JPH1151967A - 多軸加速度センサ及びその製造方法 - Google Patents
多軸加速度センサ及びその製造方法Info
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- JPH1151967A JPH1151967A JP9215075A JP21507597A JPH1151967A JP H1151967 A JPH1151967 A JP H1151967A JP 9215075 A JP9215075 A JP 9215075A JP 21507597 A JP21507597 A JP 21507597A JP H1151967 A JPH1151967 A JP H1151967A
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- G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
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- G01P2015/0808—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/082—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for two degrees of freedom of movement of a single mass
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の加速度センサでは、加速度の１軸方向
の検出に限定されたが、１つのセンサエレメントで加速
度の２軸もしくは３軸方向の加速度が測定可能で低コス
トの多軸加速度センサを得る。 【解決手段】 １つのセンサエレメント内に面内２軸、
面外１軸変位が可能な可動電極構造を作成し、それぞれ
の検出軸に一定の空隙を介して検出用固定電極を設けて
可動電極ー固定電極の容量変化を検出することにより２
軸もしくは３軸の加速度成分を検出する。センサの動特
性の調整は、可動電極の質量と可動電極を支持する梁の
構造、長さ、断面の長さ比で行う。
の検出に限定されたが、１つのセンサエレメントで加速
度の２軸もしくは３軸方向の加速度が測定可能で低コス
トの多軸加速度センサを得る。 【解決手段】 １つのセンサエレメント内に面内２軸、
面外１軸変位が可能な可動電極構造を作成し、それぞれ
の検出軸に一定の空隙を介して検出用固定電極を設けて
可動電極ー固定電極の容量変化を検出することにより２
軸もしくは３軸の加速度成分を検出する。センサの動特
性の調整は、可動電極の質量と可動電極を支持する梁の
構造、長さ、断面の長さ比で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動計測や車両制
御や運動制御などに利用される、２軸もしくは３軸同時
に計測可能な容量検出型加速度センサ及びその製造方法
に関するものである。
御や運動制御などに利用される、２軸もしくは３軸同時
に計測可能な容量検出型加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】運動する物体にかかる加速度を検出する
センサには、圧電式、歪ゲージ式、差動トランスを利用
した磁気方式、およびコンデンサの容量変化を検出する
容量式など各種のものがある。近年、特に半導体のマイ
クロマシニング技術を応用した加速度センサとして、機
械的外力により電気抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を利
用した加速度センサ、並びにコンデンサの容量の変化を
検出することで加速度を算出する加速度センサが注目を
集めている。これらは、装置の小型化、量産性、高精度
化および高信頼性などの長所をもつ。特に、コンデンサ
の容量の変化から加速度を電気的に検出する加速度セン
サについては、特開平８−３２０９０号公報などがあ
る。
センサには、圧電式、歪ゲージ式、差動トランスを利用
した磁気方式、およびコンデンサの容量変化を検出する
容量式など各種のものがある。近年、特に半導体のマイ
クロマシニング技術を応用した加速度センサとして、機
械的外力により電気抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を利
用した加速度センサ、並びにコンデンサの容量の変化を
検出することで加速度を算出する加速度センサが注目を
集めている。これらは、装置の小型化、量産性、高精度
化および高信頼性などの長所をもつ。特に、コンデンサ
の容量の変化から加速度を電気的に検出する加速度セン
サについては、特開平８−３２０９０号公報などがあ
る。
【０００３】図９は特開平８−３２０９０号公報に記載
された従来の容量型加速度センサの一例を示す説明図で
あり、図９（ａ）は平面、図９（ｂ）は断面を示してい
る。シリコンの質量体である可動電極１が梁３を通して
アンカー部２で支持された構造となっている。その質量
体の側面には、固定電極ａ４、ｂ５が一定の空隙をおい
て形成されており、質量体１と固定電極４ａ、５ｂで、
図２に示すコンデンサ１０，１１を形成しいてる。図９
のＡ−Ａ断面図に見られるように、これら補助支持部７
を含むセンサ構造はガラス基板ａ８とガラス基板ｂ９に
陽極接合法等によって接合されており、コンデンサを形
成する領域は密封封止されている。このコンデンサ１
０、１１がセンサエレメント１２を構成している。加速
度による慣性力が質量体１のｘ方向に作用すると、質量
体１はｘ方向に変位する。この変位によって、質量体１
と固定電極４、５間の電気容量が一方で増加（Ｃｘ１＝
Ｃ＋ΔＣ）、他方で減少（Ｃｘ２＝Ｃ―ΔＣ）する。
された従来の容量型加速度センサの一例を示す説明図で
あり、図９（ａ）は平面、図９（ｂ）は断面を示してい
る。シリコンの質量体である可動電極１が梁３を通して
アンカー部２で支持された構造となっている。その質量
体の側面には、固定電極ａ４、ｂ５が一定の空隙をおい
て形成されており、質量体１と固定電極４ａ、５ｂで、
図２に示すコンデンサ１０，１１を形成しいてる。図９
のＡ−Ａ断面図に見られるように、これら補助支持部７
を含むセンサ構造はガラス基板ａ８とガラス基板ｂ９に
陽極接合法等によって接合されており、コンデンサを形
成する領域は密封封止されている。このコンデンサ１
０、１１がセンサエレメント１２を構成している。加速
度による慣性力が質量体１のｘ方向に作用すると、質量
体１はｘ方向に変位する。この変位によって、質量体１
