JPH07167885A - Semiconductor acceleration sensor and manufacture thereof as well as detecting system of acceleration by the sensor - Google Patents
Semiconductor acceleration sensor and manufacture thereof as well as detecting system of acceleration by the sensorInfo
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- JPH07167885A JPH07167885A JP34259293A JP34259293A JPH07167885A JP H07167885 A JPH07167885 A JP H07167885A JP 34259293 A JP34259293 A JP 34259293A JP 34259293 A JP34259293 A JP 34259293A JP H07167885 A JPH07167885 A JP H07167885A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体加速度センサ及び
その製造方法、ならびに当該加速度センサによる加速度
検出方式に関する。具体的にいうと、電磁誘導式のパル
ス変換法を応用した半導体加速度センサ、加速度センサ
の製造方法、加速度センサによる加速度検出方式に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor acceleration sensor, a method of manufacturing the same, and an acceleration detection method using the acceleration sensor. Specifically, the present invention relates to a semiconductor acceleration sensor to which an electromagnetic induction type pulse conversion method is applied, a method for manufacturing the acceleration sensor, and an acceleration detection method using the acceleration sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術とその問題点】従来の半導体加速度センサ
の検出方式としては、ピエゾ抵抗素子や歪みゲージ等を
利用したピエゾ検出方式や電極間の静電容量を利用した
静電容量検出方式のものがある。ピエゾ検出方式とは、
加速度によって撓み易いセンサ部分にピエゾ抵抗素子や
歪みゲージ等を設け、加速度によって受けた撓みにより
生じる抵抗値の変化を検出することによって加速度の大
きさを検出するものである。2. Description of the Related Art As a conventional semiconductor acceleration sensor detection method, a piezo detection method using a piezoresistive element or a strain gauge, or a capacitance detection method using capacitance between electrodes There is. What is the piezo detection method?
A piezoresistive element, a strain gauge, or the like is provided in a sensor portion that easily bends due to acceleration, and the magnitude of acceleration is detected by detecting a change in resistance value caused by the bending caused by acceleration.
【０００３】近年において半導体加速度センサの微小化
や高機能化の要求が高まって来ているが、このピエゾ検
出方式の加速度センサにおいては、ピエゾ抵抗素子や歪
みゲージ等を小さくするとその抵抗値の変化の検出が困
難となるため、加速度センサを微小化することは困難で
あった。また、例えば、加速度の大きさを求めるための
信号処理回路に演算処理装置（ＣＰＵ）を内蔵した高機
能センサにおいては、抵抗値の大きさを示すアナログ信
号をデジタル信号に変換して演算処理装置に入力するた
めのＡ／Ｄ変換が必要となり、Ａ／Ｄ変換回路を付加し
なければならないため、加速度センサの信号を検出する
ための信号処理回路がさらに複雑なものとなっていた。In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization and high functionality of semiconductor acceleration sensors. In this piezo-detection type acceleration sensor, the resistance value changes when the piezoresistive element, strain gauge, etc. are made smaller. Since it becomes difficult to detect the, it is difficult to miniaturize the acceleration sensor. Further, for example, in a high-performance sensor in which an arithmetic processing unit (CPU) is incorporated in a signal processing circuit for obtaining the magnitude of acceleration, an arithmetic processing unit is used by converting an analog signal indicating the magnitude of resistance value into a digital signal. Since the A / D conversion for inputting into the input is required and the A / D conversion circuit must be added, the signal processing circuit for detecting the signal of the acceleration sensor is further complicated.
【０００４】また静電容量検出方式とは、加速度によっ
て可動重りが変位することを利用したものであって、可
動重りの上面または下面に形成した可動電極と対向して
基板等に固定電極を設け、加速度によって可動重りが変
位して両電極間の距離が変化したことを両電極間の静電
容量の変化として検出し、加速度の大きさを検出するも
のである。The electrostatic capacitance detection method utilizes that the movable weight is displaced by acceleration, and a fixed electrode is provided on a substrate or the like so as to face the movable electrode formed on the upper surface or the lower surface of the movable weight. The change in the distance between the two electrodes due to the displacement of the movable weight due to the acceleration is detected as a change in the capacitance between the two electrodes, and the magnitude of the acceleration is detected.
【０００５】この静電容量検出方式の加速度センサにあ
っても、センサの小型化に伴って微小容量の変化を検出
できるように容量検出回路を高感度化しなければなら
ず、その対応が困難なものであった。また、ピエゾ検出
方式と同様にＡ／Ｄ変換回路のため容量検出回路等の信
号処理回路が複雑なものとなっていた。Even in this capacitance detection type acceleration sensor, the capacitance detection circuit must be made highly sensitive so as to detect a minute capacitance change as the sensor becomes smaller, which is difficult to cope with. It was a thing. Further, similar to the piezo detection method, the A / D conversion circuit makes the signal processing circuit such as the capacitance detection circuit complicated.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、電磁誘導方式のパルス変換法を用いることによ
り、上記問題点を解決することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, and an object thereof is to use the pulse conversion method of the electromagnetic induction system to solve the above problems. To solve.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明による半導体加速
度センサは、基板表面に一定ピッチの略矩形パルス状パ
ターンを有する固定電極を設け、一定ピッチの略矩形パ
ルス状パターンの導電部を有する変位可能な可動電極を
前記固定電極と一定のギャップを隔てて対向させたこと
を特徴としている。In a semiconductor acceleration sensor according to the present invention, a fixed electrode having a substantially rectangular pulse pattern of a constant pitch is provided on a substrate surface, and a displaceable portion having a conductive portion of a substantially rectangular pulse pattern of a constant pitch is provided. The movable electrode is opposed to the fixed electrode with a certain gap.
【０００８】この半導体加速度センサとしては、弾性を
有するアームの基部を前記基板上で支持し、当該アーム
の先端側に前記可動電極を設けたものとすることができ
る。さらに、前記アームの先端部には、重り部を設けて
もよい。In this semiconductor acceleration sensor, the base of an arm having elasticity may be supported on the substrate, and the movable electrode may be provided on the tip side of the arm. Further, a weight portion may be provided at the tip of the arm.
【０００９】この半導体加速度センサにおいては、前記
アームの基部に歪検出素子を設け、当該歪検出素子によ
って基板表面と垂直な方向の加速度成分も検出できるよ
うにすることができる。あるいは、前記重り部の下面に
容量形成電極を形成し、前記容量形成電極と対向させて
前記基板に別な容量形成電極を設け、当該容量形成電極
間の静電容量の変化を検出することによって基板表面と
垂直な方向の加速度成分を検出できるようにすることも
できる。In this semiconductor acceleration sensor, a strain detecting element can be provided at the base of the arm, and the strain detecting element can detect the acceleration component in the direction perpendicular to the surface of the substrate. Alternatively, by forming a capacitance forming electrode on the lower surface of the weight portion, providing another capacitance forming electrode on the substrate so as to face the capacitance forming electrode, and detecting a change in capacitance between the capacitance forming electrodes. It is also possible to be able to detect the acceleration component in the direction perpendicular to the substrate surface.
【００１０】また、上記半導体加速度センサにおいて
は、矩形パルス状パターンのピッチ寸法が異なる複数組
の前記固定電極及び可動電極を設けることもできる。Further, in the semiconductor acceleration sensor, a plurality of sets of the fixed electrode and the movable electrode having different rectangular pulse pattern pitches can be provided.
【００１１】また、上記半導体加速度センサにおいて
は、複数組の前記固定電極及び可動電極を備え、一方の
組の固定電極及び可動電極と他方の組の固定電極及び可
動電極とを互いに直交する方向に配置することもでき
る。Further, in the semiconductor acceleration sensor, a plurality of sets of the fixed electrodes and the movable electrodes are provided, and one set of the fixed electrodes and the movable electrodes and the other set of the fixed electrodes and the movable electrodes are arranged in directions orthogonal to each other. It can also be arranged.
【００１２】さらに、前記可動電極の少なくとも一部
は、多結晶シリコン又は単結晶シリコンから構成されて
いてもよい。Further, at least a part of the movable electrode may be made of polycrystalline silicon or single crystal silicon.
【００１３】さらに、前記基板表面の固定電極を含む領
域と前記可動電極の固定電極との対向面とのうち、少な
くとも一方に絶縁膜を形成してもよい。この場合には、
シリコンよりなる前記基板の表層部に不純物を導入する
ことによって固定電極を形成し、当該基板の表層部に前
記固定電極よりも浅く炭素を導入することによって前記
絶縁膜を形成することができる。あるいは、前記基板表
面にシリコン及び炭素を堆積させることにより前記絶縁
膜を形成してもよい。Further, an insulating film may be formed on at least one of a region including the fixed electrode on the surface of the substrate and a surface of the movable electrode facing the fixed electrode. In this case,
The fixed electrode can be formed by introducing impurities into the surface layer portion of the substrate made of silicon, and the insulating film can be formed by introducing carbon into the surface layer portion of the substrate shallower than the fixed electrode. Alternatively, the insulating film may be formed by depositing silicon and carbon on the surface of the substrate.
【００１４】また、上記半導体加速度センサにおいて
は、前記可動電極の下面に圧縮応力を有する支持膜を形
成してもよく、前記可動電極の上面に引っ張り応力を有
する支持膜を形成してもよい。後者の場合には、窒化シ
リコンによって支持膜を形成することができる。In the semiconductor acceleration sensor, a supporting film having a compressive stress may be formed on the lower surface of the movable electrode, and a supporting film having a tensile stress may be formed on the upper surface of the movable electrode. In the latter case, the support film can be formed of silicon nitride.
【００１５】本発明による半導体加速度センサの製造方
法は、上記半導体加速度センサを製造するための方法で
あって、固定電極の表面に予め犠牲層を形成しておき、
当該犠牲層の上方に多結晶シリコンからなる構造体を形
成し、当該構造体にドーピングパターンもしくは金属パ
ターンによって導電領域を形成することにより可動電極
を構成し、前記犠牲層をエッチング除去することによっ
て固定電極と可動電極との間にギャップを形成すること
を特徴としている。A method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to the present invention is a method for manufacturing the semiconductor acceleration sensor described above, wherein a sacrificial layer is previously formed on the surface of the fixed electrode,
A movable electrode is formed by forming a structure made of polycrystalline silicon above the sacrifice layer, and forming a conductive region in the structure with a doping pattern or a metal pattern, and fixing by etching away the sacrifice layer. A feature is that a gap is formed between the electrode and the movable electrode.
【００１６】また、本発明による半導体加速度センサの
別な製造方法は、単結晶シリコン基板の表層部にドーピ
ングパターンもしくは金属パターンによって導電領域を
形成し、当該表層部の下方にて単結晶シリコン基板に形
成しておいた多孔質シリコンの熱酸化によって酸化膜を
形成し、当該酸化膜を犠牲層エッチングすることにより
前記表層部に可動電極を形成すると共に当該可動電極の
下面にギャップを形成することを特徴としている。In another method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to the present invention, a conductive region is formed on a surface layer portion of a single crystal silicon substrate by a doping pattern or a metal pattern, and the single crystal silicon substrate is formed below the surface layer portion. An oxide film is formed by thermal oxidation of the formed porous silicon, and a sacrificial layer etching of the oxide film is performed to form a movable electrode on the surface layer portion and a gap on the lower surface of the movable electrode. It has a feature.
【００１７】また、本発明による半導体加速度センサの
さらに別な製造方法は、単結晶シリコン基板の表層部に
ドーピングパターンもしくは金属パターンによって導電
領域を形成し、当該誘電領域を含む所定領域の周囲にお
いて単結晶シリコン基板をトレンチエッチングし、つい
で所定領域の下方を異方性エッチングすることにより可
動電極を形成すると共に当該可動電極の下面にギャップ
を形成することを特徴としている。In still another method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor according to the present invention, a conductive region is formed by a doping pattern or a metal pattern on a surface layer portion of a single crystal silicon substrate, and a single region is formed around a predetermined region including the dielectric region. The crystalline silicon substrate is trench-etched and then anisotropically etched below a predetermined region to form a movable electrode and a gap is formed on the lower surface of the movable electrode.
【００１８】本発明による別な半導体加速度センサは、
基板表面に一定ピッチの略矩形パルス状パターンを有す
る固定電極を設け、一定ピッチの略矩形パルス状パター
ンの導電部を有する伸縮自在な網目状構造の可動電極を
前記固定電極と一定のギャップを隔てて対向させ、当該
可動電極の一端を支持すると共に他方の自由端に重り部
を接続したことを特徴としている。Another semiconductor acceleration sensor according to the present invention is
A fixed electrode having a substantially-rectangular pulse pattern with a constant pitch is provided on the surface of the substrate, and a movable electrode having a stretchable mesh structure having a conductive portion having a substantially-rectangular pulse pattern with a constant pitch is separated from the fixed electrode by a certain gap. And a weight portion is connected to the free end of the movable electrode while supporting one end of the movable electrode.
【００１９】また、本発明によるさらに別な半導体加速
度センサは、一端を支持された伸縮自在な一対の網目状
構造体を重り部の両側に配置すると共に各網目状構造体
の自由端を重り部の両側に接続し、少なくとも一方の網
目状構造体に一定ピッチの略矩形パルス状パターンの導
電部を設けて可動電極を構成し、当該可動電極の下方に
一定のギャップを隔てて基板表面に一定ピッチの略矩形
パルス状パターンを有する固定電極を設けたことを特徴
としている。In still another semiconductor acceleration sensor according to the present invention, a pair of expandable and contractible mesh-like structures supported at one end are arranged on both sides of the weight portion, and the free ends of the mesh-like structures are attached to the weight portion. Connected to both sides of the movable electrode, and at least one of the mesh-like structures is provided with a conductive portion having a substantially rectangular pulse pattern with a constant pitch to form a movable electrode, which is fixed on the substrate surface with a constant gap below the movable electrode. It is characterized in that a fixed electrode having a substantially rectangular pulse-shaped pattern with a pitch is provided.
【００２０】また、本発明によるさらに別な半導体加速
度センサは、一端を支持された伸縮自在な一対の網目状
構造体を重り部の三方ないし四方に配置すると共に各網
目状構造体の自由端を重り部の外周三面ないし四面に接
続し、一方向に配置された網目状構造体のうち少なくと
も一方の網目状構造体に一定ピッチの略矩形パルス状パ
ターンの導電部を設けて可動電極を構成し、他方向に配
置された網目状構造体のうち少なくとも一方の網目状構
造体にも一定ピッチの略矩形パルス状パターンの導電部
を設けて可動電極を構成し、各可動電極の下方に一定の
ギャップを隔てて基板表面に一定ピッチの略矩形パルス
状パターンを有する固定電極を設けたことを特徴として
いる。In still another semiconductor acceleration sensor according to the present invention, a pair of stretchable mesh-like structures supported at one end are arranged on three or four sides of the weight portion and the free ends of the mesh-like structures are arranged. Connected to the outer circumference of the weight part on three or four sides, at least one of the mesh structures arranged in one direction is provided with a conductive part having a substantially rectangular pulse pattern with a constant pitch to form a movable electrode. , At least one of the mesh structures arranged in the other direction is also provided with a conductive portion having a substantially rectangular pulse pattern of a constant pitch to form a movable electrode, and a fixed electrode is provided below each movable electrode. It is characterized in that fixed electrodes having a substantially rectangular pulse pattern with a constant pitch are provided on the substrate surface with a gap.
【００２１】上記半導体加速度センサにおいては、前記
重り部を挟んで両側に配置された網目状構造体をいずれ
も可動電極としてもよい。また、前記網目状構造体の少
なくとも一部が、多結晶シリコンもしくはポリイミドか
ら構成されていてもよい。In the above semiconductor acceleration sensor, any of the mesh-like structures disposed on both sides of the weight portion may be used as the movable electrode. At least a part of the mesh structure may be made of polycrystalline silicon or polyimide.
【００２２】本発明の上記半導体加速度センサによる加
速度検出方式は、上記半導体加速度センサを用いるもの
であって、前記固定電極と前記可動電極のうちいずれか
一方の電極に定電流もしくは一定周波数の交番電流を流
し、誘導起電力によっていずれか他方の電極に生じた誘
導電流の変化を検知することにより加速度を検出させる
ことを特徴としている。この場合には、前記誘導電流を
パルス電圧に変換して出力するための電流電圧変換手段
を備えていてもよい。An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor of the present invention uses the semiconductor acceleration sensor, wherein either one of the fixed electrode and the movable electrode has a constant current or an alternating current with a constant frequency. And the acceleration is detected by detecting a change in the induced current generated in one of the other electrodes by the induced electromotive force. In this case, a current-voltage converting means for converting the induced current into a pulse voltage and outputting the pulse voltage may be provided.
【００２３】本発明の上記半導体加速度センサによる別
な加速度検出方式は、前記可動電極と前記固定電極との
間の静電容量の変化を検知することにより、前記基板表
面と平行な方向における加速度を検出させることを特徴
としている。Another acceleration detection method by the semiconductor acceleration sensor of the present invention detects acceleration in a direction parallel to the surface of the substrate by detecting a change in electrostatic capacitance between the movable electrode and the fixed electrode. The feature is that it is detected.
【００２４】また、本発明の半導体加速度センサによる
さらに別な加速度検出方式は、アームの先端部に設けた
重り部の側面に振動用電極を設け、当該振動用電極に静
電力を及ぼすことによって重り部を一定の振動数で振動
させ、可動電極と固定電極のうちいずれか一方の電極に
定電流を流して他方の電極に流れる誘導電流の周波数変
化を検出し、もしくは可動電極と固定電極の間の静電容
量変化を検出するようにしたことを特徴としている。Further, in another acceleration detecting method by the semiconductor acceleration sensor of the present invention, a vibrating electrode is provided on the side surface of the weight portion provided at the tip of the arm, and an electrostatic force is applied to the vibrating electrode to apply the weight to the weight. Part is oscillated at a constant frequency and a constant current is applied to one of the movable and fixed electrodes to detect the frequency change of the induced current flowing to the other electrode, or between the movable and fixed electrodes. It is characterized in that the change in the capacitance of is detected.
【００２５】また、本発明の半導体加速度センサによる
さらに別な加速度検出方式は、アームの先端部に設けた
重り部の側面に振動用電極を備え、可動電極と固定電極
のうちいずれか一方の電極に一定周波数の交番電流を流
して他方の電極に生じた誘導電流の周波数変化を検知
し、もしくは可動電極と固定電極の間に発生する静電容
量の変化を検知し、加速度によって生じる前記検知信号
の変化を打ち消すように振動用電極に静電力を発生さ
せ、当該振動用電極へ入力するフィードバック信号から
加速度を検出するようにしたことを特徴としている。Still another acceleration detecting method using the semiconductor acceleration sensor of the present invention is provided with a vibrating electrode on the side surface of a weight portion provided at the tip of the arm, and one of the movable electrode and the fixed electrode is provided. The detection signal generated by the acceleration is detected by detecting the frequency change of the induced current generated in the other electrode by applying an alternating current of a constant frequency to the other electrode, or by detecting the change in the capacitance generated between the movable electrode and the fixed electrode. It is characterized in that an electrostatic force is generated in the vibrating electrode so as to cancel the change of the above, and the acceleration is detected from the feedback signal input to the vibrating electrode.
【００２６】また、本発明の半導体加速度センサによる
さらに別な加速度検出方式は、前記アームを振動させる
ための感熱変形素子をアームの側面に取り付け、感熱変
形素子を通電加熱する手段を備え、可動電極と固定電極
のうちいずれか一方の電極に一定周波数の交番電流を流
して他方の電極に生じた誘導電流の周波数変化を検知
し、もしくは可動電極と固定電極の間に発生する静電容
量の変化を検知し、加速度によって生じる前記検知信号
の変化を打ち消すように前記感熱変形素子を通電加熱
し、当該通電信号から加速度を検出するようにしたこと
を特徴としている。Still another acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor of the present invention is provided with means for mounting a heat-sensitive deformation element for vibrating the arm on a side surface of the arm, and electrically heating the heat-sensitive deformation element. An alternating current with a constant frequency is applied to one of the electrodes and the fixed electrode to detect the frequency change of the induced current generated in the other electrode, or the change in the capacitance between the movable electrode and the fixed electrode. Is detected, the heat-sensitive deformable element is energized and heated so as to cancel the change in the detection signal caused by acceleration, and the acceleration is detected from the energized signal.
【００２７】本発明の半導体加速度センサによるさらに
別な加速度検出方式は、前記可動電極と前記固定電極の
うちいずれか一方の電極に定電流もしくは一定周波数の
交番電流を流し、誘導起電力によっていずれか他方の電
極に生じた誘導電流の変化を出力信号とし、重り部の両
側に配置された可動電極又は固定電極の出力信号の差か
ら加速度を検知させることを特徴としている。Still another acceleration detection method by the semiconductor acceleration sensor of the present invention is a method in which a constant current or an alternating current having a constant frequency is applied to either one of the movable electrode and the fixed electrode, and either one is induced by an induced electromotive force. The change in the induced current generated in the other electrode is used as an output signal, and the acceleration is detected from the difference between the output signals of the movable electrodes or the fixed electrodes arranged on both sides of the weight portion.
