JPH1172505A - 加速度センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンカ部に対しおもり可動電極を梁部（バネ
部）によって支持し、加速度が生じたときの梁部の変位
を検出して加速度検出を行うようにした加速度センサに
おいて、バネ部およびおもり可動電極の自重による変形
を低減し、精度よく加速度の検出を行う。 【解決手段】 基板３０上にアンカ部１１、固定電極１
４が固定され、おもり可動電極１２が梁部１３によって
アンカ部１１に支持されている。基板３０の表面と平行
な方向に加速度が生じたとき、梁部１３が弾性変形し
て、おもり可動電極１２の円周側面１２ａと固定電極１
４の円周側面１４ａとが接触し、所定値以上の加速度が
生じていることが検出される。ここで、梁部１３および
おもり可動電極１２の表面に、引っ張り応力を有する膜
１５が形成されており、この膜１５によって、梁部１３
およびおもり可動電極１２の自重による変形が抑制され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加速度センサおよ
びその製造方法に関するものであり、この加速度センサ
としては、例えばガス等の流量メータに内蔵されて地震
等の振動を感知し、ガス配管のバルブを閉塞するセンサ
として用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の加速度センサとしては、
Ｘ−Ｙ平面において、Ｘ、Ｙ方向の加速度をそれぞれ検
出し、それを合成することによって、Ｘ−Ｙ平面内のあ
らゆる方向の加速度を検出するようにしたものがある
（特開平６−１２３６３２号公報）。

【０００３】しかしながら、このものでは、Ｘ、Ｙ方向
の加速度をそれぞれ検出し、その検出結果を合成する必
要があるため、その合成のための計算回路が別途必要と
なるという問題がある。そこで、本出願人は、平面内多
方向の加速度を略同一感度で検出でき、しかもそれを小
型かつ簡単な構成で実現できる加速度センサを先に提案
した（特開平９−１４５７４０号公報参照）。この加速
度センサの平面構成を図１２に示す。また、図１２中の
Ａ−Ａ断面を図１３に示す。

【０００４】この図１２、図１３に示す加速度センサ
は、シリコンで構成された基板３０、アンカ部１１、お
もり可動電極１２、梁部１３、固定電極１４で構成され
ている。アンカ部１１は、円柱形状で、基板３０上に形
成されている。おもり可動電極１２は、円筒形状で、基
板３０と所定の間隔を有して平行に設けられており、基
板３０と垂直方向の略円柱状側面、すなわち円周状に形
成された円周側面１２ａを有している梁部１３は、一端
がアンカ部１１に固定され他端がおもり可動電極１２に
固定されており、おもり可動電極１２をアンカ部１１に
対して支持する。この梁部１３は、複数本（図では４
本）設けられており、それぞれを、平面的に見て円弧の
一部となる形状にし、また断面において横の長さに対す
る縦の長さの比を大きくした形状にすることによって、
基板３０の表面に対し平行方向に弾性変形するバネ部を
構成している。

【０００５】固定電極１４は、内側が円柱をくり抜いた
形状で、おもり可動電極１２の外側に所定の間隔を隔て
て基板３０上に形成されており、おもり可動電極１２の
円周側面１２ａに対向する円周側面１４ａを有してい
る。なお、アンカ部１１、おもり可動電極１２、梁部１
３、固定電極１４は、シリコン膜をエッチングして形成
されたものであって、それぞれの表面に導電性をもたせ
るために不純物が導入されている。従って、おもり可動
電極１２の円周側面１２ａは導電性の検出面となり、固
定電極１４の円周側面１４ａは導電性の被検出面とな
る。また、アンカ部１１、固定電極１４は、図１３に示
すように、酸化膜２１、２２によって基板上に固定され
ている。

【０００６】そして、上記した構成により、基板３０の
表面と平行な方向に加速度が生じたとき、基板３０の表
面と平行な方向におもり可動電極１２が変位し、おもり
可動電極１２の検出面１２ａと固定電極１４の被検出面
１４ａとが接触する。この接触状態を、図示しない検出
回路により検出することによって、加速度が検出され
る。

