JPH11248733A - 角速度センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】新規な構成にて精度よく角速度を検出すること
ができる角速度センサ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】シリコン基板１に形成した貫通孔により、
梁８ａ〜８ｄを有し基板１の表面に平行な方向に励振す
るアウター側構造体１００が区画されるとともに、構造
体１００に形成した貫通孔３６〜３９により、梁４３，
４４を有し角速度により基板１の表面に平行な方向での
励振方向Ｙに直交するＸ方向に移動するインナー側構造
体２００が区画されている。構造体１００の角速度検出
用固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆおよびこの
固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆに対向するイ
ンナー側構造体２００の角速度検出用可動電極４６ａ〜
４６ｃ，４７ａ〜４７ｃが、構造体１００に形成した貫
通孔内の絶縁体５０ａ〜５０ｆ，５１ａ〜５１ｆ，５
７，５８によって電気的に分離されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、振動型角速度セ
ンサ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動型角速度センサが特開平９−３３５
５７号公報に示されている。この角速度センサを図１
１，１２を用いて説明する。同センサは、下層Ｓｉ層３
０１と犠牲層３０２と上層Ｓｉ層３０３を積層した多層
基板３００を用いて形成したものである。多層基板３０
０の中央部には梁３０４を有する振動子３０５が作り込
まれ、振動子３０５は図中のＹ方向に励振（振動）す
る。振動子３０５において、シリコンの表面マイクロマ
シニング技術を用いて梁３０６を有する加速度センサエ
レメント３０７が作られている。つまり、上層Ｓｉ層３
０３を貫通させ、さらにその下の犠牲層３０２をエッチ
ング除去することによって加速度センサエレメント３０
７を形成している。加速度センサエレメント３０７は、
角速度検出用可動電極３０８，３０９を有し、この可動
電極３０８，３０９はそれぞれ固定電極３１０，３１１
と対向している。そして、振動子３０５の励振時におけ
る角速度（コリオリ力）による励振方向Ｙに直交するＸ
方向での角速度検出用可動電極３０８，３０９の移動を
電極３０８・３１０間および３０９・３１１間のキャパ
シタンスの変化として検出している。

【０００３】ところが、コリオリ力は微少であるため、
角速度センサにおいてはそのノイズの低減が最も重要な
課題となるが、加速度センサエレメント３０７の厚さ
（上層Ｓｉ層３０３の厚さ）ｔ１が例えば１０μｍと薄
くなり、そのため、錘の質量が小さく、また、対向電極
３０８〜３１１の面積も小さくなる。その結果、出力信
号が小さくなってしまっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、新規な構成にて精度よく角速度を検出することが
できる角速度センサ及びその製造方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の角速度
センサは、半導体基板に形成した貫通孔により、梁を有
し半導体基板の表面に平行な方向に励振するアウター側
構造体を区画するとともに、前記アウター側構造体に形
成した貫通孔により、梁を有し角速度により半導体基板
の表面に平行な方向での前記励振方向に直交する方向に
移動するインナー側構造体を区画し、さらに、アウター
側構造体の角速度検出用固定電極およびこの固定電極に
対向する前記インナー側構造体の角速度検出用可動電極
を、アウター側構造体に形成した貫通孔内の絶縁体によ
って、電気的に分離したことを特徴としている。

【０００６】よって、半導体基板に形成した貫通孔によ
り、アウター側およびインナー側の構造体が形成される
とともに、角速度検出用の固定および可動電極が電気的
に分離される。その結果、インナー側構造体の厚さを厚
くできるので、錘の質量を大きくでき出力信号を大きく
することができる。また、インナー側およびアウター側
構造体の厚さを厚くできるので、対向電極の面積を大き
くでき出力信号を大きくすることができる。

【０００７】また、アウター側構造体に形成した貫通孔
内の絶縁体により、角速度検出用固定電極および可動電
極を電気的に分離する構成をとったので、この角速度検
出用固定電極および可動電極をそれぞれ自由に絶縁でき
る。つまり、貫通孔内の絶縁体を用いて櫛歯状電極等を
自由なレイアウトで絶縁できる。

【０００８】ここで、請求項２に記載の発明は、請求項
１における前記インナー側構造体の角速度検出用可動電
極は櫛歯状をなし、前記アウター側構造体の角速度検出
用固定電極は、櫛歯状をなし、かつ、角速度検出用可動
電極の一側面に対向する第１の電極と、角速度検出用可
動電極の他側面に対向する第２の電極とにより構成し、
さらに、当該第１および第２の電極を、アウター側構造
体に形成した貫通孔内の絶縁体によって、電気的に分離
し、各第１の電極を金属配線で電気的に接続するととも
に各第２の電極を金属配線で電気的に接続している。

【０００９】よって、角速度検出用可動電極の両方の側
面に対し第１と第２の角速度検出用固定電極を等距離を
おいて配置することができる。その結果、更に精度よく
角速度を検出することができることとなる。

【００１０】つまり、図１１，１２に示す従来の構造で
は、プロセスの関係上、角速度検出用可動電極（３０
８，３０９）の両方の側面に対し第１と第２の角速度検
出用固定電極３１０，３１１を等距離をおいて配置する
ことが困難である。そのため、サーボ機構を用いると角
速度検出用可動電極３０８，３０９に回転トルクが発生
してノイズの原因となり角速度センサの分解能が低下す
るという不具合が生じる。これに対し本発明では、角速
度検出用可動電極の両方の側面に対し第１と第２の角速
度検出用固定電極を等距離をおいて配置することがで
き、サーボ制御を行うときに回転トルクを生じにくくで
きる。一般に、サーボ機構を用いると、信号の直線性が
良くなる、ダイナミックレンジが広がるなどの利点があ
り、性能は良くなり有利である。

【００１１】また、請求項３に記載のように、励振用の
固定電極は櫛歯状をなし、金属配線と電気的に接続する
ためのコンタクトホールを、櫛歯状固定電極での各歯の
並設方向に等距離をおいて多数形成すると、それぞれの
歯が等電位になり励振方向が斜めになりにくい。

【００１２】さらに、請求項４に記載のように、励振用
の可動電極は櫛歯状をなし、金属配線と電気的に接続す
るためのコンタクトホールを、櫛歯状可動電極での各歯
の並設方向に等距離をおいて多数形成すると、それぞれ
の歯が等電位になり励振方向が斜めになりにくい。