【００２８】本発明の半導体加速度センサによるさらに
別な加速度検出方式は、前記重り部の可動電極と接続さ
れた側面と反対側の側面に振動用電極を設け、可動電極
と固定電極のうちいずれか一方の電極に一定周波数の交
番電流を流して他方の電極に生じた誘導電流の周波数変
化を検知し、もしくは可動電極と固定電極の間に発生す
る静電容量の変化を検知し、加速度によって生じる前記
検知信号の変化を打ち消すように振動用電極に静電力を
発生させ、当該振動用電極へ入力するフィードバック信
号から加速度を検出するようにしたことを特徴としてい
る。この場合には、前記重り部の略直交する方向の２側
面にそれぞれ可動電極を接続し、重り部の各可動電極を
接続された側面と反対側の側面にそれぞれ振動用電極を
設け、２方向の加速度を検出するようにしてもよい。According to another acceleration detecting method by the semiconductor acceleration sensor of the present invention, a vibrating electrode is provided on a side surface of the weight portion opposite to the side surface connected to the movable electrode, and either the movable electrode or the fixed electrode is provided. An alternating current with a constant frequency is applied to one electrode to detect the frequency change of the induced current generated in the other electrode, or to detect the change in the capacitance between the movable electrode and the fixed electrode, which is caused by acceleration. An electrostatic force is generated in the vibration electrode so as to cancel the change in the detection signal, and the acceleration is detected from the feedback signal input to the vibration electrode. In this case, movable electrodes are respectively connected to two side surfaces of the weight portion in a direction substantially orthogonal to each other, and vibration electrodes are respectively provided on the side surfaces opposite to the side surfaces to which the movable electrodes of the weight portion are connected. The acceleration may be detected.
【００２９】本発明の半導体加速度センサによるさらに
別な加速度検出方式は、前記重り部を挟んで重り部の一
方側面に接続された網目状構造体を可動電極とし、他方
側面に接続された網目状構造体をアクチュエータとし、
可動電極と固定電極のうちいずれか一方の電極に一定周
波数の交番電流を流して他方の電極に生じた誘導電流の
周波数変化を検知し、もしくは可動電極と固定電極の間
に発生する静電容量の変化を検知し、加速度によって生
じる前記検知信号の変化を打ち消すように前記アクチュ
エータを駆動し、当該アクチュエータの駆動信号から加
速度を検出するようにしたことを特徴としている。この
場合には、前記重り部の略直交する方向の２側面にそれ
ぞれ可動電極を接続し、重り部の各可動電極を接続され
た側面と反対側の側面にそれぞれ前記アクチュエータを
接続し、２方向の加速度を検出するようにしてもよい。In still another acceleration detecting method by the semiconductor acceleration sensor of the present invention, a mesh-like structure connected to one side surface of the weight portion with the weight portion interposed therebetween is used as a movable electrode, and a mesh-like structure connected to the other side surface thereof. The structure is the actuator,
An alternating current with a constant frequency is applied to one of the movable and fixed electrodes to detect the frequency change of the induced current generated in the other electrode, or the capacitance generated between the movable and fixed electrodes. Is detected, the actuator is driven so as to cancel the change in the detection signal caused by the acceleration, and the acceleration is detected from the drive signal of the actuator. In this case, the movable electrodes are connected to two side surfaces of the weight portion in a direction substantially orthogonal to each other, and the actuator is connected to a side surface opposite to the side surface to which the movable electrodes of the weight portion are connected, respectively. The acceleration may be detected.
【００３０】[0030]
【作用】本発明の半導体加速度センサにあっては、基板
表面に設けた矩形パルス状パターンの固定電極に対して
矩形パルス状パターンの可動電極を変位可能に設けてい
るので、加速度ないし加速度の変化に伴って可動電極が
移動することにより固定電極もしくは可動電極に発生す
る電気的な信号から加速度ないし加速度の変化を検出す
ることができる。In the semiconductor acceleration sensor of the present invention, the movable electrode having the rectangular pulse pattern is displaceable with respect to the fixed electrode having the rectangular pulse pattern provided on the surface of the substrate. As a result of the movement of the movable electrode, it is possible to detect acceleration or a change in acceleration from an electrical signal generated in the fixed electrode or the movable electrode.
【００３１】例えば、基部を支持された弾性アームの先
端側に可動電極を設けることにより、加速度の影響によ
ってアームと共に可動電極を変位ないし振動させること
ができる。特に、アームの先端部に重り部を設けると、
低加速度も感度よく検出できる。For example, by providing the movable electrode on the tip side of the elastic arm whose base is supported, the movable electrode can be displaced or vibrated together with the arm under the influence of acceleration. Especially, if a weight is provided at the tip of the arm,
Low acceleration can be detected with high sensitivity.
【００３２】また、略矩形パルス状パターンの導電部を
有する可動電極を伸縮自在な網目状構造に形成し、その
自由端に重り部を設けることにより、加速度の影響によ
り可動電極を伸縮させ、それによって可動電極を固定電
極に対して変位させることができる。この場合、可動電
極の構造体部分を多結晶シリコンやポリイミドによって
形成すれば、可動電極の伸縮性を良好にすることができ
る。Further, by forming a movable electrode having a substantially rectangular pulse-shaped conductive portion in a stretchable mesh structure and providing a weight portion at its free end, the movable electrode is stretched and contracted by the influence of acceleration. The movable electrode can be displaced with respect to the fixed electrode. In this case, if the structure part of the movable electrode is made of polycrystalline silicon or polyimide, the elasticity of the movable electrode can be improved.
【００３３】この半導体加速度センサによって加速度を
検出するためには、例えば可動電極（または固定電極）
に定電流もしくは定周波数の電流を流しておくと、加速
度の影響によって可動電極が変位した時、固定電極（ま
たは可動電極）には誘導起電力によって誘導電流がパル
ス状に発生したり、その周波数が変化したりするので、
それを検知することによって加速度やその変化を検出で
きる。この場合、誘導電流をパルス電圧に変換して出力
すれば、演算処理装置（ＣＰＵ）によって直接処理させ
ることができる。In order to detect acceleration with this semiconductor acceleration sensor, for example, a movable electrode (or a fixed electrode) is used.
If a constant current or a constant frequency current is applied to the fixed electrode (or the movable electrode), the induced current is generated in pulses in the fixed electrode (or the movable electrode) when the movable electrode is displaced due to the influence of acceleration. May change,
By detecting it, the acceleration and its change can be detected. In this case, if the induced current is converted into a pulse voltage and output, it can be directly processed by the arithmetic processing unit (CPU).
【００３４】また、可動電極と固定電極の間の静電容量
の変化から加速度を検出することもでき、この場合も従
来の静電容量式の加速度センサと異なり、静電容量の変
化はパルス信号として出力され、そのパルス数や周波数
の変化等から加速度を検出できる。Further, the acceleration can be detected from the change of the electrostatic capacitance between the movable electrode and the fixed electrode, and in this case also, unlike the conventional capacitance type acceleration sensor, the change of the electrostatic capacitance is a pulse signal. The acceleration can be detected from the change in the number of pulses or the frequency.
【００３５】また、重り部の側面に設けた振動用電極や
アームの側面に設けた感熱変形素子、一方の網目状構造
体に形成したアクチュエータで、重り部を一定振動数で
振動させておけば、パルス状の出力が得られ、加速度の
影響で出力周波数が変化するので、その周波数変化から
加速度やその変化を検出することができる。あるいは、
重り部の側面に設けた振動用電極やアームの側面に設け
た感熱変形素子、一方の網目状構造体に形成したアクチ
ュエータで加速度の影響による出力周波数の変化を打ち
消すようにフィードバック制御すれば、そのフィードバ
ック信号から加速度を検出でき、サーボ式の半導体加速
度センサとすることができる。If the vibrating electrode provided on the side surface of the weight portion, the heat-sensitive deformable element provided on the side surface of the arm, or the actuator formed on one mesh structure, the weight portion is vibrated at a constant frequency. Since a pulsed output is obtained and the output frequency changes due to the influence of acceleration, the acceleration and the change can be detected from the frequency change. Alternatively,
If feedback control is performed so as to cancel the change in the output frequency due to the influence of acceleration by the vibration electrode provided on the side surface of the weight portion, the heat-sensitive deformable element provided on the side surface of the arm, and the actuator formed on one mesh structure, Acceleration can be detected from the feedback signal, and a servo-type semiconductor acceleration sensor can be obtained.
【００３６】また、網目状構造の可動電極を用いたタイ
プの半導体加速度センサにおいては、重り部の両側に伸
縮自在な網目状構造体を設け、いずれかの網目状構造体
に導電部を設けて可動電極とすれば、網目状構造体の伸
縮方向と直交する横方向に重り部が変位しにくくなり、
他軸感度を小さくすることができる。特に、両側の網目
状構造体を可動電極にすれば、より大きな出力の信号を
得ることができ、感度を向上させることができる。ま
た、重り部の三方ないし四方に網目状構造体を配置し、
直交する２方向で可動電極を形成しておけば、基板と平
行な２方向において加速度ないし加速度の変化を検出す
ることができ、２次元半導体加速度センサを得ることが
できる。Further, in a semiconductor acceleration sensor of a type using a mesh-shaped movable electrode, a stretchable mesh-like structure is provided on both sides of the weight portion, and a conductive portion is provided in any one of the mesh-like structures. If the movable electrode, the weight portion is less likely to be displaced in the lateral direction orthogonal to the expansion and contraction direction of the mesh structure,
The other axis sensitivity can be reduced. In particular, if the mesh-like structures on both sides are made movable electrodes, a larger output signal can be obtained and the sensitivity can be improved. In addition, the mesh structure is arranged on three or four sides of the weight part,
If the movable electrodes are formed in two directions that are orthogonal to each other, acceleration or a change in acceleration can be detected in two directions parallel to the substrate, and a two-dimensional semiconductor acceleration sensor can be obtained.
【００３７】また、可動電極をアームで支持したタイプ
の半導体加速度センサにおいては、可動電極を複数組設
け、互いに直交する方向に配置すれば、基板と平行な２
方向の加速度を検出することができ、２次元半導体加速
度センサを作製することができる。さらに、アームの基
部に歪検出素子を設け、基板と垂直な方向の加速度も検
出するようにすれば、２次元ないし３次元半導体加速度
センサを得ることができる。また、重り部の下面に容量
形成電極を形成し、それと対向させて別な容量形成電極
を設け、両容量形成電極間の静電容量の変化を検出する
ようにしても、３次元半導体加速度センサを得ることが
できる。Further, in a semiconductor acceleration sensor of a type in which the movable electrode is supported by an arm, if a plurality of movable electrodes are provided and arranged in directions orthogonal to each other, the two parallel electrodes can be formed.
A two-dimensional semiconductor acceleration sensor can be manufactured by detecting the directional acceleration. Furthermore, if a strain detecting element is provided at the base of the arm so that the acceleration in the direction perpendicular to the substrate is also detected, a two-dimensional or three-dimensional semiconductor acceleration sensor can be obtained. Further, even if a capacitance forming electrode is formed on the lower surface of the weight portion and another capacitance forming electrode is provided so as to face the capacitance forming electrode and the change in the capacitance between both capacitance forming electrodes is detected, the three-dimensional semiconductor acceleration sensor Can be obtained.
【００３８】また、矩形パルス状パターンのピッチ寸法
が異なる複数組の固定電極及び可動電極を設ければ、異
なる周波数の出力信号を得ることができるので、それぞ
れの周波数特性を補い合って出力を安定させることがで
き、広帯域の振動検出が可能になる。If a plurality of sets of fixed electrodes and movable electrodes having different pitch dimensions of the rectangular pulse pattern are provided, output signals of different frequencies can be obtained, and the respective frequency characteristics are complemented to stabilize the output. Therefore, it is possible to detect vibration in a wide band.
【００３９】また、可動電極を単結晶シリコンまたは多
結晶シリコンによって形成すれば、半導体製造プロセス
によって可動電極を製作することができ、微細で精密な
矩形パルス状パターンを製作することができる。If the movable electrode is made of single crystal silicon or polycrystalline silicon, the movable electrode can be manufactured by a semiconductor manufacturing process, and a fine and precise rectangular pulse pattern can be manufactured.
【００４０】また、可動電極と固定電極との間に絶縁膜
を設けておけば、可動電極が基板と接触しても可動電極
と固定電極間で短絡事故を起こす恐れがない。特に、基
板に不純物を導入して固定電極を形成し、固定電極より
も浅く炭素を導入して絶縁膜を形成すれば、基板側に絶
縁膜を形成することができる。あるいは、基板表面にシ
リコン及び炭素を堆積させても基板側に絶縁膜を形成す
ることができる。こうして基板側に絶縁膜を形成すれ
ば、絶縁膜によって可動電極が重くなるのを避けること
ができる。Further, if an insulating film is provided between the movable electrode and the fixed electrode, there is no risk of a short circuit between the movable electrode and the fixed electrode even if the movable electrode contacts the substrate. In particular, if the fixed electrode is formed by introducing impurities into the substrate and carbon is introduced shallower than the fixed electrode to form the insulating film, the insulating film can be formed on the substrate side. Alternatively, the insulating film can be formed on the substrate side by depositing silicon and carbon on the substrate surface. By forming the insulating film on the substrate side in this manner, it is possible to prevent the movable electrode from becoming heavy due to the insulating film.
【００４１】また、可動電極の下面に圧縮応力を有する
支持膜を設けたり、可動電極の上面に引っ張り応力を有
する窒化シリコン等の支持膜を設けたりすることによ
り、可動電極が自重で基板側へ垂れ下がるのを防止する
ことができ、可動電極と基板ないし固定電極との干渉を
避けることができる。Further, by providing a supporting film having a compressive stress on the lower surface of the movable electrode or a supporting film of silicon nitride having a tensile stress on the upper surface of the movable electrode, the movable electrode moves toward the substrate side by its own weight. It can be prevented from hanging down, and interference between the movable electrode and the substrate or fixed electrode can be avoided.
【００４２】また、本発明による半導体加速度センサの
製造方法によれば、犠牲層の上に可動電極を形成した
後、犠牲層をエッチング除去することにより基板とは別
な材料からなる可動電極を固定電極と間隔をあけて容易
に形成することができる。また、多孔質シリコンの熱酸
化による酸化膜を犠牲層エッチングすることにより、一
枚の単結晶シリコン基板から基板と可動電極とを一体構
造として形成できる。あるいは、トレンチエッチング法
を用いれば、一枚の単結晶シリコン基板を用いてシング
ルサイドプロセスにより基板と可動電極とを一体構造と
して形成でき、製造工程を簡略化することができる。Further, according to the method of manufacturing the semiconductor acceleration sensor of the present invention, after the movable electrode is formed on the sacrificial layer, the sacrificial layer is removed by etching to fix the movable electrode made of a material different from the substrate. It can be easily formed at a distance from the electrode. Further, the oxide film formed by thermal oxidation of porous silicon is subjected to sacrifice layer etching, whereby the substrate and the movable electrode can be integrally formed from a single single crystal silicon substrate. Alternatively, when the trench etching method is used, the substrate and the movable electrode can be formed as an integral structure by a single side process using one single crystal silicon substrate, and the manufacturing process can be simplified.
【００４３】また、重り部の両側に網目状構造の可動電
極を設けている場合には、両側の可動電極もしくは固定
電極からの出力信号の差から加速度を検知させることも
できる。When the movable electrodes having a mesh structure are provided on both sides of the weight portion, the acceleration can be detected from the difference between the output signals from the movable electrodes or the fixed electrodes on both sides.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、加速度もしくは加速度
変化を示す検知信号はパルス信号として出力されるの
で、デジタル信号として処理でき、デジタル信号処理方
式の信号処理回路で信号処理を行なう場合でも、従来の
アナログ式の加速度センサのようにデジタル／アナログ
変換処理回路等を用いることなくデジタル出力とするこ
とができる。従って、デジタル出力方式の半導体加速度
センサを簡単な構造によって作製することができ、信号
処理回路を簡単にすることができる。また、デジタル信
号を出力するので、検出精度を向上させることができ、
ノイズにも強く測定誤差の小さい新規な小型の半導体加
速度センサを製作できる。According to the present invention, since the detection signal indicating the acceleration or the change in acceleration is output as a pulse signal, it can be processed as a digital signal, and even when signal processing is performed by a signal processing circuit of a digital signal processing system, A digital output can be obtained without using a digital / analog conversion processing circuit or the like unlike the conventional analog type acceleration sensor. Therefore, a digital output type semiconductor acceleration sensor can be manufactured with a simple structure, and the signal processing circuit can be simplified. Also, because it outputs a digital signal, it is possible to improve the detection accuracy,
It is possible to manufacture a new compact semiconductor acceleration sensor that is resistant to noise and has a small measurement error.
【００４５】さらに、従来の静電容量式の加速度センサ
のように可動電極と固定電極間に大きなエアーダンピン
グが発生して加速度の検出感度が低下することもなく、
従来の静電容量式や歪検出方式の加速度センサと比較し
て広い検出範囲を持つ高感度の半導体加速度センサを製
作できる。Further, unlike the conventional capacitance type acceleration sensor, large air damping does not occur between the movable electrode and the fixed electrode and the acceleration detection sensitivity is not deteriorated.
It is possible to manufacture a high-sensitivity semiconductor acceleration sensor having a wider detection range than the conventional capacitance type or strain detection type acceleration sensor.
【００４６】また、新規な加速度検出部分の構造に伴っ
て種々の加速度検出方式も可能となり、用途に応じた検
出方式を採用することができ、例えば、可動電極と固定
電極のうち検出側でない側の電極に交流電流を流した
り、出力信号の位相を検出したりすることにより、可動
電極の移動量に比べてより高精度に加速度を検出でき
る。また、サーボ検出方式の加速度センサとすることに
よっても加速度センサを高精度化することができる。さ
らに、より検出精度を高めたい場合や感度の広帯域化を
図りたい場合には、ピッチの異なる複数の可動電極と固
定電極とを設けることができる。また、１ユニットで容
易に２次元加速度センサや３次元加速度センサを構成で
きる。Also, various acceleration detection methods are possible due to the new structure of the acceleration detection section, and a detection method according to the application can be adopted. For example, the movable electrode and the fixed electrode which are not the detection side. By applying an alternating current to the electrode of or, or detecting the phase of the output signal, the acceleration can be detected with higher accuracy than the amount of movement of the movable electrode. Further, the accuracy of the acceleration sensor can be improved by using a servo detection type acceleration sensor. Further, in order to further improve the detection accuracy or to broaden the sensitivity band, a plurality of movable electrodes and fixed electrodes having different pitches can be provided. Moreover, a two-dimensional acceleration sensor and a three-dimensional acceleration sensor can be easily configured with one unit.
【００４７】[0047]
【実施例】図１（ａ）は本発明の一実施例である半導体
加速度センサＢ１の概略斜視図（絶縁膜９は省略）であ
って、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ１−Ｘ１線における
断面図、図１（ｃ）はＸ２−Ｘ２線における一部破断し
た断面図である。単結晶シリコン基板１の表面全体はＳ
ｉＮの絶縁膜９によって覆われており、シリコン基板１
の上面には弾性を有する軸棒状のアーム２が絶縁膜９の
表面から浮かせて略平行に配設されており、アーム２の
基端部は絶縁膜９の上に設けられた支持台４によって片
持ち状に支持されている。また、アーム２の先端には平
板状をした重り部３を設け、低加速度の検出を容易にし
ている。また、アーム２に設けられた重り部３はＸ軸方
向（横方向）及び重り部３の厚さ方向に揺動できるよう
になっており、重り部３の変位を妨げないようシリコン
基板１の上面には重り部３通常の最大変位よりも大きな
窪み５が設けられている。重り部３に近いアーム２の先
端付近には、可動電極６が横方向に向けて張り出させる
ように設けてあり、可動電極６はシリコン基板１表面の
絶縁膜９とギャップ１５をあけてシリコン基板１の表面
と平行に配設されている。可動電極６は、図１（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示すように、多結晶シリコンからなる構
造体７ａの上面にＡｌ等の金属電極膜７ｂを形成したも
のであって、一定ピッチｄの矩形パルス状に形成されて
いる。可動電極６の金属電極膜７ｂの両端は、アーム２
及び支持台４の表面を通過して絶縁膜９の表面に配線さ
れた接続配線１３を介してシリコン基板１の端部におい
て絶縁膜９上に設けられた一対の入力端子１０に接続さ
れている。1A is a schematic perspective view of a semiconductor acceleration sensor B1 according to an embodiment of the present invention (the insulating film 9 is omitted), and FIG. 1B is X1 of FIG. 1A. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line X2-X2, taken along the line X1-X1. The entire surface of the single crystal silicon substrate 1 is S
The silicon substrate 1 is covered with the insulating film 9 of iN.
