JP5900398B2 - 加速度センサ - Google Patents

Description

本発明は、支持基板の面方向に対する法線方向に印加された加速度を検出する加速度センサに関するものである。

従来より、この種の加速度センサとして、次のような加速度センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、この加速度センサでは、支持基板には、支持基板と所定距離だけ離間して配置され、支持基板の面方向に対する法線方向に加速度が印加されると、加速度に応じて回転（シーソ運動）可能な第１、第２可動部が分離して備えられている。

具体的には、第１、第２可動部は、矩形枠状の枠部と、枠部に備えられ、可動部が回転する際の回転軸となるトーション梁とを有しており、同じ大きさとされている。そして、トーション梁がアンカー部を介して支持基板に支持されることによって支持基板に備えられている。また、枠部は、支持基板の面方向に対する加速度が印加されたとき、枠部（第１、第２可動部）がトーション梁を回転軸として回転することができるように、トーション梁を中心に対して非対称形状とされている。そして、第１、第２可動部は、支持基板上の所定の基準点を中心として回転対称に配置されている。

また、支持基板には、第１、第２可動部との間に所定の容量を形成するように、第１、第２可動部と対向する下部電極がそれぞれ配置されている。

このような加速度センサでは、支持基板の面方向に対する法線方向に加速度が印加されると、第１、第２可動部がトーション梁を回転軸として回転するため、第１、第２可動部と下部電極との間の容量が加速度に応じて変化する。したがって、容量の変化を検出することにより、加速度の検出が行われる。

また、上記加速度センサでは、支持基板に熱歪みが発生すると、熱歪みによっても第１、第２可動部と下部電極との間の距離が変化するが、第１、第２可動部が同じ大きさであると共に回転対称に配置されているため、第１、第２可動部が熱歪みによって同じように変位する。このため、第１、第２可動部と下部電極との間の容量を適宜減算することにより、熱歪みの影響を低減できる。

特開２０１２−５１７００２号公報

しかしながら、上記加速度センサでは、第１、第２可動部という２つの可動部が分離して備えられているため、支持基板の法線方向に対する加速度や支持基板の面方向に対する加速度に対して、第１、第２可動部の変位がばらつくことがある。このため、検出精度が低下する可能性があるという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、熱歪みの影響を低減しつつ、検出精度の低下を抑制できる加速度センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、支持基板（１１）と、支持基板の面方向に対する法線方向に支持基板から離間して配置され、法線方向に加速度が印加されたとき、加速度に応じて回転可能とされた可動電極（２５ａ、２５ｂ）を備える可動部（２０）と、支持基板に可動電極と対向する状態で配置された下部電極（７１、７２）と、を備える加速度センサにおいて、以下の点を特徴としている。

すなわち、法線方向に下部電極から離間して配置され、加速度が印加されていないとき、可動電極と下部電極との間に構成される容量と等しい容量を下部電極との間に構成する固定電極（３２、４２）を有する固定部（３０、４０）を備え、可動電極と下部電極との間に構成される容量と固定電極と下部電極との間に構成される容量との差に基づいて加速度の検出を行うことを特徴としている。

これによれば、加速度によって変位しない固定電極を有する固定部を備えており、可動電極と下部電極の間の容量と固定電極と下部電極との間の容量との差に基づいて加速度を検出するため、複数の可動電極を備えなくても熱歪みの影響を低減できる。つまり、複数の可動部を備えないため、熱歪みの影響を低減しつつ、検出精度が低下することを抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における加速度センサの平面模式図である。 図１中のII−II線に沿った断面図である。 図１中のIII−III線に沿った断面図である。 図１に示す加速度センサの回路構成を示す図である。 （ａ）は可動部から支持基板側に向かう加速度が印加されたときの第１、第２可動電極と下部電極との関係を示す図、（ｂ）は可動部から支持基板側に向かう加速度が印加されたときの第１、第２固定電極と下部電極との関係を示す図である。 図１に示すセンサ部の製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態におけるセンサ部の平面模式図である。 図７中のVIII−VIII線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態におけるセンサ部の平面模式図である。 図９に示すセンサ部を用いた加速度センサの回路構成を示す図である。 本発明の第４実施形態におけるセンサ部の平面模式図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示されるように、本実施形態の加速度センサは、加速度を検出するセンサ部１０が回路部１００に接続されて構成されている。まず、センサ部１０の構成について説明する。