【００１３】さらには、請求項５に記載のように、アウ
ター側構造体における梁の上に、アウター側構造体から
の金属配線を延設すると、ワイヤーボンディングを用い
ること無く配線を行うことができ、実用上好ましいもの
となる。

【００１４】また、請求項６に記載のように、平面形状
として平行なる２辺を有するアウター側構造体本体部に
おける一辺に、櫛歯状をなす励振用の第１の可動電極を
配置するとともに、アウター側構造体本体部における当
該辺と平行な他の辺に、前記励振用の第１の可動電極と
導通し、櫛歯状をなす励振用の第２の可動電極を配置
し、さらに、いずれかの可動電極を金属配線に接続する
と、励振方向が斜めになりにくい。

【００１５】さらに、請求項７に記載のように、アウタ
ー側構造体の裏面を絶縁膜で覆うと、裏面にゴミ等が付
着した時に表面リークが発生しない。請求項８に記載の
角速度センサの製造方法においては、半導体基板の表面
における所定領域に絶縁体充填用トレンチ溝を形成し、
半導体基板の表面に絶縁膜を堆積して前記絶縁体充填用
トレンチ溝を絶縁膜で埋める。そして、前記絶縁膜をパ
ターニングして基板の貫通孔形成領域を開口し、前記絶
縁膜上に金属配線を形成する。さらに、前記半導体基板
の裏面からの異方性エッチングにより前記絶縁体充填用
トレンチ溝に達する凹部を形成し、凹部の底面に薄肉部
を形成し、前記半導体基板の薄肉部に貫通孔を形成し、
半導体基板の表面に平行な方向に励振するアウター側構
造体と、角速度により半導体基板の表面に平行な方向で
の前記励振方向に直交する方向に移動するインナー側構
造体を区画形成する。

【００１６】その結果、請求項１に記載の角速度センサ
を製造することができる。この場合、図１１，１２に示
す装置においては犠牲層エッチングの工程を必要として
いたためにプロセスが煩雑であったが、本発明において
は犠牲層エッチング工程が不要となりプロセスが簡単に
なる。

【００１７】ここで、請求項９に記載のように、半導体
基板としてシリコン基板を用いると、好ましいものにな
る。さらに、請求項１０に記載のように、半導体基板と
してＳＯＩ基板を用いると、請求項７に記載のセンサの
ように、アウター側構造体の裏面が絶縁膜で覆われる。
よって、裏面にゴミ等が付着した時に表面リークが発生
しない。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。

【００１９】図１は、本実施形態における振動型角速度
センサの平面図を示す。振動型角速度センサは、半導体
基板としてのシリコン基板１よりなり、シリコン基板１
の中央部にはアウター側構造体１００を有する。図２
は、アウター側構造体１００の拡大図である。図３
（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は図２
のＢ−Ｂ断面図であり、図３（ｃ）は図２のＣ−Ｃ断面
図である。

【００２０】なお、図１、図２では図を見やすくするた
めに、図３の絶縁膜２を省略している。図１に示すよう
に、シリコン基板１は方形状をなしている。図３（ａ）
に示すように、シリコン基板１の表面（上面）には絶縁
膜２が形成されるとともに、シリコン基板１の裏面（下
面）には凹部３が形成され、この凹部３の底面にて薄肉
部４が形成されている。さらに、薄肉部４には貫通孔５
が形成され、この貫通孔５にて図１に示すように基板１
の４辺にて構成される四角枠部６と、アウター側構造体
１００とが区画形成されている。アウター側構造体１０
０は、長方形状の本体部７と、４つの梁８ａ，８ｂ，８
ｃ，８ｄと、第１の可動電極９と、第２の可動電極１０
からなる。梁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは帯状をなし、か
つ蛇行した形状となっている。また、シリコン基板１の
中央部に四角形の本体部７が位置し、この四角形の本体
部７の四隅から梁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが延び、この
梁８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの他端はシリコン基板１の四
角枠部６に連結されている。よって、アウター側構造体
１００の本体部７は、図１において基板１の表面に平行
な直交２軸系座標（Ｘ−Ｙ座標）におけるＹ方向に移動
可能に支持された構造となっている。

【００２１】また、図１に示すように、アウター側構造
体１００の本体部７における一つの辺には駆動用の第１
の可動電極（櫛歯）９が多数、平行に並設されている。
また、本体部７における反対側の他の辺には駆動用の第
２の可動電極（櫛歯）１０が多数、平行に並設されてい
る。第１の可動電極９に対向する四角枠部６にも、駆動
用の固定電極（櫛歯）１３が多数、平行に並設されてい
る。可動電極９と固定電極１３とは互い違いに並んでい
る。同様に、第２の可動電極１０に対向する四角枠部６
にも、駆動用の固定電極（櫛歯）１４が多数、平行に並
設されている。可動電極１０と固定電極１４とは互い違
いに並んでいる。

【００２２】駆動用の櫛歯構造の固定電極１３と、その
根元部での外周部１５とは、貫通孔に充填された絶縁体
（例えば、ＳｉＯ₂ 等）１６によって絶縁されている。
つまり、図４に示すように、シリコン基板１に形成した
貫通孔４０内の絶縁体１６によって電気的に分離されて
いる。図１の固定電極１３の上における絶縁膜２上には
金属配線（例えば、Ａｌ、Ｔｉ等）１７が延設されてい
る。固定電極１３と金属配線１７は絶縁膜２に形成した
コンタクトホール（開口部）２３ａ〜２３ｅを通して電
気的に接続されている。詳しくは、固定電極１３の並設
方向（Ｘ方向）に等距離をおいてコンタクトホール２３
ａ〜２３ｅが配置されている。また、金属配線１７は基
板外周部１５において絶縁膜２上に配置された電極端子
（パッド）１８と電気的に接続されている。

【００２３】同様に、駆動用の櫛歯構造の固定電極１４
と、その外周部１９の根元部とは、貫通孔に充填された
絶縁体（例えば、ＳｉＯ₂ 等）２０によって絶縁されて
いる。つまり、図４と同様な構造にて貫通孔４０内の絶
縁体２０によって電気的に分離されている。図１の固定
電極１４の上における絶縁膜２上には金属配線（例え
ば、Ａｌ、Ｔｉ等）２１が延設されている。固定電極１
４と金属配線２１は絶縁膜２に形成したコンタクトホー
ル（開口部）２４ａ〜２４ｅを通して電気的に接続され
ている。詳しくは、固定電極１４の並設方向（Ｘ方向）
に等距離をおいてコンタクトホール２４ａ〜２４ｅが配
置されている。また、金属配線２１は基板外周部１９に
おいて絶縁膜２上に配置された電極端子（パッド）２２
と電気的に接続されている。