【０００７】また、おもり可動電極１２の検出面１２ａ
と固定電極１４の被検出面１４ａとが対向するようにそ
れぞれの円周側面を形成しているため、加速度が基板３
０の表面と平行な何れの方向から生じても、加速度の検
出を行うことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した加速度センサ
に対し、本発明者等がさらに検討を進めた結果、以下に
示すような問題があることが判明した。すなわち、上述
した加速度センサを用いて低加速度の検出を行う場合、
梁部１３におけるバネ定数を小さくする必要があるが、
梁部１３およびおもり可動電極１２が自重により変形す
ると、おもり可動電極１２の検出面１２ａと固定電極１
４の被検出面１４ａに位置ずれが生じ、検出面１２ａと
被検出面１４ａの接触面積が減って、安定した加速度検
出ができなくなる。また、梁部１３およびおもり可動電
極１２が図１４に示すように変形したときには、おもり
可動電極１２が変位しにくくなり、この場合も安定した
加速度検出ができなくなる。

【０００９】本発明は上記問題に鑑みたもので、バネ部
およびおもり可動電極の自重による変形を低減し、精度
よく加速度検出を行うことができるようにすることを第
１の目的とする。また、バネ部およびおもり可動電極が
自重により変形しても、精度よく加速度検出を行うこと
ができるようにすることを第２の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、バネ部（１３）
が重力方向に変形するのを抑制する膜（１５）を少なく
ともバネ部（１３）に形成したことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明においては、おもり可動電
極（１２）に反重力方向の力を作用させる膜（１５）を
少なくともバネ部（１３）に形成したことを特徴として
いる。

【００１１】このような膜（１５）を形成することによ
り、バネ部（１３）およびおもり可動電極（１２）の自
重による変形を低減することができ、精度よく加速度検
出を行うことができる。上述した膜（１５）としては、
請求項３に記載したように、おもり可動電極（１２）に
反重力方向の力を作用させる応力を有するものを用いる
ことができ、具体的には、請求項４に記載したように、
引っ張り応力を有するものを用いることができる。

【００１２】この場合、請求項５に記載したように、膜
（１５）として、バネ部（１３）とおもり可動電極（１
２）を基板（３０）の表面に略平行に維持する応力を有
するものとすれば、バネ部（１３）とおもり可動電極
（１２）の変形がないため、より精度よく加速度検出を
行うことができる。また、請求項１に記載の、バネ部
（１３）が重力方向に変形するのを抑制する膜（１５）
としては、請求項６に記載したように、形状記憶合金を
用いて形成することができる。

【００１３】請求項７に記載の発明においては、アンカ
部（１１）、おもり可動電極（１２）、バネ部（１３）
および固定電極（１４）を、厚さが一定の部材（５０）
を加工して形成したものとし、その際、部材（５０）
を、基板（３０）と反対側の表面においてアンカ部（１
１）からおもり可動電極（１２）にかけて連続した面と
するとともに、かつ厚さを、おもり可動電極（１２）お
よびバネ部（１３）においてアンカ部（１１）および固
定電極（１４）より小さくしたことを特徴としている。

【００１４】従って、おもり可動電極（１２）、バネ部
（１３）が自重で垂れて、おもり可動電極（１２）の円
周側面（１２ａ）の位置が低くなっても、固定電極（１
４）の円周側面（１４ａ）が厚さ方向に広くなっている
ため、おもり可動電極（１２）の円周側面（１２ａ）と
固定電極（１４）の円周側面（１４ａ）の接触を良好に
し、精度よく加速度検出を行うことができる。また、お
もり可動電極（１２）およびバネ部（１３）の膜厚を、
アンカ部（１１）および固定電極（１４）より小さくし
ているため、おもり可動電極（１２）、バネ部（１３）
が自重で垂れても基板（３０）に接触しないようにする
ことができる。