センサ部１０は、図１〜図３に示されるように、支持基板１１上に第１、第２絶縁膜１２、１３を介して半導体層１４が配置された基板１５を用いて構成されている。なお、支持基板１１は、例えば、シリコン基板等が用いられ、第１、第２絶縁膜１２、１３はＳｉＯ_２やＳｉＮ等が用いられ、半導体層１４はポリシリコン等が用いられる。

そして、半導体層１４には、マイクロマシン加工が施されて第１、第２溝部１６、１７が形成され、第１溝部１６によって可動部２０、第１、第２固定部３０、４０が区画されていると共に、第２溝部１７によって接続部５１〜５５が区画されている。また、半導体層１４のうち、第１、第２溝部１６、１７で区画されていない部分は、周辺部６０とされている。

ここで、図１〜図３中のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各方向について説明する。図１〜図３中では、ｘ軸方向は図１中紙面左右方向とし、ｙ軸方向は支持基板１１の面内においてｘ軸と直交する方向とし、ｚ軸方向は支持基板１１の面方向に対する法線方向としている。

可動部２０は、平面矩形状の開口部２１が形成された矩形枠状の枠部２２と、開口部２１の対向辺部を連結するように備えられたトーション梁２３とを有している。そして、トーション梁２３が第２絶縁膜１３に支持されたアンカー部２４と連結されることにより、支持基板１１に支持されている。

なお、第２絶縁膜１３のうち枠部２２およびトーション梁２３と対向する部分は除去されて開口部１８とされている。つまり、枠部２２は、支持基板１１（第１絶縁膜１２）からｚ軸方向に所定距離だけ離間して配置され、支持基板１１（第１絶縁膜１２）から浮遊した状態で支持基板１１に支持されている。

トーション梁２３は、ｚ軸方向の加速度が印加されたとき、可動部２０の回転中心となる回転軸となる部材であり、本実施形態では開口部２１を２分割するように備えられている。

枠部２２は、ｚ軸方向の加速度が印加されたとき、トーション梁２３を回転軸として回転できるように、トーション梁２３を基準として非対称な形状とされている。本実施形態では、枠部２２は、トーション梁２３に沿って延びる仮想線Ｌから枠部２２の第１部位２２ａにおけるトーション梁２３から最も離れている部分の端部までのｘ軸方向の長さＬ１が、トーション梁２３から枠部２２の第２部位２２ｂにおけるトーション梁２３から最も離れている部分の端部までのｘ軸方向の長さＬ２より長くされている。このため、本実施形態では、第１部位２２ａの質量が第２部位２２ｂの質量より大きくされている。つまり、トーション梁２３は、可動部２０の重心を通り、ｙ軸方向に延びる重心線からｘ軸方向に平行に移動した線分と一致するように枠部２２に備えられているともいえる。

なお、図１中では、枠部２２のうちトーション梁２３より紙面左側に位置する部分が第１部位２２ａに相当し、トーション梁２３より紙面右側に位置する部分が第２部位２２ｂに相当している。

また、枠部２２には、開口部２１のうちトーション梁２３が備えられる対向辺部と異なる対向辺部に、それぞれｘ軸方向に突出した第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂが５本ずつ備えられている。本実施形態では、第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂは全て同じ大きさとされ、第１可動電極２５ａが枠部２２の第１部位２２ａに備えられていると共に第２可動電極２５ｂが枠部２２の第２部位２２ｂに備えられている。

そして、可動部２０は、可動部用配線２６を介して接続部５１と接続されている。具体的には、可動部用配線２６は、第１絶縁膜１２のうちアンカー部２４の直下に位置する部分から接続部５１の直下に位置する部分まで延設された平面矩形状とされている。そして、アンカー部２４（可動部２０）および接続部５１は、第２絶縁膜１３に形成されたコンタクトホール１３ａを介して可動部用配線２６と接続されている。