【００２４】このように、励振用の固定電極１３，１４
は櫛歯状をなし、金属配線１７，２１と電気的に接続す
るためのコンタクトホール２３ａ〜２３ｅ，２４ａ〜２
４ｅが、この櫛歯状固定電極１３，１４での各歯の並設
方向に等距離をおいて多数形成されている。これによ
り、各電極（歯）１３，１４が等電位になる。なお、櫛
歯状固定電極１３，１４の数（歯数）とコンタクトホー
ル２３ａ〜２３ｅ，２４ａ〜２４ｅの数の関係におい
て、図１では固定電極１３，１４の数が「６」でありコ
ンタクトホール２３ａ〜２３ｅ，２４ａ〜２４ｅの数が
「５」であったが、他にも、例えば電極数が「ｎ」であ
りコンタクトホール数も「ｎ」であってもよい。

【００２５】図２のアウター側構造体１００において、
本体部７の外周部に四角環状の絶縁体（例えば、ＳｉＯ
₂ 等）３０が配置され、この絶縁体３０は四角環状の貫
通孔内に充填したものである。つまり、図４と同様な構
造にて貫通孔４０内の絶縁体３０によって、その内外
（図２の縁部３１と中央部３２）が電気的に分離（絶
縁）されている。このようにして、図２の駆動用の櫛歯
構造の可動電極９，１０が中央部３２と絶縁されてい
る。また、本体部７の縁部３１に２つの電極９，１０が
形成されていることから両者９，１０は導通している。
さらに、縁部３１の上における絶縁膜２上には金属配線
（例えば、Ａｌ、Ｔｉ等）３４が延設され、可動電極１
０と金属配線３４は絶縁膜２に形成したコンタクトホー
ル（開口部）３３ａ〜３３ｅを通して電気的に接続され
ている。詳しくは、可動電極１０の並設方向（Ｘ方向）
に等距離をおいてコンタクトホール３３ａ〜３３ｅが配
置されている。この金属配線３４は、図５に示すよう
に、梁８ｃの上部を通り、図１に示すように、基板外周
部まで延設され、絶縁膜２上に配置された電極端子（パ
ッド）３５と電気的に接続されている。

【００２６】このように、平面形状として長方形をなす
アウター側構造体本体部７における一辺に、櫛歯状をな
す励振用の第１の可動電極９が配置されるとともに、ア
ウター側構造体本体部７における当該辺と平行な他の辺
に、第１の可動電極９と導通し、櫛歯状をなす励振用の
第２の可動電極１０が配置され、さらに、可動電極１０
が金属配線３４に接続されている。よって、両方の可動
電極９，１０を平行に配置できるとともに両方の可動電
極９，１０を等電位にすることができる。また、励振用
の可動電極９，１０は櫛歯状をなし、金属配線３４と電
気的に接続するためのコンタクトホール３３ａ〜３３ｅ
が、櫛歯状可動電極９，１０での各歯の並設方向に等距
離をおいて多数形成されている。これにより、各電極
（歯）９，１０が等電位になる。なお、櫛歯状可動電極
１０の数（歯数）とコンタクトホール３３ａ〜３３ｅの
数の関係において、図２では可動電極１０の数が「５」
でありコンタクトホール３３ａ〜３３ｅの数も「５」で
あったが、他にも、例えば電極数が「ｎ」でありコンタ
クトホール数が「ｎ−１」であってもよい。

【００２７】図２のアウター側構造体１００において、
本体部７には貫通孔３６，３７，３８，３９が形成さ
れ、この貫通孔３６，３７，３８，３９にて本体部７の
中央部にインナー側構造体２００が区画形成されてい
る。インナー側構造体２００は、アンカー部４１，４２
と梁４３，４４と帯状部４５と角速度検出用可動電極
（櫛歯）４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４７ａ，４７ｂ，４
７ｃとにより構成されている。そして、インナー側構造
体２００は基板１の表面に平行な方向での励振方向Ｙに
直交するＸ方向に移動することができるようになってい
る。

【００２８】インナー側構造体２００に関し詳しくは、
アンカー部４１，４２から梁４３，４４を介して帯状部
４５が延び、この帯状部４５は直線的に延びる帯状をな
している。帯状部４５の一側面に角速度検出用可動電極
４６ａ，４６ｂ，４６ｃが平行に並設されている。同様
に、帯状部４５の反対面には角速度検出用可動電極４７
ａ，４７ｂ，４７ｃが平行に並設されている。

【００２９】インナー側構造体２００の角速度検出用可
動電極４６ａ，４６ｂ，４６ｃに対向するアウター側構
造体１００には、角速度検出用固定電極（櫛歯）４８ａ
〜４８ｆが平行に並設されている。ここで、角速度検出
用固定電極４８ａと４８ｂとの間に角速度検出用可動電
極４６ａを挟むようにし、かつ、等距離をおいて配置さ
れている。また、角速度検出用固定電極４８ｃと４８ｄ
との間に角速度検出用可動電極４６ｂを挟むようにし、
かつ、等距離をおいて配置されている。また、角速度検
出用固定電極４８ｅと４８ｆとの間に角速度検出用可動
電極４６ｃを挟むようにし、かつ、等距離をおいて配置
されている。

【００３０】同様に、インナー側構造体２００の角速度
検出用可動電極４７ａ，４７ｂ，４７ｃに対向するアウ
ター側構造体１００には、角速度検出用固定電極（櫛
歯）４９ａ〜４９ｆが多数、平行に並設されている。こ
こで、角速度検出用固定電極４９ａと４９ｂとの間に角
速度検出用可動電極４７ａを挟むようにし、かつ、等距
離をおいて配置されている。また、角速度検出用固定電
極４９ｃと４９ｄとの間に角速度検出用可動電極４７ｂ
を挟むようにし、かつ、等距離をおいて配置されてい
る。また、角速度検出用固定電極４９ｅと４９ｆとの間
に角速度検出用可動電極４７ｃを挟むようにし、かつ、
等距離をおいて配置されている。