と固定電極４、５間の電気容量が一方で増加（Ｃｘ１＝
Ｃ＋ΔＣ）、他方で減少（Ｃｘ２＝Ｃ―ΔＣ）する。
【０００４】この容量変化を例えば、 Ｖｏｕｔ＝Ｃｘ１／（Ｃｘ１＋Ｃｘ２）・Ｖｓ となる容量―電圧変換回路を有するＩＣ化した検出チッ
プ（ＡＳＩＣ）により電圧出力に変換して、当該加速度
を電圧出力として取り出すことができる。ここで、Ｖｏ
ｕｔは電圧出力、Ｖｓは入力電圧である。
プ（ＡＳＩＣ）により電圧出力に変換して、当該加速度
を電圧出力として取り出すことができる。ここで、Ｖｏ
ｕｔは電圧出力、Ｖｓは入力電圧である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記加速度センサの場
合は、１軸方向（ｘ方向）の加速度測定に限定されてし
まい、２軸もしくは３軸方向の加速度を測定する場合に
は、それぞれ２つのセンサエレメントとＡＳＩＣを必要
とし、このためセンサエレメントとＡＳＩＣを収納する
パッケージも大きくなり、コストアップとなってしまう
という問題があった。
合は、１軸方向（ｘ方向）の加速度測定に限定されてし
まい、２軸もしくは３軸方向の加速度を測定する場合に
は、それぞれ２つのセンサエレメントとＡＳＩＣを必要
とし、このためセンサエレメントとＡＳＩＣを収納する
パッケージも大きくなり、コストアップとなってしまう
という問題があった。
【０００６】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、２軸もしくは３軸
方向の加速度が測定可能で低コストの多軸加速度センサ
及びその製造方法を提供することにある。
になされたものであり、その目的は、２軸もしくは３軸
方向の加速度が測定可能で低コストの多軸加速度センサ
及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成によ
る多軸検出加速度センサは、単結晶シリコンからなり、
ウエハ面内に１つ以上の質量体を有し、この質量体を複
数の方向に変位可能とする１つ以上の梁で保持し、加速
度による質量体の複数の方向の変位を静電容量で検出す
る変位検出手段を有し、複数の軸方向の加速度検出をす
るものである。
る多軸検出加速度センサは、単結晶シリコンからなり、
ウエハ面内に１つ以上の質量体を有し、この質量体を複
数の方向に変位可能とする１つ以上の梁で保持し、加速
度による質量体の複数の方向の変位を静電容量で検出す
る変位検出手段を有し、複数の軸方向の加速度検出をす
るものである。
【０００８】本発明の第２の構成による多軸検出加速度
センサは、２つの質量体、これを保持する梁を有し、２
つの質量体及び梁構造が面内直交する位置に配置され、
各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対向して１つ以
上の固定電極が一定の空隙を介して設けられており、各
固定電極が梁、質量体と電気的に絶縁され、面内方向２
軸の加速度を検出するものである。
センサは、２つの質量体、これを保持する梁を有し、２
つの質量体及び梁構造が面内直交する位置に配置され、
各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対向して１つ以
上の固定電極が一定の空隙を介して設けられており、各
固定電極が梁、質量体と電気的に絶縁され、面内方向２
軸の加速度を検出するものである。
【０００９】本発明の第３の構成による多軸検出加速度
センサは、２つの質量体、これを保持する梁を有し、２
つの質量体及び梁構造が面内直交する位置に配置され、
各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対向して１つ以
上の固定電極が一定の空隙を介して設けられており、各
質量体の面外方向に１つ以上の固定電極が一定の空隙を
介して対向する基板上に設けられており、各固定電極が
梁、質量体と電気的に絶縁され、各質量体が面内１軸、
面外方向１軸の加速度を検出し、面内方向２軸、面外方
向１軸の加速度を検出するものである。
センサは、２つの質量体、これを保持する梁を有し、２
つの質量体及び梁構造が面内直交する位置に配置され、
各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対向して１つ以
上の固定電極が一定の空隙を介して設けられており、各
質量体の面外方向に１つ以上の固定電極が一定の空隙を
介して対向する基板上に設けられており、各固定電極が
梁、質量体と電気的に絶縁され、各質量体が面内１軸、
面外方向１軸の加速度を検出し、面内方向２軸、面外方
向１軸の加速度を検出するものである。
【００１０】本発明の第４の構成による多軸検出加速度
センサは、面内１軸に変位する質量体ａ及びこれを保持
する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部に形
成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保持す
る梁構造は質量体ａ変位方向と直交変位する構造となっ
ており、各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対向し
て１つ以上の固定電極が一定の空隙を介して設けられて
おり、各固定電極が梁、質量体と電気的に絶縁され、面
内方向の２軸の加速度を検出するものである。
センサは、面内１軸に変位する質量体ａ及びこれを保持
する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部に形
成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保持す
る梁構造は質量体ａ変位方向と直交変位する構造となっ
ており、各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対向し
て１つ以上の固定電極が一定の空隙を介して設けられて
おり、各固定電極が梁、質量体と電気的に絶縁され、面
内方向の２軸の加速度を検出するものである。
【００１１】本発明の第５の構成による多軸検出加速度
センサは、面内１軸に変位する質量体ａ及びこれを保持
する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部に形
成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保持す
る梁構造は質量体ａ変位方向と面内で直交変位する構造
となっており、質量体ｂの梁端部が質量体ｂの周辺部に
形成された質量体ｃにつながっており、質量体ｃを保持