また、第１絶縁膜１２のうち第２絶縁膜１３が除去された部分であって第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂと対向する部分には、それぞれ第１、第２下部電極７１、７２が形成されている。本実施形態では、第１下部電極７１はトーション梁２３に対して図１中紙面左側に形成されており、第２下部電極７２はトーション梁２３を介して図１中紙面右側に形成されている。そして、第１、第２下部電極７１、７２は、接続部５２、５３の直下に位置する部分まで延設された平面矩形状とされており、第２絶縁膜１３に形成されたコンタクトホール１３ａを介して接続部５２、５３とそれぞれ接続されている。

第１、第２固定部３０、４０は、それぞれ第２絶縁膜１３を介して支持基板１１に支持される第１、第２支持部３１、４１を有している。本実施形態では、第１支持部３１は、トーション梁２３と第１下部電極７１との間に位置するように配置され、第２支持部４１は、トーション梁２３と第２下部電極７２との間に位置するように配置されている。つまり、第１、第２支持部３１、４１は、アンカー部２４の近傍に配置されている。

また、第１固定部３０は、第１下部電極７１と対向し、第１支持部３１に片持ち状に支持されると共に第１可動電極２５ａの櫛歯の隙間に噛み合うように櫛歯状に配列された５本の第１固定電極３２を有している。なお、第１固定電極３２は、加速度が印加されていないとき、第１可動電極２５ａと第１下部電極７１との間に構成される容量と等しい容量を第１下部電極７１との間に構成する形状とされている。

同様に、第２固定部４０は、第２下部電極７２と対向し、第２支持部４１に片持ち状に支持されると共に第２可動電極２５ｂの櫛歯の隙間に噛み合うように櫛歯状に配列された５本の第２固定電極４２を有している。なお、第２固定電極４２は、第２可動電極２５ｂと第２下部電極７２との間に構成される容量と等しい容量を第２下部電極７２との間に構成する形状とされている。

本実施形態では、第１固定電極３２は、加速度が印加されていないとき、第１固定電極３２における第１下部電極７１と対向する面積が第１可動電極２５ａにおける第１下部電極７１と対向する面積と等しく、かつ、第１固定電極３２と第１下部電極７１との間の距離が第１可動電極２５ａと第１下部電極７１との間の距離と等しくなるように形成されている。同様に、第２固定電極４２は、加速度が印加されていないとき、第２固定電極４２における第２下部電極７２と対向する面積が第２可動電極２５ｂにおける第２下部電極７２と対向する面積と等しく、かつ、第１固定電極３２と第１下部電極７１との間の距離が第１可動電極２５ａと第１下部電極７１との間の距離と等しくなるように形成されている。

なお、本実施形態では、第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂは５本ずつ備えられて全て同じ大きさとされており、第１、第２固定電極３２、４２も５本ずつ備えられているため、第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂ、第１、第２固定電極３２、４２は全て同じ大きさとされているともいえる。また、第１、第２固定電極３２、４２は、第１、第２支持部３１、４１を介して支持基板１１に支持され、ｚ軸方向の加速度が印加されても変位しないようになっている。

そして、第１、第２固定部３０、４０は、それぞれ第１、第２固定部用配線３３、４３を介して接続部５４、５５と接続されている。具体的には、第１、第２固定部用配線３３、４３は、第１、第２支持部３１、４１の直下に位置する部分から接続部５４、５５の直下に位置する部分まで延設された平面矩形状とされている。そして、第１、第２支持部３１、４１（第１、第２固定電極３２、４２）および接続部５４、５５は、第２絶縁膜１３に形成されたコンタクトホール１３ａを介して第１、第２固定部用配線３３、４３と接続されている。

また、半導体層１４のうち、接続部５１〜５５および周辺部６０にはそれぞれ回路部１００と接続されるパッド８１〜８６が形成されており、各パッド８１〜８６はワイヤ９１〜９６を介して回路部１００と電気的に接続されている。なお、周辺部６０に形成されたパッド８６は、周辺部６０の電位を固定するために回路部１００から所定の電位が印加されるものである。