【００３１】アウター側構造体１００において、固定電
極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆの根元部にはそれぞ
れコ字状の絶縁体（例えば、ＳｉＯ₂ 等）５０ａ〜５０
ｆ，５１ａ〜５１ｆが形成され、この絶縁体５０ａ〜５
０ｆ，５１ａ〜５１ｆはコ字状の貫通孔に充填したもの
である。つまり、図４と同様な構造にて貫通孔４０内の
絶縁体５０ａ〜５０ｆ，５１ａ〜５１ｆによって電気的
に分離（絶縁）されている。また、図２の固定電極４８
ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆはそれぞれ金属配線５２，
５３によって１個おきに電気的に接続されている。つま
り、固定電極４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４９ａ，４９
ｃ，４９ｅが金属配線５２に電気的に接続されるととも
に、固定電極４８ｂ，４８ｄ，４８ｆ，４９ｂ，４９
ｄ，４９ｆが金属配線５３に電気的に接続されている。
このように、固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆ
は、２セットの電極となっている。これらの金属配線５
２，５３は絶縁膜２上に形成されており、図１における
外側の梁８ｄ，８ｂの上部を通り（図５参照）、それぞ
れ外側の電極端子（パッド）５４，５５と接続されてい
る。ただし、図１では、金属配線５２の端部５２ａ（図
２参照）と電極端子５４の間、金属配線５３の端部５３
ａ（図２参照）と電極端子５５間の金属配線は省略され
ている。

【００３２】このように、アウター側構造体１００の角
速度検出用固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆお
よびこの固定電極に対向するインナー側構造体２００の
角速度検出用可動電極４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃ
は、アウター側構造体１００に形成した貫通孔（４０）
内の絶縁体５０ａ〜５０ｆ，５１ａ〜５１ｆによって、
電気的に分離されている。より詳しくは、インナー側構
造体２００の角速度検出用可動電極４６ａ〜４６ｃ，４
７ａ〜４７ｃは櫛歯状をなし、アウター側構造体１００
の角速度検出用固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９
ｆは、櫛歯状をなし、かつ、角速度検出用可動電極４６
ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃの一側面に対向する第１の
電極４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４９ａ，４９ｃ，４９ｅ
と、角速度検出用可動電極４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４
７ｃの他側面に対向する第２の電極４８ｂ，４８ｄ，４
８ｆ，４９ｂ，４９ｄ，４９ｆとにより構成され、さら
に、この第１および第２の電極が、アウター側構造体１
００に形成した貫通孔内の絶縁体５０ａ〜５０ｆ，５１
ａ〜５１ｆによって電気的に分離され、各第１の電極４
８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４９ａ，４９ｃ，４９ｅを金属
配線５２で電気的に接続するとともに各第２の電極４８
ｂ，４８ｄ，４８ｆ，４９ｂ，４９ｄ，４９ｆを金属配
線５３で電気的に接続した構成となっている。よって、
これら固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆを自由
に絶縁して金属配線を用いて自由に電気的接続をとるこ
とができ、レイアウトの自由性に優れている。

【００３３】なお、図２において、固定電極４８ａ〜４
８ｆ，４９ａ〜４９ｆはそれぞれ金属配線５２，５３と
それぞれコンタクトホール（その一つを符号５６で示
す）によって電気的に接触している。

【００３４】また、図２において、アウター側構造体１
００におけるアンカー部４１，４２の根元部にはコ字状
の絶縁体（例えば、ＳｉＯ₂ 等）５７，５８が形成さ
れ、この絶縁体５７，５８によってインナー側構造体２
００とその周辺部とが電気的に絶縁されている。つま
り、この絶縁体５７，５８はコ字状の貫通孔に充填した
ものであり、図４と同様な構造にて貫通孔４０内の絶縁
体５７，５８によって電気的な分離が行われている。図
２の可動電極４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃは、外側
の梁８ａの上部を通る金属配線５９（図５参照）によっ
て図１における外側の電極端子（パッド）６０と電気的
に接続されている。ただし、図１では、金属配線５９の
端部５９ａ（図２参照）と電極端子６０との間の金属配
線は省略されている。

【００３５】このように本実施形態では、アウター側構
造体１００における梁８ａ〜８ｄの上に、アウター側構
造体１００からの金属配線３４，５２，５３，５９を延
設し、アウター側構造体１００からパッドへの配線構造
としてワイヤボンディングは行っていない。

【００３６】次に、この角速度センサの動作を説明す
る。駆動用の櫛歯構造の可動電極９，１０を接地電位
（ＧＮＤ）に接続し、一方の固定電極１３にオフセット
のついた正弦波的な電圧を印加する。ここで、正弦波電
圧の周波数を、振動系の固有振動数に等しくすれば、小
さい電圧で駆動することが可能である。また、駆動電圧
はノイズの原因となり得るので、駆動電圧の周波数を振
動系の固有振動数と等しくすることにより分解能をよく
することができる。

【００３７】一方、反対側の固定電極１４には同じオフ
セットのついた逆位相の正弦波的な電圧を印加する。こ
れにより、アウター側構造体１００が基板１の表面に平
行な方向（図１中、Ｙ方向）に振動する。つまり、アウ
ター側構造体１００は正弦波的な振動を起こす。ここ
で、系全体を真空中におけば、共振のＱ値が大きくなる
ためより小さい電圧で駆動することが可能である。従っ
て、系全体を真空中におくことは分解能の向上につなが
る。

【００３８】このとき、各電極９，１０および１３，１
４がコンタクトホール２３ａ〜２３ｅ，２４ａ〜２４
ｅ，３３ａ〜３３ｅの配置を工夫して等電位となってい
るので励振方向が斜めになりにくい。また、アウター側
構造体本体部７の平行なる辺に可動電極９，１０が平行
かつ等電位で配置されているので、励振方向が斜めにな
りにくい。

【００３９】この状態で、基板１の表面に垂直な軸回り
に角速度が加わると、振動方向（Ｙ方向）に垂直なＸ方
向に正弦波的に変位するコリオリ力を受ける。その結
果、インナー側構造体２００は励振方向Ｙに直交するＸ
方向に移動しようとして、角速度検出用可動電極（櫛
歯）４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃと角速度検出用固
定電極（櫛歯）４８ａ〜４８ｆ、４９ａ〜４９ｆとの間
の静電容量が正弦波的に変化する。これに抗する静電気
力を付与する。この付与する力の変化を例えば同期検波
回路を用いて測定する。その結果、角速度の大きさが測
定される。