On the upper surface of the arm 2, an elastic rod-like arm 2 is arranged substantially parallel to the surface of the insulating film 9 and the base end portion of the arm 2 is supported by a support base 4 provided on the insulating film 9. It is cantilevered. Further, a flat weight portion 3 is provided at the tip of the arm 2 to facilitate detection of low acceleration. The weight portion 3 provided on the arm 2 can swing in the X-axis direction (lateral direction) and in the thickness direction of the weight portion 3, so that the displacement of the weight portion 3 is not hindered. The upper surface is provided with a recess 5 larger than the normal maximum displacement of the weight portion 3. A movable electrode 6 is provided near the tip of the arm 2 near the weight portion 3 so as to project laterally. The movable electrode 6 is formed with a gap 15 between the insulating film 9 on the surface of the silicon substrate 1 and the silicon. It is arranged parallel to the surface of the substrate 1. The movable electrode 6 is shown in FIG.
As shown in (b) and (c), a metal electrode film 7b of Al or the like is formed on the upper surface of a structure 7a made of polycrystalline silicon, and is formed in a rectangular pulse shape with a constant pitch d. Both ends of the metal electrode film 7b of the movable electrode 6 are connected to the arm 2
And a pair of input terminals 10 provided on the insulating film 9 at the end portion of the silicon substrate 1 via connection wires 13 that pass through the surface of the support base 4 and are laid on the surface of the insulating film 9. .
【００４８】なお、構造体７ａは必ずしも矩形パルス状
である必要はなく、金属電極膜７ｂが一定ピッチの矩形
パルス状となっていればよいが、この実施例のように、
可動電極６の全体を矩形パルス状にすることにより可動
電極６を軽量化することができ、可動電極６が自重によ
って下方へ撓み、シリコン基板１と接触するのを防止す
ることができる。また、製造方法で説明するように、可
動電極６の構造体７ａやアーム２、支持台４及び重り部
３は多結晶シリコンから一体として作成される。The structure 7a does not necessarily have a rectangular pulse shape, and the metal electrode film 7b may have a rectangular pulse shape with a constant pitch, but as in this embodiment,
It is possible to reduce the weight of the movable electrode 6 by making the entire movable electrode 6 into a rectangular pulse shape, and to prevent the movable electrode 6 from bending downward due to its own weight and coming into contact with the silicon substrate 1. Further, as described in the manufacturing method, the structure 7a of the movable electrode 6, the arm 2, the support 4, and the weight portion 3 are integrally made of polycrystalline silicon.
【００４９】シリコン基板１の表面には、アーム２に設
けられた可動電極６と対向させて固定電極８が設けられ
ており、可動電極６と固定電極８との間には一定のギャ
ップ１５が設けられている。固定電極８はＡｌ等の金属
薄膜によってシリコン基板１表面に配線されており、可
動電極６と同一ピッチｄの矩形パルス状をしている。固
定電極８の両端は、シリコン基板１の表面に配線された
接続配線１４を介してシリコン基板１の端部に設けられ
た出力端子１１に接続されている。また、固定電極８及
び接続配線１４を覆うようにしてシリコン基板１の表面
全体にはＳｉＮの絶縁膜９が形成されており、出力端子
１１は絶縁膜９に設けた開口部から露出している。A fixed electrode 8 is provided on the surface of the silicon substrate 1 so as to face the movable electrode 6 provided on the arm 2, and a fixed gap 15 is provided between the movable electrode 6 and the fixed electrode 8. It is provided. The fixed electrode 8 is wired on the surface of the silicon substrate 1 by a metal thin film such as Al and has a rectangular pulse shape with the same pitch d as the movable electrode 6. Both ends of the fixed electrode 8 are connected to the output terminal 11 provided at the end portion of the silicon substrate 1 via the connection wiring 14 provided on the surface of the silicon substrate 1. Further, an insulating film 9 of SiN is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 so as to cover the fixed electrode 8 and the connection wiring 14, and the output terminal 11 is exposed from an opening provided in the insulating film 9. .
【００５０】可動電極６につながっている入力端子１
０、１０には電源回路（図示せず）が接続されており、
可動電極６には電源回路によって一定の直流電流（又
は、交番電流）Ｉ１を流すことができる。また、固定電
極８につながっている出力端子１１、１１間には固定電
極８に流れる誘導電流Ｉ２を電圧信号に変換するための
抵抗素子１２が接続されており、この抵抗素子１２の両
端電圧は出力電圧として検出回路（図示せず）で検出さ
れる。Input terminal 1 connected to movable electrode 6
A power circuit (not shown) is connected to 0 and 10,
A constant direct current (or alternating current) I1 can be passed through the movable electrode 6 by a power supply circuit. A resistance element 12 for converting the induced current I2 flowing through the fixed electrode 8 into a voltage signal is connected between the output terminals 11 connected to the fixed electrode 8. The voltage across the resistance element 12 is The output voltage is detected by a detection circuit (not shown).
【００５１】この加速度センサＢ１は図１のＸ軸方向に
働く加速度を検出するものであって、Ｘ軸方向に加速度
が加わると慣性力のためにアーム２が弾性変形し、アー
ム２に設けられた可動電極６がシリコン基板１と平行に
Ｘ軸方向へ容易に変位する。可動電極６の変位量は加速
度の変化の大きさにほぼ比例しており、可動電極６が移
動することによって固定電極８には電磁誘導による誘導
起電力が発生し、矩形パルス状の誘導電流Ｉ２が流れ
る。図２は可動電極６に流れる直流電流Ｉ１と固定電極
８に流れる誘導電流Ｉ２の関係を示している。いま、可
動電極６に図２の左から右へ向かう矢印の方向に一定の
直流電流Ｉ１が流れている場合を考える。まず、加速度
センサＢ１に加速度が加わらず（あるいは、一定の加速
度が掛かった状態に維持されて）、可動電極６が変位し
ない場合には、図３（ａ）に示すように、固定電極８に
は誘導電流Ｉ２は流れない。つぎに、加速度センサＢ１
に加えられた加速度の変化により可動電極６が＋Ｘ方向
に移動する場合には、以下に説明するように固定電極８
に可動電極６の変位量に比例したパルス数の誘導電流Ｉ
２が流れることになる。例えば可動電極６が固定電極８
と完全に重なった状態よりも可動電極６が１／４ピッチ
（ｄ／４）だけ−Ｘ方向に変位した位置から１／４ピッ
チだけ＋Ｘ方向に変位した位置まで移動する期間には、
固定電極８には図２の矢印ロ方向に誘導電流Ｉ２が流れ
る。さらに、可動電極６が１／４ピッチだけ＋Ｘ方向に
変位した位置から３／４ピッチ（３ｄ／４）だけ変位し
た位置まで移動する期間には、固定電極８には図２の矢
印イ方向に誘導電流Ｉ２が流れる。可動電極６が合計ｄ
（１ピッチ）だけ変位すると元のように可動電極６と固
定電極８とが完全に重なった状態となるので、可動電極
６に加わる加速度が変動して可動電極６がＸ軸方向に変
位すると、可動電極６が１ピッチ分ｄ移動する度に固定
電極８には１周期分ないし１パルス分の誘導電流Ｉ２が
流れる。固定電極８に流れる誘導電流Ｉ２は出力端子１
１に接続された抵抗素子１２によって電圧パルスに電流
−電圧変換され、この電圧パルスは検出回路でモニター
され、演算処理装置（ＣＰＵ）によって信号処理され
る。このようにして誘導電流Ｉ２のパルス数から、可動
電極６の変位量すなわち加速度の変化量が検出される。
なお、固定電極８に生じる誘導電流Ｉ２のパルス数は、
可動電極６及び固定電極８のピッチｄが小さいほど増加
するので、ピッチｄを小さくすることによって加速度の
変化をより高感度、高精度に検出できる。また、固定電
極８に生じる誘導起電力は可動電極６に流れる直流電流
Ｉ１の大きさに比例するので、可動電極６に流れる直流
電流Ｉ１を大きくすることによって誘導電流Ｉ２を大き
くすることもできる。さらに、可動電極６に流れる直流
電流Ｉ１と固定電極８に流れる誘導電流Ｉ２とのパルス
位相差を検出すれば、１ピッチｄ以下の高精度で加速度
の検出が可能になる。The acceleration sensor B1 detects acceleration acting in the X-axis direction of FIG. 1, and when acceleration is applied in the X-axis direction, the arm 2 is elastically deformed due to inertial force, and is provided on the arm 2. The movable electrode 6 is easily displaced parallel to the silicon substrate 1 in the X-axis direction. The amount of displacement of the movable electrode 6 is almost proportional to the magnitude of the change in acceleration. When the movable electrode 6 moves, an induced electromotive force due to electromagnetic induction is generated in the fixed electrode 8, and a rectangular pulse-shaped induced current I2 is generated. Flows. FIG. 2 shows the relationship between the direct current I1 flowing through the movable electrode 6 and the induced current I2 flowing through the fixed electrode 8. Now, consider a case where a constant DC current I1 is flowing in the movable electrode 6 in the direction of the arrow from left to right in FIG. First, when the movable electrode 6 is not displaced when acceleration is not applied to the acceleration sensor B1 (or is maintained in a state where a constant acceleration is applied), as shown in FIG. Does not flow the induced current I2. Next, the acceleration sensor B1
When the movable electrode 6 moves in the + X direction due to the change in the acceleration applied to the fixed electrode 8 as described below.
And the induced current I with a pulse number proportional to the displacement of the movable electrode 6
2 will flow. For example, the movable electrode 6 is the fixed electrode 8
In the period in which the movable electrode 6 moves from the position displaced by ¼ pitch (d / 4) in the −X direction to the position displaced by ¼ pitch in the + X direction,
An induced current I2 flows through the fixed electrode 8 in the direction of arrow B in FIG. Further, during the period in which the movable electrode 6 moves from the position displaced by 1/4 pitch in the + X direction to the position displaced by 3/4 pitch (3d / 4), the fixed electrode 8 moves in the direction of arrow A in FIG. The induced current I2 flows. Movable electrode 6 total d
When the movable electrode 6 and the fixed electrode 8 are completely overlapped with each other when displaced by (1 pitch), the acceleration applied to the movable electrode 6 changes and the movable electrode 6 is displaced in the X-axis direction. Every time the movable electrode 6 moves by one pitch d, the induction current I2 for one cycle or one pulse flows through the fixed electrode 8. The induced current I2 flowing through the fixed electrode 8 is the output terminal 1
The resistance element 12 connected to 1 performs current-voltage conversion into a voltage pulse, and this voltage pulse is monitored by the detection circuit and processed by the arithmetic processing unit (CPU). In this way, the amount of displacement of the movable electrode 6, that is, the amount of change in acceleration is detected from the number of pulses of the induced current I2.
The number of pulses of the induced current I2 generated in the fixed electrode 8 is
Since the pitch d of the movable electrode 6 and the fixed electrode 8 is smaller, the change in acceleration can be detected with higher sensitivity and accuracy by reducing the pitch d. Further, since the induced electromotive force generated in the fixed electrode 8 is proportional to the magnitude of the direct current I1 flowing in the movable electrode 6, the induced current I2 can be increased by increasing the direct current I1 flowing in the movable electrode 6. Furthermore, if the pulse phase difference between the direct current I1 flowing through the movable electrode 6 and the induced current I2 flowing through the fixed electrode 8 is detected, the acceleration can be detected with high accuracy of 1 pitch d or less.
【００５２】また、この加速度センサＢ１によって機械
的振動や衝撃等を検出する場合には、重り部３の振動に
よって可動電極６もＸ軸方向に振動する。この時、重り
部３の振動が激しいと可動電極６の移動速度が大きくな
るので、固定電極８から出力される誘導電流Ｉ２のパル
ス周波数が高くなり、振動が緩やかになると可動電極６
の移動速度も遅くなるので、固定電極８から出力される
誘導電流Ｉ２のパルス周波数が低くなる。従って、固定
電極８に流れる誘導電流Ｉ２のパルス周波数をモニター
することによって振動の強さを検出することもできる。When the acceleration sensor B1 detects mechanical vibration, impact, etc., the movable electrode 6 also vibrates in the X-axis direction due to the vibration of the weight portion 3. At this time, when the vibration of the weight portion 3 is intense, the moving speed of the movable electrode 6 increases, so that the pulse frequency of the induced current I2 output from the fixed electrode 8 increases, and when the vibration becomes gentle, the movable electrode 6 moves.
Also, the moving speed of is reduced, so that the pulse frequency of the induced current I2 output from the fixed electrode 8 is reduced. Therefore, the intensity of vibration can also be detected by monitoring the pulse frequency of the induced current I2 flowing through the fixed electrode 8.
【００５３】また、可動電極６には電源回路によって周
波数ｆ0の交番電流Ｉ１を流しておいてもよい。この場
合には、可動電極６が移動していない場合でも、固定電
極８に周波数ｆ0の誘導電流Ｉ２が流れる。圧力センサ
Ｂ１に加速度が加わり、可動電極６が移動すると、固定
電極８に流れる誘導電流Ｉ２の周波数は加速度に応じて
Δｆだけ変化し、パルス周波数ｆ＝ｆ0＋Δｆの誘導電
流Ｉ２が流れる。したがって、この場合には、固定電極
８に流れる誘導電流Ｉ２の周波数ｆを検出することによ
り、加速度センサＢ１に加わった加速度を知ることがで
きる。特に、高周波の交番電流Ｉ１を可動電極６に流し
ておけば、可動電極６の変位が小さい場合にも加速度を
高精度に検出することができる。An alternating current I1 having a frequency f 0 may be passed through the movable electrode 6 by a power supply circuit. In this case, even if the movable electrode 6 does not move, the induced current I2 of the frequency f 0 flows through the fixed electrode 8. When acceleration is applied to the pressure sensor B1 and the movable electrode 6 moves, the frequency of the induced current I2 flowing through the fixed electrode 8 changes by Δf according to the acceleration, and the induced current I2 with the pulse frequency f = f 0 + Δf flows. Therefore, in this case, the acceleration applied to the acceleration sensor B1 can be known by detecting the frequency f of the induced current I2 flowing through the fixed electrode 8. In particular, if the high-frequency alternating current I1 is passed through the movable electrode 6, the acceleration can be detected with high accuracy even when the displacement of the movable electrode 6 is small.
【００５４】したがって、この加速度センサＢ１にあっ
ては、固定電極８に流れる誘導電流Ｉ２により抵抗素子
１２に発生するパルス電圧のパルス数やパルス周波数か
ら加速度や振動を検出することができるので、直接デジ
タル信号として検出信号を出力することができ、高精度
の検出を行なうことができる。しかも、デジタル式であ
るから、従来のアナログ信号出力方式の加速度センサと
異なり、ノイズにも強いという特徴があり、演算処理装
置で処理する場合にもアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変
換回路や電流−電圧変換回路を必要とせず、信号処理を
直接かつ簡単に行なえる。従って、加速度センサＢ１を
微小化しても高精度で加速度や振動等の検出が可能とな
り、小型かつ高精度、高感度の加速度センサＢ１を製作
することができる。Therefore, in this acceleration sensor B1, acceleration and vibration can be detected directly from the pulse number and pulse frequency of the pulse voltage generated in the resistance element 12 by the induced current I2 flowing through the fixed electrode 8. A detection signal can be output as a digital signal, and highly accurate detection can be performed. Moreover, since it is a digital type, it has a characteristic of being resistant to noise unlike the conventional analog signal output type acceleration sensor, and an analog-digital (A / D) conversion circuit or a current is used even when processing is performed by an arithmetic processing device. -Direct and easy signal processing is possible without the need for a voltage conversion circuit. Therefore, even if the acceleration sensor B1 is miniaturized, it is possible to detect acceleration, vibration and the like with high accuracy, and it is possible to manufacture a small-sized, highly accurate and highly sensitive acceleration sensor B1.
【００５５】また、シリコン基板１の表面には絶縁膜９
を形成しているので、可動電極６が仮に絶縁膜９に接触
しても、可動電極６の摩擦を低減することができ、可動
電極６の移動を妨げない。The insulating film 9 is formed on the surface of the silicon substrate 1.
Therefore, even if the movable electrode 6 comes into contact with the insulating film 9, the friction of the movable electrode 6 can be reduced and the movement of the movable electrode 6 is not hindered.
【００５６】なお、上記実施例では、可動電極６に直流
電流もしくは交番電流Ｉ１を流し、固定電極８に誘導電
流Ｉ２を生じさせるようにしているが、これは逆になっ
ていてもよく、固定電極８に直流電流もしくは交番電流
を流しておき、可動電極６に発生した誘導電流の変化か
ら加速度や振動等を検出するようにしても差し支えな
い。In the above embodiment, a direct current or an alternating current I1 is made to flow through the movable electrode 6 and an induced current I2 is generated at the fixed electrode 8, but this may be reversed, and the fixed current may be fixed. A direct current or an alternating current may be passed through the electrode 8 and acceleration, vibration or the like may be detected from the change in the induced current generated in the movable electrode 6.
【００５７】次に、上記加速度センサＢ１の製造方法
を、図４（ａ）〜（ｋ）の模式的な断面図（具体的な構
造や形状を示している訳ではない）に従って詳細に説明
する。まず、図４（ａ）のように準備した単結晶シリコ
ン（シリコンウエハ）からなるシリコン基板２１の表面
全体にＡｌの金属薄膜２２を形成し（図４（ｂ））、こ
の金属薄膜２２をエッチング等によってパターニング
し、シリコン基板２１の表面に矩形パルス状の固定電極
８、金属配線１４及び出力端子１１を形成する（図４
（ｃ））。次に、図４（ｄ）に示すように固定電極８や
接続配線１４、出力端子１１の上からプラズマＣＶＤ
（ＰＣＶＤ）法によってシリコン基板１の表面全面にＳ
ｉＮを堆積させて絶縁膜９を形成する。ついで、絶縁膜
９の全面にＳｉＯ2膜２３を形成し（図４（ｅ））、ア
ーム２や重り部３、可動電極６を形成しようとする領域
にＳｉＯ2膜２３を残すようにしてＳｉＯ2膜２３を部分
的にエッチング除去し、絶縁膜９の上に残されたＳｉＯ
2膜２３によって絶縁膜９と可動電極６やアーム２等と
の間にギャップ１５を形成するための犠牲層２４を形成
する（図４（ｆ））。犠牲層２４が形成されると、図４
（ｇ）に示すように犠牲層２４の上面及び犠牲層２４か
ら露出している絶縁層９の上面に多結晶のポリシリコン
層２５を堆積させ、図４（ｈ）に示すようにポリシリコ
ン層２５の表面にＡｌを蒸着させて金属薄膜２６を形成
する。この後、金属薄膜２６をエッチングによりパター
ニングし、可動電極６の矩形パルス状をした金属電極膜
７ｂ、接続配線１３及び入力端子１０を形成する（図４
（ｉ））。続いて、ポリシリコン層２５をエッチングし
て可動電極６の構造体７ａやアーム２、支持台４、重り
部３を一体として形成する（図４（ｊ））。最後に、図
４（ｋ）に示すように犠牲層２４をエッチングにより除
去し、絶縁層９と可動電極６やアーム２等との間にギャ
ップ１５を形成し、図１のような加速度センサＢ１を作
成する。このようにすれば、図１のような構造の加速度
センサＢ１を表面マイクロマシニング技術を用いて容易
に製作することができる。Next, a method of manufacturing the acceleration sensor B1 will be described in detail with reference to the schematic cross-sectional views of FIGS. 4A to 4K (not showing a specific structure or shape). . First, a metal thin film 22 of Al is formed on the entire surface of a silicon substrate 21 made of single crystal silicon (silicon wafer) prepared as shown in FIG. 4A (FIG. 4B), and the metal thin film 22 is etched. And the like to form the rectangular pulse-shaped fixed electrode 8, the metal wiring 14, and the output terminal 11 on the surface of the silicon substrate 21 (FIG. 4).
(C)). Next, as shown in FIG. 4D, plasma CVD is performed from above the fixed electrode 8, the connection wiring 14, and the output terminal 11.
S is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 by the (PCVD) method.
The insulating film 9 is formed by depositing iN. Then, the SiO2 film 23 is formed on the entire surface of the insulating film 9 (Fig. 4 (e)), the arm 2 and the weight portion 3, SiO 2 so as to leave the SiO 2 film 23 in the region to form the movable electrode 6 The film 23 is partially removed by etching to leave the SiO 2 left on the insulating film 9.
A sacrificial layer 24 for forming the gap 15 is formed between the insulating film 9 and the movable electrode 6, the arm 2 or the like by the two films 23 (FIG. 4F). Once the sacrificial layer 24 is formed, FIG.