以上が本実施形態におけるセンサ部１０の構成である。次に、上記加速度センサの回路構成について図４を参照しつつ説明する。

図４に示されるように、回路部１００には、演算増幅器１０１、第１、第２コンデンサ１０２ａ、１０２ｂ、第１、第２スイッチ１０３ａ、１０３ｂによって構成される全差動型のＣ−Ｖ変換回路１１０が備えられている。

具体的には、第１コンデンサ１０２ａおよび第１スイッチ１０３ａは、演算増幅器１０１の反転入力端子と＋側の出力端子との間に並列的に配置されている。同様に、第２コンデンサ１０２ｂおよび第２スイッチ１０３ｂは、演算増幅器１０１の非反転入力端子と−側の出力端子との間に並列的に配置されている。そして、演算増幅器１０１は、非反転入力端子がパッド８２を介して第１下部電極７１と電気的に接続され、反転入力端子がパッド８３を介して第２下部電極７２と電気的に接続されている。

また、第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂには、回路部１００から電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）と０Ｖとの間で振幅し、所定の周波数を有するパルス状の第１搬送波Ｐ１がパッド８１を介して入力されるようになっている。そして、第１、第２固定電極３２、４２には、回路部１００から第１搬送波Ｐ１と振幅および周波数が同じであり、位相が１８０°異なる第２搬送波Ｐ２がパッド８４、８５を介して入力されるようになっている。

なお、図４では、第１可動電極２５ａと第１下部電極７１との間に構成される容量を容量Ｃ_ｓ１とし、第２可動電極２５ｂと第２下部電極７２との間に構成される容量を容量Ｃ_ｓ２として示している。同様に、第１固定電極３２と第１下部電極７１との間に構成される容量を容量Ｃ_ｔ１とし、第２固定電極４２と第２下部電極７２との間に構成される容量をＣ_ｔ２として示している。また、このような回路部１００では、第１、第２スイッチ１０３ａ、１０３ｂがオフされているときに加速度の検出が行われ、第１、第２スイッチ１０３ａ、１０３ｂがオン（閉）されているときに第１、第２コンデンサ１０２ａ、１０２ｂのリセットが行われる。

続いて、上記加速度センサの作動について説明する。上記加速度センサは、第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂに第１搬送波Ｐ１が入力され、第１、第２固定電極３２、４２に第２搬送波Ｐ２が入力された状態で加速度の検出が行われる。

そして、可動部２０から支持基板１１側に向かうｚ軸方向の加速度が印加されると、可動部２０がトーション梁２３を回転軸として加速度に応じた回転をする。具体的には、第１部位２２ａが支持基板１１に近づくように回転するため、図５（ａ）に示されるように、第１可動電極２５ａと第１下部電極７１との間の距離が短くなり、第２可動電極２５ｂと第２下部電極７２との間の距離が長くなる。これに対し、図５（ｂ）に示されるように、第１、第２固定電極３２、４２は加速度に応じて変位しないため、第１固定電極３２と第１下部電極７１との間の距離および第２固定電極４２と第２下部電極７２との間の距離は変化しない。なお、図５では、加速度による第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂの変位を点線で示している。

このとき、支持基板１１に熱歪みが発生すると、第１可動電極２５ａと第１下部電極７１との間に構成される容量Ｃ_ｓ１、第２可動電極２５ｂと第２下部電極７２との間に構成される容量Ｃ_ｓ２、第１固定電極３２と第１下部電極７１との間に構成される容量Ｃ_ｔ１、第２固定電極４２と第２下部電極７２との間に構成される容量Ｃ_ｔ２は次式で示される。