【００４０】つまり、インナー側構造体２００の可動電
極４６ａ〜４６ｃ（４７ａ〜４７ｃ）と第１の固定電極
４８ａ，４８ｃ，４８ｅ（４９ａ，４９ｃ，４９ｅ）と
の間に形成された第１のコンデンサの対向電極間の距離
と、可動電極４６ａ〜４６ｃ（４７ａ〜４７ｃ）と第２
の固定電極４８ｂ，４８ｄ，４８ｆ（４９ｂ，４９ｄ，
４９ｆ）との間に形成された第２のコンデンサの対向電
極間の距離を等しくするように電圧を印加し、この印加
電圧の大きさを測定することにより角速度が検出され
る。

【００４１】より詳しくは、図２の可動電極４６ａ〜４
６ｃ（４７ａ〜４７ｃ）は両側の固定電極４８ａ，４８
ｃ，４８ｅ（４９ａ，４９ｃ，４９ｅ）と４８ｂ，４８
ｄ，４８ｆ（４９ｂ，４９ｄ，４９ｆ）の中心に位置
し、可動電極と固定電極間の静電容量Ｃ１，Ｃ２は等し
い。そして、角速度が生じていないときにはＶ１＝Ｖ２
であり、可動電極４６ａ〜４６ｃ（４７ａ〜４７ｃ）は
固定電極４８ａ，４８ｃ，４８ｅ（４９ａ，４９ｃ，４
９ｅ）と４８ｂ，４８ｄ，４８ｆ（４９ｂ，４９ｄ，４
９ｆ）から等しい静電気力で引かれている。この状態か
ら、角速度の作用により可動電極４６ａ〜４６ｃ（４７
ａ〜４７ｃ）が変位すると、可動電極と固定電極との間
の距離が変わり静電容量Ｃ１，Ｃ２が等しくなくなる。
例えば、可動電極４６ａ〜４６ｃ（４７ａ〜４７ｃ）が
固定電極４８ａ，４８ｃ，４８ｅ（４９ａ，４９ｃ，４
９ｅ）側に変位したとすると、電圧Ｖ１が下がり、電圧
Ｖ２が上がる。

【００４２】このときに、静電気力が等しくなるよう
に、図２の固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆと
可動電極４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃ間の印加電圧
を制御する。つまり、静電気力の調整にて固定電極４８
ｂ，４８ｄ，４８ｆ（４９ｂ，４９ｄ，４９ｆ）を中点
位置に戻すようにする。即ち、可動電極４６ａ〜４６ｃ
（４７ａ〜４７ｃ）が中心位置に戻り静電容量Ｃ１，Ｃ
２が等しくなれば、角速度と静電気力が等しく釣り合っ
ており、このときの図２の固定電極４８ａ〜４８ｆ，４
９ａ〜４９ｆと可動電極４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７
ｃとの間の印加電圧から角速度の大きさを求めることが
できる。

【００４３】このようにしてサーボ機構（サーボ制御）
を採用すると、角速度の作用による構造体の変位を最小
限に抑えることができ、従って、センサの信頼性を高め
ることができる。

【００４４】次に、本実施形態における振動型角速度セ
ンサの製造方法を説明する。図６，７はそれぞれ、図１
のＡ−Ａ断面での製造プロセス断面図である。まず、図
６（ａ）に示すように、面方位（１００）のシリコン基
板（ウエハ）１を用意する。そして、熱酸化により、表
面に絶縁膜（ＳｉＯ₂ 膜）７１を成膜する。この絶縁膜
７１をパターニングして所定の領域を開口させ絶縁膜７
１をマスクとして異方性エッチングにより所定の位置に
絶縁体充填用トレンチ溝７２を形成する。この絶縁体充
填用トレンチ溝７２は後の工程にて図４に示す貫通孔４
０となるものである。なお、基板１の表面に絶縁膜（Ｓ
ｉＯ₂ 膜）７１を成膜せず、直接マスクにより同様の位
置に絶縁体充填用トレンチ溝７２を形成してもよい。

【００４５】さらに、図６（ｂ）に示すように、基板１
の表面に絶縁膜（ＳｉＯ₂ 膜）２を成膜し、絶縁体充填
用トレンチ溝７２を埋める。このトレンチ溝７２に充填
された絶縁膜２が、図４に示す構造における絶縁体１６
（２０，３０，５０ａ〜５０ｆ，５１ａ〜５１ｆ，５
７，５８）となる。

【００４６】なお、ここで、表面の凹凸が問題になる場
合は、絶縁膜２を必要とする膜厚以上に形成しておい
て、表面を研磨する。引き続き、図６（ｃ）に示すよう
に、絶縁膜２をパターニングして所定の貫通孔形成領域
Ｐ１での絶縁膜２を除去する。つまり、後のＳｉエッチ
ングにて貫通孔（図３（ａ）の貫通孔５，３９等）を形
成できるように所定領域の絶縁膜２を除去しておく。さ
らに、図７（ａ）に示すように、絶縁膜２上にスパッタ
や電子ビーム蒸着等によりＡｌ、Ｔｉ等の金属配線７３
を形成する。

【００４７】そして、図７（ｂ）に示すように、基板１
の裏面全面に絶縁膜（ＳｉＯ₂ 膜）７４を成膜する。さ
らに、絶縁膜７４をパターニングして裏面の所定領域を
開口する。そして、絶縁膜７４をマスクとしてシリコン
基板１を異方性エッチングして絶縁体充填用トレンチ溝
７２に達する凹部３を形成する。この凹部３の底面が薄
肉部４になる。なお、この際、表面はダメージを避ける
ためにワックスや樹脂等で保護することが肝要である。

【００４８】さらに、基板１の表面を保護したものを除
去する。その後、図３（ａ）に示すように、基板１の表
面より異方性エッチングにより基板１の薄肉部４におけ
る所定領域を除去して貫通孔５（および、図２の３６〜
３９）を形成する。これにより、アウター側およびイン
ナー側構造体１００，２００が区画形成される。

【００４９】このようにして、本構造が完成する。この
ように製造された振動型角速度センサにおいては、以下
のような特徴がある。

【００５０】一般に、インナー側構造体（加速度センサ
エレメント）２００にサーボ制御を用いると、信号の直
線性がよくなる、ダイナミックレンジが大きくなる等の
メリットがある。図１１，１２に示す従来の角速度セン
サにおいては、加速度センサエレメント３０７が、本例
のように、可動電極に対し固定電極が２セット交互に配
置されていないために（例えば、図２における４６ａに
対する４８ａおよび４８ｂ）、サーボをかけた場合、加
速度センサエレメント（梁を有する構造体）３０７に回
転トルクが生じ、それが分解能を悪くする要因となる。
また、図１１，１２に示す従来の角速度センサにおいて
は、加速度センサエレメント３０７の可動部が表面マイ
クロマシニングによって作られていた。つまり、上層Ｓ
ｉ層３０３を貫通させ、さらにその下の犠牲層３０２を
エッチング除去することによって加速度センサエレメン
ト３０７を形成している。そのため、２セットの固定電
極３１０，３１１を交互に配置することがプロセス上非
常に困難である。なお、それを実現するためには特開平
９−２１１０２２号公報に記載のような工程にて行うこ
ともできるが工程が複雑である。