【００１５】請求項８に記載の発明においては、第１の
半導体基板（５０）の一面側に凹部（５３）を形成し、
この第１の半導体基板（５０）を第２の半導体基板（５
４、５５、６０〜６３）と貼り合わせ、この後に、第１
の半導体基板（５０）の他面側から凹部（５３）が形成
された領域をエッチングすることにより、アンカ部（１
１）、おもり可動電極（１２）、バネ部（１３）および
固定電極（１４）を形成している。従って、この製造方
法によれば、請求項７に記載の加速度センサを半導体技
術を用いて適切に製造することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。 （第１実施形態）図１に本発明の第１実施形態を示す断
面構成を示す。この断面図は、図１３に対応したもので
ある。

【００１７】この実施形態では、梁部１３およびおもり
可動電極１２の表面に、引っ張り応力を有する変形制御
用薄膜１５を形成している。この変形制御用薄膜１５を
形成することにより、おもり可動電極１２に反重力方向
の力を作用させ、梁部１３がおもり可動電極１２の重力
によって重力方向に変形するのを抑制することができ
る。すなわち、変形制御用薄膜１５を形成することによ
り、おもり可動電極１２の重力によるモーメント（曲げ
とねじれによるモーメント）が梁部１３に作用するのを
抑制でき、梁部１３の変形を低減することができる。

【００１８】上述した引っ張り応力を有する変形制御用
薄膜１５としては、例えば窒化膜や引っ張り応力を有す
る金属膜を用いることができる。従って、図１に示す実
施形態によれば、梁部１３およびおもり可動電極１２の
変形を抑制することができるので、基板３０の表面に平
行な方向に所定値以上の加速度が生じたとき、おもり可
動電極１２の検出面１２ａと固定電極１４の被検出面１
４ａが良好に接触し、精度よく加速度検出を行うことが
できる。

【００１９】次に、図１に示す加速度センサに対し、ポ
リシリコンを埋め込んで貼り合わせた基板を用いて加速
度センサを構成した実施形態について説明する。図２
に、その加速度センサの断面構成を示し、図３、図４
に、その製造方法を示す。まず、図３、図４に従ってこ
の実施形態における加速度センサの製造方法について説
明する。 〔図３（ａ）の工程〕まず、単結晶のシリコン基板（第
１の半導体基板）４０を用意し、このシリコン基板４０
にアライメント用の溝４０ａをトレンチエッチングによ
り形成する。この後、シリコン基板４０の上に、犠牲層
用薄膜としてのシリコン酸化膜４１をＣＶＤ法等により
成膜する。さらに、シリコン酸化膜４１の一部をエッチ
ングして凹部４１ａを形成する。この凹部４１ａは、後
述する犠牲層エッチング工程において、おもり可動電極
１２が表面張力等で基板３０に付着する場合に、その付
着面積を減らす突起を設けるために形成する。 〔図３（ｂ）の工程〕次に、シリコン酸化膜４１の上
に、犠牲層エッチング時のエッチングストッパとなるシ
リコン窒化膜（第１の絶縁体薄膜）４２を成膜し、シリ
コン窒化膜４２とシリコン酸化膜４１との積層体に対し
フォトリソグラフィを経てドライエッチング等によりア
ンカ部形成領域に開口部を形成する。この開口部は、梁
構造体と基板とを接続するためのものである。

【００２０】引き続き、開口部を含むシリコン窒化膜４
２の上に、ポリシリコン薄膜を０．５〜２μｍ程度の膜
厚で成膜し、その成膜中または成膜後に不純物を導入し
て導電性薄膜とする。さらに、そのポリシリコン薄膜を
フォトリソグラフィを経てパターニングし、開口部を含
むシリコン窒化膜４２上の所定領域に不純物ドープトポ
リシリコン薄膜４３を形成する。なお、ポリシリコン薄
膜のフォトリソグラフィ工程において、ポリシリコン薄
膜が薄いので、ポリシリコン薄膜の下でのシリコン窒化
膜４２の開口部の形状を透視することができ、フォトマ
スク合わせを正確に行うことができる。