（数１）Ｃ_ｓ１＝Ｃ_０｛＋ｆ（ａ）＋ｇ１（ｔ）｝
（数２）Ｃ_ｓ２＝Ｃ_０｛−ｆ（ａ）＋ｇ２（ｔ）｝
（数３）Ｃ_ｔ１＝Ｃ_０｛ｇ１（ｔ）｝
（数４）Ｃ_ｔ２＝Ｃ_０｛ｇ２（ｔ）｝
なお、Ｃ_０は初期容量であり、ｆ（ａ）は加速度に依存する加速度項、ｇ（ｔ）は熱歪み（温度）に依存する熱歪み項である。また、本実施形態では、アンカー部２４の近傍に第１、第２支持部３１、４１が配置されており、第１、第２固定電極３２、４２は第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂの櫛歯と噛み合うように櫛歯状に配列されている。つまり、第１可動電極２５ａおよび第１固定電極３２、第２可動電極２５ｂおよび第２固定電極４２は、それぞれ熱歪みによってほぼ同じように変位する、このため、本実施形態では、Ｃ_ｓ１およびＣ_ｔ１における熱歪み項を同じとし、Ｃ_ｓ２およびＣ_ｔ２における熱歪み項を同じとしている。

したがって、演算増幅器１０１の反転入力端子の電位（電荷）は、（Ｃ_ｓ１−Ｃ_ｔ１）×Ｖｃｃとなり、反転入力端子の電位は（電荷）は、（Ｃ_ｓ２−Ｃ_ｔ２）×Ｖｃｃとなる。以上より、演算増幅器１０１から出力されるセンサ信号Ｖ_ｏｕｔ（Ｖ１−Ｖ２）は、第１、第２コンデンサ１０２ａ、１０２ｂの容量をＣｆとすると、次式で示される。

（数５）Ｖ_ｏｕｔ＝｛（Ｃ_ｓ１−Ｃ_ｔ１）−（Ｃ_ｓ２−Ｃ_ｔ２）｝・Ｖｃｃ／Ｃｆ
＝Ｃ_０｛２ｆ（ａ）｝・Ｖｃｃ／Ｃｆ
すなわち、加速度に応じたセンサ信号Ｖ_ｏｕｔとして、熱歪み項をキャンセルした信号が出力される。

次に、上記センサ部１０の製造方法について図６を参照しつつ説明する。なお、図６は、図１中のII−II線に沿った断面図である。

まず、図６（ａ）に示されるように、支持基板１１上にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等によって第１絶縁膜１２を形成する。

続いて、図６（ｂ）に示されるように、第１絶縁膜１２上にＣＶＤ法等によってポリシリコンや金属膜等を形成する。そして、図示しないマスク等を用いて適宜パターニングすることにより、可動部用配線２６、第１、第２下部電極７１、７２、第１、第２固定部用配線３３、４３を形成する。

その後、図６（ｃ）に示されるように、可動部用配線２６、第１、第２下部電極７１、７２、第１、第２固定部用配線３３、４３を覆うように、ＣＶＤ法等によって第２絶縁膜１３を形成する。次に、第２絶縁膜１３のうちアンカー部２４、第１、第２支持部３１、４１、接続部５１〜５５と接続される部分と対応する部分にコンタクトホール１３ａを形成する。

続いて、図６（ｄ）に示されるように、コンタクトホール１３ａを埋め込みつつ、第２絶縁膜１３上にＣＶＤ法等で半導体層１４を形成することにより、基板１５を構成する。そして、半導体層１４上にアルミニウム等を蒸着し、マスクを用いてパターニングすることにより、図６とは別断面にパッド８１〜８６を形成する。

次に、図６（ｅ）に示されるように、図示しないマスクを用いて、半導体層１４に第１、第２溝部１６、１７を形成することにより、可動部２０、第１、第２固定部３０、４０、接続部５１〜５５を区画形成する。

その後、図６（ｆ）に示されるように、第２絶縁膜１３の所定領域を除去して可動部２０および第１、第２固定電極３２、４２を支持基板１１（第１絶縁膜１２）からリリースすることにより、上記センサ部１０が形成される。つまり、第２絶縁膜１３は、いわゆる犠牲層となるものである。

以上説明したように、本実施形態では、加速度によって変位しない第１、第２固定電極３２、４２を備えている。そして、第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂと第１、第２下部電極７１、７２との間の容量Ｃ_ｓ１、Ｃ_ｓ２から第１、第２固定電極３２、４２と第１、第２下部電極７１、７２との間の容量Ｃ_ｔ１、Ｃ_ｔ２を減算することにより、熱歪みの影響をキャンセルしている。つまり、加速度に応じて変位する可動部２０を複数備える必要がないため、検出精度が低下することを抑制できる。

