed.

＜５．第５の実施形態＞
図８は、第５の実施形態に係る加速度センサーの一部を示す平面図である。第５の実施形態に係る加速度センサーにおいては、第１の実施形態において説明したように、第１の導電部１１１及び第３の導電部２１３間の静電容量と、第２の導電部１１２及び第４の導電部２１４間の静電容量とを検出する構成を有している。上述のように、これらの静電容量の差分を検出することが望ましい。 <5. Fifth Embodiment>
FIG. 8 is a plan view showing a part of the acceleration sensor according to the fifth embodiment. In the acceleration sensor according to the fifth embodiment, as described in the first embodiment, the capacitance between the first conductive unit 111 and the third conductive unit 213, the second conductive unit 112, and The capacitance between the fourth conductive portions 214 is detected. As described above, it is desirable to detect the difference between these capacitances.

第１及び第２の導電部１１１及び１１２の各々は、可動部２０の振動方向（Ｘ方向）に垂直な棒状である複数の電極部１１ａと、複数の電極部１１ａを接続する接続部１１ｂとを含んでいる。
第３及び第４の導電部２１３及び２１４の各々は、可動部２０の振動方向（Ｘ方向）に垂直な棒状である複数の電極部２１ａと、複数の電極部２１ａを接続する接続部２１ｂとを含んでいる。 Each of the first and second conductive portions 111 and 112 includes a plurality of electrode portions 11a that are rod-shaped perpendicular to the vibration direction (X direction) of the movable portion 20, and a connection portion 11b that connects the plurality of electrode portions 11a. Is included.
Each of the third and fourth conductive portions 213 and 214 includes a plurality of electrode portions 21a that are rod-shaped perpendicular to the vibration direction (X direction) of the movable portion 20, and a connection portion 21b that connects the plurality of electrode portions 21a. Is included.

複数の電極部１１ａと複数の電極部２１ａとは、ほぼ同一の線幅を有しており、これらの線幅のほぼ半分に相当するずれを有する位置に配置されている。従って、可動部２０がＸ方向に動くと、複数の電極部１１ａと複数の電極部２１ａとの重なり部分の面積が変化する。
一方、接続部１１ｂと接続部２１ｂとは、異なる線幅を有しており、その中心線がほぼ一致する位置に配置されている。これにより、可動部２０がＸ方向に垂直な方向に動いても、重なり部分の面積が変化しないようになっている。
図８に示した構成は、第１の実施形態に限らず、第２〜第４の実施形態においても採用することができる。 The plurality of electrode portions 11a and the plurality of electrode portions 21a have substantially the same line width, and are disposed at positions having a deviation corresponding to substantially half of these line widths. Therefore, when the movable portion 20 moves in the X direction, the area of the overlapping portion between the plurality of electrode portions 11a and the plurality of electrode portions 21a changes.
On the other hand, the connecting portion 11b and the connecting portion 21b have different line widths and are arranged at positions where their center lines substantially coincide. Thereby, even if the movable part 20 moves in the direction perpendicular to the X direction, the area of the overlapping portion does not change.
The configuration shown in FIG. 8 can be adopted not only in the first embodiment but also in the second to fourth embodiments.

＜６．第６の実施形態＞
図９は、第６の実施形態に係る加速度センサーの一部を示す平面図である。第６の実施形態に係る加速度センサーにおいて、第１の導電部１１１は、第３の導電部２１３より第１の方向にずれた位置に有しており、第２の導電部１１２も、第４の導電部２１４より第１の方向にずれた位置に有している。従って、可動部２０が第１の方向に動いた場合には、第１の導電部１１１と第３の導電部２１３との重なり部分の面積が大きくなる一方、第２の導電部１１２と第４の導電部２１４との重なり部分の面積も大きくなる。 <6. Sixth Embodiment>
FIG. 9 is a plan view showing a part of the acceleration sensor according to the sixth embodiment. In the acceleration sensor according to the sixth embodiment, the first conductive portion 111 is located at a position shifted in the first direction from the third conductive portion 213, and the second conductive portion 112 is also the fourth conductive portion. The conductive portion 214 is displaced in the first direction. Accordingly, when the movable portion 20 moves in the first direction, the area of the overlapping portion between the first conductive portion 111 and the third conductive portion 213 increases, while the second conductive portion 112 and the fourth conductive portion 213 increase. The area of the overlapping portion with the conductive portion 214 is also increased.