する梁構造は面外方向に変位する構造となっており、各
質量体の加速度検出方向に対向して１つ以上の固定電極
が一定の空隙を介して設けられており、各固定電極が
梁、質量体と電気的に絶縁され、面内方向２軸、面外方
向１軸の加速度を検出するものである。
センサは、面内１軸に変位する質量体ａ及びこれを保持
する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部に形
成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保持す
る梁構造は質量体ａ変位方向と面内で直交変位する構造
となっており、質量体ｂの梁端部が質量体ｂの周辺部に
形成された質量体ｃにつながっており、質量体ｃを保持
する梁構造は面外方向に変位する構造となっており、各
質量体の加速度検出方向に対向して１つ以上の固定電極
が一定の空隙を介して設けられており、各固定電極が
梁、質量体と電気的に絶縁され、面内方向２軸、面外方
向１軸の加速度を検出するものである。
【００１２】本発明の第６の構成による多軸検出加速度
センサは、面外１軸に変位する質量体ａ及びこれを保持
する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部に形
成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保持す
る梁構造は面内１軸に変位する構造となっており、質量
体ｂの梁端部が質量体ｂの周辺部に形成された質量体ｃ
につながっており、質量体ｃを保持する梁構造は質量体
ｂの変位方向と面内で直交する変位構造となっており、
各質量体の加速度検出方向に対向して１つ以上の固定電
極が一定の空隙を介して設けられており、各固定電極が
梁、質量体と電気的に絶縁され、面内方向２軸、面外方
向１軸の加速度を検出するものである。
センサは、面外１軸に変位する質量体ａ及びこれを保持
する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部に形
成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保持す
る梁構造は面内１軸に変位する構造となっており、質量
体ｂの梁端部が質量体ｂの周辺部に形成された質量体ｃ
につながっており、質量体ｃを保持する梁構造は質量体
ｂの変位方向と面内で直交する変位構造となっており、
各質量体の加速度検出方向に対向して１つ以上の固定電
極が一定の空隙を介して設けられており、各固定電極が
梁、質量体と電気的に絶縁され、面内方向２軸、面外方
向１軸の加速度を検出するものである。
【００１３】本発明の第７の構成による多軸検出加速度
センサは、加速度検出方向の１軸もしくは２軸もしくは
３軸に、自己診断用のアクチュエーション電極を設けた
ものである。
センサは、加速度検出方向の１軸もしくは２軸もしくは
３軸に、自己診断用のアクチュエーション電極を設けた
ものである。
【００１４】本発明の第８の構成による多軸検出加速度
センサは、面内方向の検出電極またはアクチュエーショ
ン電極の少なくとも一方に、質量体と電極が相対する部
分に櫛形形状の重なりを設けたものである。
センサは、面内方向の検出電極またはアクチュエーショ
ン電極の少なくとも一方に、質量体と電極が相対する部
分に櫛形形状の重なりを設けたものである。
【００１５】本発明の第９の構成による多軸検出加速度
センサは、面内方向の検出電極、もしくはアクチュエー
ション電極、もしくは検出電極、アクチュエーション電
極共に、質量体を中空スリット構造とし、中空スリット
構造中に電極を設けたものである。
センサは、面内方向の検出電極、もしくはアクチュエー
ション電極、もしくは検出電極、アクチュエーション電
極共に、質量体を中空スリット構造とし、中空スリット
構造中に電極を設けたものである。
【００１６】本発明の第１０の構成による多軸検出加速
度センサの製造方法は、加速度センサ構造をガラスもし
くは絶縁膜を有するシリコン基板で３層密閉構造とし、
センサ素子の上部もしくは周辺部にＩＣ化された検出回
路を設ける工程と、上記加速度センサ構造の周辺を取り
囲む支持部を設ける工程と、センサ素子及び検出回路を
パッケージで密閉する工程とを備えたものである。
度センサの製造方法は、加速度センサ構造をガラスもし
くは絶縁膜を有するシリコン基板で３層密閉構造とし、
センサ素子の上部もしくは周辺部にＩＣ化された検出回
路を設ける工程と、上記加速度センサ構造の周辺を取り
囲む支持部を設ける工程と、センサ素子及び検出回路を
パッケージで密閉する工程とを備えたものである。
【００１７】
実施の形態１
【００１８】図１は本発明の実施の形態１の構成を示す
構造図であり、３軸加速度検出可能な加速度センサエレ
メントの正面図、Ａ−Ａ断面図を示す。図において、平
面図（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平面図、平面
図（ｂ）はガラス基板ｂ９を接合した平面図である。図
１に示す３軸加速度センサは基板に平行な面内方向の一
軸と基板の法線（Ｚ）方向の加速度を検出するセンサエ
レメントを２個配置して３軸加速度を検出する方式であ
る。質量体ａ１２は梁３を通してアンカー部２でガラス
基板ａ８と接合している。質量体ａ１２とｘ軸方向に対
向する面に一定の空隙をおいて固定電極ａ１４、固定電
極ｂ１５を設けており、図２に示すコンデンサＣｘ１
（１０）、コンデンサＣｘ２（１１）を形成している。
質量体ａ１２はｘ軸方向及びｚ軸方向に印加された加速
度により変位する構造となっている。一方、質量体ｂ１
３及び固定電極ｃ１６、固定電極ｄ１７は質量体ａ１
２、固定電極ａ１４及び固定電極ｂ１５を９０度回転し
た構造である。質量体ｂ１５と固定電極ｃ１６、固定電
極ｄ１７は図４に示すコンデンサＣｙ１（２３）、Ｃｙ
２（２４）を形成している。質量体ｂ１３はｙ軸方向及
びｚ軸方向に印加された加速度により変位する。
構造図であり、３軸加速度検出可能な加速度センサエレ
メントの正面図、Ａ−Ａ断面図を示す。図において、平
面図（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平面図、平面
図（ｂ）はガラス基板ｂ９を接合した平面図である。図
１に示す３軸加速度センサは基板に平行な面内方向の一
軸と基板の法線（Ｚ）方向の加速度を検出するセンサエ
レメントを２個配置して３軸加速度を検出する方式であ
る。質量体ａ１２は梁３を通してアンカー部２でガラス
基板ａ８と接合している。質量体ａ１２とｘ軸方向に対
向する面に一定の空隙をおいて固定電極ａ１４、固定電