また、アンカー部２４の近傍に第１、第２支持部３１、４１を配置し、第１、第２固定電極３２、４２を第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂの櫛歯と噛み合うように櫛歯状に配列している。つまり、第１可動電極２５ａおよび第１固定電極３２、第２可動電極２５ｂおよび第２固定電極４２を熱歪みによってほぼ同じように変位するようにしている。このため、熱歪みによる容量変化をほぼ同じようにすることができ、熱歪みによる影響をさらに低減できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してキャップ部を備えたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図７および図８に示されるように、本実施形態では、センサ部１０にキャップ部２００が備えられている。具体的には、キャップ部２００は、シリコン基板等で構成され、センサ部１０と対向する一面２００ａのうち可動部２０、第１、第２固定部３０、４０と対向する部分に凹部２０１が形成されている。そして、センサ部１０の周辺部６０における接合部６０ａと接合部材２１０を介して接合され、可動部２０および第１、第２固定部３０、４０を封止している。

なお、接合部材２１０は、例えば、酸化膜や低誘電ガラス、金属等が用いられる。そして、接合部材２１０として金属が用いられる場合には、センサ部１０とキャップ部２００とを絶縁するための絶縁膜が一面２００ａに形成される。

これによれば、可動部２０、第１、第２固定部３０、４０に異物が付着することを抑制しつつ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して枠部２２の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図９に示されるように、本実施形態では、枠部２２における開口部２１の１辺がトーション梁２３にて構成されている。そして、枠部２２には第１可動電極２５ａのみが備えられ、第１絶縁膜１２上に第２固定部４０および第２下部電極７２は備えられていない。

また、回路部１００には、図１０に示されるように、演算増幅器１０１、第１コンデンサ１０２ａ、第１スイッチ１０３ａによって構成されるＣ−Ｖ変換回路１１０が備えられている。そして、演算増幅器１０１は、非反転入力端子がパッド８１を介して第１可動電極２５ａと電気的に接続され、反転入力端子にＶｃｃ／２の電圧が入力されるようになっている。

また、第１下部電極７１には、回路部１００から電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）と０Ｖとの間で振幅し、所定の周波数を有するパルス状の第１搬送波Ｐ３がパッド８２を介して入力されるようになっている。そして、第１固定電極３２には、回路部１００から第３搬送波Ｐ３と振幅および周波数が同じであり、位相が１８０°異なる第４搬送波Ｐ４がパッド８４を介して入力されるようになっている。

このような加速度センサとしても、演算増幅器１０１から出力されるセンサ信号Ｖ_ｏｕｔは次式となる。

（数６）Ｖ_ｏｕｔ＝｛（Ｃ_ｓ１−Ｃ_ｔ１）｝・Ｖｃｃ／Ｃｆ
＝Ｃ_０｛ｆ（ａ）｝・Ｖｃｃ／Ｃｆ
したがって、加速度に応じたセンサ信号Ｖ_ｏｕｔとして、熱歪み項をキャンセルした信号を出力でき、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して枠部２２の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図１１に示されるように、本実施形態では、枠部２２は、仮想線Ｌから枠部２２の第１部位２２ａにおけるトーション梁２３から最も離れている部分の端部までのｘ軸方向の長さＬ１と、トーション梁２３から枠部２２の第２部位２２ｂにおけるトーション梁２３から最も離れている部分の端部までのｘ軸方向の長さＬ２とが等しくされている。そして、第２部位２２ｂは、枠部２２を厚さ方向に貫通する貫通孔２２ｃが形成されることにより、第１部位より質量が小さくされている。なお、本実施形態では、貫通孔２２ｃが本発明の切り欠き部に相当している。

これによれば、支持基板１１から可動部２０側に向かう加速度が印加されて第２部位２２ｂが支持基板１１に近づくように回転する場合と、可動部２０側から支持基板１１側に向かう加速度が印加されて第１部位２２ａが支持基板１１に近づくように回転する場合とで可動部２０の回転可能範囲を等しくできる。このため、支持基板１１から可動部２０側に向かう加速度が印加された場合と可動部２０から支持基板１１側に向かう加速度が印加された場合とにおける検出範囲を等しくでき、ひいては応答性を等しくできる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記各実施形態では、可動部２０は矩形枠状の枠部２２を備えているが、枠部２２は矩形枠状でなくてもよい。