As shown in FIG. 4G, a polycrystalline polysilicon layer 25 is deposited on the upper surface of the sacrificial layer 24 and the upper surface of the insulating layer 9 exposed from the sacrificial layer 24, and the polysilicon layer 25 is formed as shown in FIG. A metal thin film 26 is formed by depositing Al on the surface of 25. Thereafter, the metal thin film 26 is patterned by etching to form the rectangular pulse-shaped metal electrode film 7b of the movable electrode 6, the connection wiring 13 and the input terminal 10 (FIG. 4).
(I)). Then, the polysilicon layer 25 is etched to integrally form the structure 7a of the movable electrode 6, the arm 2, the support 4, and the weight portion 3 (FIG. 4 (j)). Finally, as shown in FIG. 4K, the sacrificial layer 24 is removed by etching to form a gap 15 between the insulating layer 9 and the movable electrode 6, the arm 2, etc., and the acceleration sensor B1 as shown in FIG. To create. In this way, the acceleration sensor B1 having the structure shown in FIG. 1 can be easily manufactured by using the surface micromachining technique.
【００５８】なお、上記製造方法においては、窪み１５
のエッチング工程や絶縁膜９に開口部をあける工程につ
いては省略した（以下、同様）。In the above manufacturing method, the depression 15
The etching step and the step of opening an opening in the insulating film 9 are omitted (the same applies hereinafter).
【００５９】図５（ａ）〜（ｇ）に示すものは、本発明
の別な実施例による加速度センサＢ２の製造方法を示す
概略断面図である。この製造方法によって製造される加
速度センサＢ２は、金属薄膜を用いて固定電極８や可動
電極６等を形成することなく、不純物による導電層によ
って固定電極８や可動電極６等を形成したものである。
以下、この実施例を図５（ａ）〜（ｇ）に従って説明す
る。まず、図５（ａ）に示すように準備された単結晶シ
リコン基板１の表面の固定電極８、接続配線１４及び出
力端子１１を形成しようとする領域に、当該パターンに
合わせて開口されたマスク又はパッシベーション膜（図
示せず）を用い、イオン注入もしくは不純物拡散により
ｎ+又はｐ+導電層２７を形成し、図５（ｂ）に示すよう
に当該導電層２７によってシリコン基板１の表層部に固
定電極８、接続配線１４及び出力端子１１を形成する。
マスク又はパッシベーション膜を除去した後、図５
（ｃ）に示すようにシリコン基板１の表面全面にＳｉＯ
2膜２３を堆積させ、図５（ｄ）に示すようにＳｉＯ2膜
２３を一部エッチング除去することにより犠牲層２４を
形成する。次に、図５（ｅ）に示すように犠牲層２４の
上からシリコン基板２１の表面にｎ型もしくはｐ型の不
純物をドープされた導電性のポリシリコン層２８を形成
し、図５（ｆ）に示すようにポリシリコン層２８をエッ
チングによりパターニングし、ポリシリコン層２８によ
って矩形パルス状をした可動電極６やアーム２、支持台
４、接続配線１３、入力端子１０及び重り部３を形成す
る。最後に犠牲層２４をエッチング除去してアーム２や
重り部３、可動電極６をシリコン基板２１の表面から浮
かせ、図５（ｇ）のような加速度センサＢ２を製作す
る。なお、可動電極６に電流を流す回路を形成するため
には、例えば２本のアーム２と２つの支持台４を設けれ
ばよい。あるいは、不純物をドープされていないポリシ
リコン層２８で可動電極６の構造体やアーム２、支持台
４等を形成した後、ポリシリコン層２８に不純物をドー
プすることによって可動電極６を導電化すると共に接続
配線１３等を回路化してもよい。この実施例のように金
属薄膜を用いることなく、イオン注入や不純物拡散等に
よって固定電極８や可動電極６を形成するようにすれ
ば、加速度センサＢ２の製造工程を減らすことができ、
製造コストを下げることができる。5A to 5G are schematic sectional views showing a method of manufacturing the acceleration sensor B2 according to another embodiment of the present invention. The acceleration sensor B2 manufactured by this manufacturing method is one in which the fixed electrode 8, the movable electrode 6, etc. are formed by a conductive layer made of impurities without forming the fixed electrode 8, the movable electrode 6, etc. by using a metal thin film. .
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to FIGS. First, a mask formed in the surface of the single crystal silicon substrate 1 prepared as shown in FIG. 5A in a region where the fixed electrode 8, the connection wiring 14 and the output terminal 11 are to be formed, according to the pattern. Alternatively, a passivation film (not shown) is used to form an n + or p + conductive layer 27 by ion implantation or impurity diffusion, and the conductive layer 27 is applied to the surface layer portion of the silicon substrate 1 as shown in FIG. 5B. The fixed electrode 8, the connection wiring 14 and the output terminal 11 are formed.
After removing the mask or passivation film, FIG.
As shown in (c), SiO 2 is formed on the entire surface of the silicon substrate 1.
The 2 film 23 is deposited, and the SiO 2 film 23 is partially etched away as shown in FIG. 5D to form the sacrificial layer 24. Next, as shown in FIG. 5E, a conductive polysilicon layer 28 doped with an n-type or p-type impurity is formed on the surface of the silicon substrate 21 from above the sacrificial layer 24, and then, as shown in FIG. ), The polysilicon layer 28 is patterned by etching to form the movable electrode 6, the arm 2, the support 4, the connection wiring 13, the input terminal 10 and the weight portion 3 which have a rectangular pulse shape by the polysilicon layer 28. . Finally, the sacrificial layer 24 is removed by etching to lift the arm 2, the weight portion 3, and the movable electrode 6 from the surface of the silicon substrate 21 to manufacture an acceleration sensor B2 as shown in FIG. In order to form a circuit for passing a current through the movable electrode 6, for example, two arms 2 and two support bases 4 may be provided. Alternatively, after the structure of the movable electrode 6, the arm 2, the support 4 and the like are formed from the polysilicon layer 28 not doped with impurities, the polysilicon layer 28 is doped with impurities to render the movable electrode 6 conductive. At the same time, the connection wiring 13 and the like may be circuitized. If the fixed electrode 8 and the movable electrode 6 are formed by ion implantation or impurity diffusion without using a metal thin film as in this embodiment, the manufacturing process of the acceleration sensor B2 can be reduced.
The manufacturing cost can be reduced.
【００６０】なお、図５のような加速度センサＢ２にお
いても、固定電極８の上に絶縁膜９を形成してもよい。
加速度センサＢ２のような構造において、固定電極８の
上に絶縁膜９を設ければ、可動電極６が自重によって撓
んでシリコン基板１に触れた時の摩擦を軽減できると共
に可動電極６と固定電極８との間の電気的な短絡事故を
防止することができる。図６（ａ）（ｂ）はこのための
構造を備えた２種の加速度センサＢ３，Ｂ４の概略断面
図である。図６（ａ）の加速度センサＢ３にあっては、
シリコン基板１の表層部にイオン注入や不純物拡散等に
よる導電層２７からなる固定電極８等を形成した後、シ
リコン基板１の表層部に導電層２７よりも浅く炭素
（Ｃ）をイオン注入し、シリコン基板１の表層部に絶縁
膜３５を形成したものである。図６（ｂ）の加速度セン
サＢ４は、シリコン基板１の表層部にイオン注入や不純
物拡散等によって導電層２７からなる固定電極８等を形
成した後、シリコン基板１の表面にイオンアシスト法に
よってＳｉとＣを同時に堆積させ絶縁膜３６を形成した
ものである。なお、この絶縁膜３６としてＳｉＮ膜を用
いても差し支えない。In the acceleration sensor B2 as shown in FIG. 5, the insulating film 9 may be formed on the fixed electrode 8.
In the structure like the acceleration sensor B2, if the insulating film 9 is provided on the fixed electrode 8, it is possible to reduce the friction when the movable electrode 6 bends due to its own weight and touches the silicon substrate 1, and at the same time, the movable electrode 6 and the fixed electrode can be reduced. It is possible to prevent an electrical short-circuit accident between 8 and. FIGS. 6A and 6B are schematic sectional views of two types of acceleration sensors B3 and B4 having a structure for this purpose. In the acceleration sensor B3 of FIG. 6 (a),
After forming the fixed electrode 8 or the like made of the conductive layer 27 by ion implantation or impurity diffusion in the surface layer portion of the silicon substrate 1, carbon (C) is ion-implanted in the surface layer portion of the silicon substrate 1 shallower than the conductive layer 27, An insulating film 35 is formed on the surface layer of the silicon substrate 1. In the acceleration sensor B4 shown in FIG. 6B, after the fixed electrode 8 and the like made of the conductive layer 27 are formed on the surface layer portion of the silicon substrate 1 by ion implantation, impurity diffusion, etc., Si is formed on the surface of the silicon substrate 1 by the ion assist method. And C are simultaneously deposited to form the insulating film 36. A SiN film may be used as the insulating film 36.
【００６１】また、図７に示すものはさらに別な加速度
センサＢ５の一部破断した断面図であって、図７に示す
ように可動電極６の下面からアーム２の下面にかけて絶
縁膜９を形成したものである。この加速度センサＢ５
は、例えば図５（ｄ）のように犠牲層２３を形成したシ
リコン基板１の上面にＳｉＮのパッシベーション膜２９
を形成し、さらにパッシベーション膜２９の上面にｎ型
イオン又はｐ型イオンをドーピングしながらポリシリコ
ンを堆積させてポリシリコン層２８を形成し、次に堆積
させたパッシベーション膜２９及びポリシリコン層２８
をパターニングした後、犠牲層２４をエッチング除去し
て作成することができる。Further, FIG. 7 is a partially broken sectional view of another acceleration sensor B5, and an insulating film 9 is formed from the lower surface of the movable electrode 6 to the lower surface of the arm 2 as shown in FIG. It was done. This acceleration sensor B5
Is a SiN passivation film 29 on the upper surface of the silicon substrate 1 on which the sacrificial layer 23 is formed as shown in FIG.
Is further formed, polysilicon is deposited on the upper surface of the passivation film 29 while doping n-type ions or p-type ions to form a polysilicon layer 28, and then the deposited passivation film 29 and polysilicon layer 28 are deposited.
After patterning, the sacrificial layer 24 can be removed by etching.
【００６２】図８（ａ）〜（ｇ）には、さらに別な実施
例である加速度センサＢ６の製造方法を示す。まず、図
８（ａ）に示すように単結晶シリコンからなるシリコン
基板３１を準備し、シリコン基板３１の表面の固定電極
８、接続配線１４及び出力端子１１を形成させる領域に
イオン注入法又は不純物拡散法により比較的深くｎ+型
又はｐ+型の導電層３２を形成する（図８（ｂ））。次
に、図８（ｃ）に示すように可動電極６やアーム２等を
形成しようとする領域よりも広い領域に前記導電層３２
と逆導電型のｐ型又はｎ型の導電領域３３を形成し、さ
らに、この導電領域３３内の可動電極６やアーム２等を
形成しようとする領域にイオン注入等によってｎ+型又
はｐ+型の導電層３４を形成する（図８（ｄ））。つい
で、シリコン基板３１の上面にパッシベーション膜（図
示せず）を形成し、導電層３４の上面にのみ残すように
してパッシベーション膜を選択的にエッチングし、パッ
シベーション膜から導電領域３３を露出させる。この
後、ＨＦ若しくはＨＦ＋ＮＨ4Ｆ等の水溶液中でシリコ
ン基板３１と対向電極（図示せず）との間に電流を流す
と、露出した導電領域３３が多孔質化され、図８（ｅ）
に示すように多孔質シリコン領域３５が形成される。次
いで、このシリコン基板３１に熱処理を施すと多孔質シ
リコン領域３５の多孔質シリコンは熱酸化されて酸化シ
リコン領域（犠牲層）３６が形成される（図８
（ｆ））。最後に、この酸化シリコン領域３６をエッチ
ング除去することにより、導電層３４によって可動電極
６やアーム２、重り部３が一体に形成されると共に導電
層３２によって固定電極８や接続配線１４等が形成さ
れ、可動電極６やアーム２等の下面にギャップ１５が形
成され、加速度センサＢ６が作製される。この方法によ
れば、シリコン基板３１（１）の上にポリシリコン層な
どを作成することなく、１枚のシリコン基板３１から加
速度センサを作製することができる。FIGS. 8A to 8G show a method of manufacturing the acceleration sensor B6 which is another embodiment. First, as shown in FIG. 8A, a silicon substrate 31 made of single crystal silicon is prepared, and an ion implantation method or impurities is applied to a region of the surface of the silicon substrate 31 where the fixed electrode 8, the connection wiring 14 and the output terminal 11 are formed. The n + type or p + type conductive layer 32 is formed relatively deeply by the diffusion method (FIG. 8B). Next, as shown in FIG. 8C, the conductive layer 32 is formed in a region wider than the region where the movable electrode 6, the arm 2 and the like are to be formed.
A p-type or n-type conductive region 33 having a conductivity type opposite to that of the above is formed, and an n + type or p + type region is formed in the conductive region 33 by ion implantation or the like by ion implantation or the like. A mold conductive layer 34 is formed (FIG. 8D). Then, a passivation film (not shown) is formed on the upper surface of the silicon substrate 31, and the passivation film is selectively etched so that it is left only on the upper surface of the conductive layer 34 to expose the conductive region 33 from the passivation film. After that, when a current is passed between the silicon substrate 31 and the counter electrode (not shown) in an aqueous solution of HF or HF + NH 4 F, the exposed conductive region 33 is made porous, and FIG.
A porous silicon region 35 is formed as shown in FIG. Next, when the silicon substrate 31 is heat-treated, the porous silicon in the porous silicon region 35 is thermally oxidized to form a silicon oxide region (sacrificial layer) 36 (FIG. 8).
(F)). Finally, by removing the silicon oxide region 36 by etching, the movable electrode 6, the arm 2 and the weight portion 3 are integrally formed by the conductive layer 34, and the fixed electrode 8, the connection wiring 14, etc. are formed by the conductive layer 32. Thus, the gap 15 is formed on the lower surface of the movable electrode 6, the arm 2, etc., and the acceleration sensor B6 is manufactured. According to this method, an acceleration sensor can be manufactured from one silicon substrate 31 without forming a polysilicon layer or the like on the silicon substrate 31 (1).
【００６３】図９（ａ）〜（ｌ）は、本発明のさらに別
な加速度センサＢ７の製造方法を示す断面図である。こ
の加速度センサＢ７は、図９（ｌ）に示すように角枠状
のシリコン基板１（４１）にガラスカバー４０が重ねら
れ、ガラスカバー４０の周辺部をシリコン基板１に接合
されている。シリコン基板１にはアーム２の一端がシリ
コン基板１と水平方向に揺動自在に支持され、アーム２
の他端には平板状の重り部３が支持されている。さらに
アーム２の先端付近には矩形パルス状をした可動電極６
が支持され、可動電極６は単結晶シリコンの構造体７ａ
の上面にドーピング層（導電層）７ｃが形成されたもの
である。また、ガラスカバー４０の内面には可動電極６
と対向させてＡｌの金属薄膜からなる固定電極８を設け
てある。9 (a) to 9 (l) are sectional views showing a further method of manufacturing the acceleration sensor B7 of the present invention. In this acceleration sensor B7, as shown in FIG. 9 (l), a glass cover 40 is overlaid on a rectangular frame-shaped silicon substrate 1 (41), and the peripheral portion of the glass cover 40 is bonded to the silicon substrate 1. One end of an arm 2 is supported on the silicon substrate 1 so as to be swingable in the horizontal direction with respect to the silicon substrate 1.
A flat weight portion 3 is supported on the other end of the. Further, a movable electrode 6 having a rectangular pulse shape is provided near the tip of the arm 2.
Is supported, and the movable electrode 6 is a structure 7a made of single crystal silicon.
The doping layer (conductive layer) 7c is formed on the upper surface of the. The movable electrode 6 is formed on the inner surface of the glass cover 40.
A fixed electrode 8 made of a metal thin film of Al is provided so as to face with.
【００６４】次に、この加速度センサＢ７の製造方法に
ついて、図９（ａ）〜（ｌ）に従って説明する。まず図
９（ａ）に示すように、単結晶シリコンよりなるシリコ
ン基板４１を準備し、シリコン基板４１の内周域をエッ
チングして浅い窪み４２を形成する（図９（ｂ））。こ
の窪み４２は可動電極６と固定電極８とのギャップ１５
を形成することになる。ついで、図９（ｃ）に示すよう
に、この窪み４２の内面の可動電極６やアーム２及び重
り部３を形成する領域にｎ型又はｐ型不純物をドーピン
グしてｎ+又はｐ+型の導電領域４３を形成する。シリコ
ン基板４１の表面にＳｉＮによるパッシベーション膜４
４を形成し（図９（ｄ））、可動電極６やアーム２及び
重り部３の上面及びシリコン基板４１の外周域上面にの
み残すようにしてパッシベーション膜４４をパターニン
グする（図９（ｅ））。この後、パッシベーション膜４
４から露出した領域でシリコン基板４１をリアクティブ
イオンエッチング（ＲＩＥ）法などによって垂直にエッ
チングし、導電領域４３及びシリコン基板４１の外周域
以外の領域にトレンチ４５を形成する（図９（ｆ））。
このとき可動電極６となる矩形パルス状パターン部分で
は、図１０に示すようにシリコン基板４１の｛１１０｝
面方位に沿って矩形パルス状にパターン化されている。
ついで、図１０に示すように、可動電極６となる矩形パ
ルス状パターン等の各内隅部分において、｛１１０｝面
方位に対してほぼ４５度の角度で可動電極幅ｗの約１／
２の領域を跨ぐようにしてパッシペーション膜４４にス
リット状の補正パターン４６を開口する。この後、シリ
コン基板４１に異方性エッチングを施し、可動電極６や
アーム２、重り部３等の浮遊構造体４７を形成する（図
９（ｇ））。このとき、可動電極６やアーム２、重り部
３等の浮遊構造体４７は、異方性エッチングによって断
面逆三角形状に形成され、しかも、補正パターン４６を
設けた内隅部分では当該部分が補正パターン４６を通し
てエッチングされ、正方形状の切り欠き部４８（図１０
に二点鎖線で示す）ができる。この場合、補正パターン
４６を設けていないと、可動電極６となる矩形パルス状
パターン等の内隅部分では、下のシリコン基板４１と分
離できず浮遊構造体４７を形成することができない。こ
のため、補正パターン４６を設けて当該内隅部分をエッ
チング除去し、切り欠き部４８を設けることにより可動
電極６やアーム２等を下のシリコン基板４１から分離さ
せることができ、浮遊構造体４７を片面からのエッチン
グにより形成することができる。ついで、可動電極６等
の上面のパッシベーション膜４４を除去して、所望の構
造のシリコン基板４１を得る（図９（ｈ））。Next, a method of manufacturing the acceleration sensor B7 will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 9A, a silicon substrate 41 made of single crystal silicon is prepared, and an inner peripheral region of the silicon substrate 41 is etched to form a shallow recess 42 (FIG. 9B). This recess 42 is a gap 15 between the movable electrode 6 and the fixed electrode 8.
Will be formed. Then, as shown in FIG. 9C, the region of the inner surface of the recess 42 where the movable electrode 6, the arm 2 and the weight portion 3 are formed is doped with an n-type or p-type impurity to form an n + or p + type. The conductive region 43 is formed. SiN passivation film 4 is formed on the surface of silicon substrate 41.
4 is formed (FIG. 9D), and the passivation film 44 is patterned so as to be left only on the upper surfaces of the movable electrode 6, the arm 2 and the weight portion 3 and the upper surface of the outer peripheral region of the silicon substrate 41 (FIG. 9E). ). After this, the passivation film 4
4 is vertically etched by a reactive ion etching (RIE) method or the like in the region exposed from 4 to form a trench 45 in a region other than the conductive region 43 and the outer peripheral region of the silicon substrate 41 (FIG. 9F). ).
At this time, in the rectangular pulse-shaped pattern portion which becomes the movable electrode 6, as shown in FIG. 10, {110} of the silicon substrate 41 is formed.
It is patterned in a rectangular pulse shape along the plane direction.
Then, as shown in FIG. 10, at each inner corner of the rectangular pulse-shaped pattern or the like which becomes the movable electrode 6, about 1 / m of the movable electrode width w at an angle of about 45 degrees with respect to the {110} plane orientation.
A slit-shaped correction pattern 46 is opened in the passivation film 44 so as to extend over the region 2. Then, the silicon substrate 41 is anisotropically etched to form the floating structure 47 such as the movable electrode 6, the arm 2, and the weight portion 3 (FIG. 9G). At this time, the floating structure 47 such as the movable electrode 6, the arm 2, the weight portion 3 and the like is formed into an inverted triangular cross section by anisotropic etching, and in the inner corner portion where the correction pattern 46 is provided, the portion is corrected. A square notch 48 (FIG. 10) is etched through the pattern 46.