極ｂ１５を設けており、図２に示すコンデンサＣｘ１
（１０）、コンデンサＣｘ２（１１）を形成している。
質量体ａ１２はｘ軸方向及びｚ軸方向に印加された加速
度により変位する構造となっている。一方、質量体ｂ１
３及び固定電極ｃ１６、固定電極ｄ１７は質量体ａ１
２、固定電極ａ１４及び固定電極ｂ１５を９０度回転し
た構造である。質量体ｂ１５と固定電極ｃ１６、固定電
極ｄ１７は図４に示すコンデンサＣｙ１（２３）、Ｃｙ
２（２４）を形成している。質量体ｂ１３はｙ軸方向及
びｚ軸方向に印加された加速度により変位する。
【００１９】図１平面図（ａ）において面内ｘ軸方向に
加速度が加わると、質量体ａ１２がｘ軸方向に変位し、
図２に示すコンデンサＣｘ１（１０）及びＣｘ２（１
１）の静電容量が変化する。一方質量体ｂ１３はｘ軸方
向には高い剛性を持っているので、ｘ軸方向の加速度に
対しては変位しない。同様にｙ軸方向に加速度が加わる
と質量体ｂ１３がｙ軸方向に変位し、図２に示すコンデ
ンサＣｙ１（２３）及びＣｙ２（２４）の静電容量が変
化する。これら静電容量変化を信号処理回路を通して電
圧出力に変換して面内方向（Ｘ，Ｙ）の２軸加速度を検
出できる。
加速度が加わると、質量体ａ１２がｘ軸方向に変位し、
図２に示すコンデンサＣｘ１（１０）及びＣｘ２（１
１）の静電容量が変化する。一方質量体ｂ１３はｘ軸方
向には高い剛性を持っているので、ｘ軸方向の加速度に
対しては変位しない。同様にｙ軸方向に加速度が加わる
と質量体ｂ１３がｙ軸方向に変位し、図２に示すコンデ
ンサＣｙ１（２３）及びＣｙ２（２４）の静電容量が変
化する。これら静電容量変化を信号処理回路を通して電
圧出力に変換して面内方向（Ｘ，Ｙ）の２軸加速度を検
出できる。
【００２０】図１平面図（ｂ）及びＡ−Ａ断面図（ｃ）
において、質量体ａ１２、質量体ｂ１３の上下にはガラ
ス基板ａ８上及びガラス基板ｂ９上に一定の空隙を介し
て固定電極ｅ１８、固定電極ｆ１９が設けられており、
図２に示すコンデンサＣｚ１（２５）、コンデンサＣｚ
２（２６）を形成している。固定電極ｅ１８、固定電極
ｆ１９は各々ｚ軸固定電極用アイランド電極２２と電気
的に接続されている。質量体ａ１２、質量体ｂ１３共に
ｚ方向の加速度が加わると質量体位置が変位し、図２に
示すコンデンサＣｚ１（２５）及びＣｚ２（２６）の静
電容量が変化する。この静電容量変化を信号処理回路を
通して電圧出力に変換して面外（ｚ軸）方向の加速度を
検出できる。
において、質量体ａ１２、質量体ｂ１３の上下にはガラ
ス基板ａ８上及びガラス基板ｂ９上に一定の空隙を介し
て固定電極ｅ１８、固定電極ｆ１９が設けられており、
図２に示すコンデンサＣｚ１（２５）、コンデンサＣｚ
２（２６）を形成している。固定電極ｅ１８、固定電極
ｆ１９は各々ｚ軸固定電極用アイランド電極２２と電気
的に接続されている。質量体ａ１２、質量体ｂ１３共に
ｚ方向の加速度が加わると質量体位置が変位し、図２に
示すコンデンサＣｚ１（２５）及びＣｚ２（２６）の静
電容量が変化する。この静電容量変化を信号処理回路を
通して電圧出力に変換して面外（ｚ軸）方向の加速度を
検出できる。
【００２１】各固定電極及び中間電極は電極バッド６を
介してワイヤボンディングにより外部信号処理回路と接
続されている。図１に示すセンサ構造は図９に示したセ
ンサ構造と同様に、ガラス基板ａ８とガラス基板ｂ９に
陽極接合法等によって接合されており、コンデンサを形
成する領域は密封封止されている。したがって、センサ
素子の破壊を防止するために用いられる高価な金属パッ
ケージ、セラミックパッケージ等を必要とせず、汎用Ｉ
Ｃ等に用いられる安価なプラスチックパッケージにより
センサ素子及びＡＳＩＣをパッケージングすることが可
能であり、小型で安価な多軸加速度センサが可能であ
る。
介してワイヤボンディングにより外部信号処理回路と接
続されている。図１に示すセンサ構造は図９に示したセ
ンサ構造と同様に、ガラス基板ａ８とガラス基板ｂ９に
陽極接合法等によって接合されており、コンデンサを形
成する領域は密封封止されている。したがって、センサ
素子の破壊を防止するために用いられる高価な金属パッ
ケージ、セラミックパッケージ等を必要とせず、汎用Ｉ
Ｃ等に用いられる安価なプラスチックパッケージにより
センサ素子及びＡＳＩＣをパッケージングすることが可
能であり、小型で安価な多軸加速度センサが可能であ
る。
【００２２】図１において、質量体ａ１２及び質量体ｂ
１３を支持する梁構造３は片持梁の２本構造としたが、
１本以上複数本の梁でも可能である。また、図９に示し
たような両持梁構造でも可能である。各軸への質量体変
位量は梁の剛性すなわち梁の長さ、幅、厚さの比で決ま
る。面内方向（ｘ、ｙ軸）変位と面外方向（ｚ軸）変位
の梁の剛性を同程度に設定すると、面内（面外）方向に
加わった加速度により面外（面内）にも変位してしまい
軸方向による感度の独立性が失われる可能性がある。し
たがって、梁の寸法を調整して面内、面外方向への梁剛
性を異ならせることが必要である。
１３を支持する梁構造３は片持梁の２本構造としたが、
１本以上複数本の梁でも可能である。また、図９に示し
たような両持梁構造でも可能である。各軸への質量体変
位量は梁の剛性すなわち梁の長さ、幅、厚さの比で決ま
る。面内方向（ｘ、ｙ軸）変位と面外方向（ｚ軸）変位
の梁の剛性を同程度に設定すると、面内（面外）方向に
加わった加速度により面外（面内）にも変位してしまい
軸方向による感度の独立性が失われる可能性がある。し
たがって、梁の寸法を調整して面内、面外方向への梁剛
性を異ならせることが必要である。
【００２３】図１に示すセンサ構造では、質量体ａ１２
を支持する梁と質量体ｂ１３を支持する梁のｚ軸方向の
剛性が同一として、質量体ａ１２、質量体ｂ１３のｚ軸
検出用固定電極を同一としたが、梁剛性が異なる場合は
どちらか一方の質量体上下に固定電極ｅ１８、固定電極
ｆ１９を設けてもよい。もしくは各々の質量体上下に面
外方向検出用固定電極を設けて、各質量体で独立にｚ軸
方向の変位を検出してもよい。各質量体で独立にｚ軸変
位を検出する場合は、図２に示すコンデンサ構造にさら
に一組ｚ軸検出用コンデンサが加わる。また、質量体ａ
１２を支持する梁３のｚ軸方向の剛性と質量体ｂ１３を
支持する梁３のｚ軸方向の剛性を異なるようにして各質
量体で独立にｚ軸方向の変位を検出すれば、幅広い加速
度範囲で精度のよい検出が可能となる。
を支持する梁と質量体ｂ１３を支持する梁のｚ軸方向の
剛性が同一として、質量体ａ１２、質量体ｂ１３のｚ軸
検出用固定電極を同一としたが、梁剛性が異なる場合は
どちらか一方の質量体上下に固定電極ｅ１８、固定電極
ｆ１９を設けてもよい。もしくは各々の質量体上下に面