【００５１】これに対し本実施形態では、図１，２の駆
動用の電極（櫛歯）９，１０，１３，１４および梁８ａ
〜８ｄと検出用の電極（櫛歯）４６ａ〜４６ｃ，４７ａ
〜４７ｃ，４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆおよび梁４
３，４４を同一の基板を貫通させることによって形成
し、所定の位置の絶縁体（貫通孔）１６，２０，３０，
５０ａ〜５０ｆ，５１ａ〜５１ｆ，５７，５８を図６の
トレンチ溝７２によるトレンチ分離を用いて形成してお
り、簡単なプロセスで２セットの固定電極４８ａ，４８
ｃ，４８ｅ，４９ａ，４９ｃ，４９ｅと４８ｂ，４８
ｄ，４８ｆ，４９ｂ，４９ｄ，４９ｆを交互に配置する
ことが可能である。また、等距離に配置することにより
インナー側構造体２００にサーボをかけた場合に回転ト
ルクが生じにくく分解能の悪化を回避することができ
る。

【００５２】また、従来の装置では図１２のｔ１にて示
すように上層Ｓｉ層３０３の厚さ分しか電極厚さを確保
することができなかったが（例えば１０μｍ）、本例で
はシリコン基板１の厚さとして５０〜１００μｍにでき
る。よって、電極（櫛歯）４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４
７ｃ，４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆの極板面積が大
きいため、信号が大きくなり、このことも分解能を良く
する原因となっている。さらに、インナー側構造体２０
０の厚さについても図１１，１２の装置に比べ厚くで
き、錘の質量を大きくして信号が大きくなる。このこと
によっても分解能を良くすることができる。

【００５３】このように、本実施の形態は、下記の特徴
を有する。 （イ）シリコン基板１に形成した貫通孔５により梁８ａ
〜８ｄを有するアウター側構造体１００を区画するとと
もに、アウター側構造体１００に形成した貫通孔３６〜
３９により梁４３，４４を有するインナー側構造体２０
０を区画し、さらに、アウター側構造体１００の角速度
検出用固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆおよび
インナー側構造体２００の角速度検出用可動電極４６ａ
〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃを、アウター側構造体１００
に形成した貫通孔内の絶縁体５０ａ〜５０ｆ，５１ａ〜
５１ｆ，５７，５８によって電気的に分離した。

【００５４】よって、シリコン基板１に形成した貫通孔
５，３６〜３９によりアウター側およびインナー側の構
造体１００，２００が形成されるとともに、角速度検出
用の固定および可動電極４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７
ｃ，４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆが電気的に分離さ
れる。その結果、インナー側構造体２００の厚さを５０
〜１００μｍ程度に厚くできるので、錘としての帯状部
４５の質量を大きくでき出力信号を大きくすることがで
きる。また、インナー側およびアウター側構造体１０
０，２００の厚さを５０〜１００μｍ程度に厚くできる
ので、対向電極の面積を大きくでき出力信号を大きくす
ることができる。

【００５５】また、アウター側構造体１００に形成した
貫通孔内の絶縁体５０ａ〜５０ｆ，５１ａ〜５１ｆ，５
７，５８により、アウター側構造体１００の角速度検出
用固定電極および可動電極４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４
７ｃ，４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆを電気的に分離
する構成をとったので、この角速度検出用固定電極およ
び可動電極をそれぞれ自由に絶縁できる。つまり、貫通
孔内の絶縁体５０ａ〜５０ｆ，５１ａ〜５１ｆ，５７，
５８を用いて櫛歯状電極等を自由なレイアウトで絶縁で
きる。 （ロ）さらに詳しい電極の分離構造として、インナー側
構造体２００の角速度検出用可動電極４６ａ〜４６ｃ，
４７ａ〜４７ｃは櫛歯状をなし、アウター側構造体１０
０の角速度検出用固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４
９ｆは、櫛歯状をなし、かつ、角速度検出用可動電極４
６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃの一側面に対向する第１
の電極４８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４９ａ，４９ｃ，４９
ｅと、角速度検出用可動電極４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜
４７ｃの他側面に対向する第２の電極４８ｂ，４８ｄ，
４８ｆ，４９ｂ，４９ｄ，４９ｆとにより構成し、さら
に、当該第１および第２の電極を、アウター側構造体１
００に形成した貫通孔内の絶縁体５０ａ〜５０ｆ，５１
ａ〜５１ｆによって、電気的に分離し、各第１の電極４
８ａ，４８ｃ，４８ｅ，４９ａ，４９ｃ，４９ｅを金属
配線５２で電気的に接続するとともに各第２の電極４８
ｂ，４８ｄ，４８ｆ，４９ｂ，４９ｄ，４９ｆを金属配
線５３で電気的に接続した。

【００５６】よって、角速度検出用可動電極４６ａ〜４
６ｃ，４７ａ〜４７ｃの両方の側面に対し第１と第２の
角速度検出用固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆ
を等距離をおいて配置することができる。その結果、更
に精度よく角速度を検出することができることとなる。