そして、第６の実施形態においては、第３の導電部２１３と第４の導電部２１４とが、配線部２１５によって接続されている。第１の導電部１１１と第２の導電部１１２からそれぞれ配線を引き出し、これらの間の静電容量（第１の静電容量）を検出する。可動部２０が第１の方向に動いた場合には、第１の静電容量が大きくなり、第２の方向に動いた場合には、第１の静電容量が小さくなる。 In the sixth embodiment, the third conductive portion 213 and the fourth conductive portion 214 are connected by the wiring portion 215. Wiring is pulled out from each of the first conductive portion 111 and the second conductive portion 112, and the capacitance (first capacitance) between them is detected. When the movable unit 20 moves in the first direction, the first capacitance increases, and when it moves in the second direction, the first capacitance decreases.

第６の実施形態において、第１の電極１１は、さらに第５の導電部１１５及び第６の導電部１１６を含んでおり、第２の電極２１は、さらに第７の導電部２１７及び第８の導電部２１８を含んでいる。
第５の導電部１１５は、第７の導電部２１７と一部重なり、かつ第７の導電部２１７より第２の方向にずれた位置に有している。第６の導電部１１６も、第８の導電部２１８と一部重なり、かつ第８の導電部２１８より第２の方向にずれた位置に有している。
従って、可動部２０が第１の方向に動いた場合には、第５の導電部１１５と第７の導電部２１７との重なり部分の面積が小さくなる一方、第６の導電部１１６と第８の導電部２１８との重なり部分の面積も小さくなる。 In the sixth embodiment, the first electrode 11 further includes a fifth conductive portion 115 and a sixth conductive portion 116, and the second electrode 21 further includes a seventh conductive portion 217 and an eighth conductive portion. The conductive portion 218 is included.
The fifth conductive portion 115 partially overlaps with the seventh conductive portion 217 and has a position shifted from the seventh conductive portion 217 in the second direction. The sixth conductive portion 116 also partially overlaps with the eighth conductive portion 218 and has a position shifted from the eighth conductive portion 218 in the second direction.
Therefore, when the movable portion 20 moves in the first direction, the area of the overlapping portion between the fifth conductive portion 115 and the seventh conductive portion 217 is reduced, while the sixth conductive portion 116 and the eighth conductive portion 217 are reduced. The area of the overlapping portion with the conductive portion 218 is also reduced.

そして、第６の実施形態においては、第７の導電部２１７と第８の導電部２１８とが、配線部２１９によって接続されている。第５の導電部１１５と第６の導電部１１６からそれぞれ配線を引き出し、これらの間の静電容量（第２の静電容量）を検出する。可動部２０が第１の方向に動いた場合には、第２の静電容量が小さくなり、第２の方向に動いた場合には、第２の静電容量が大きくなる。 In the sixth embodiment, the seventh conductive portion 217 and the eighth conductive portion 218 are connected by the wiring portion 219. Wiring is drawn from each of the fifth conductive portion 115 and the sixth conductive portion 116, and the electrostatic capacitance (second electrostatic capacitance) between them is detected. When the movable part 20 moves in the first direction, the second electrostatic capacity decreases, and when it moves in the second direction, the second electrostatic capacity increases.

さらに、第１の静電容量と第２の静電容量との差分を検出することにより、基板１０の面に垂直な方向に可動部２０が動いたことによる静電容量の変化をキャンセルすることができる。従って、基板１０の面に沿った方向における可動部２０の動きを正確に測定することができる。
第６の実施形態によれば、可動部２０に位置する第２の電極２１から可動部２０の外部へ配線を引き出す必要がないので、素子構成及び製造工程を簡素化することができる。 Furthermore, by detecting the difference between the first capacitance and the second capacitance, the change in the capacitance due to the movement of the movable portion 20 in the direction perpendicular to the surface of the substrate 10 is canceled. Can do. Therefore, the movement of the movable part 20 in the direction along the surface of the substrate 10 can be accurately measured.
According to the sixth embodiment, since it is not necessary to draw a wiring from the second electrode 21 located on the movable portion 20 to the outside of the movable portion 20, the element configuration and the manufacturing process can be simplified.