外方向検出用固定電極を設けて、各質量体で独立にｚ軸
方向の変位を検出してもよい。各質量体で独立にｚ軸変
位を検出する場合は、図２に示すコンデンサ構造にさら
に一組ｚ軸検出用コンデンサが加わる。また、質量体ａ
１２を支持する梁３のｚ軸方向の剛性と質量体ｂ１３を
支持する梁３のｚ軸方向の剛性を異なるようにして各質
量体で独立にｚ軸方向の変位を検出すれば、幅広い加速
度範囲で精度のよい検出が可能となる。
【００２４】図１に示すセンサ構造では３軸の検出加速
度範囲は同一である必要はなく、梁３の剛性すわわち梁
３の寸法を調整することにより、用途に応じて各軸の検
出加速度範囲を変更することができる。また３軸検出が
必要でなく、面内２軸検出のみ必要な場合は固定電極ｅ
１８、固定電極ｆ１９を除けばよい。面内１軸、面外１
軸検出のみ必要な場合は、質量体ｂ１３及びこれに対向
する固定電極ｃ１６、固定電極ｄ１７を除けば可能であ
る。
度範囲は同一である必要はなく、梁３の剛性すわわち梁
３の寸法を調整することにより、用途に応じて各軸の検
出加速度範囲を変更することができる。また３軸検出が
必要でなく、面内２軸検出のみ必要な場合は固定電極ｅ
１８、固定電極ｆ１９を除けばよい。面内１軸、面外１
軸検出のみ必要な場合は、質量体ｂ１３及びこれに対向
する固定電極ｃ１６、固定電極ｄ１７を除けば可能であ
る。
【００２５】図１のセンサ構造は上下ガラスで密封封止
されており、質量体可動方向には固定電極が適当な空隙
をおいて設けられているため、過大な衝撃が加わっても
固定電極がストッパとなるので、耐衝撃性に対して優れ
た構造である。
されており、質量体可動方向には固定電極が適当な空隙
をおいて設けられているため、過大な衝撃が加わっても
固定電極がストッパとなるので、耐衝撃性に対して優れ
た構造である。
【００２６】図３は本発明の実施の形態１の多軸加速度
センサの製造方法を示す説明図である。半導体リソグラ
フィー技術及びウエットエッチングまたはドライエッチ
ングを用いてシリコンデバイスウエハ２７の表裏面にエ
ッチング溝ａ２８、エッチング溝ｂ２９を形成する（同
図ａ）。エッチング溝の深さは数μｍ程度である。この
エッチング溝の深さが質量体とｚ軸方向検出用固定電極
との空隙となる。エッチング溝形成後、デバイスウエハ
２７の表裏面に不純物拡散を行い、デバイスウエハ２７
の導電性を高めてもよい。次に、半導体リソグラフィー
技術及びスパッタ成膜、蒸着等成膜技術により固定電極
ｆ１９を表面上にパターン形成したガラス基板ａ８とデ
バイスウエハ２７を陽極接合法等を用いて接合する（同
図ｂ）。固定電極ｆ１９の材質は、ガラスと密着性が良
く、後述するドライエッチングに侵されず、シリコンと
の接合の際に変質しない金属（Ｃｒ／Ａｕなど）であれ
ばよい。またエッチング溝ａ２８はデバイスウエハ２７
とガラス基板ａ８接合後形成してもよい。
センサの製造方法を示す説明図である。半導体リソグラ
フィー技術及びウエットエッチングまたはドライエッチ
ングを用いてシリコンデバイスウエハ２７の表裏面にエ
ッチング溝ａ２８、エッチング溝ｂ２９を形成する（同
図ａ）。エッチング溝の深さは数μｍ程度である。この
エッチング溝の深さが質量体とｚ軸方向検出用固定電極
との空隙となる。エッチング溝形成後、デバイスウエハ
２７の表裏面に不純物拡散を行い、デバイスウエハ２７
の導電性を高めてもよい。次に、半導体リソグラフィー
技術及びスパッタ成膜、蒸着等成膜技術により固定電極
ｆ１９を表面上にパターン形成したガラス基板ａ８とデ
バイスウエハ２７を陽極接合法等を用いて接合する（同
図ｂ）。固定電極ｆ１９の材質は、ガラスと密着性が良
く、後述するドライエッチングに侵されず、シリコンと
の接合の際に変質しない金属（Ｃｒ／Ａｕなど）であれ
ばよい。またエッチング溝ａ２８はデバイスウエハ２７
とガラス基板ａ８接合後形成してもよい。
【００２７】次に，デバイスウエハ２７上に半導体リソ
グラフィー技術及び成膜技術により金属パッド６をデバ
イスウエハ２７上に形成する（図示せず）。その後デバ
イスウエハ２７上に半導体リソグラフィー技術を用いて
フォトレジストをパターニングする。このフォトレジス
トパターンによりセンサ構造体が決定される（同図
ｃ）。フォトレジスト２７をエッチングマスクとしてデ
バイスウエハ２７を高アスペクト比ドライエッチングに
より垂直に貫通エッチングを施す（同図ｃ）。このエッ
チングにより本センサの主要構成部である質量体、梁、
固定電極などが形成される。ドライエッチングのエッチ
ングマスクはフォトレジストに限らず、パターニングし
たシリコン酸化膜等の絶縁膜、金属膜でも可能である。
グラフィー技術及び成膜技術により金属パッド６をデバ
イスウエハ２７上に形成する（図示せず）。その後デバ
イスウエハ２７上に半導体リソグラフィー技術を用いて
フォトレジストをパターニングする。このフォトレジス
トパターンによりセンサ構造体が決定される（同図
ｃ）。フォトレジスト２７をエッチングマスクとしてデ
バイスウエハ２７を高アスペクト比ドライエッチングに
より垂直に貫通エッチングを施す（同図ｃ）。このエッ
チングにより本センサの主要構成部である質量体、梁、
固定電極などが形成される。ドライエッチングのエッチ
ングマスクはフォトレジストに限らず、パターニングし
たシリコン酸化膜等の絶縁膜、金属膜でも可能である。
【００２８】次に，あらかじめ固定電極ｅ１８を表面に
形成したガラス基板ｂ９とデバイスウエハ２７を陽極接
合法等により接合し、ウエハ製造工程が完了する。その
後センサチップをダイシングにより切り離してパッケー
ジに接合し、ＩＣ化した検出チップ（ＡＳＩＣ）とセン
サチップをワイヤボンディングで接続する。ＡＳＩＣは
センサチップと別に設置してもよいが、小型化のために
センサチップ上にダイボンダ剤等により接合してもよ
い。パッケージは金属パッケージ、セラミックパッケー
ジなどを用いてもよいが、センサチップが密閉構造とな
っているので安価なプラスチックパッケージを利用でき
る。
形成したガラス基板ｂ９とデバイスウエハ２７を陽極接
合法等により接合し、ウエハ製造工程が完了する。その
後センサチップをダイシングにより切り離してパッケー
ジに接合し、ＩＣ化した検出チップ（ＡＳＩＣ）とセン
サチップをワイヤボンディングで接続する。ＡＳＩＣは
センサチップと別に設置してもよいが、小型化のために
センサチップ上にダイボンダ剤等により接合してもよ
い。パッケージは金属パッケージ、セラミックパッケー
ジなどを用いてもよいが、センサチップが密閉構造とな
っているので安価なプラスチックパッケージを利用でき
る。
【００２９】図３ではデバイスウエハ２７の厚みをその