【００２１】この後、ポリシリコン薄膜４３上に窒化膜
４４を形成する。そして、窒化膜４４の上に、シリコン
酸化膜（第２の絶縁体薄膜）４５を成膜し、さらにシリ
コン酸化膜４５の上に、貼り合わせ用薄膜としてのポリ
シリコン薄膜４６を成膜し、貼り合わせのためにポリシ
リコン薄膜４６の表面を機械的研磨等により平坦化す
る。 〔図３（ｃ）の工程〕次に、シリコン基板４０とは別の
単結晶シリコン基板（第２の半導体基板）４７を用意
し、ポリシリコン薄膜４６とシリコン基板４７とを貼り
合わせる。さらに、シリコン基板４０、４７を表裏逆に
して、シリコン基板４０側を機械的研磨等を行い薄膜化
する。その際、シリコン基板４０に形成した溝４０ａの
深さまで研磨を行うと、シリコン酸化膜４１の層が出現
し、研磨における硬度が変化するため、研磨の終点を容
易に検出することができる。

【００２２】また、シリコン基板４０を電極とするため
に、シリコン基板４０にリン拡散等により不純物を導入
する。 〔図３（ｄ）の工程〕次に、アルミ電極４８ａ、４８ｂ
を、成膜・フォトリソグラフィによって形成する。さら
に、変形制御用薄膜（例えば、窒化膜）１５を、成膜・
フォトリソグラフィによって形成する。 〔図４（ａ）の工程〕この後、梁構造体のパターンのフ
ォトリソグラフィを経て、アンカ部１１、おもり可動電
極１２、梁部１３、固定電極１４の形成を行う。梁構造
体のエッチングに用いるマスクとしては、フォトレジス
トのようなソフトマスクでも酸化膜のようなハードマス
クでもよい。 〔図４（ｂ）の工程〕次に、ＨＦ系のエッチング液を用
いた犠牲層エッチングによりシリコン酸化膜４１をエッ
チング除去し、おもり可動電極１２、梁部１３を可動と
する。その際、エッチング後の乾燥工程でおもり可動電
極１２、梁部１３が基板３０に固着するのを防止するた
め、バラジクロルベンゼン等の昇華剤を用いる。

【００２３】この後、おもり可動電極１２、固定電極１
４における検出面１２ａ、被検出面１４ａの接点の接触
抵抗を低減するため、接点電極４９ａ、４９ｂを形成す
る。例えば、接触抵抗の小さい金をメッキにより成膜し
て接点電極４９ａ、４９ｂを形成する。なお、接点電極
４９ａ、４９ｂの形成は、ＨＦ系のエッチンング液に耐
性のある薄膜を使用するときには、ＨＦエッチングの前
に形成してもよい。

【００２４】このようにして図２に示す加速度センサが
構成される。この加速度センサにおいて、アンカ部１
１、固定電極１４に形成されたそれぞれのアルミ電極４
８ａ、４８ｂは、図示しない検出回路にワイヤボンディ
ングを用いて結線されており、それぞれのアルミ電極４
８ａ、４８ｂに所定の電位差が設定されている。また、
シリコン基板４０によりアンカ部１１、おもり可動電極
１２、梁部１３、固定電極１４が構成されているので、
アンカ部１１に形成されたアルミ電極４８ａとおもり可
動電極１２の接点電極４９ａ間は電気的に導通した状態
になっており、固定電極１４に形成されたアルミ電極４
８ｂと接点電極４９ｂ間も電気的に導通した状態になっ
ている。

【００２５】また、変形制御用薄膜１５が梁部１３およ
びおもり可動電極１２の表面に形成されているため、梁
部１３がおもり可動電極１２の重力によって重力方向に
変形するのが抑制されている。なお、変形制御用薄膜１
５は、図４（ａ）の工程前に成膜し、フォトリソにて梁
部１３および可動電極１２の表面にのみ残るように形成
する。

【００２６】そして、基板３０の表面に平行な方向に所
定値以上の加速度が生じたとき、おもり可動電極１２が
変位し、おもり可動電極１２の接点電極４９ａが、固定
電極１４の接点電極４９ｂに接触する。このとき、おも
り可動電極１２の変形が抑制されているため、接点電極
４９ａ、４９ｂ間の接触面積を十分確保することができ
る。この接点電極４９ａ、４９ｂ間の接触によって、ア
ルミ電極４８ａ、４８ｂ間に電流が流れ、図示しない検
出回路は、所定値以上の加速度が生じたことを検出す
る。