Is indicated by a chain double-dashed line). In this case, unless the correction pattern 46 is provided, the floating structure 47 cannot be formed at the inner corner portion of the rectangular pulse-shaped pattern or the like that becomes the movable electrode 6 because it cannot be separated from the underlying silicon substrate 41. Therefore, the movable pattern 6, the arm 2 and the like can be separated from the underlying silicon substrate 41 by providing the correction pattern 46 to remove the inner corner portion by etching and providing the notch 48, and the floating structure 47. Can be formed by etching from one side. Then, the passivation film 44 on the upper surface of the movable electrode 6 and the like is removed to obtain a silicon substrate 41 having a desired structure (FIG. 9 (h)).
【００６５】一方、薄板状のガラスカバー４０を準備し
（図９（ｉ））、図９（ｊ）に示すようにガラスカバー
４０の表面にＡｌによる金属薄膜４９を蒸着させたの
ち、金属薄膜４９をパターニングして固定電極８や接続
配線１４等を形成する（図９（ｋ））。On the other hand, a thin glass cover 40 is prepared (FIG. 9 (i)), and a metal thin film 49 of Al is vapor-deposited on the surface of the glass cover 40 as shown in FIG. 9 (j). 49 is patterned to form the fixed electrode 8, the connection wiring 14, etc. (FIG. 9K).
【００６６】この後、シリコン基板４１とガラスカバー
４０とを重ね合わせて可動電極６と固定電極８とを対向
させ、シリコン基板４１の周辺部上面をガラスカバー４
０に陽極接合して加速度センサＢ７を製造することがで
きる。Thereafter, the silicon substrate 41 and the glass cover 40 are overlapped with each other so that the movable electrode 6 and the fixed electrode 8 are opposed to each other, and the upper surface of the peripheral portion of the silicon substrate 41 is covered with the glass cover 4.
The acceleration sensor B7 can be manufactured by anodic bonding to 0.
【００６７】このような加速度センサＢ７にあっては、
容易に密閉構造とすることができるので、可動電極６を
納めた空間を真空にしたり、窒素充填したりすることも
でき、自動車の排気ガス等に耐環境性を高めることがで
きる。In such an acceleration sensor B7,
Since the airtight structure can be easily achieved, the space in which the movable electrode 6 is housed can be evacuated or filled with nitrogen, and the environment resistance to exhaust gas of automobiles can be improved.
【００６８】図１１はさらに別な実施例である加速度セ
ンサＢ８の一部破断した側面図である。この加速度セン
サＢ８では、可動電極部６の上面に引っ張り応力（初期
応力）を有する支持膜５２を形成している。例えば、ポ
リシリコンからなる構造体７ａ上の金属電極膜７ｂの上
面にＳｉＮを堆積させることにより支持膜５２を形成し
ている。可動電極６の構造体７ａをポリシリコンで形成
した場合には、自重によって可動電極６が下方へ撓みや
すく、固定電極８と接触して短絡事故を起こしたり、可
動電極６の移動が妨げられたりする恐れがあるが、可動
電極６上面の支持膜５２によって可動電極６上面に引っ
張り応力を発生させることにより可動電極６の自由端部
を上方へ引き上げるように撓ませることができ、可動電
極６と固定電極８との接触を防止することができる。ま
た、重り部３を支持させたアーム２の先端領域にも、支
持膜５２を形成させておくことによって、重り部３の重
量によりアーム２が下方に撓み、重り部３と窪み５の底
面とが接触することも防ぐことができる。FIG. 11 is a partially cutaway side view of an acceleration sensor B8 according to another embodiment. In the acceleration sensor B8, the support film 52 having tensile stress (initial stress) is formed on the upper surface of the movable electrode portion 6. For example, the support film 52 is formed by depositing SiN on the upper surface of the metal electrode film 7b on the structure 7a made of polysilicon. When the structure 7a of the movable electrode 6 is formed of polysilicon, the movable electrode 6 is easily bent downward due to its own weight, and a short circuit accident occurs by contact with the fixed electrode 8 or the movement of the movable electrode 6 is hindered. However, by generating tensile stress on the upper surface of the movable electrode 6 by the support film 52 on the upper surface of the movable electrode 6, it is possible to bend the free end portion of the movable electrode 6 so as to pull it upwards. It is possible to prevent contact with the fixed electrode 8. Further, by forming the support film 52 also in the tip end region of the arm 2 supporting the weight portion 3, the weight of the weight portion 3 causes the arm 2 to bend downward, so that the weight portion 3 and the bottom surface of the recess 5 are formed. Can also be prevented.
【００６９】また、図１２に示す加速度センサＢ９のよ
うに、構造体７ａに不純物を導入して形成した可動電極
６の下面に圧縮応力（初期応力）を有する絶縁性の支持
膜５３を設け、可動電極６の自由端部の下方への撓みを
防止するようにしてもよい。Further, like the acceleration sensor B9 shown in FIG. 12, an insulating support film 53 having a compressive stress (initial stress) is provided on the lower surface of the movable electrode 6 formed by introducing impurities into the structure 7a, The free end of the movable electrode 6 may be prevented from bending downward.
【００７０】図１３（ａ）はさらに別な実施例である加
速度センサＢ１０の斜視図、図１３（ｂ）は図１３
（ａ）のＸ３−Ｘ３線における一部破断した断面図であ
る。加速度センサＢ１０は第１の実施例の加速度センサ
Ｂ１とほぼ同じ構造であって、アーム２の先端部に設け
られた重り部３の両側面に振動用電極５５ａ，５６ａを
設け、当該振動用電極５５ａ，５６ａと対向させて窪み
５の両側内壁面にそれぞれ振動用電極５５ｂ、５６ｂを
設けている。重り部３の両側面の振動用電極５５ａ、５
６ａはそれぞれシリコン基板１上に設けられた振動用入
力端子５７ａに接続されている。また、窪み５内の振動
用電極５５ｂ，５６ｂはシリコン基板１上に設けられた
振動用入力端子５７ｂに接続されている。しかして、可
動電極６には定電流Ｉ１を流しておき、振動用入力端子
５７ａ，５７ｂ間に適当な交流電圧やパルス電圧を印加
させることにより重り部３はＸ軸方向に一定の振動数ｆ
1で強制的に振動させられている。この振動数ｆ1として
は、固定電極８で発生した誘導電流Ｉ２の出力周波数ｆ
0が信号処理回路の共振周波数と等しくなるように設定
しておくのが好ましい。なお、重り部３を振動させるた
めの方法としては、例えば振動用電極５５ａ、５６ａを
一定の正電位もしくは負電位に保ち、振動用電極５５
ｂ、５６ｂに互いに１８０゜位相をずらせて交流電圧を
印加するとよい。あるいは、振動用電極５５ａ、５６ａ
にそれぞれ独立して電圧を印加できるように２つの振動
用入力端子５７ａを設け、振動用電極５５ａ，５５ｂ間
と振動用電極５６ａ，５６ｂ間に交互に静電引力を発生
させるようにしてもよい。FIG. 13A is a perspective view of an acceleration sensor B10 which is still another embodiment, and FIG.
It is sectional drawing which cut | disconnected by the X3-X3 line of (a). The acceleration sensor B10 has almost the same structure as that of the acceleration sensor B1 of the first embodiment, and the vibration electrodes 55a and 56a are provided on both side surfaces of the weight portion 3 provided at the tip of the arm 2, and the vibration electrode B10 is provided. Vibration electrodes 55b and 56b are provided on both inner wall surfaces of the recess 5 so as to face the 55a and 56a, respectively. Vibration electrodes 55a, 5 on both sides of the weight portion 3
Each of 6a is connected to a vibration input terminal 57a provided on the silicon substrate 1. Further, the vibration electrodes 55b and 56b in the recess 5 are connected to the vibration input terminal 57b provided on the silicon substrate 1. Then, by passing a constant current I1 through the movable electrode 6 and applying an appropriate AC voltage or pulse voltage between the vibration input terminals 57a and 57b, the weight portion 3 has a constant frequency f in the X-axis direction.
It is forced to vibrate at 1 . The frequency f 1 is the output frequency f of the induced current I2 generated in the fixed electrode 8.
It is preferable to set 0 so that it becomes equal to the resonance frequency of the signal processing circuit. As a method for vibrating the weight portion 3, for example, the vibrating electrodes 55a and 56a are kept at a constant positive potential or a negative potential, and the vibrating electrode 55 is
It is advisable to apply an alternating voltage to b and 56b with a phase difference of 180 °. Alternatively, the vibration electrodes 55a and 56a
It is also possible to provide two vibration input terminals 57a so that each can independently apply a voltage, and to alternately generate electrostatic attraction between the vibration electrodes 55a and 55b and between the vibration electrodes 56a and 56b. .
【００７１】しかして、この加速度センサＢ１０に加速
度や振動が加わると可動電極６の振動が変化し、固定電
極８に流れている誘導電流Ｉ２の周波数が通常の周波数
ｆ0（例えば、信号処理回路の共振周波数）からずれる
ので、この周波数の変化から加速度や振動を検知するこ
とができる。However, when acceleration or vibration is applied to the acceleration sensor B10, the vibration of the movable electrode 6 changes, and the frequency of the induced current I2 flowing through the fixed electrode 8 is the normal frequency f 0 (for example, a signal processing circuit). (Resonance frequency of), acceleration and vibration can be detected from this frequency change.
【００７２】また、図１３に示す加速度センサＢ１０と
同様な構造の加速度センサにより別な原理の加速度セン
サを構成することもできる。例えば、つぎのようにして
サーボ式半導体加速度センサＢ１１とすることができ
る。図１４はこの加速度センサＢ１１の制御ブロック図
であって、１１１は可動電極６に一定周波数ｆ0の交番
電流Ｉ１を流すための電源回路、１１２は固定電極８に
流れる誘導電流Ｉ２を検出する信号処理回路、１１３は
振動用電極５５ａ，５５ｂ、５６ａ，５６ｂに電圧を印
加して重り部３を振動させるための重り部駆動回路であ
る。この加速度センサＢ１１に加速度が加わると、誘導
電流Ｉ２の出力周波数ｆ0が変化するが、この出力周波
数ｆ0の変化は信号処理回路１１２に検出される。信号
処理回路１１２は出力周波数の変化を検出すると、出力
周波数の変化を打ち消すように重り部駆動回路１１３へ
フィードバック信号を出力する。そして、振動用電極５
５ａ，５５ｂ間及び５６ａ，５６ｂ間に印加した静電力
によって重り部３に力を及ぼし、固定電極８からの出力
周波数がもとの周波数ｆ0と等しくなるように（つま
り、可動電極６が変位しないように）制御する。すなわ
ち、固定電極８から出力される出力周波数は加速度が変
化しても常に一定値ｆ0となるようにフィードバック制
御されている。一方、信号処理回路１１２は重り部駆動
回路１１３へ出力しているフィードバック信号から加速
度を求める。このような方式であると、重り部３がほと
んど変位しないので、アーム２が弾性疲労によって破損
しにくくなる。Further, an acceleration sensor having a similar structure to the acceleration sensor B10 shown in FIG. 13 can be used to form an acceleration sensor of another principle. For example, the servo type semiconductor acceleration sensor B11 can be obtained as follows. FIG. 14 is a control block diagram of the acceleration sensor B11. 111 is a power supply circuit for flowing an alternating current I1 having a constant frequency f 0 in the movable electrode 6, and 112 is a signal for detecting an induced current I2 flowing in the fixed electrode 8. A processing circuit 113 is a weight portion drive circuit for applying a voltage to the vibration electrodes 55a, 55b, 56a, 56b to vibrate the weight portion 3. When acceleration is applied to the acceleration sensor B11, the output frequency f 0 of the induced current I2 is changed, the change of the output frequency f 0 is detected at the signal processing circuit 112. When the signal processing circuit 112 detects a change in the output frequency, the signal processing circuit 112 outputs a feedback signal to the weight drive circuit 113 so as to cancel the change in the output frequency. Then, the vibration electrode 5
5a, 55b and 56a, 56b are applied by an electrostatic force to the weight portion 3 so that the output frequency from the fixed electrode 8 becomes equal to the original frequency f 0 (that is, the movable electrode 6 is displaced). Control). That is, the output frequency output from the fixed electrode 8 is feedback-controlled so as to always have a constant value f 0 even if the acceleration changes. On the other hand, the signal processing circuit 112 obtains the acceleration from the feedback signal output to the weight drive circuit 113. With this method, the weight 3 is hardly displaced, and the arm 2 is less likely to be damaged by elastic fatigue.
【００７３】また、図１３の加速度センサでは、可動電
流６に交番電流Ｉ１を流しておき、固定電極８に流れる
誘導電流Ｉ２の変化から加速度を検出するようにした
が、重り部３を一定の振動数で振動させておき、可動電
極６と固定電極８との間の静電容量の変化の周波数を検
出することにより加速度を検出するようにしてもよい。
さらに、上記サーボ式半導体加速度センサにおいて、可
動電極と固定電極との間の静電容量変化の周波数が一定
となるようにフィードバック信号を出力させるようにし
てもよい。Further, in the acceleration sensor of FIG. 13, the alternating current I1 is made to flow in the movable current 6 and the acceleration is detected from the change of the induced current I2 flowing in the fixed electrode 8, but the weight portion 3 is fixed. The acceleration may be detected by vibrating at the frequency and detecting the frequency of the change in the capacitance between the movable electrode 6 and the fixed electrode 8.
Further, in the servo type semiconductor acceleration sensor, the feedback signal may be output so that the frequency of capacitance change between the movable electrode and the fixed electrode becomes constant.
【００７４】図１５（ａ）はさらに別な加速度センサＢ
１２の斜視図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＸ４−Ｘ
４線における一部破断した断面図である。加速度センサ
Ｂ１２にあっては、アーム２の基部両側面５８ａ、５８
ｂにＴｉＮｉ（ニチノール）等の形状記憶合金やバイメ
タル等の薄膜状をした感熱変形素子５９ａ，５９ｂを接
合されている。感熱変形素子５９ａ，５９ｂは配線６０
によって接続端子６１ａ，６１ｂ及び６１ｃ，６１ｄに
接続されており、通電加熱回路（図示せず）によって接
続端子６１ａ，６１ｂ又は６１ｃ，６１ｄ間に通電して
感熱変形素子５９ａ，５９ｂを加熱することによりアー
ム２を右側方又は左側方（Ｘ軸方向）へ撓ませることが
できる。FIG. 15A shows another acceleration sensor B.
12 is a perspective view, and FIG. 15 (b) is X4-X in FIG. 15 (a).
It is sectional drawing in which the 4 line | wire was partially broken. In the acceleration sensor B12, the base both side surfaces 58a, 58 of the arm 2 are
The heat-sensitive deformable elements 59a and 59b in the form of a thin film such as a shape memory alloy such as TiNi (Nitinol) or a bimetal are joined to b. The heat-sensitive deformable elements 59a and 59b are wiring 60
Are connected to the connection terminals 61a, 61b and 61c, 61d by an energization heating circuit (not shown) to energize between the connection terminals 61a, 61b or 61c, 61d to heat the heat-sensitive deformable elements 59a, 59b. The arm 2 can be bent rightward or leftward (X-axis direction).
【００７５】この加速度センサＢ１２においてもサーボ
式の加速度センサを構成することができる。すなわち、
可動電極６に周波数ｆ0の交番電流Ｉ１を流し、固定電
極８に周波数ｆ0の誘導電流Ｉ２を発生させる。加速度
センサＢ１２に加速度が働くと、固定電極８からの出力
周波数が変化するが、信号処理回路はこの出力周波数の
変化を打ち消すように通電加熱回路にフィードバック信
号を出力し、感熱変形素子５９ａ，５９ｂを通電加熱さ
せてアーム２を撓ませる。そして、信号処理回路は、こ
の時のフィードバック信号から加速度もしくは加速度の
変化を検出する。The acceleration sensor B12 can also constitute a servo type acceleration sensor. That is,
An alternating current I1 having a frequency f 0 is passed through the movable electrode 6, and an induced current I2 having a frequency f 0 is generated in the fixed electrode 8. When acceleration acts on the acceleration sensor B12, the output frequency from the fixed electrode 8 changes, but the signal processing circuit outputs a feedback signal to the energization heating circuit so as to cancel the change in the output frequency, and the thermosensitive deformation elements 59a and 59b. The arm 2 is bent by electrically heating. Then, the signal processing circuit detects acceleration or a change in acceleration from the feedback signal at this time.
【００７６】図１６に示すものは、本発明の別な加速度
センサＢ１３の斜視図である。この加速度センサＢ１３
にあっては、互いに直交する２方向に延びた２本のアー
ム２，６２の基部が支持台４によって片持ち状に支持さ
れており、各アーム２，６２の先端に設けられた各重り
部３，６３はシリコン基板１の窪み５，６５内に位置し
ている。一方のアーム２からはアーム２と直交する方向
に向けて矩形パルス状をした可動電極６がシリコン基板
１から浮かせるようにして延出されており、他方のアー
ム６２からはアーム６２と直交する方向に向けて矩形パ
ルス状をした可動電極６６が延出されている。従って、
両可動電極６，６６も互いに直交している。また、シリ
コン基板１の上面では、可動電極６の下方に可動電極６
と平行に固定電極８が設けられており、可動電極６６の
下方に可動電極６６と平行に固定電極６８が設けられて
いる。FIG. 16 is a perspective view of another acceleration sensor B13 of the present invention. This acceleration sensor B13
In this case, the base portions of the two arms 2 and 62 extending in two directions orthogonal to each other are supported in a cantilever manner by the support base 4, and the weight portions provided at the tips of the arms 2 and 62. 3, 63 are located in the depressions 5, 65 of the silicon substrate 1. A movable electrode 6 in the shape of a rectangular pulse is extended from one arm 2 in a direction orthogonal to the arm 2 so as to float above the silicon substrate 1, and from the other arm 62 in a direction orthogonal to the arm 62. A movable electrode 66 having a rectangular pulse shape is extended toward. Therefore,
Both movable electrodes 6 and 66 are also orthogonal to each other. Further, on the upper surface of the silicon substrate 1, the movable electrode 6 is provided below the movable electrode 6.
The fixed electrode 8 is provided in parallel with the movable electrode 66, and the fixed electrode 68 is provided below the movable electrode 66 in parallel with the movable electrode 66.
【００７７】可動電極６及び６６はいずれも接続配線１
３によって入力端子１０に接続されており、入力端子１
０から両可動電極６，６６に同時に定電流もしくは一定
周波数の交番電流を流すことができるようになってい
る。固定電極８は接続配線１４によって出力端子１１ａ
に接続され、固定電極６８は接続配線６４によって出力
端子１１ｂに接続されており、固定電極８に発生した誘
導電流Ｉ２ａ及び固定電極６８に発生した誘導電流Ｉ２
ｂは個別に検出できるようになっている。The movable electrodes 6 and 66 are both the connection wiring 1
3 is connected to the input terminal 10 by the input terminal 1
A constant current or an alternating current having a constant frequency can be applied to both movable electrodes 6 and 66 from 0 at the same time. The fixed electrode 8 is connected to the output terminal 11a by the connection wiring 14.
The fixed electrode 68 is connected to the output terminal 11b by the connection wiring 64, and the induced current I2a generated in the fixed electrode 8 and the induced current I2 generated in the fixed electrode 68 are connected to each other.
b can be detected individually.
【００７８】従って、この加速度センサＢ１３において
は、シリコン基板１のＸ軸方向の加速度は固定電極８に
生じる誘導電流Ｉ２ａをモニターすることによって検知
でき、またシリコン基板１のＹ軸方向の加速度は固定電
極６８に生じる誘導電流Ｉ２ｂをモニターすることによ
って検出することができ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の加速
度を同時に検出可能な２次元加速度センサとすることが
できる。Therefore, in the acceleration sensor B13, the acceleration of the silicon substrate 1 in the X-axis direction can be detected by monitoring the induced current I2a generated in the fixed electrode 8, and the acceleration of the silicon substrate 1 in the Y-axis direction is fixed. The two-dimensional acceleration sensor can be detected by monitoring the induced current I2b generated in the electrode 68 and can simultaneously detect the acceleration in the X-axis direction and the acceleration in the Y-axis direction.