また、上記各実施形態において、第１、第２支持部３１、４１はアンカー部２４から離間して配置されていてもよい。そして、第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂ、および第１、第２固定電極３２、４２は、櫛波状でなくてもよい。このような加速度センサとしても、第１、第２固定電極３２、４２を備えることにより、熱歪みの影響を低減しつつ、検出精度が低下することを抑制できる。

さらに、上記各実施形態において、加速度が印加されていないとき、容量Ｃ_ｓ１〜Ｃ_ｓ４が等しければ、第１、第２可動電極２５ａ、２５ｂと第１、第２下部電極７１、７２との間の距離および対向面積と、第１、第２固定電極３２、４２と第１、第２下部電極７１、７２との距離および対向面積が異なっていてもよい。

そして、上記第４実施形態において、第２部位２２ｂに複数の貫通孔２２ｃを備えるようにしてもよい。この場合は、第２部位２２ｂの重心を通り、ｘ軸方向に延びる延長線に対して各貫通孔２２ｃが対称に配置されるようにすることが好ましい。また、例えば、第２部位２２ｂに貫通孔２２ｃを形成する変わりに、第２部位２２ｂにおける端部に切り欠き部を形成することにより、第１部位２２ａの質量が第２部位２２ｂの質量より大きくされていてもよい。

１１ 支持基板
２０ 可動部
２５ａ、２５ｂ 可動電極
３０、４０ 固定部
３２、４２ 固定電極
７１、７２ 下部電極

Claims (6)

1. 支持基板（１１）と、
   前記支持基板の面方向に対する法線方向に前記支持基板から離間して配置され、前記法線方向に加速度が印加されたとき、加速度に応じて回転可能とされた可動電極（２５ａ、２５ｂ）を備える可動部（２０）と、
   前記支持基板に前記可動電極と対向する状態で配置された下部電極（７１、７２）と、を備える加速度センサにおいて、
   前記法線方向に前記下部電極から離間して配置され、加速度が印加されていないとき、前記可動電極と前記下部電極との間に構成される容量と等しい容量を前記下部電極との間に構成する固定電極（３２、４２）を有する固定部（３０、４０）を備え、
   前記可動電極と前記下部電極との間に構成される容量と前記固定電極と前記下部電極との間に構成される容量との差に基づいて前記加速度の検出を行うことを特徴とする加速度センサ。
2. 前記可動部はアンカー部（２４）を介して前記支持基板に備えられ、
   前記固定電極は、前記下部電極と前記アンカー部との間に配置された支持部（３１、４１）を介して前記支持基板に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
3. 前記可動電極は櫛歯状に前記可動部に備えられ、
   前記固定電極は、前記可動電極の櫛歯に噛み合う櫛歯状に前記固定部に備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の加速度センサ。
4. 前記固定電極は、加速度が印加されていないとき、前記下部電極と対向する面積が前記可動電極が前記下部電極と対向する面積と等しく、かつ、前記下部電極との間の距離が前記可動電極と前記下部電極との間の距離と等しくされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の加速度センサ。
5. 前記支持基板には、前記可動電極および前記固定電極を覆うキャップ部（２００）が備えられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の加速度センサ。
6. 前記可動部は、前記可動部が回転する際の回転軸となると共に前記支持基板に支持されたトーション梁（２３）を有し、前記トーション梁に沿った仮想線（Ｌ）によって分割される一方の部位を第１部位（２２ａ）とすると共に他方の部位を第２部位（２２ｂ）としたとき、前記トーション梁から前記第１部位のうち前記トーション梁から最も離れている端部までの長さ（Ｌ１）と、前記トーション梁から前記第２部位のうち前記トーション梁から最も離れている端部までの長さ（Ｌ２）とが等しくされており、
   前記第２部位は、切り欠き部（２２ｃ）が形成されることによって前記第１部位より質量が小さくされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の加速度センサ。
   
   
   

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