＜７．第７の実施形態＞
図１０は、第７の実施形態に係る加速度センサーの一部を示す平面図である。第７の実施形態に係る加速度センサーにおいて、第１の電極１１は、さらに第５の導電部１１５及び第６の導電部１１６を含んでおり、第２の電極２１は、さらに第７の導電部２１７及び第８の導電部２１８を含んでいる。第５の導電部１１５は、第７の導電部２１７と一部重なり、かつ第７の導電部２１７より第２の方向にずれた位置に有している。第６の導電部１１６は、第８の導電部２１８と一部重なり、かつ第８の導電部２１８より第１の方向にずれた位置に有している。 <7. Seventh Embodiment>
FIG. 10 is a plan view showing a part of the acceleration sensor according to the seventh embodiment. In the acceleration sensor according to the seventh embodiment, the first electrode 11 further includes a fifth conductive portion 115 and a sixth conductive portion 116, and the second electrode 21 further includes a seventh conductive portion. 217 and an eighth conductive portion 218 are included. The fifth conductive portion 115 partially overlaps with the seventh conductive portion 217 and has a position shifted from the seventh conductive portion 217 in the second direction. The sixth conductive portion 116 partially overlaps with the eighth conductive portion 218 and has a position shifted from the eighth conductive portion 218 in the first direction.

第１〜第４の導電部１１１、１１２、２１３、２１４については、図８を参照しながら説明した第５の実施形態と同様である。
そして、第３の導電部２１３と第８の導電部２１８は、可動部２０の対角線上に位置しており、第４の導電部２１４と第７の導電部２１７は、可動部２０の別の対角線上に位置している。 The first to fourth conductive portions 111, 112, 213, and 214 are the same as those in the fifth embodiment described with reference to FIG.
The third conductive portion 213 and the eighth conductive portion 218 are located on the diagonal line of the movable portion 20, and the fourth conductive portion 214 and the seventh conductive portion 217 are separate from the movable portion 20. Located diagonally.

第７の実施形態においては、第１の導電部１１１及び第３の導電部２１３間の静電容量と、第６の導電部１１６及び第８の導電部２１８間の静電容量との和を検出するとともに、第２の導電部１１２及び第４の導電部２１４間の静電容量と、第５の導電部１１５及び第７の導電部２１７間の静電容量との和を検出し、これらの和の差分を検出する。これにより、基板１０の面に垂直な方向に可動部２０が動いたことによる静電容量の変化をキャンセルするだけでなく、可動部２０の傾きの変化による静電容量の変化もキャンセルすることができる。従って、基板１０の面に沿った方向における可動部２０の動きをより正確に測定することができる。 In the seventh embodiment, the sum of the capacitance between the first conductive portion 111 and the third conductive portion 213 and the capacitance between the sixth conductive portion 116 and the eighth conductive portion 218 is calculated. And detecting the sum of the capacitance between the second conductive portion 112 and the fourth conductive portion 214 and the capacitance between the fifth conductive portion 115 and the seventh conductive portion 217. Detect the difference of the sum of Thereby, not only the change in capacitance due to the movement of the movable portion 20 in the direction perpendicular to the surface of the substrate 10 but also the change in capacitance due to the change in the tilt of the movable portion 20 can be canceled. it can. Therefore, the movement of the movable part 20 in the direction along the surface of the substrate 10 can be measured more accurately.

１０…基板、１１…第１の電極、１１ａ…電極部、１１ｂ…接続部、１３…溝、２０…可動部、２１…第２の電極、２１ａ…電極部、２１ｂ…接続部、２２…貫通孔、３０、３２、３３…ばね部、４０…固定部、４１ａ、４１ｂ…突起部、５０…支持部、１０１、１０２…絶縁体層、１０３…犠牲層、１１１…第１の導電部、１１２…第２の導電部、１１５…第５の導電部、１１６…第６の導電部、２１３…第３の導電部、２１４…第４の導電部、２１５…配線部、２１７…第７の導電部、２１８…第８の導電部、２１９…配線部、４０１、４０２…絶縁体層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 11 ... 1st electrode, 11a ... Electrode part, 11b ... Connection part, 13 ... Groove, 20 ... Movable part, 21 ... 2nd electrode, 21a ... Electrode part, 21b ... Connection part, 22 ... Through Holes 30, 32, 33... Spring part, 40... Fixing part, 41 a, 41 b... Projection part, 50... Support part, 101, 102 ... Insulator layer, 103 ... Sacrificial layer, 111. 2nd conductive part 115 ... 5th conductive part 116 ... 6th conductive part 213 3rd conductive part 214 ... 4th conductive part 215 ... wiring part 217 ... 7th conductive , 218... Eighth conductive portion, 219... Wiring portion, 401, 402.