【００２７】なお、アンカ部１１の下部に形成したポリ
シリコン薄膜４３を導電性薄膜としており、このポリシ
リコン薄膜４３の電位を、おもり可動電極１２の電位と
同電位に設定することによって、おもり可動電極１２と
基板３０間に働く静電気力をなくし、おもり可動電極１
２が基板３０側に変位するのを防止することができる。

【００２８】また、上述した実施形態においては、梁部
１３およびおもり可動電極１２の両方に変形制御用薄膜
１５を形成するものを示したが、図５に示すように、梁
部１３にのみ変形制御用薄膜１５を形成するようにして
もよい。この場合、変形制御用薄膜１５によるおもり可
動電極１２の反りを抑えることができる。なお、上述し
たように、変形制御用薄膜１５の応力によって梁部１３
の変形を低減することができるが、その応力を、梁部１
３とおもり可動電極１２を基板３０の表面に略平行に維
持する大きさにすれば、加速度が生じたとき、おもり可
動電極１２の検出面１２ａを基板３０の表面に略平行に
変位させることができるため、検出精度を一層高めるこ
とができる。

【００２９】また、梁部１３がおもり可動電極１２の重
力によって重力方向に変形するのを抑制する膜として、
変形制御用薄膜１５を用いるものを示したが、形状記憶
合金で形成された膜を用いるようにしてもよい。この場
合、梁部１３およびおもり可動電極１２が変形する前に
形状記憶合金を成膜、熱処理して形状を記憶させ、その
後、梁部１３およびおもり可動電極１２が変形した時
に、再度、熱処理を行って変形する前の形に戻すように
する。 （第２実施形態）上記した第１実施形態では、梁部１３
およびおもり可動電極１２の自重による変形を低減する
ものを示したが、この実施形態では、梁部１３およびお
もり可動電極１２が自重により変形しても、精度よく加
速度検出を行うことができるようにしている。

【００３０】図６に、この実施形態における加速度セン
サの断面構成を示す。図に示すように、基板３０はシリ
コン基板５４と絶縁膜５５で構成されており、この絶縁
膜５５の上に、アンカ部１１、おもり可動電極１２、梁
部１３、固定電極１４が形成されている。アンカ部１
１、おもり可動電極１２、梁部１３、固定電極１４は、
厚さが一定のシリコン基板５０をエッチング加工により
形成したものであり、シリコン基板５０は、基板３０と
反対側の表面においてアンカ部１１からおもり可動電極
１２にかけて連続した面となっており、かつその厚さ
が、おもり可動電極１２およびバネ部１３においてアン
カ部１１および固定電極１４より小さくなっている。

【００３１】また、アンカ部１１、固定電極１４には、
アルミ電極５６ａ、５６ｂがそれぞれ形成され、おもり
可動電極１２、固定電極１４の側壁には、接点電極５７
ａ、５７ｂがそれぞれ形成されている。なお、接点電極
５７ａの表面がおもり可動電極１２の検出面１２ａとな
っており、接点電極５７ｂの表面が固定電極１４の被検
出面１４ａとなっている。

【００３２】このような構造とすることにより、おもり
可動電極１２、梁部１３が自重で垂れて、おもり可動電
極１２の側壁に形成された接点電極５７ｂの位置が低く
なっても、固定電極１４の側壁に形成された接点電極５
７ａが厚さ方向に広くなっているため、接点電極５７ｂ
と接点電極５７ａの接触を良好にし、正確な加速度検出
を行うことができる。また、おもり可動電極１２、梁部
１３を薄く形成することにより、可動電極１２、梁部１
３が自重で垂れても、基板３０に接触しないようにする
ことができる。