まま構造体として使用しているが、構造体厚みを薄くし
たい場合は図３（ｂ）でデバイスウエハ２７とガラス基
板ａ８と接合後、デバイスウエハ２７を研磨、電気化学
エッチング等を用いて薄くすればよい。この場合デバイ
スウエハ２７の厚み調整後、エッチング溝ａ２８を形成
する必要がある。
まま構造体として使用しているが、構造体厚みを薄くし
たい場合は図３（ｂ）でデバイスウエハ２７とガラス基
板ａ８と接合後、デバイスウエハ２７を研磨、電気化学
エッチング等を用いて薄くすればよい。この場合デバイ
スウエハ２７の厚み調整後、エッチング溝ａ２８を形成
する必要がある。
【００３０】図１及び図３では平面内固定電極及びアン
カー部を上部ガラス基板ｂ９と接合していないが、接合
してもかまわない。平面内固定電極及びアンカー部を上
部ガラスと接合するセンサ構造では、図３に示す製造方
法の順番を変更してセンサデバイス２７とガラス基板ｂ
９をガラス基板ａ８より先に接合してもよい。
カー部を上部ガラス基板ｂ９と接合していないが、接合
してもかまわない。平面内固定電極及びアンカー部を上
部ガラスと接合するセンサ構造では、図３に示す製造方
法の順番を変更してセンサデバイス２７とガラス基板ｂ
９をガラス基板ａ８より先に接合してもよい。
【００３１】図１及び図３ではｚ軸方向検出用の空隙と
して図３（ａ）に示すようにデバイスウエハ２７にエッ
チング溝を加工したが、ガラス基板ａ８及びガラス基板
ｂ９に空隙を設けても構わない。
して図３（ａ）に示すようにデバイスウエハ２７にエッ
チング溝を加工したが、ガラス基板ａ８及びガラス基板
ｂ９に空隙を設けても構わない。
【００３２】図１に示すセンサ構造では、デバイスウエ
ハ２７上に電極パッド６を形成した後にガラス基板ｂ９
を接合しているが、図４に示すようにガラス基板ｂ９を
接合後電極パッド６を形成してもよい。図４において、
ガラス基板ｂ９の電極取り出し用穴は適当なテーパーを
つけて加工されている。デバイスウエハ２７とガラス基
板ｂ９を接合後、電極パッド６をメタルマスク等を用い
てパターン成膜する。信号取り出しのワイヤボンドはガ
ラス基板ｂ９上に形成した電極パターンに接続する。図
４に示す電極構造により、デバイスウエハ２７の電極パ
ターンを小型化することができ、センサのより小型化、
低価格化が可能となる。
ハ２７上に電極パッド６を形成した後にガラス基板ｂ９
を接合しているが、図４に示すようにガラス基板ｂ９を
接合後電極パッド６を形成してもよい。図４において、
ガラス基板ｂ９の電極取り出し用穴は適当なテーパーを
つけて加工されている。デバイスウエハ２７とガラス基
板ｂ９を接合後、電極パッド６をメタルマスク等を用い
てパターン成膜する。信号取り出しのワイヤボンドはガ
ラス基板ｂ９上に形成した電極パターンに接続する。図
４に示す電極構造により、デバイスウエハ２７の電極パ
ターンを小型化することができ、センサのより小型化、
低価格化が可能となる。
【００３３】図１及び図３ではセンサ構造を密封封止す
る上下の基板としてガラスを用いているが、絶縁膜を有
するシリコン基板でも構わない。シリコン基板を用いた
場合、センサ構造と上下の基板の線膨張係数が同一であ
るので、周辺温度変化に対するセンサ特性変化を小さく
することができる。
る上下の基板としてガラスを用いているが、絶縁膜を有
するシリコン基板でも構わない。シリコン基板を用いた
場合、センサ構造と上下の基板の線膨張係数が同一であ
るので、周辺温度変化に対するセンサ特性変化を小さく
することができる。
【００３４】実施の形態２．図５は本発明の実施の形態
２の多軸加速度センサの構成を示す構造図である。図に
おいて、平面図（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平
面、平面図（ｂ）はガラス基板ｂ９を接合した平面を示
している。図５のセンサ構造は実施の形態１において図
１で示したセンサ構造を櫛歯型にして、アクチュエーシ
ョン電極ａ３１、アクチュエーション電極ｂ３２を付加
し、ｚ軸検出用電極を分割して、検出用固定電極ｅ１８
の他にアクチュエーション電極ｃ３３を設けている。各
アクチュエーション電極は、固定電極と平行に、固定電
極−質量体間距離と等間隔に配置する。アクチュエーシ
ョン電極ａ３１、アクチュエーション電極ｂ３２はガラ
ス基板ａ８と接合している。中間電極ａ２０とアクチュ
エーション電極ａ３１間に電位差を与えると静電引力に
より質量体ａ１２がアクチュエーション電極ａ３１の方
向に移動する。この移動量を固定電極ａ４および固定電
極ｂ５と質量体ａ１２間の静電容量変化として検出する
ことにより、ｘ軸方向のセンサ感度の自己診断が可能と
なる。
２の多軸加速度センサの構成を示す構造図である。図に
おいて、平面図（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平
面、平面図（ｂ）はガラス基板ｂ９を接合した平面を示
している。図５のセンサ構造は実施の形態１において図
１で示したセンサ構造を櫛歯型にして、アクチュエーシ
ョン電極ａ３１、アクチュエーション電極ｂ３２を付加
し、ｚ軸検出用電極を分割して、検出用固定電極ｅ１８
の他にアクチュエーション電極ｃ３３を設けている。各
アクチュエーション電極は、固定電極と平行に、固定電
極−質量体間距離と等間隔に配置する。アクチュエーシ
ョン電極ａ３１、アクチュエーション電極ｂ３２はガラ
ス基板ａ８と接合している。中間電極ａ２０とアクチュ
エーション電極ａ３１間に電位差を与えると静電引力に
より質量体ａ１２がアクチュエーション電極ａ３１の方
向に移動する。この移動量を固定電極ａ４および固定電
極ｂ５と質量体ａ１２間の静電容量変化として検出する
ことにより、ｘ軸方向のセンサ感度の自己診断が可能と
なる。
【００３５】同様に中間電極ｂ２１とアクチュエーショ
ン電極ｂ３２に電位差を与え、質量体ｂ１３をｙ軸方向
に変位させ、固定電極ｃ１６およびび固定電極ｄ１７と
質量体ｂ１３の静電容量変化を検出することでｙ軸方向
の自己診断が可能である。また、ｚ軸方向の自己診断は
中間電極ａ２０及び中間電極ｂ２１とアクチュエーショ
ン電極ｃ３３に電位差を与え、固定電極ｅ１８及び固定
電極ｆ１９と質量体ａ１２との静電容量変化で可能とな
る。図５ではｚ軸方向の固定電極ｅ１８、固定電極ｆ１
９、アクチュエーション電極ｃ３３は質量体ａ１２及び
質量体ｂ１３と同一としたが、実施の形態１で示したよ
うに分離してもかまわない。また、図５では質量体の櫛
歯構造にアクチュエーション電極のみ挿入しているが、
検出容量を増大するために検出用固定電極を挿入しても
かまわない。また、図５では３軸全てにアクチュエーシ