Claims

基板と、
前記基板上に位置する第１の電極層と、
前記第１の電極層上に位置する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に位置し、且つ前記第１の電極層の第１の面と対向して位置する第２の電極層と、
前記第２の電極層を前記基板に支持する支持部と、を含み、
前記第２の電極層は、前記第１の面に沿った方向に動くことができ、
前記支持部は、前記第２の電極層が前記第１の面に沿った方向に動くことができるように前記第２の電極層を前記基板に支持し、
前記支持部は、
前記第２の電極層と一体となって前記第１の面に沿った方向に動くことができる可動部と、
前記可動部より小さな剛性を有し、前記可動部が前記第１の面に沿った方向に動くことができるように前記可動部を前記基板に支持するばね部と、
を含み、
前記ばね部は、前記基板の一部であって、前記基板に溝を形成することで、前記第１の面に垂直な方向に突出するように形成されている加速度センサー。 A substrate,
A first electrode layer located on the substrate;
A first insulating layer located on the first electrode layer;
A second electrode layer located on the first insulating layer and facing the first surface of the first electrode layer;
A support part for supporting the second electrode layer on the substrate,
The second electrode layer can move in a direction along the first surface;
The support portion supports the second electrode layer on the substrate so that the second electrode layer can move in a direction along the first surface .
The support part is
A movable part integrated with the second electrode layer and capable of moving in a direction along the first surface;
A spring portion having a smaller rigidity than the movable portion, and supporting the movable portion on the substrate so that the movable portion can move in a direction along the first surface;
Including
The spring portion is a part of the substrate, by forming a groove in said substrate, said first acceleration sensor that is formed so as to protrude in a direction perpendicular to the plane.

請求項１において、
前記支持部は、前記第２の電極層下に位置し、且つ前記第１の面と対向して位置する第２の絶縁層を有している加速度センサー。 In claim 1,
The said support part is an acceleration sensor which has a 2nd insulating layer located under the said 2nd electrode layer and facing the said 1st surface.

請求項１または２において、
前記第１の電極層は、第１の導電部及び第２の導電部を含み、
前記第２の電極層は、第３の導電部及び第４の導電部を含み、
前記第１の導電部は、前記第１の面に垂直な方向からみて前記第３の導電部と一部重なり、かつ前記第３の導電部より第１の方向にずれた位置に有しており、
前記第２の導電部は、前記第１の面に垂直な方向からみて前記第４の導電部と一部重なり、かつ前記第４の導電部より前記第１の方向と反対側の第２の方向にずれた位置に有している加速度センサー。 In claim 1 or 2,
The first electrode layer includes a first conductive portion and a second conductive portion,
The second electrode layer includes a third conductive portion and a fourth conductive portion,
The first conductive portion overlaps with the third conductive portion as viewed from a direction perpendicular to the first surface, and has a position shifted in the first direction from the third conductive portion. And
The second conductive portion partially overlaps with the fourth conductive portion when viewed from the direction perpendicular to the first surface, and the second conductive portion is a second side opposite to the first direction from the fourth conductive portion. An acceleration sensor that has a position shifted in the direction.

請求項１乃至請求項３の何れか一項において、
前記第１の面に沿った方向における前記ばね部の剛性は、前記第１の面に垂直な方向における前記ばね部の剛性より小さい加速度センサー。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The acceleration sensor having a rigidity of the spring portion in a direction along the first surface that is smaller than a rigidity of the spring portion in a direction perpendicular to the first surface.

基板と、
前記基板上に位置する第１の電極層と、
前記第１の電極層上に位置する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に位置し、且つ空隙部を介して前記第１の電極層の第１の面と対向して位置する第２の電極層と、
前記第２の電極層を前記基板に支持する支持部と、を含み、
前記支持部は、ばね部を含み、
前記ばね部は、前記基板の一部であって、前記基板に溝を形成することで、前記第１の面に垂直な方向に突出するように形成されている加速度センサー。 A substrate,
A first electrode layer located on the substrate;
A first insulating layer located on the first electrode layer;
A second electrode layer located on the first insulating layer and located opposite to the first surface of the first electrode layer via a gap;
A support part for supporting the second electrode layer on the substrate,
The supporting part is seen including a spring portion,
The spring portion is a part of the substrate, by forming a groove in said substrate, said first acceleration sensor that is formed so as to protrude in a direction perpendicular to the plane.