【００７９】また、図１７に示すものはさらに別な実施
例である加速度センサＢ１４であって、図１７（ａ）は
その斜視図、図１７（ｂ）はその一部破断した断面図で
ある。加速度センサＢ１４は上記図１６の実施例の構成
に加え、重り部３（又は６３）の下面に容量検出電極７
１を設け、窪み５の内面に容量検出電極７１と微小な隙
間７２を隔てて別な容量検出電極７３が形成され、両容
量検出電極７１、７３の間にコンデンサが構成されてい
る。容量形成電極７１、７３はそれぞれ接続配線７４、
７４によって、シリコン基板１上に設けられた一対の出
力端子７５、７５に接続されている。しかして、シリコ
ン基板１と垂直なＺ軸方向の加速度は容量形成電極７
１，７３間の静電容量の変化によって検出することがで
きるので、全体としては、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の３
方向の加速度を同時に検出することができる。Further, FIG. 17 shows an acceleration sensor B14 which is still another embodiment, FIG. 17 (a) is a perspective view thereof, and FIG. 17 (b) is a partially broken sectional view thereof. . In addition to the configuration of the embodiment of FIG. 16 described above, the acceleration sensor B14 includes the capacitance detection electrode 7 on the lower surface of the weight portion 3 (or 63).
1 is provided, another capacitance detection electrode 73 is formed on the inner surface of the recess 5 with a minute gap 72 between the capacitance detection electrode 71, and a capacitor is formed between both capacitance detection electrodes 71, 73. The capacitance forming electrodes 71 and 73 are connected to the connection wiring 74 and
A pair of output terminals 75, 75 provided on the silicon substrate 1 are connected by 74. Therefore, the acceleration in the Z-axis direction perpendicular to the silicon substrate 1 is not affected by the capacitance forming electrode 7.
Since it can be detected by the change in the electrostatic capacitance between No. 1 and No. 73, it is possible to detect 3 in the X-axis, Y-axis and Z-axis directions as a whole.
The directional acceleration can be detected at the same time.
【００８０】図１８はさらに別な実施例である加速度セ
ンサＢ１５の断面図である。この加速度センサＢ１５に
あっては、図１６の実施例の構成に加え、アーム２の先
端領域７６の上面にピエゾ抵抗や歪ゲージ等の歪検出素
子７７が設けられている。加速度センサＢ１５のＺ軸方
向に加速度が加わると、重り部３の変位によってアーム
２の先端領域７６が上下に撓むので、これを歪検出素子
７７で検出することによりＺ軸方向の加速度を検出でき
る。従って、この実施例でも図１７の実施例と同様、３
次元方向の加速度を検出することができる。FIG. 18 is a sectional view of an acceleration sensor B15 which is another embodiment. In the acceleration sensor B15, in addition to the configuration of the embodiment shown in FIG. 16, a strain detecting element 77 such as a piezoresistor or a strain gauge is provided on the upper surface of the tip region 76 of the arm 2. When acceleration is applied in the Z-axis direction of the acceleration sensor B15, the tip region 76 of the arm 2 bends up and down due to the displacement of the weight portion 3. Therefore, by detecting this with the strain detecting element 77, the acceleration in the Z-axis direction is detected. it can. Therefore, in this embodiment as well, as in the embodiment of FIG.
Dimensional acceleration can be detected.
【００８１】図１９は、本発明のさらに別な実施例であ
る加速度センサＢ１６であって、可動電極６ａ，６ｂ，
６ｃを設けられたアーム２の平面図を示している。アー
ム２には左右両側へ張り出させるようにして、ピッチｄ
１の矩形パルス状をした可動電極６ａと、ピッチｄ２の
矩形パルス状をした可動電極６ｂと、ピッチｄ３の矩形
パルス状をした可動電極６ｃが平行に配設されている
（但し、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３）。また、図示しないが、シ
リコン基板１の表面には、各可動電極６ａ，６ｂ，６ｃ
と対向させて同じピッチｄ１，ｄ２，ｄ３の矩形パルス
状をした３種の固定電極が設けられており、同一ピッチ
の可動電極６ａ，６ｂ，６ｃと固定電極とがギャップを
隔てて上下に対向させられている。FIG. 19 shows an acceleration sensor B16 which is still another embodiment of the present invention, in which movable electrodes 6a, 6b,
Figure 6 shows a plan view of the arm 2 provided with 6c. The arm 2 is made to project to the left and right sides, and the pitch d
The movable electrode 6a having a rectangular pulse shape of 1, the movable electrode 6b having a rectangular pulse shape of the pitch d2, and the movable electrode 6c having a rectangular pulse shape of the pitch d3 are arranged in parallel (where d1 <d2. <D3). Although not shown, each movable electrode 6a, 6b, 6c is formed on the surface of the silicon substrate 1.
There are provided three kinds of fixed electrodes having a rectangular pulse shape with the same pitch d1, d2, d3 facing each other, and the movable electrodes 6a, 6b, 6c and the fixed electrode having the same pitch face each other with a gap therebetween. Has been made.
【００８２】このようにピッチの異なる複数の可動電極
６ａ，６ｂ，６ｃ及び固定電極を設けてあれば、加速度
センサＢ１６が加速度を受けた場合、各固定電極からは
異なる周波数の出力信号が出力されるので、互いに異な
る周波数特性を補いあって検出精度を安定させることが
でき、信号処理回路内の周波数検出回路の周波数帯域に
比較して広い範囲の加速度を検出できるようになり、加
速度の検出範囲を広くすることができる。If a plurality of movable electrodes 6a, 6b, 6c and fixed electrodes having different pitches are provided in this way, when the acceleration sensor B16 receives acceleration, output signals of different frequencies are output from each fixed electrode. Therefore, it is possible to compensate for different frequency characteristics and stabilize the detection accuracy, and it is possible to detect a wide range of acceleration compared to the frequency band of the frequency detection circuit in the signal processing circuit. Can be widened.
【００８３】図２０に示すものは、本発明のさらに別な
実施例である加速度センサＢ１７の斜視図である。加速
度センサＢ１７はアーム２に設けられた矩形パルス状の
可動電極６を接続配線８２によって端子８０に接続して
あり、可動電極６と対向させてシリコン基板１の上面に
設けられた矩形パルス状の固定電極８が接続配線８３に
よって端子８１に接続されている。しかして、Ｘ軸方向
の加速度によってアーム２が撓み、可動電極６がＸ軸方
向に移動すると、可動電極６と固定電極８間の静電容量
Ｃが図２１に示すように変化する。つまり、可動電極６
がその１ピッチｄだけ変位すると、静電容量も１波長Δ
ｔだけ変化する。従って、この静電容量Ｃの変化の波数
をカウントすることにより加速度の変化を検出すること
ができる。FIG. 20 is a perspective view of an acceleration sensor B17 which is still another embodiment of the present invention. In the acceleration sensor B17, the rectangular pulse-shaped movable electrode 6 provided on the arm 2 is connected to the terminal 80 by the connection wiring 82, and the rectangular pulse-shaped movable electrode 6 facing the movable electrode 6 is provided on the upper surface of the silicon substrate 1. The fixed electrode 8 is connected to the terminal 81 by the connection wiring 83. Then, when the arm 2 is bent by the acceleration in the X-axis direction and the movable electrode 6 moves in the X-axis direction, the electrostatic capacitance C between the movable electrode 6 and the fixed electrode 8 changes as shown in FIG. That is, the movable electrode 6
Is displaced by that one pitch d, the electrostatic capacitance is also one wavelength Δ
It changes by t. Therefore, the change in acceleration can be detected by counting the wave number of the change in the capacitance C.
【００８４】従来の静電容量検出方式では、平面状をし
た２枚の電極間の距離が変化することを利用しているの
で、電極間にエアーダンピングを生じ、加速度センサの
検出精度が悪くなるが、この加速度センサＢ１７では可
動電極６と固定電極８とが平行移動するためエアーダン
ピングがなく（重り部３と窪み５の間のエアーダンピン
グは窪み５を広くすることによって小さくできる）、加
速度の検出精度を高めることができる。また、従来の静
電容量式加速度センサではアナログ出力であるが、この
加速度センサＢ１７ではデジタル出力となるので、検出
精度がより高くなる。なお、可動電極がＺ軸方向に変位
すると可動電極６と固定電極８との間の静電容量Ｃが変
化するが、Ｘ軸方向の加速度は静電容量変化でなく、変
化の波数によって検出するので、Ｚ軸方向の振動によっ
てＸ軸方向の検出精度が影響を受けることもない。Since the conventional electrostatic capacitance detection method utilizes the fact that the distance between two flat electrodes is changed, air damping occurs between the electrodes and the detection accuracy of the acceleration sensor deteriorates. However, in this acceleration sensor B17, since the movable electrode 6 and the fixed electrode 8 move in parallel, there is no air damping (the air damping between the weight portion 3 and the recess 5 can be reduced by widening the recess 5), and the acceleration The detection accuracy can be improved. Further, although the conventional capacitance type acceleration sensor provides an analog output, the acceleration sensor B17 provides a digital output, so that the detection accuracy becomes higher. When the movable electrode is displaced in the Z-axis direction, the electrostatic capacitance C between the movable electrode 6 and the fixed electrode 8 changes, but the acceleration in the X-axis direction is detected not by the electrostatic capacitance change but by the wave number of the change. Therefore, the detection accuracy in the X-axis direction is not affected by the vibration in the Z-axis direction.
【００８５】図２２（ａ）は本発明のさらに別な実施例
による加速度センサＢ１８の要部を示す斜視図、図２２
（ｂ）は図２２（ａ）のＸ５−Ｘ５線における断面図で
ある。加速度センサＢ１８にあっては、シリコン基板９
１上の支持台９２に一定の網目ピッチｄ／２を有する網
目状構造の可動電極９３の一端が支持されており、可動
電極９３はシリコン基板９１上の固定電極９５と微小な
隙間９８を隔てている。可動電極９３の他端には平板状
の重り部９４がシリコン基板９１と平行に取り付けられ
ている。FIG. 22 (a) is a perspective view showing a main portion of an acceleration sensor B18 according to still another embodiment of the present invention, FIG.
22B is a sectional view taken along line X5-X5 of FIG. In the acceleration sensor B18, the silicon substrate 9
One end of a movable electrode 93 having a mesh structure having a constant mesh pitch d / 2 is supported on a support base 92 on the first movable electrode 93. The movable electrode 93 is separated from a fixed electrode 95 on a silicon substrate 91 by a minute gap 98. ing. A flat weight 94 is attached to the other end of the movable electrode 93 in parallel with the silicon substrate 91.
【００８６】可動電極９３の網目状構造体９６ａは、支
持台９２や重り部９４と共に多結晶シリコンやポリイミ
ド樹脂、単結晶シリコン等から一体に形成されている。
可動電極９３の網目状構造体９６ａは網目状構造を変形
させることによって伸縮可能となっており、重り部９４
に加速度が加わると、網目状構造体９６ａを伸縮させて
重り部９４が変位するようになっている。また、可動電
極９３には、網目状構造体９６ａの表面にＡｌ等の金属
薄膜をパターニングすることにより、あるいはシリコン
からなる網目状構造体９６ａに不純物をドーピングする
ことにより、図２３に示すような一定ピッチの矩形パル
ス状パターンの導電部９６ｂが形成されており、導電部
９６ｂは支持台９２及びシリコン基板９１の表面に配線
された接続配線９７を介してシリコン基板９１上に設け
られた一対の入力端子（図示せず）に接続されている。
シリコン基板９１の上面には、可動電極９３と対向させ
て、一定ピッチｄの矩形パルス状パターンを有する固定
電極９５がＡｌなどの金属薄膜により形成されており、
シリコン基板９１上に設けられた一対の出力端子（図示
せず）に接続されている。The mesh structure 96a of the movable electrode 93 is integrally formed with the support base 92 and the weight portion 94 from polycrystalline silicon, polyimide resin, single crystal silicon or the like.
The mesh structure 96a of the movable electrode 93 can be expanded and contracted by deforming the mesh structure.
When acceleration is applied to the mesh structure 96a, the weight 94 is displaced by expanding and contracting the mesh structure 96a. In addition, as shown in FIG. 23, the movable electrode 93 is formed by patterning a metal thin film such as Al on the surface of the mesh structure 96a or by doping the mesh structure 96a made of silicon with impurities. The conductive portions 96b having a rectangular pulse pattern with a constant pitch are formed, and the conductive portions 96b are provided on the silicon substrate 91 via the support base 92 and the connection wiring 97 provided on the surface of the silicon substrate 91. It is connected to an input terminal (not shown).
On the upper surface of the silicon substrate 91, a fixed electrode 95 having a rectangular pulse pattern with a constant pitch d is formed of a metal thin film such as Al so as to face the movable electrode 93.
It is connected to a pair of output terminals (not shown) provided on the silicon substrate 91.
【００８７】しかして、この加速度センサＢ１８にあっ
ても、例えば、入力端子を通して可動電極９３に直流の
定電流もしくは一定周波数の交流電流を流しておく。そ
して、図２２のＸ軸方向に加速度が加わって重り部９４
がＸ軸方向に移動すると、可動電極９３の導電部９６ｂ
は固定電極をＸ軸方向へ横切って変位するので、固定電
極９４に発生する誘導電流のパルス数もしくは周波数変
化を検出し、Ｘ軸方向の加速度を検知することができ
る。あるいは、固定電極９４と可動電極９３との間の静
電容量の変化から加速度を検知するなど、既に説明した
ような加速度検出方式を採用することもできる。Even in the acceleration sensor B18, however, for example, a constant DC current or an alternating current having a constant frequency is supplied to the movable electrode 93 through the input terminal. Then, acceleration is applied in the X-axis direction of FIG.
Moves in the X-axis direction, the conductive portion 96b of the movable electrode 93 is moved.
Is displaced across the fixed electrode in the X-axis direction, the pulse number or frequency change of the induced current generated in the fixed electrode 94 can be detected, and the acceleration in the X-axis direction can be detected. Alternatively, it is also possible to employ the acceleration detection method as described above, such as detecting the acceleration from the change in the electrostatic capacitance between the fixed electrode 94 and the movable electrode 93.
【００８８】図２４に示すものは、本発明のさらに別な
実施例である加速度センサＢ１９を示す概略平面図であ
って、可動電極９３ａ，９３ｂと重り部９４等（シリコ
ン基板９１は省略）を表わしている。この加速度センサ
Ｂ１９にあっては、平板状の重り部９４の左右両側に一
定の網目ピッチｄ／２を有する網目状構造体９６ａに導
電部９６ｂを形成した可動電極９３ａ、９３ｂがシリコ
ン基板９１と一定のギャップ９８を隔てて配設され、可
動電極９３ａ，９３ｂの基端部は支持台９２ａ，９２ｂ
に支持され、可動電極９３ａ，９３ｂの自由端は重り部
９４に接続されている。２つの支持台９２ａ、９２ｂに
支持された可動電極９３ａ、９３ｂはその弾性変形によ
り自由に伸縮でき、重り部９４が加速度を感知すると、
重り部９４と共に図２４のＸ軸方向に変位する。シリコ
ン基板９１の上面には、矩形パルス状パターンを有する
２つの固定電極（図示せず）が各可動電極９３ａ、９３
ｂと対向して設けられている。FIG. 24 is a schematic plan view showing an acceleration sensor B19 which is still another embodiment of the present invention, in which movable electrodes 93a and 93b, a weight portion 94 and the like (the silicon substrate 91 is omitted). It represents. In this acceleration sensor B19, movable electrodes 93a and 93b in which conductive portions 96b are formed on a mesh-like structure 96a having a constant mesh pitch d / 2 on both left and right sides of a flat weight 94 are formed on a silicon substrate 91. The movable electrodes 93a and 93b are arranged with a constant gap 98 therebetween, and the base ends of the movable electrodes 93a and 93b are supported by the support bases 92a and 92b.
And the free ends of the movable electrodes 93a and 93b are connected to the weight portion 94. The movable electrodes 93a and 93b supported by the two supports 92a and 92b can freely expand and contract due to their elastic deformation, and when the weight portion 94 senses acceleration,
The weight 94 and the weight 94 are displaced in the X-axis direction. On the upper surface of the silicon substrate 91, two fixed electrodes (not shown) having a rectangular pulse pattern are provided as movable electrodes 93a and 93, respectively.
It is provided so as to face b.
【００８９】しかして、このような構造の加速度センサ
Ｂ１９にあっても、Ｘ軸方向の加速度を検出することが
できるが、さらに、重り部９４を両側から可動電極９３
ａ，９３ｂによって支持しているので、Ｘ軸方向と直交
する方向に重り部９４が変位しにくくなり、Ｘ軸方向以
外の他軸感度を小さくすることができる。さらに、両側
の固定電極から出力を得ることができるので、加速度セ
ンサＢ１９の検出感度をより大きくすることができる。Therefore, even the acceleration sensor B19 having such a structure can detect the acceleration in the X-axis direction, but the weight portion 94 is further provided with the movable electrode 93 from both sides.
Since it is supported by a and 93b, the weight portion 94 is less likely to be displaced in the direction orthogonal to the X-axis direction, and the sensitivity of other axes other than the X-axis direction can be reduced. Further, since the outputs can be obtained from the fixed electrodes on both sides, the detection sensitivity of the acceleration sensor B19 can be further increased.
【００９０】なお、図２４の実施例では、重り部９４の
両側に配置された各可動電極９３ａ，９３ｂはいずれも
網目状構造体９６ａに金属薄膜もしくはドーピング領域
からなる導電部９６ｂを形成されているが、重り部９４
を可動電極９３ａと網目状構造体９６ａとにより支持さ
せるようにしてもよい。すなわち、重り部９４を２つの
網目状構造体９６ａ，９６ａによって支持し、一方の網
目状構造体９６ａには導電部９６ｂを設けて可動電極９
３ａとし、他方は導電部９６ｂを設けることなく網目状
構造体９６ａのままにしておいてもよい。従って、この
場合には、固定電極も一方のみとなる。In the embodiment of FIG. 24, the movable electrodes 93a and 93b arranged on both sides of the weight portion 94 are formed by forming a conductive portion 96b formed of a metal thin film or a doping region on the mesh structure 96a. There is a weight 94
May be supported by the movable electrode 93a and the mesh structure 96a. That is, the weight portion 94 is supported by the two mesh structures 96a, 96a, and the conductive portion 96b is provided on one of the mesh structures 96a to form the movable electrode 9.
3a, and the other may be left as the mesh structure 96a without providing the conductive portion 96b. Therefore, in this case, there is only one fixed electrode.
【００９１】図２５にはさらに別な実施例である加速度
センサＢ２０の平面図を示す。この加速度センサＢ２０
にあっては、シリコン基板９１上に重り部９４及び可動
電極９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄを配置するための
凹部１０１が形成され、凹部１０１の周囲に支持部９２
が設けられている。凹部１０１内の中央には重り部９４
が配置され、その四方には網目状構造体９６ａに導電部
９６ｂを設けた可動電極９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３
ｄが配置され、各可動電極９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９
３ｄの基端部は支持部９２によって支持され、各可動電
極９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄの自由端は重り部９
４の４方向の各側面に一体に接続されている。また、シ
リコン基板９１上には可動電極９３ａ、９３ｂ、９３
ｃ、９３ｄと対向させて、それぞれ矩形パルス状パター
ンを有する４つの固定電極が形成されている。FIG. 25 shows a plan view of an acceleration sensor B20 which is another embodiment. This acceleration sensor B20
In this case, the recessed portion 101 for disposing the weight portion 94 and the movable electrodes 93a, 93b, 93c, 93d is formed on the silicon substrate 91, and the support portion 92 is provided around the recessed portion 101.
Is provided. A weight 94 is provided in the center of the recess 101.
Are arranged, and the movable electrodes 93a, 93b, 93c, 93 in which conductive parts 96b are provided on the mesh structure 96a are arranged on the four sides.
and the movable electrodes 93a, 93b, 93c, 9 are arranged.
The base end portion of 3d is supported by the support portion 92, and the free ends of the movable electrodes 93a, 93b, 93c, and 93d are the weight portion 9.
4 are integrally connected to each side surface in four directions. The movable electrodes 93a, 93b, 93 are provided on the silicon substrate 91.
Four fixed electrodes each having a rectangular pulse pattern are formed so as to face c and 93d.
【００９２】しかして、このようにＸ軸方向とＹ軸方向
とに可動電極９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄを設けれ
ば、Ｘ軸及びＹ軸方向の２方向の加速度を検出できる二
次元の加速度センサＢ２０を作製することができる。Thus, by providing the movable electrodes 93a, 93b, 93c, 93d in the X-axis direction and the Y-axis direction in this way, it is possible to detect a two-dimensional acceleration in the X-axis and Y-axis directions. The sensor B20 can be manufactured.
【００９３】なお、図２５のような構造の加速度センサ
からいずれか１つの可動電極をなくし、３つの可動電極
としてもよい。また、重り部を挟んで両側に配置されて
いる網目状構造体のうち一方のみを可動電極としても二
次元加速度センサを得るうえで支障はない。Note that any one movable electrode may be eliminated from the acceleration sensor having the structure shown in FIG. 25, and three movable electrodes may be used. Further, there is no problem in obtaining the two-dimensional acceleration sensor even if only one of the mesh-like structures arranged on both sides of the weight portion is used as the movable electrode.