【００３３】次に、上記した加速度センサの製造方法に
ついて図７、図８に示す工程図に従って説明する。 〔図７（ａ）の工程〕まず、単結晶のシリコン基板（第
１の半導体基板）５０を用意し、このシリコン基板５０
にアライメント用の溝５１をトレンチエッチングにより
形成する。 〔図７（ｂ）の工程〕シリコン基板５０の上にシリコン
酸化膜５２をＣＶＤ法等により成膜し、図に示すように
パターニングする。 〔図７（ｃ）の工程〕この後、シリコン酸化膜５２をマ
スクとして、ＴＭＡＨ、ＫＯＨ等のアルカリ溶液でシリ
コン基板５０をエッチングし、凹部５３を形成する。こ
の後、シリコン基板５０表面のシリコン酸化膜５２をＨ
Ｆ等のエッチング液で除去する。 〔図７（ｄ）の工程〕次に、シリコン基板５０を、熱酸
化膜（絶縁膜）５５が形成された単結晶シリコン基板
（第２の半導体基板）５４と貼り合わせ、シリコン基板
５０、５４を表裏逆にする。 〔図８（ａ）の工程〕シリコン基板５０側を機械的研磨
等を行い薄膜化する。その際、シリコン基板５０に形成
した溝５１の深さまで研磨を行う。また、シリコン基板
５０を電極とするために、シリコン基板５０にリン拡散
等により不純物を導入する。 〔図８（ｂ）の工程〕次に、アルミ電極５６ａ、５６ｂ
を、成膜・フォトリソグラフィによって形成する。 〔図８（ｃ）の工程〕次に、梁構造体のパターンのフォ
トリソグラフィを経て、アンカ部１１、おもり可動電極
１２、梁部１３、固定電極１４の形成を行う。この場
合、シリコン基板５０において凹部５３が形成された膜
厚が小さい領域を、ドライエッチングして、おもり可動
電極１２、梁部１３を形成する。このことにより、可動
電極２および梁部１３を、アンカ部１１および固定電極
１４より薄く形成することができる。なお、梁構造体の
エッチングに用いるマスクとしては、フォトレジストの
ようなソフトマスクでも酸化膜のようなハードマスクで
もよい。この後、おもり可動電極１２、固定電極１４に
接点電極５７ａ、５７ｂをそれぞれ形成する。

【００３４】このようにして図６に示す加速度センサが
構成される。上述した製造方法によれば、ドライエッチ
ングを行って構造体を可動にすることができるため、第
１実施形態のような構造体を可動にするための犠牲層エ
ッチングおよびエッチング後の乾燥工程を不要にするこ
とができる。また、図６に示す構造の加速度センサに対
し、アンカ部１１、おもり可動電極１２、梁部１３、固
定電極１４の下部に下部電極を形成して構成することも
できる。例えば、図９に示すように、シリコン基板６０
上に絶縁膜６１を形成し、その上に下部電極をなすポリ
シリコン薄膜（導電性薄膜）６２を形成する。このポリ
シリコン薄膜６２による下部電極を設けることにより、
下部電極を通し外部に配線して電極を取り出すようにす
ることができる。

【００３５】この場合の製造方法について、図１０、図
１１に示す工程図を参照して説明する。まず、第１の半
導体基板であるシリコン基板５０について、図７（ａ）
から図７（ｃ）に示すのと同様の方法で、シリコン基板
５０に凹部５３を形成する。第２の半導体基板について
は、図１０（ａ）に示すように、単結晶シリコン基板６
０を用意し、その両面に熱酸化膜６１およびポリシリコ
ン薄膜６２を形成する。この後、図１０（ｂ）に示すよ
うに、ポリシリコン薄膜６２をパターニングし、さら
に、図１０（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜６３を
ＣＶＤ法により形成して、ポリシリコン薄膜６２の段差
を埋める。このとき、その表面を研磨して凹凸をなく
す。