ョン電極を挿入しているが、用途に応じて自己診断機能
が必要な検出軸のみアクチュエーション電極を挿入して
もよい。
ン電極ｂ３２に電位差を与え、質量体ｂ１３をｙ軸方向
に変位させ、固定電極ｃ１６およびび固定電極ｄ１７と
質量体ｂ１３の静電容量変化を検出することでｙ軸方向
の自己診断が可能である。また、ｚ軸方向の自己診断は
中間電極ａ２０及び中間電極ｂ２１とアクチュエーショ
ン電極ｃ３３に電位差を与え、固定電極ｅ１８及び固定
電極ｆ１９と質量体ａ１２との静電容量変化で可能とな
る。図５ではｚ軸方向の固定電極ｅ１８、固定電極ｆ１
９、アクチュエーション電極ｃ３３は質量体ａ１２及び
質量体ｂ１３と同一としたが、実施の形態１で示したよ
うに分離してもかまわない。また、図５では質量体の櫛
歯構造にアクチュエーション電極のみ挿入しているが、
検出容量を増大するために検出用固定電極を挿入しても
かまわない。また、図５では３軸全てにアクチュエーシ
ョン電極を挿入しているが、用途に応じて自己診断機能
が必要な検出軸のみアクチュエーション電極を挿入して
もよい。
【００３６】図５に示すセンサ構造の製造方法は実施の
形態１において図３で示した製造方法で作成できる。各
検出軸にアクチュエーション電極を挿入することによ
り、自己診断機能が可能となり信頼性に優れた加速度セ
ンサを実現できる。
形態１において図３で示した製造方法で作成できる。各
検出軸にアクチュエーション電極を挿入することによ
り、自己診断機能が可能となり信頼性に優れた加速度セ
ンサを実現できる。
【００３７】実施の形態３．図６は実施の形態３の多軸
加速度センサの構成を示す構造図である。図において平
面図（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平面図であ
る。図６のセンサ構造は質量体に中空スリットを設け、
埋め込み電極を形成したことを特徴とする。質量体ａ１
２には埋め込み電極ａ３４、埋め込み電極ｂ３５及びア
クチュエーション用埋め込み電極ａ３８が質量体中空ス
リット内に形成されている。同様に質量体ｂ１３には埋
め込み電極ｃ３６、埋め込み電極ｄ３７、アクチュエー
ション用埋め込み電極ｂ３９が形成されている。各埋め
込み電極はガラス基板ａ８と接合していて、ガラス基板
ａ８上に形成した下部金属配線４３により電気的に接続
されている。埋め込み電極ａ３４は下部金属配線４３に
より固定電極ａ４と電気的に接続している。埋め込み電
極ｂ３５は下部金属配線４３により固定電極ｂ５と電気
的に接続している。埋め込み電極ｃ３６は固定電極ｃ６
と、埋め込み電極ｄ３７は固定電極ｄ７と電気的に接続
している。固定電極ａ〜ｄは下部金属配線４３によりそ
れぞれアイランド電極４０のひとつに電気的に接続して
いる。もしくは図５のセンサ構造と同様にシリコン構造
体でアイランド電極４０に接続してもよい。アクチュエ
ーション用埋め込み電極３８，３９は下部金属配線４３
によりそれぞれアイランド電極４０のひとつに電気的に
接続している。
加速度センサの構成を示す構造図である。図において平
面図（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平面図であ
る。図６のセンサ構造は質量体に中空スリットを設け、
埋め込み電極を形成したことを特徴とする。質量体ａ１
２には埋め込み電極ａ３４、埋め込み電極ｂ３５及びア
クチュエーション用埋め込み電極ａ３８が質量体中空ス
リット内に形成されている。同様に質量体ｂ１３には埋
め込み電極ｃ３６、埋め込み電極ｄ３７、アクチュエー
ション用埋め込み電極ｂ３９が形成されている。各埋め
込み電極はガラス基板ａ８と接合していて、ガラス基板
ａ８上に形成した下部金属配線４３により電気的に接続
されている。埋め込み電極ａ３４は下部金属配線４３に
より固定電極ａ４と電気的に接続している。埋め込み電
極ｂ３５は下部金属配線４３により固定電極ｂ５と電気
的に接続している。埋め込み電極ｃ３６は固定電極ｃ６
と、埋め込み電極ｄ３７は固定電極ｄ７と電気的に接続
している。固定電極ａ〜ｄは下部金属配線４３によりそ
れぞれアイランド電極４０のひとつに電気的に接続して
いる。もしくは図５のセンサ構造と同様にシリコン構造
体でアイランド電極４０に接続してもよい。アクチュエ
ーション用埋め込み電極３８，３９は下部金属配線４３
によりそれぞれアイランド電極４０のひとつに電気的に
接続している。
【００３８】埋め込み電極と質量体間の配置は、埋め込
み電極の一方の面（検出方向面）が固定電極−質量体間
の空隙と同一となるように形成し、もう一方の面は他面
に対して十分大きな空隙を有している。例えば埋め込み
電極ａ３４は図６（ａ）において、右側の空隙が固定電
極−質量体間の距離と同一であり、左側の空隙は右側に
比較して十分大きく（例えば１０倍以上）している。質
量体ａ１２と固定電極ａ１２及び質量体ａ１２と埋め込
み電極ａ３４との間の容量の総和が図２におけるＣｘ１
（１０）に相当する。埋め込み電極を用いて検出容量を
構成することにより、同一チップ面積で初期容量を飛躍
的に増大することが可能となり、Ｓ／Ｎ比の良い容量検
出型加速度センサが可能となる。図６では固定電極ａ〜
ｄを設けているが、削除して埋め込み電極のみで検出電
極を形成しても構わない。また、図６（ｃ）に示すよう
に１つの中空スリットに埋め込み電極ａ３４、埋め込み
電極ｂ３５を設けてもよい。
み電極の一方の面（検出方向面）が固定電極−質量体間
の空隙と同一となるように形成し、もう一方の面は他面
に対して十分大きな空隙を有している。例えば埋め込み
電極ａ３４は図６（ａ）において、右側の空隙が固定電
極−質量体間の距離と同一であり、左側の空隙は右側に
比較して十分大きく（例えば１０倍以上）している。質
量体ａ１２と固定電極ａ１２及び質量体ａ１２と埋め込
み電極ａ３４との間の容量の総和が図２におけるＣｘ１
（１０）に相当する。埋め込み電極を用いて検出容量を
構成することにより、同一チップ面積で初期容量を飛躍
的に増大することが可能となり、Ｓ／Ｎ比の良い容量検
出型加速度センサが可能となる。図６では固定電極ａ〜
ｄを設けているが、削除して埋め込み電極のみで検出電
極を形成しても構わない。また、図６（ｃ）に示すよう
に１つの中空スリットに埋め込み電極ａ３４、埋め込み
電極ｂ３５を設けてもよい。
【００３９】図９、図１、図５で示したセンサ構造で
は、周辺温度が変化すると、ガラス基板とシリコンとの
線膨張係数の差に起因する歪がシリコン構造体に発生
し、感度の温度変化、オフセットの温度変化を起こす可
能性がある。図６に示すセンサ構造では埋め込み電極ａ
３４、埋め込み電極ｂ３５、埋め込み電極ｃ３６、埋め