【００５７】つまり、図１１，１２に示す従来の構造で
は、プロセスの関係上、角速度検出用可動電極（３０
８，３０９）の両方の側面に対し第１と第２の角速度検
出用固定電極３１０，３１１を等距離をおいて配置する
ことが困難であり、サーボ機構を用いた場合に角速度検
出用可動電極３０８，３０９に回転トルクが発生しノイ
ズの原因となって分解能の低下を招きやすい。これに対
し本実施形態では、角速度検出用可動電極４６ａ〜４６
ｃ，４７ａ〜４７ｃの両方の側面に対し第１と第２の角
速度検出用固定電極４８ａ〜４８ｆ，４９ａ〜４９ｆを
等距離をおいて配置することができ、サーボ制御を行う
ときに回転トルクを生じにくくできる。 （ハ）図１の励振用の固定電極１３，１４は櫛歯状をな
し、金属配線１７，２１と電気的に接続するためのコン
タクトホール２３ａ〜２３ｅ，２４ａ〜２４ｅを、櫛歯
状固定電極１３，１４での各歯の並設方向に等距離をお
いて多数形成したので、それぞれの櫛歯が等電位になり
励振方向が斜めになりにくい。 （ニ）図２の励振用の可動電極１０は櫛歯状をなし、金
属配線３４と電気的に接続するためのコンタクトホール
３３ａ〜３３ｅを、櫛歯状可動電極１０での各歯の並設
方向に等距離をおいて多数形成したので、それぞれの櫛
歯が等電位になり励振方向が斜めになりにくい。 （ホ）図５に示すごとく、アウター側構造体１００にお
ける梁８ａ〜８ｄの上に、アウター側構造体１００から
の金属配線（３４）を延設したので、ワイヤーボンディ
ングを用いること無く配線を行うことができ、実用上好
ましいものとなる。 （ヘ）図１に示すように、平面形状として平行なる２辺
を有するアウター側構造体本体部７における一辺に、櫛
歯状をなす励振用の第１の可動電極９を配置するととも
に、アウター側構造体本体部７における当該辺と平行な
他の辺に、励振用の第１の可動電極９と導通し、櫛歯状
をなす励振用の第２の可動電極１０を配置し、さらに、
可動電極１０を金属配線２１に接続したので、励振方向
が斜めになりにくい。 （ト）角速度センサの製造方法として、図６（ａ）のよ
うに、シリコン基板１の表面における所定領域に絶縁体
充填用トレンチ溝７２を形成し、図６（ｂ）のように、
シリコン基板１の表面に絶縁膜２を堆積して絶縁体充填
用トレンチ溝７２を絶縁膜２で埋める。そして、図６
（ｃ）のように、絶縁膜２をパターニングして基板１の
貫通孔形成領域Ｐ１を開口し、図７（ａ）のように、絶
縁膜２上に金属配線７３を形成する。さらに、図７
（ｂ）のように、シリコン基板１の裏面からの異方性エ
ッチングにより絶縁体充填用トレンチ溝７２に達する凹
部３を形成し、凹部３の底面に薄肉部４を形成し、図３
（ａ）のように、シリコン基板１の薄肉部４に貫通孔
５，３６〜３９を形成し、シリコン基板１の表面に平行
な方向に励振するアウター側構造体１００と、角速度に
よりシリコン基板１の表面に平行な方向での励振方向Ｙ
に直交するＸ方向に移動するインナー側構造体２００を
区画形成した。

【００５８】その結果、（イ）に記載の角速度センサを
製造することができ、しかも、犠牲層エッチングの工程
が不要となり、プロセスが簡単になる。 （チ）半導体基板としてシリコン基板１を用いたので、
好ましいものになる。

【００５９】以下、本実施形態の応用例を説明する。こ
のような振動体を２個（２セット）接続し、それらを逆
相に振動させてもよい。この２つの振動体の出力の差を
とることにより、外乱加速度をフィルタリング除去する
ことが可能である。この場合、インナー側構造体の出力
（加速度センサエレメント）の和をとることにより、加
速度を測定することも可能であり、信号処理により加速
度、角速度を同時に測定するセンサを構成することもで
きる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００６０】図８は、図３に代わる本実施形態における
振動型角速度センサの断面図を示す。平面構造は図１，
２と同じである。角速度センサとしての動作は、第１の
実施の形態と同様であるので、動作についての説明は省
略する。

【００６１】本実施形態における振動型角速度センサ
は、第１実施形態に比べて、基板としてがＳＯＩ（Ｓil
icon on Ｉnsulator）基板８３を用いている点が主に
異なっている。つまり、図８（ａ）に示すようにシリコ
ン基板８０の上に絶縁膜（ＳｉＯ₂ 膜）８１を介してシ
リコン層８２が形成された基板を用いている。そして、
アウター側構造体１００における基板８３の裏面が絶縁
膜８１で覆われている。

【００６２】次に、本実施形態における振動型角速度セ
ンサの製造方法を説明する。図９（ａ），（ｂ），
（ｃ）、図１０（ａ），（ｂ）は図１のＡ−Ａ断面での
製造プロセスを示している。

【００６３】まず、図９（ａ）に示すように、面方位
（１００）のＳＯＩ基板（ウエハ）８３を用意する。そ
して、熱酸化により、表面に絶縁膜（ＳｉＯ₂ 膜）７１
を成膜する。この膜７１の所定の位置を開口した後、そ
れをマスクとして異方性エッチングにより所定の位置に
絶縁体充填用トレンチ溝７２を掘る。この時、ＳｉＯ₂
膜８１が露出した時にエッチングを終了する。

【００６４】なお、表面に絶縁膜７１を成膜せずに、直
接マスクにより同様の位置に絶縁体充填用トレンチ溝７
２を掘ってもよい。そして、図９（ｂ）に示すように、
基板８３の表面に絶縁膜（ＳｉＯ₂ 膜）２を成膜し、絶
縁体充填用トレンチ溝７２を埋める。ここで、表面の凹
凸が問題になる場合は、絶縁膜２を必要とする膜厚以上
に形成しておいて、表面を研磨する。

【００６５】さらに、図９（ｃ）に示すように、絶縁膜
２の所定の貫通孔形成位置Ｐ１を除去して開口させる。
そして、図１０（ａ）に示すように、絶縁膜２上にスパ
ッタや電子ビーム蒸着等によりＡｌ、Ｔｉ等の金属配線
７３を形成する。

【００６６】引き続き、図１０（ｂ）に示すように、基
板の裏面全面に絶縁膜（ＳｉＯ₂ 膜）７４を成膜しパタ
ーニングする。そして、異方性エッチングにより裏面の
所定の領域に凹部３を形成する。この時、絶縁膜（Ｓｉ
Ｏ₂ 膜）８１が露出した時にエッチングを終了する。な
お、この際、表面はダメージを避けるためにワックスや
樹脂等で保護することが肝要である。

【００６７】さらに、図８（ａ）に示すように、表面を
保護したものを除去後、表面より異方性エッチングによ
り所定の位置に貫通孔（５，３９等）を形成してアウタ
ー側およびインナー側構成体１００，２００を形成す
る。その結果、本構造が完成する。