【００３６】そして、図１１（ａ）に示すように、第２
の半導体基板のポリシリコン薄膜６２が形成された面と
第１の半導体基板の凹部５３が形成された面を接合し
て、両基板を貼り合わせる。この後は、図１１（ｂ）〜
（ｄ）の工程（図８に示すのと同様の工程）において、
シリコン基板５０側を薄膜化し、アルミ電極５６ａ、５
６ｂを形成し、ドライエッチングによってアンカ部１
１、おもり可動電極１２、梁部１３、固定電極１４を形
成する。さらに、おもり可動電極１２、固定電極１４に
接点電極５７ａ、５７ｂをそれぞれ形成する。

【００３７】このようにして図９に示す加速度センサが
構成される。なお、上記第１、第２実施形態に示す加速
度センサにおいて、基板３０、アンカ部１１、おもり可
動電極１２、梁部１３、固定電極１４としては、特開平
９−１４５７４０号公報に開示されているように種々の
変形が可能である。例えば、基板３０として半導体基板
以外にガラス基板を用いるようにしてもよい。また、固
定電極１４の円周側面１４ａに突起を設けて、おもり可
動電極１２の円周側面１２ａが接触するときの接触圧力
を高めるようにしてもよい。さらに、固定電極１４を中
央に設け、その外周におもり可動電極１２、梁部１３、
アンカ部１１を形成するようにしてもよい。さらに、梁
部１３としては、渦巻き形状のバネ（スパイラルバネ）
としてもよい。

【００３８】また、おもり可動電極１２の円周側面１２
ａと固定電極１４の円周側面１４ａとの距離の変化に基
づいて加速度検出を行う場合、おもり可動電極１２の円
周側面１２ａと固定電極１４の円周側面１４ａの接触状
態を検出するものの他、おもり可動電極１２の円周側面
１２ａと固定電極１４の円周側面１４ａとの間の静電容
量を測定して加速度検出を行うようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における加速度センサの
断面図である。