【００９４】図２６はさらに別な実施例である加速度セ
ンサＢ２１を示す一部破断した平面図である。この加速
度センサＢ２１では、重り部９４の一方側面を支持台９
２に支持された可動電極９３によって支持させ、重り部
９４の他方側面９９に振動用電極１０２を形成してい
る。また、重り部９４の振動用電極１０２と対向させて
別な振動用電極１０３がシリコン基板９１上の別な支持
台１０４の側面１０５に形成されている。可動電極９３
には、直流の定電流Ｉ１が流れており、振動用電極１０
２、１０３間には一定周波数ｆ1の交流電圧が印加され
ていて、加速度が働いていない場合には重り部９４が周
波数ｆ1で振動しており、固定電極９５には一定周波数
ｆ0の誘導電流Ｉ２が流れている。FIG. 26 is a partially cutaway plan view showing an acceleration sensor B21 according to another embodiment. In this acceleration sensor B21, one side surface of the weight portion 94 is attached to the support base 9
The vibrating electrode 102 is formed on the other side surface 99 of the weight portion 94 while being supported by the movable electrode 93 supported by the second electrode. Another vibrating electrode 103 is formed on the side surface 105 of another supporting base 104 on the silicon substrate 91 so as to face the vibrating electrode 102 of the weight portion 94. Movable electrode 93
A DC constant current I1 is flowing through the
An AC voltage having a constant frequency f 1 is applied between 2 and 103, and when acceleration is not applied, the weight portion 94 vibrates at a frequency f 1 and the fixed electrode 95 has a constant frequency f 0 . Induction current I2 is flowing.
【００９５】しかして、加速度センサＢ２１に加速度が
加わると、加速度センサＢ２１に加えられた加速度の大
きさに応じて固定電極に流れる誘導電流Ｉ２の周波数は
ｆ＝ｆ0＋△ｆに変化する。したがって、固定電極に流
れる誘導電流Ｉ２の周波数変化を検出することにより加
速度の大きさを知ることができる。However, when acceleration is applied to the acceleration sensor B21, the frequency of the induced current I2 flowing through the fixed electrode changes to f = f 0 + Δf according to the magnitude of the acceleration applied to the acceleration sensor B21. Therefore, the magnitude of acceleration can be known by detecting the frequency change of the induced current I2 flowing through the fixed electrode.
【００９６】また、図２６に示すような構造の加速度セ
ンサＢ２１の別な加速度検知方式としては、可動電極９
３に一定周波数ｆ0の交流電流Ｉ１を流し、固定電極で
同じ周波数ｆ0の誘導電流Ｉ２を検出するようにしてお
く。そして、加速度が生じて固定電極に流れる誘導電流
Ｉ２の周波数が変化した場合には、この周波数変化を打
ち消して周波数が一定に保たれるよう振動用電極１０
２，１０３間に交流電圧を印加する駆動電源にフィード
バック信号を出力し、このフィードバック信号から加速
度を検出させるようにしてもよい。Further, as another acceleration detection method of the acceleration sensor B21 having the structure shown in FIG.
An alternating current I1 having a constant frequency f 0 is caused to flow through the fixed electrode 3, and an induction current I2 having the same frequency f 0 is detected by the fixed electrode. When the frequency of the induced current I2 flowing through the fixed electrode changes due to acceleration, the vibration electrode 10 is canceled so as to cancel the frequency change and keep the frequency constant.
It is also possible to output a feedback signal to a driving power supply that applies an AC voltage between 2 and 103 and detect the acceleration from this feedback signal.
【００９７】図２７は本発明のさらに別な実施例である
加速度センサＢ２２を示す一部破断した平面図である。
この実施例にあっては、重り部９４のＸ軸方向及びＹ軸
方向の側面を可動電極９３ａ、９３ｂによって支持さ
せ、両可動電極９３ａ，９３ｂを接続された側面と反対
側の側面９９ａ，９９ｂにそれぞれ振動用電極１０２
ａ、１０２ｂを設けている。また、支持部９２の側面１
０５ａ、１０５ｂにも振動用電極１０２ａ、１０２ｂと
対向して振動用電極１０３ａ、１０３ｂを形成してい
る。このような加速度センサＢ２２は、図２６の加速度
センサＢ２１と同様な検出方式によりＸ及びＹ軸方向の
加速度を同時に検出できる二次元加速度センサとなる。FIG. 27 is a partially broken plan view showing an acceleration sensor B22 which is still another embodiment of the present invention.
In this embodiment, the side surfaces of the weight portion 94 in the X-axis direction and the Y-axis direction are supported by the movable electrodes 93a and 93b, and the movable electrodes 93a and 93b are opposite to the connected side surfaces 99a and 99b. The vibration electrodes 102
a and 102b are provided. In addition, the side surface 1 of the support portion 92
Also on 05a and 105b, vibration electrodes 103a and 103b are formed so as to face the vibration electrodes 102a and 102b. Such an acceleration sensor B22 is a two-dimensional acceleration sensor that can simultaneously detect accelerations in the X and Y axis directions by the same detection method as the acceleration sensor B21 of FIG.
【００９８】図２８に示すものはさらに別な実施例であ
る加速度センサＢ２３の一部破断した平面図である。加
速度センサＢ２３は図２４に示す加速度センサＢ１９と
ほぼ同様な構造であって、平板状の重り部９４の左右両
側に網目状をした網目状構造体９６ａ，９６ａが伸縮自
在に形成されている。重り部９４の右側の網目状構造体
９６ａには矩形パルス形状の配線パターンからなる導電
部９６ｂを有する可動電極９３が形成され、シリコン基
板９１上には可動電極９３と対向して、矩形パルス形状
の配線パターンに固定電極（図示せず）が形成されてい
る。FIG. 28 is a partially cutaway plan view of an acceleration sensor B23 which is still another embodiment. The acceleration sensor B23 has substantially the same structure as that of the acceleration sensor B19 shown in FIG. 24, and mesh-like mesh-like structures 96a and 96a are formed on both left and right sides of a flat plate-like weight portion 94 so as to be expandable and contractible. A movable electrode 93 having a conductive portion 96b having a rectangular pulse-shaped wiring pattern is formed on the mesh structure 96a on the right side of the weight portion 94, and the movable electrode 93 is formed on the silicon substrate 91 so as to face the movable electrode 93. A fixed electrode (not shown) is formed on the wiring pattern.
【００９９】図２９（ａ）は加速度センサＢ２３のアク
チュエータ１０６を示す平面図、図２９（ｂ）はその一
部を拡大した平面図である。この加速度センサＢ２３に
あっては、重り部９４の一方側面に網目状構造体９６ａ
に導電部９６ｂを形成した可動電極９３を接続してあ
り、重り部９４の他方側面には図２９（ａ）（ｂ）に示
すような網目状構造のアクチュエータ１０６を設けてい
る。このアクチュエータ１０６は、可動電極９３に用い
たのと同様な網状構造体９６ａにドーピング層やＡｌな
どの金属薄膜によって２つの導電部１０７ａ，１０７ｂ
を形成している。図２９（ａ）に示されているように、
２つの導電部１０７ａ，１０７ｂはいずれも櫛歯状のパ
ターン形状を有しており、網目状構造体９６ａの両側か
ら互いに接触しないように噛み合せられており、しか
も、導電部１０７ａ，１０７ｂの各部は網目状構造体９
６ａに沿って図２９（ｂ）に示すように三角波状にジク
ザクに折れ曲っている。FIG. 29 (a) is a plan view showing the actuator 106 of the acceleration sensor B23, and FIG. 29 (b) is a partially enlarged plan view. In the acceleration sensor B23, the mesh structure 96a is provided on one side surface of the weight portion 94.
A movable electrode 93 having a conductive portion 96b formed therein is connected thereto, and an actuator 106 having a mesh structure as shown in FIGS. 29A and 29B is provided on the other side surface of the weight portion 94. In this actuator 106, two conductive parts 107a and 107b are formed on a net-like structure 96a similar to that used for the movable electrode 93 by a doping layer and a metal thin film such as Al.
Is formed. As shown in FIG. 29 (a),
Each of the two conductive portions 107a and 107b has a comb-shaped pattern shape and is meshed from both sides of the mesh structure 96a so as not to contact each other. Moreover, each of the conductive portions 107a and 107b is Reticulated structure 9
As shown in FIG. 29 (b), it is bent zigzag along the line 6a in a triangular wave shape.
【０１００】各導電部１０７ａ，１０７ｂには、接続配
線１０８、１０８によってそれぞれシリコン基板９１上
の接続端子（図示せず）に接続されている。一方の導電
部例えば１０７ａは一定の電位（正電位もしくは負電
位）に保持されており、残る一方の導電部１０７ｂには
発振器が接続されている。このため、導電部１０７ａ，
１０７ｂの互いにほぼ平行している部分には静電吸引力
と斥力とが交互に働き、網目状構造体９６ａであるアク
チュエータ１０６が縮んだり、延びたりして発振器の出
力周波数と同じ周波数で伸縮振動し、重り部９４をＸ軸
方向に強制的に変位させることができる。The conductive portions 107a and 107b are connected to connection terminals (not shown) on the silicon substrate 91 by connection wirings 108 and 108, respectively. One conductive portion, for example 107a, is held at a constant potential (positive potential or negative potential), and the oscillator is connected to the other conductive portion 107b. Therefore, the conductive portion 107a,
Electrostatic attraction force and repulsive force alternately act on the portions of 107b that are substantially parallel to each other, and the actuator 106, which is the mesh structure 96a, contracts or extends, causing stretching vibration at the same frequency as the output frequency of the oscillator. However, the weight portion 94 can be forcibly displaced in the X-axis direction.
【０１０１】したがって、この加速度センサＢ２３にあ
っては、当該アクチュエータ１０６を図２６の加速度セ
ンサＢ２１における一対の振動用電極１０２，１０３と
同様に用いることができる。すなわち、可動電極９３に
定電流Ｉ１を流しておき、アクチュエータ１０６で重り
部９４を一定周波数で振動させ、固定電流に流れる誘導
電流Ｉ２を検出し、重り部９４に加速度が働いたときの
誘導電流Ｉ２の周波数変化から加速度を求めるようにす
ることができる。または、可動電極９３ａに一定電流の
交流電流Ｉ１を流し、加速度が働いても固定電極から出
力される誘導電流Ｉ２の周期が変化しないようアクチュ
エータ１０６によって重り部９４に力を働かせ、固定電
極の誘導電流Ｉ２に基づいてアクチュエータ１０６に入
力させるフィードバック信号から加速度を検出させるよ
うにすることもできる。Therefore, in the acceleration sensor B23, the actuator 106 can be used similarly to the pair of vibration electrodes 102 and 103 in the acceleration sensor B21 of FIG. That is, the constant current I1 is made to flow through the movable electrode 93, the weight portion 94 is vibrated by the actuator 106 at a constant frequency, the induced current I2 flowing in the fixed current is detected, and the induced current when acceleration is applied to the weight portion 94 is detected. The acceleration can be obtained from the frequency change of I2. Alternatively, a constant current I1 is passed through the movable electrode 93a, and a force is applied to the weight portion 94 by the actuator 106 so that the cycle of the induced current I2 output from the fixed electrode does not change even when acceleration is applied to induce the fixed electrode. It is also possible to detect the acceleration from a feedback signal input to the actuator 106 based on the current I2.
【０１０２】なお、図２７のような構造の加速度センサ
Ｂ２２において２箇所の振動用電極１０２ａ，１０２
ｂ，１０３ａ，１０３ｂをそれぞれ上記のようなアクチ
ュエータ１０６に置き換えれば、アクチュエータ１０６
を用いた２次元方向の加速度を検出可能な加速度センサ
を得ることができる。In the acceleration sensor B22 having the structure as shown in FIG. 27, there are two vibration electrodes 102a and 102a.
If each of b, 103a, and 103b is replaced with the actuator 106 as described above, the actuator 106
It is possible to obtain an acceleration sensor that is capable of detecting acceleration in a two-dimensional direction using.
【図１】（ａ）は本発明の一実施例である加速度センサ
を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１線における
断面図、（ｃ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２線における一部破
断した断面図である。1A is a perspective view showing an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a sectional view taken along line X1-X1 in FIG. 1A, and FIG. 1C is X2-X2 in FIG. It is sectional drawing in which the wire was partially broken.
【図２】同上の加速度センサに誘導電流が生じる様子を
示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing how an induced current is generated in the acceleration sensor of the above.
【図３】（ａ）は加速度が加わらない状態の誘導電流を
示す図、（ｂ）は加速度が加わっている状態の誘導電流
を示す図である。3A is a diagram showing an induced current in a state where no acceleration is applied, and FIG. 3B is a diagram showing an induced current in a state where acceleration is applied.
【図４】（ａ）〜（ｋ）は同上の加速度センサの製造方
法を示す断面図である。4A to 4K are cross-sectional views showing a method of manufacturing the acceleration sensor of the above.
【図５】（ａ）〜（ｇ）は本発明の別な実施例である加
速度センサの製造方法を示す断面図である。5A to 5G are sectional views showing a method of manufacturing an acceleration sensor according to another embodiment of the present invention.
【図６】（ａ）は本発明のさらに別な実施例である加速
度センサを示す断面図、（ｂ）はさらに別な実施例であ
る加速度センサを示す断面図である。FIG. 6A is a sectional view showing an acceleration sensor according to yet another embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a sectional view showing an acceleration sensor according to yet another embodiment.
【図７】本発明のさらに別な実施例である加速度センサ
を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図８】（ａ）〜（ｇ）は本発明のさらに別な実施例で
ある加速度センサの製造方法を示す断面図である。8A to 8G are cross-sectional views showing a method of manufacturing an acceleration sensor which is still another embodiment of the present invention.
【図９】（ａ）〜（ｌ）は本発明のさらに別な実施例で
ある加速度センサの製造方法を示す断面図である。9A to 9L are cross-sectional views showing a method for manufacturing an acceleration sensor which is still another embodiment of the present invention.
【図１０】同上の製造方法におけるマスクパターンを示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing a mask pattern in the above manufacturing method.
【図１１】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す一部破断した断面図である。FIG. 11 is a partially cutaway sectional view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図１２】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す一部破断した断面図である。FIG. 12 is a partially cutaway sectional view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図１３】（ａ）は本発明のさらに別な実施例である加
速度センサを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ３−Ｘ３
線断面図である。13A is a perspective view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line X3-X3 of FIG. 13A.
It is a line sectional view.
【図１４】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す概略ブロック図である。FIG. 14 is a schematic block diagram showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図１５】（ａ）は本発明のさらに別な実施例である加
速度センサを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ４−Ｘ４
線断面図である。15A is a perspective view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 15B is a sectional view taken along line X4-X4 of FIG.
It is a line sectional view.
【図１６】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing an acceleration sensor which is still another embodiment of the present invention.
【図１７】（ａ）は本発明のさらに別な実施例である加
速度センサを示す斜視図、（ｂ）はその一部破断した断
面図である。17A is a perspective view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 17B is a partially cutaway sectional view thereof.
【図１８】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す一部破断した断面図である。FIG. 18 is a partially cutaway sectional view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図１９】本発明のさらに別な実施例である複数の可動
電極が設けられた加速度センサの要部を示す平面図であ
る。FIG. 19 is a plan view showing a main part of an acceleration sensor provided with a plurality of movable electrodes according to still another embodiment of the present invention.
【図２０】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サを示す斜視図である。FIG. 20 is a perspective view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図２１】同上の加速度センサに構成されたコンデンサ
の静電容量の変化を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a change in electrostatic capacitance of a capacitor included in the above acceleration sensor.
【図２２】（ａ）は本発明のさらに別な実施例である加
速度センサを示す一部破断した斜視図、（ｂ）は（ａ）
におけるＸ５−Ｘ５線における断面図である。22 (a) is a partially cutaway perspective view showing an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 22 (b) is (a).
6 is a cross-sectional view taken along line X5-X5 in FIG.
【図２３】同上の加速度センサの可動電極の配線パター
ンを示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a wiring pattern of a movable electrode of the above acceleration sensor.
【図２４】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サの一部省略した平面図である。FIG. 24 is a partially omitted plan view of an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図２５】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サの一部省略した平面図である。FIG. 25 is a plan view in which an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention is partially omitted.
【図２６】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サの一部省略した平面図である。FIG. 26 is a partially omitted plan view of an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図２７】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サの一部省略した平面図である。FIG. 27 is a partially omitted plan view of an acceleration sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図２８】本発明のさらに別な実施例である加速度セン
サの一部省略した平面図である。FIG. 28 is a partially omitted plan view of an acceleration sensor according to yet another embodiment of the present invention.
【図２９】（ａ）は同上の加速度センサの可動電極の配
線パターンを示す図、（ｂ）はその一部を示す拡大図で
ある。FIG. 29 (a) is a diagram showing a wiring pattern of a movable electrode of the above acceleration sensor, and FIG. 29 (b) is an enlarged diagram showing a part thereof.
２ アーム ３ 重り部 ６ 可動電極 ９ 絶縁膜 １５ ギャップ ２４ ＳｉＯ2膜 ４５ トレンチ ５２、５３ 支持膜 ５９ａ，５９ｂ 感熱変形素子 ６６ 可動電極 ６８ 固定電極 ９２ 支持台 ９３、９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄ 可動電極 ９５ 固定電極 １０２、１０３ 振動用電極 １０６ アクチュエータ2 arm 3 weight part 6 movable electrode 9 insulating film 15 gap 24 SiO 2 film 45 trenches 52, 53 support film 59a, 59b thermosensitive deformation element 66 movable electrode 68 fixed electrode 92 support base 93, 93a, 93b, 93c, 93d movable electrode 95 fixed electrode 102, 103 vibration electrode 106 actuator
Claims (33)
パターンを有する固定電極を設け、一定ピッチの略矩形
パルス状パターンの導電部を有する変位可能な可動電極
を前記固定電極と一定のギャップを隔てて対向させたこ
とを特徴とする半導体加速度センサ。1. A fixed electrode having a substantially rectangular pulse-shaped pattern with a constant pitch is provided on a substrate surface, and a movable electrode having a conductive portion having a substantially rectangular pulse-shaped pattern with a constant pitch is provided with a fixed gap with the fixed electrode. A semiconductor acceleration sensor characterized in that they are opposed to each other.
で支持し、当該アームの先端側に前記可動電極を設けた
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体加速度セン
サ。2. The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein a base of an elastic arm is supported on the substrate, and the movable electrode is provided on a tip side of the arm.
とを特徴とする請求項２に記載の半導体加速度センサ。3. The semiconductor acceleration sensor according to claim 2, wherein a weight portion is provided at a tip portion of the arm.
当該歪検出素子によって基板表面と垂直な方向の加速度
成分を検出させるようにしたことを特徴とする請求項２
又は３に記載の半導体加速度センサ。4. A strain detecting element is provided at the base of the arm,
3. The strain detecting element is adapted to detect an acceleration component in a direction perpendicular to the substrate surface.
Alternatively, the semiconductor acceleration sensor described in 3.
し、前記容量形成電極と対向させて前記基板に別な容量
形成電極を設け、当該容量形成電極間の静電容量の変化
を検出することによって基板表面と垂直な方向の加速度
成分を検出できるようにしたことを特徴とする請求項３
に記載の半導体加速度センサ。5. A capacitance forming electrode is formed on a lower surface of the weight portion, another capacitance forming electrode is provided on the substrate so as to face the capacitance forming electrode, and a change in capacitance between the capacitance forming electrodes is detected. The acceleration component in the direction perpendicular to the substrate surface can be detected by performing the above.
The semiconductor acceleration sensor described in 1.
なる複数組の前記固定電極及び可動電極を設けたことを
特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載の半導体
加速度センサ。6. The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein a plurality of sets of the fixed electrode and the movable electrode having different rectangular pulse pattern pitches are provided.
え、一方の組の固定電極及び可動電極と他方の組の固定
電極及び可動電極とを互いに直交する方向に配置したこ
とを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６に記載
の半導体加速度センサ。7. A plurality of sets of fixed electrodes and movable electrodes are provided, and one set of fixed electrodes and movable electrodes and the other set of fixed electrodes and movable electrodes are arranged in directions orthogonal to each other. The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
シリコン又は単結晶シリコンからなることを特徴とする
請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載の半導体加
速度センサ。8. The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, wherein at least a part of the movable electrode is made of polycrystalline silicon or single crystal silicon.
記可動電極の固定電極との対向面とのうち、少なくとも
一方に絶縁膜を形成したことを特徴とする請求項１，
２，３，４，５，６，７又は８に記載の半導体加速度セ
ンサ。9. The insulating film is formed on at least one of a region including a fixed electrode on the surface of the substrate and a surface of the movable electrode facing the fixed electrode.