【００６８】本実施形態は、ＳＯＩ基板８３により構造
体を形成しているため、図１０（ｂ）に示すプロセスに
おいてシリコン基板（シリコン層）８０が完全に除去さ
れたところでエッチングを終了させれば、この時点でＳ
ｉＯ₂ 膜８１はほとんどエッチングされないので、構造
体の厚さを一定にすることが比較的容易にできる。ま
た、裏面が絶縁体膜８１で覆われるため、裏面にゴミ等
が付着したとしても表面リークは回避される。

【００６９】このように本実施形態は下記の特徴を有す
る。 （イ）アウター側構造体１００の裏面を絶縁膜８１で覆
ったので、裏面にゴミ等が付着した時に表面リークが発
生しない。 （ロ）つまり、製造工程として半導体基板としてＳＯＩ
基板８３を用いると、アウター側構造体の裏面が絶縁膜
８１で覆われ、裏面にゴミ等が付着した時に表面リーク
が発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態における振動型角速度セン
サの平面図。

【図２】 図１の拡大図。

【図３】 振動型角速度センサの断面図。

【図４】 図１のＤ−Ｄ断面図。

【図５】 振動型角速度センサの一部拡大図。

【図６】 製造工程を説明するための断面図。

【図７】 製造工程を説明するための断面図。

【図８】 第２の実施の形態における振動型角速度セン
サの断面図。

【図９】 製造工程を説明するための断面図。

【図１０】 製造工程を説明するための断面図。

【図１１】 従来の振動型角速度センサの平面図。

【図１２】 図１２のＥ−Ｅ断面図。

【符号の説明】

１…シリコン基板、２…絶縁膜、３…凹部、４…薄肉
部、５…貫通孔、７…本体部、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ
…梁、９…第１の可動電極、１０…第２の可動電極、１
３…固定電極、１４…固定電極、１７…金属配線、２１
…金属配線、２３ａ〜２３ｅ…コンタクトホール、２４
ａ〜２４ｅ…コンタクトホール、３３ａ〜３３ｅ…コン
タクトホール、３４…金属配線、３６〜３９…貫通孔、
４３…梁、４４…梁、４６ａ〜４６ｃ…角速度検出用可
動電極、４７ａ〜４７ｃ…角速度検出用可動電極、４８
ａ〜４８ｆ…角速度検出用固定電極、４９ａ〜４９ｆ…
角速度検出用固定電極、５０ａ〜５０ｆ…絶縁体、５１
ａ〜５１ｆ…絶縁体、５２…金属配線、５３…金属配
線、５７…絶縁体、５８…絶縁体、７２…絶縁体充填用
トレンチ溝、７３…金属配線、８１…絶縁膜、８３…Ｓ
ＯＩ基板、１００…アウター側構造体、２００…インナ
ー側構造体

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板に形成した貫通孔により、梁
   を有し半導体基板の表面に平行な方向に励振するアウタ
   ー側構造体を区画するとともに、前記アウター側構造体
   に形成した貫通孔により、梁を有し角速度により半導体
   基板の表面に平行な方向での前記励振方向に直交する方
   向に移動するインナー側構造体を区画し、さらに、アウ
   ター側構造体の角速度検出用固定電極およびこの固定電
   極に対向する前記インナー側構造体の角速度検出用可動
   電極を、アウター側構造体に形成した貫通孔内の絶縁体
   によって、電気的に分離したことを特徴とする角速度セ
   ンサ。
2. 【請求項２】 前記インナー側構造体の角速度検出用可
   動電極は櫛歯状をなし、前記アウター側構造体の角速度
   検出用固定電極は、櫛歯状をなし、かつ、角速度検出用
   可動電極の一側面に対向する第１の電極と、角速度検出
   用可動電極の他側面に対向する第２の電極とにより構成
   し、さらに、当該第１および第２の電極を、アウター側
   構造体に形成した貫通孔内の絶縁体によって電気的に分
   離し、各第１の電極を金属配線で電気的に接続するとと
   もに各第２の電極を金属配線で電気的に接続した請求項
   １に記載の角速度センサ。
3. 【請求項３】 励振用の固定電極は櫛歯状をなし、金属
   配線と電気的に接続するためのコンタクトホールを、櫛
   歯状固定電極での各歯の並設方向に等距離をおいて多数
   形成した請求項１に記載の角速度センサ。
4. 【請求項４】 励振用の可動電極は櫛歯状をなし、金属
   配線と電気的に接続するためのコンタクトホールを、櫛
   歯状可動電極での各歯の並設方向に等距離をおいて多数
   形成した請求項１に記載の角速度センサ。
5. 【請求項５】 アウター側構造体における梁の上に、ア
   ウター側構造体からの金属配線を延設した請求項１に記
   載の角速度センサ。
6. 【請求項６】 平面形状として平行なる２辺を有するア
   ウター側構造体本体部における一辺に、櫛歯状をなす励
   振用の第１の可動電極を配置するとともに、アウター側
   構造体本体部における当該辺と平行な他の辺に、前記励
   振用の第１の可動電極と導通し、櫛歯状をなす励振用の
   第２の可動電極を配置し、さらに、いずれかの可動電極
   を金属配線に接続した請求項１に記載の角速度センサ。
7. 【請求項７】 アウター側構造体の裏面を絶縁膜で覆っ
   た請求項１に記載の角速度センサ。
8. 【請求項８】 半導体基板の表面における所定領域に絶
   縁体充填用トレンチ溝を形成する工程と、 半導体基板の表面に絶縁膜を堆積して前記絶縁体充填用
   トレンチ溝を絶縁膜で埋める工程と、 前記絶縁膜をパターニングして基板の貫通孔形成領域を
   開口する工程と、 前記絶縁膜上に金属配線を形成する工程と、 前記半導体基板の裏面からの異方性エッチングにより前
   記絶縁体充填用トレンチ溝に達する凹部を形成し、凹部
   の底面に薄肉部を形成する工程と、 前記半導体基板の薄肉部に貫通孔を形成し、半導体基板
   の表面に平行な方向に励振するアウター側構造体と、角
   速度により半導体基板の表面に平行な方向での前記励振
   方向に直交する方向に移動するインナー側構造体を区画
   形成する工程と、を有する角速度センサの製造方法。
9. 【請求項９】 半導体基板としてシリコン基板を用いた
   ことを特徴とする請求項８に記載の角速度センサの製造
   方法。
10. 【請求項１０】 半導体基板としてＳＯＩ基板を用いた
    ことを特徴とする請求項８に記載の角速度センサの製造
    方法。