【図２】シリコンの貼り合わせ基板を用いて加速度セン
サを構成した実施形態を示す断面図である。

【図３】図２に示す加速度センサの製造工程を示す断面
図である。

【図４】図３に続く製造工程を示す断面図である。

【図５】図２に示す加速度センサの他の構成を示す断面
図である。

【図６】本発明の第２実施形態における加速度センサの
断面図である。

【図７】図６に示す加速度センサの製造工程を示す断面
図である。

【図８】図７に続く製造工程を示す断面図である。

【図９】図６に示す加速度センサの他の構成を示す断面
図である。

【図１０】図９に示す加速度センサの製造工程を示す断
面図である。

【図１１】図１０に続く製造工程を示す断面図である。

【図１２】従来の加速度センサの平面図である。

【図１３】図１２に示す加速度センサの断面図である。

【図１４】図１２、図１３に示す加速度センサの問題点
を説明する断面図である。

【符号の説明】

１１…アンカ部、１２…おもり可動電極、１３…梁部、
１４…固定電極、１５…変形制御用薄膜、３０…基板。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（３０）と、 前記基板（３０）上に固定して配設されたアンカ部（１
   １）と、 円周側面を有するおもり可動電極（１２）と、 一端が前記アンカ部（１１）に固定され他端が前記おも
   り可動電極（１２）に固定されており、前記基板（３
   ０）の表面と平行な方向に加速度が生じたとき、弾性変
   形して、前記おもり可動電極（１２）を前記基板（３
   ０）の表面と平行な方向に変位させるバネ部（１３）
   と、 前記基板（３０）上に固定して配設され、前記可動電極
   （１２）の前記円周側面（１２ａ）と所定間隔を隔てて
   対向する円周側面（１４ａ）を有する固定電極（１４）
   とを備え、 前記おもり可動電極（１２）の前記円周側面（１２ａ）
   と前記固定電極（１４）の前記円周側面（１４ａ）との
   距離の変化に基づいて加速度を検出するようにした加速
   度センサであって、 前記バネ部（１３）が重力方向に変形するのを抑制する
   膜（１５）を少なくとも前記バネ部（１３）に形成した
   ことを特徴とする加速度センサ。
2. 【請求項２】 基板（３０）と、 前記基板（３０）上に固定して配設されたアンカ部（１
   １）と、 円周側面を有するおもり可動電極（１２）と、 一端が前記アンカ部（１１）に固定され他端が前記おも
   り可動電極（１２）に固定されており、前記基板（３
   ０）の表面と平行な方向に加速度が生じたとき、弾性変
   形して、前記おもり可動電極（１２）を前記基板（３
   ０）の表面と平行な方向に変位させるバネ部（１３）
   と、 前記基板（３０）上に固定して配設され、前記可動電極
   （１２）の前記円周側面（１２ａ）と所定間隔を隔てて
   対向する円周側面（１４ａ）を有する固定電極（１４）
   とを備え、 前記おもり可動電極（１２）の前記円周側面（１２ａ）
   と前記固定電極（１４）の前記円周側面（１４ａ）との
   距離の変化に基づいて加速度を検出するようにした加速
   度センサであって、 前記おもり可動電極（１２）に反重力方向の力を作用さ
   せる膜（１５）を少なくとも前記バネ部（１３）に形成
   したことを特徴とする加速度センサ。
3. 【請求項３】 前記膜（１５）は、前記おもり可動電極
   （１２）に反重力方向の力を作用させる応力を有するも
   のであることを特徴とする請求項１又は２に記載の加速
   度センサ。
4. 【請求項４】 前記膜（１５）は、前記バネ部（１３）
   における前記基板（３０）と反対側の表面に形成され
   て、引っ張り応力を有するものであることを特徴とする
   請求項３に記載の加速度センサ。
5. 【請求項５】 前記膜（１５）は、前記バネ部（１３）
   と前記おもり可動電極（１２）を前記基板（３０）の表
   面に略平行に維持する応力を有するものである請求項３
   又は４に記載の加速度センサ。
6. 【請求項６】 前記膜（１５）は、形状記憶合金で形成
   されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度セ
   ンサ。
7. 【請求項７】 基板（３０）と、 前記基板（３０）上に固定して配設されたアンカ部（１
   １）と、 円周側面を有するおもり可動電極（１２）と、 一端が前記アンカ部（１１）に固定され他端が前記おも
   り可動電極（１２）に固定されており、前記基板（３
   ０）の表面と平行な方向に加速度が生じたとき、弾性変
   形して、前記おもり可動電極（１２）を前記基板（３
   ０）の表面と平行な方向に変位させるバネ部（１３）
   と、 前記基板（３０）上に固定して配設され、前記可動電極
   （１２）の前記円周側面（１２ａ）と所定間隔を隔てて
   対向する円周側面（１４ａ）を有する固定電極（１４）
   とを備え、 前記おもり可動電極（１２）の前記円周側面（１２ａ）
   と前記固定電極（１４）の前記円周側面（１４ａ）とが
   接触したときに加速度を検出するようにした加速度セン
   サであって、 前記アンカ部（１１）、前記おもり可動電極（１２）、
   前記バネ部（１３）および前記固定電極（１４）は、厚
   さが一定の部材（５０）を加工して形成されたものであ
   って、前記部材（５０）は、前記基板（３０）と反対側
   の表面において前記アンカ部（１１）から前記おもり可
   動電極（１２）にかけて連続した面となっており、かつ
   厚さが前記おもり可動電極（１２）および前記バネ部
   （１３）において前記アンカ部（１１）および前記固定
   電極（１４）より小さくなっていることを特徴とする加
   速度センサ。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の加速度センサを製造す
   る方法であって、 前記部材をなす第１の半導体基板（５０）の一面側に凹
   部（５３）を形成する工程と、 この第１の半導体基板（５０）の前記凹部（５３）が形
   成された一面と前記基板をなす第２の半導体基板（５
   ４、５５、６０〜６３）の一面を接合して前記第１の半
   導体基板（５０）と前記第２の半導体基板（５４、５
   ５、６０〜６３）を貼り合わせる工程と、 前記第１の半導体基板（５０）の他面側から前記凹部
   （５３）が形成された領域をエッチングして、前記アン
   カ部（１１）、前記おもり可動電極（１２）、前記バネ
   部（１３）および前記固定電極（１４）を形成する工程
   とを有することを特徴とする加速度センサの製造方法。