The semiconductor acceleration sensor according to 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
不純物を導入することによって固定電極を形成し、当該
基板の表層部に前記固定電極よりも浅く炭素を導入する
ことによって前記絶縁膜を形成したことを特徴とする請
求項９に記載の半導体加速度センサ。10. The fixed electrode is formed by introducing impurities into the surface layer of the substrate made of silicon, and the insulating film is formed by introducing carbon into the surface layer of the substrate shallower than the fixed electrode. The semiconductor acceleration sensor according to claim 9, wherein.
積させることにより前記絶縁膜を形成したことを特徴と
する請求項９に記載の半導体加速度センサ。11. The semiconductor acceleration sensor according to claim 9, wherein the insulating film is formed by depositing silicon and carbon on the surface of the substrate.
る支持膜を形成したことを特徴とする請求項１，２，
３，４，５，６，７，８，９，１０又は１１に記載の半
導体加速度センサ。12. The support film having a compressive stress is formed on the lower surface of the movable electrode, as set forth in claim 1,
The semiconductor acceleration sensor according to 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11.
有する支持膜を形成したことを特徴とする請求項１，
２，３，４，５，６，７，８，９，１０又は１１に記載
の半導体加速度センサ。13. The support film having a tensile stress is formed on the upper surface of the movable electrode.
The semiconductor acceleration sensor according to 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11.
とを特徴とする請求項１３に記載の半導体加速度セン
サ。14. The semiconductor acceleration sensor according to claim 13, wherein the support film is made of silicon nitride.
８，９，１０，１１，１２，１３又は１４に記載の半導
体加速度センサを製造するための方法であって、 固定電極の表面に予め犠牲層を形成しておき、当該犠牲
層の上方に多結晶シリコンからなる構造体を形成し、当
該構造体にドーピングパターンもしくは金属パターンに
よって導電領域を形成することにより可動電極を構成
し、前記犠牲層をエッチング除去することによって固定
電極と可動電極との間にギャップを形成することを特徴
とする半導体加速度センサの製造方法。15. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
A method for manufacturing the semiconductor acceleration sensor according to 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14, wherein a sacrificial layer is formed on the surface of the fixed electrode in advance, and a sacrificial layer is formed above the sacrificial layer. A movable electrode is formed by forming a structure made of crystalline silicon and forming a conductive region in the structure by a doping pattern or a metal pattern, and removing the sacrificial layer by etching between the fixed electrode and the movable electrode. A method of manufacturing a semiconductor acceleration sensor, characterized in that a gap is formed in the gap.
８，９，１０，１１，１２，１３又は１４に記載の半導
体加速度センサを製造するための方法であって、 単結晶シリコン基板の表層部にドーピングパターンもし
くは金属パターンによって導電領域を形成し、当該表層
部の下方にて単結晶シリコン基板に形成しておいた多孔
質シリコンの熱酸化によって酸化膜を形成し、当該酸化
膜を犠牲層エッチングすることにより前記表層部に可動
電極を形成すると共に当該可動電極の下面にギャップを
形成することを特徴とする半導体加速度センサの製造方
法。16. The method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
A method for manufacturing the semiconductor acceleration sensor according to 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14, wherein a conductive region is formed on a surface layer portion of a single crystal silicon substrate by a doping pattern or a metal pattern, An oxide film is formed by thermal oxidation of the porous silicon formed on the single crystal silicon substrate below the surface layer portion, and a sacrificial layer etching is performed on the oxide film to form a movable electrode on the surface layer portion. A method for manufacturing a semiconductor acceleration sensor, comprising forming a gap on a lower surface of a movable electrode.
８，９，１０，１１，１２，１３又は１４に記載の半導
体加速度センサを製造するための方法であって、 単結晶シリコン基板の表層部にドーピングパターンもし
くは金属パターンによって導電領域を形成し、当該導電
領域を含む所定領域の周囲において単結晶シリコン基板
をトレンチエッチングし、ついで前記所定領域の下方を
異方性エッチングすることにより可動電極を形成すると
共に当該可動電極の下面にギャップを形成することを特
徴とする半導体加速度センサの製造方法。17. The method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
A method for manufacturing the semiconductor acceleration sensor according to 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14, wherein a conductive region is formed on a surface layer portion of a single crystal silicon substrate by a doping pattern or a metal pattern, It is possible to form a movable electrode by trench-etching the single-crystal silicon substrate around a predetermined region including a conductive region, and then anisotropically etching the lower side of the predetermined region to form a gap on the lower surface of the movable electrode. A method for manufacturing a characteristic semiconductor acceleration sensor.
状パターンを有する固定電極を設け、一定ピッチの略矩
形パルス状パターンの導電部を有する伸縮自在な網目状
構造の可動電極を前記固定電極と一定のギャップを隔て
て対向させ、当該可動電極の一端を支持すると共に他方
の自由端に重り部を接続したことを特徴とする請求項１
に記載の半導体加速度センサ。18. A fixed electrode having a substantially rectangular pulse-shaped pattern with a constant pitch is provided on a substrate surface, and a movable electrode having a stretchable mesh-like structure having a conductive portion having a substantially rectangular pulse-shaped pattern with a constant pitch is used as the fixed electrode. 3. The movable electrode is arranged to face each other with a constant gap therebetween, supports one end of the movable electrode, and connects a weight portion to the other free end of the movable electrode.
The semiconductor acceleration sensor described in 1.
目状構造体を重り部の両側に配置すると共に各網目状構
造体の自由端を重り部の両側に接続し、少なくとも一方
の網目状構造体に一定ピッチの略矩形パルス状パターン
の導電部を設けて可動電極を構成し、当該可動電極の下
方に一定のギャップを隔てて基板表面に一定ピッチの略
矩形パルス状パターンを有する固定電極を設けたことを
特徴とする請求項１に記載の半導体加速度センサ。19. A pair of stretchable mesh-like structures supported at one end are arranged on both sides of the weight portion, and free ends of each mesh-like structure are connected to both sides of the weight portion, and at least one mesh-like shape is formed. A fixed electrode having a substantially rectangular pulse-shaped pattern with a constant pitch on the surface of the substrate with a constant gap provided under the movable electrode to form a movable electrode by providing a conductive portion having a substantially-rectangular pulse-shaped pattern with a constant pitch on the structure. The semiconductor acceleration sensor according to claim 1, further comprising:
目状構造体を重り部の三方ないし四方に配置すると共に
各網目状構造体の自由端を重り部の外周三面ないし四面
に接続し、一方向に配置された網目状構造体のうち少な
くとも一方の網目状構造体に一定ピッチの略矩形状パタ
ーンの導電部を設けて可動電極を構成し、他方向に配置
された網目状構造体のうち少なくとも一方の網目状構造
体にも一定ピッチの略矩形状パターンの導電部を設けて
可動電極を構成し、各可動電極の下方に一定のギャップ
を隔てて基板表面に一定ピッチの略矩形パルス状パター
ンを有する固定電極を設けたことを特徴とする請求項１
に記載の半導体加速度センサ。20. A pair of expandable and retractable mesh-like structures, one end of which is supported, are arranged on three sides or four sides of the weight portion, and the free ends of each mesh-like structure are connected to three or four outer surfaces of the weight portion, At least one of the mesh structures arranged in one direction is provided with a conductive portion having a substantially rectangular pattern with a constant pitch to form a movable electrode, and the mesh structure arranged in the other direction. At least one of the mesh structures is also provided with a conductive portion having a substantially rectangular pattern with a constant pitch to form a movable electrode, and a substantially rectangular pulse having a constant pitch on the substrate surface with a constant gap below each movable electrode. A fixed electrode having a striped pattern is provided.
The semiconductor acceleration sensor described in 1.
網目状構造体をいずれも可動電極としたことを特徴とす
る請求項１９又は２０に記載の半導体加速度センサ。21. The semiconductor acceleration sensor according to claim 19, wherein the mesh-like structures disposed on both sides of the weight portion are sandwiched between the movable electrodes.
が、多結晶シリコンもしくはポリイミドから構成されて
いることを特徴とする請求項１８，１９，２０又は２１
に記載の半導体加速度センサ。22. At least a part of the mesh structure is composed of polycrystalline silicon or polyimide.
The semiconductor acceleration sensor described in 1.
８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１８，１９，
２０，２１又は２２に記載の半導体加速度センサを用い
た加速度検出方式であって、 前記固定電極と前記可動電極のうちいずれか一方の電極
に定電流もしくは一定周波数の交番電流を流し、誘導起
電力によっていずれか他方の電極に生じた誘導電流の変
化を検知することにより加速度を検出させることを特徴
とする半導体加速度センサによる加速度検出方式。23. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 18, 19,
An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor according to 20, 21, or 22, wherein a constant current or an alternating current having a constant frequency is applied to one of the fixed electrode and the movable electrode to generate an induced electromotive force. An acceleration detection method using a semiconductor acceleration sensor, wherein acceleration is detected by detecting a change in an induced current generated in one of the other electrodes.
出力するための電流電圧変換手段を備えたことを特徴と
する請求項２３に記載の半導体加速度センサによる加速
度検出方式。24. The acceleration detection method according to claim 23, further comprising a current-voltage conversion means for converting the induced current into a pulse voltage and outputting the pulse voltage.
８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１８，１９，
２０，２１又は２２に記載の半導体加速度センサを用い
た加速度検出方式であって、 前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量の変化を
検知することにより、前記基板表面と平行な方向におけ
る加速度を検出させることを特徴とする半導体加速度セ
ンサによる加速度検出方式。25. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 18, 19,
An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor according to 20, 21, or 22, wherein a direction parallel to the substrate surface is detected by detecting a change in capacitance between the movable electrode and the fixed electrode. Acceleration detection method using a semiconductor acceleration sensor, which is characterized by detecting acceleration in the.
１０，１１，１２，１３又は１４に記載の半導体加速度
センサを用いた加速度検出方式であって、 アームの先端部に設けた重り部の側面に振動用電極を設
け、当該振動用電極に静電力を及ぼすことによって重り
部を一定の振動数で振動させ、可動電極と固定電極のう
ちいずれか一方の電極に定電流を流して他方の電極に流
れる誘導電流の周波数変化を検出し、もしくは可動電極
と固定電極の間の静電容量変化を検出するようにしたこ
とを特徴とする半導体加速度センサによる加速度検出方
式。26. Claims 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor according to 10, 11, 12, 13 or 14, wherein a vibration electrode is provided on a side surface of a weight portion provided at the tip of the arm, and an electrostatic force is applied to the vibration electrode. The weight portion is vibrated at a constant frequency by applying a constant current to one of the movable electrode and the fixed electrode to detect the frequency change of the induced current flowing to the other electrode, or An acceleration detection method using a semiconductor acceleration sensor, which is configured to detect a capacitance change between a fixed electrode and a fixed electrode.
１０，１１，１２，１３又は１４に記載の半導体加速度
センサを用いた加速度検出方式であって、 アームの先端部に設けた重り部の側面に振動用電極を備
え、可動電極と固定電極のうちいずれか一方の電極に一
定周波数の交番電流を流して他方の電極に生じた誘導電
流の周波数変化を検知し、もしくは可動電極と固定電極
の間に発生する静電容量の変化を検知し、加速度によっ
て生じる前記検知信号の変化を打ち消すように振動用電
極に静電力を発生させ、当該振動用電極へ入力するフィ
ードバック信号から加速度を検出するようにした半導体
加速度センサによる加速度検出方式。27. Claims 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor according to 10, 11, 12, 13 or 14, wherein a vibration electrode is provided on a side surface of a weight portion provided at a tip portion of the arm, and a movable electrode and a fixed electrode are provided. An alternating current with a constant frequency is applied to one of the electrodes to detect the frequency change of the induced current generated in the other electrode, or to detect the change in the capacitance between the movable electrode and the fixed electrode to determine the acceleration. An acceleration detection method using a semiconductor acceleration sensor in which an electrostatic force is generated in a vibration electrode so as to cancel a change in the detection signal caused by the above, and acceleration is detected from a feedback signal input to the vibration electrode.
９，１０，１１，１２，１３又は１４に記載の半導体加
速度センサを用いた加速度検出方式であって、 前記アームを振動させるための感熱変形素子をアームの
側面に取り付け、感熱変形素子を通電加熱する手段を備
え、可動電極と固定電極のうちいずれか一方の電極に一
定周波数の交番電流を流して他方の電極に生じた誘導電
流の周波数変化を検知し、もしくは可動電極と固定電極
の間に発生する静電容量の変化を検知し、加速度によっ
て生じる前記検知信号の変化を打ち消すように前記感熱
変形素子を通電加熱し、当該通電信号から加速度を検出
するようにした半導体加速度センサによる加速度検出方
式。28. Claims 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor according to 9, 10, 11, 12, 13 or 14, wherein a heat-sensitive deformable element for vibrating the arm is attached to a side surface of the arm, and the heat-sensitive deformable element is electrically heated. Means for detecting the frequency change of the induced current generated in the other electrode by applying an alternating current having a constant frequency to one of the movable electrode and the fixed electrode, or between the movable electrode and the fixed electrode. An acceleration detection method using a semiconductor acceleration sensor that detects a change in generated capacitance, electrically heats the heat-sensitive deformable element so as to cancel a change in the detection signal caused by acceleration, and detects acceleration from the current-carrying signal. .
サを用いた加速度検出方式であって、 前記可動電極と前記固定電極のうちいずれか一方の電極
に定電流もしくは一定周波数の交番電流を流し、誘導起
電力によっていずれか他方の電極に生じた誘導電流の変
化を出力信号とし、重り部の両側に配置された可動電極
又は固定電極の出力信号の差から加速度を検知させるよ
うにした半導体加速度センサによる加速度検出方式。29. An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor according to claim 21, wherein a constant current or an alternating current having a constant frequency is applied to one of the movable electrode and the fixed electrode, A semiconductor acceleration sensor in which a change in an induced current generated in one of the other electrodes due to an induced electromotive force is used as an output signal, and acceleration is detected from a difference between output signals of movable electrodes or fixed electrodes arranged on both sides of the weight portion. Acceleration detection method by.
導体加速度センサを用いた加速度検出方式であって、 前記重り部の可動電極と接続された側面と反対側の側面
に振動用電極を設け、可動電極と固定電極のうちいずれ
か一方の電極に一定周波数の交番電流を流して他方の電
極に生じた誘導電流の周波数変化を検知し、もしくは可
動電極と固定電極の間に発生する静電容量の変化を検知
し、加速度によって生じる前記検知信号の変化を打ち消
すように振動用電極に静電力を発生させ、当該振動用電
極へ入力するフィードバック信号から加速度を検出する
ようにした半導体加速度センサによる加速度検出方式。30. An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor according to claim 18, 19 or 20, wherein a vibration electrode is provided on a side surface of the weight portion opposite to a side surface connected to the movable electrode. , A fixed frequency alternating current is applied to one of the movable and fixed electrodes to detect the frequency change of the induced current generated in the other electrode, or electrostatic generated between the movable and fixed electrodes. With a semiconductor acceleration sensor that detects a change in capacitance, generates an electrostatic force in the vibration electrode so as to cancel the change in the detection signal caused by acceleration, and detects the acceleration from a feedback signal input to the vibration electrode. Acceleration detection method.
にそれぞれ可動電極を接続し、重り部の各可動電極を接
続された側面と反対側の側面にそれぞれ振動用電極を設
け、２方向の加速度を検出するようにしたことを特徴と
する請求項３０に記載の半導体加速度センサによる加速
度検出方式。31. A movable electrode is connected to each of two side surfaces of the weight portion in a direction substantially orthogonal to each other, and a vibration electrode is provided on each side surface of the weight portion opposite to the side surface to which the movable electrode is connected. 31. The acceleration detection method by the semiconductor acceleration sensor according to claim 30, wherein the acceleration is detected.
速度センサを用いた加速度検出方式であって、 前記重り部を挟んで重り部の一方側面に接続された網目
状構造体を可動電極とし、他方側面に接続された網目状
構造体をアクチュエータとし、可動電極と固定電極のう
ちいずれか一方の電極に一定周波数の交番電流を流して
他方の電極に生じた誘導電流の周波数変化を検知し、も
しくは可動電極と固定電極の間に発生する静電容量の変
化を検知し、加速度によって生じる前記検知信号の変化
を打ち消すように前記アクチュエータを駆動し、当該ア
クチュエータの駆動信号から加速度を検出するようにし
た半導体加速度センサによる加速度検出方式。32. An acceleration detection method using the semiconductor acceleration sensor according to claim 19 or 20, wherein a mesh-like structure connected to one side surface of the weight portion with the weight portion interposed therebetween is used as a movable electrode, The mesh-like structure connected to the other side surface is used as an actuator, and an alternating current having a constant frequency is applied to one of the movable electrode and the fixed electrode to detect a frequency change of the induced current generated in the other electrode, Alternatively, by detecting a change in capacitance generated between the movable electrode and the fixed electrode, the actuator is driven so as to cancel the change in the detection signal caused by acceleration, and the acceleration is detected from the drive signal of the actuator. Acceleration method using the semiconductor acceleration sensor.
にそれぞれ可動電極を接続し、重り部の各可動電極を接
続された側面と反対側の側面にそれぞれ前記アクチュエ
ータを接続し、２方向の加速度を検出するようにした請
求項３２に記載の半導体加速度センサによる加速度検出
方式。33. The movable electrodes are respectively connected to two side surfaces of the weight portion in a direction substantially orthogonal to each other, and the actuator is connected to a side surface opposite to the side surface to which the movable electrodes of the weight portion are connected, respectively. 33. An acceleration detection method using a semiconductor acceleration sensor according to claim 32, wherein the acceleration of the sensor is detected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34259293A JPH07167885A (en) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | Semiconductor acceleration sensor and manufacture thereof as well as detecting system of acceleration by the sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34259293A JPH07167885A (en) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | Semiconductor acceleration sensor and manufacture thereof as well as detecting system of acceleration by the sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167885A true JPH07167885A (en) | 1995-07-04 |
Family
ID=18354966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP34259293A Pending JPH07167885A (en) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | Semiconductor acceleration sensor and manufacture thereof as well as detecting system of acceleration by the sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167885A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11304834A (en) * | 1998-04-22 | 1999-11-05 | Mitsumi Electric Co Ltd | Physical value detecting sensor |
| US6779247B1 (en) | 1999-10-01 | 2004-08-24 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method of producing suspended elements for electrical connection between two portions of a micromechanism which can move relative to one another |
| WO2008143191A1 (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Rohm Co., Ltd. | Mems sensor and method of manufacturing the same |
| JP2009502530A (en) * | 2005-07-28 | 2009-01-29 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | Stress relaxation mechanism in MEMS device and manufacturing method thereof |
| US7584662B2 (en) | 2003-03-03 | 2009-09-08 | Yamaha Corporation | Electrostatic-capacity-type acceleration sensor and acceleration measuring device therewith |
| JP2014128705A (en) * | 2008-09-01 | 2014-07-10 | Panasonic Corp | Washing machine |
| US8919201B2 (en) | 2011-06-07 | 2014-12-30 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Acceleration measuring apparatus |
| US9585197B2 (en) | 2013-08-20 | 2017-02-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including asymmetric electrode arrangement |
| WO2018088065A1 (en) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Sensor element, inertia sensor and electronic apparatus |
| DE102013206455B4 (en) | 2013-04-11 | 2024-02-29 | Robert Bosch Gmbh | Micromechanical component with electrode and counter electrode |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP34259293A patent/JPH07167885A/en active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11304834A (en) * | 1998-04-22 | 1999-11-05 | Mitsumi Electric Co Ltd | Physical value detecting sensor |
| US6779247B1 (en) | 1999-10-01 | 2004-08-24 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method of producing suspended elements for electrical connection between two portions of a micromechanism which can move relative to one another |
| US7584662B2 (en) | 2003-03-03 | 2009-09-08 | Yamaha Corporation | Electrostatic-capacity-type acceleration sensor and acceleration measuring device therewith |
| JP2009502530A (en) * | 2005-07-28 | 2009-01-29 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | Stress relaxation mechanism in MEMS device and manufacturing method thereof |
| WO2008143191A1 (en) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Rohm Co., Ltd. | Mems sensor and method of manufacturing the same |
| JPWO2008143191A1 (en) * | 2007-05-17 | 2010-08-05 | ローム株式会社 | MEMS sensor and manufacturing method thereof |
| JP2014128705A (en) * | 2008-09-01 | 2014-07-10 | Panasonic Corp | Washing machine |
| US8919201B2 (en) | 2011-06-07 | 2014-12-30 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Acceleration measuring apparatus |
| DE102013206455B4 (en) | 2013-04-11 | 2024-02-29 | Robert Bosch Gmbh | Micromechanical component with electrode and counter electrode |
| US9585197B2 (en) | 2013-08-20 | 2017-02-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including asymmetric electrode arrangement |
| WO2018088065A1 (en) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Sensor element, inertia sensor and electronic apparatus |
| US11137248B2 (en) | 2016-11-11 | 2021-10-05 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Sensor element, inertial sensor, and electronic apparatus |
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