込み電極ｄ３７を質量体中心に対し左右対称で、かつ質
量体変位方向に平行に多くの検出用電極を配置している
ので、周辺温度変化に伴い質量体の面内位置が多少ずれ
ても、質量体位置ずれに伴う容量変化を打ち消し合うこ
とができるので、温度変化に対して極めて安定な構造で
ある。
は、周辺温度が変化すると、ガラス基板とシリコンとの
線膨張係数の差に起因する歪がシリコン構造体に発生
し、感度の温度変化、オフセットの温度変化を起こす可
能性がある。図６に示すセンサ構造では埋め込み電極ａ
３４、埋め込み電極ｂ３５、埋め込み電極ｃ３６、埋め
込み電極ｄ３７を質量体中心に対し左右対称で、かつ質
量体変位方向に平行に多くの検出用電極を配置している
ので、周辺温度変化に伴い質量体の面内位置が多少ずれ
ても、質量体位置ずれに伴う容量変化を打ち消し合うこ
とができるので、温度変化に対して極めて安定な構造で
ある。
【００４０】図５に示す櫛歯型のセンサ構造では質量体
の櫛歯構造を細くしていくと、加速度を受けたとき質量
体全体の動きに櫛歯の動きが追随できなくなる可能性が
あるので、櫛歯の太さに制限がある。そのため、電極長
を長くしてアクチュエーション移動量、検出初期容量を
大きくすると、センサ構造が大きくなってしまう。図６
に示す埋め込み電極型センサ構造では、質量体は常に一
体となって可動するため、そのような制限がなく、小型
で高感度なセンサ構造が可能である。
の櫛歯構造を細くしていくと、加速度を受けたとき質量
体全体の動きに櫛歯の動きが追随できなくなる可能性が
あるので、櫛歯の太さに制限がある。そのため、電極長
を長くしてアクチュエーション移動量、検出初期容量を
大きくすると、センサ構造が大きくなってしまう。図６
に示す埋め込み電極型センサ構造では、質量体は常に一
体となって可動するため、そのような制限がなく、小型
で高感度なセンサ構造が可能である。
【００４１】ｚ軸方向の検出用固定電極及びアクチュエ
ーション電極は図５で示したセンサ構造と同様である。
ただし図６のセンサ構造では、ガラス基板ａ８上に下部
金属配線４３を同時に形成するため、固定電極ｆ１９が
下部金属配線４３と重ならないようなパターンとする必
要がある。また、図６の固定電極ｂ５、固定電極ｄ１７
のように下部金属配線４３が固定電極を横切る場合は、
固定電極に予め窪みを設けて、下部金属配線４３と固定
電極が短絡しないようにする必要がある。図６に示すセ
ンサ構造の製造方法は実施の形態１において図３で示し
た製造方法で作成できる。図６のセンサ構造は小型で温
度特性良好で自己診断機能を有する優れた加速度センサ
構造である。
ーション電極は図５で示したセンサ構造と同様である。
ただし図６のセンサ構造では、ガラス基板ａ８上に下部
金属配線４３を同時に形成するため、固定電極ｆ１９が
下部金属配線４３と重ならないようなパターンとする必
要がある。また、図６の固定電極ｂ５、固定電極ｄ１７
のように下部金属配線４３が固定電極を横切る場合は、
固定電極に予め窪みを設けて、下部金属配線４３と固定
電極が短絡しないようにする必要がある。図６に示すセ
ンサ構造の製造方法は実施の形態１において図３で示し
た製造方法で作成できる。図６のセンサ構造は小型で温
度特性良好で自己診断機能を有する優れた加速度センサ
構造である。
【００４２】実施の形態４．図７は本発明の実施の形態
４の多軸加速度センサの構成を示す構造図である。図７
（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平面図、図７
（ｂ）は上記平面図（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は上
記平面図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。実施の形態１〜
３のセンサ構造は面内２軸加速度を別の質量体で測定し
ているが、図７に示す加速度センサでは同一質量体に集
約していることを特徴とする。質量体ａ１２は梁３で質
量体ｂ１３に保持され、この梁３はｙ軸方向の加速度の
み変位するように梁の長さ、厚さ、幅を調整し、ｘ、ｚ
軸方向の加速度では質量体ａ１２が変位しないようにす
る。質量体ａ１２のｙ軸方向対向面には一定の空隙を設
けて検出用電極である固定電極ａ４、固定電極ｂ５が形
成されている。質量体ａ１２を取り囲むように形成して
いる質量体ｂ１３は梁３で質量体ｃ４４に保持されてい
る。この梁構造はｘ軸方向のみ変位するように梁の長
さ、厚さ、幅を調整し、ｙ、ｚ軸方向の加速度では質量
体ｂ１３が変位しないようにする。質量体ｂ１３のｘ軸
方向対向面には一定の空隙を設けて検出用電極として、
固定電極ｃ１６、固定電極ｄ１７が形成されている。質
量体ｃ４４は図では２本の梁３で支えられ、アンカー部
２で固定している。質量体ｃ４４を支持する梁構造はは
ｚ軸方向のみに変位するように梁の長さ、厚さ、幅を調
整し、ｘ、ｙ軸方向の加速度では質量体ｃ４４が変位し
ないようにする。質量体ｃ４４のｚ軸方向に対向するガ
ラス基板面には、一定の間隙を設けて固定電極ｅ１８、
固定電極ｆ１９を形成している。各固定電極は、下部金
属配線４３等を用いてアイランド電極４０に電気的に接
続している。
４の多軸加速度センサの構成を示す構造図である。図７
（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平面図、図７
（ｂ）は上記平面図（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は上
記平面図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。実施の形態１〜
３のセンサ構造は面内２軸加速度を別の質量体で測定し
ているが、図７に示す加速度センサでは同一質量体に集
約していることを特徴とする。質量体ａ１２は梁３で質
量体ｂ１３に保持され、この梁３はｙ軸方向の加速度の
み変位するように梁の長さ、厚さ、幅を調整し、ｘ、ｚ
軸方向の加速度では質量体ａ１２が変位しないようにす
る。質量体ａ１２のｙ軸方向対向面には一定の空隙を設
けて検出用電極である固定電極ａ４、固定電極ｂ５が形
成されている。質量体ａ１２を取り囲むように形成して
いる質量体ｂ１３は梁３で質量体ｃ４４に保持されてい
る。この梁構造はｘ軸方向のみ変位するように梁の長
さ、厚さ、幅を調整し、ｙ、ｚ軸方向の加速度では質量
体ｂ１３が変位しないようにする。質量体ｂ１３のｘ軸
方向対向面には一定の空隙を設けて検出用電極として、
固定電極ｃ１６、固定電極ｄ１７が形成されている。質
量体ｃ４４は図では２本の梁３で支えられ、アンカー部
２で固定している。質量体ｃ４４を支持する梁構造はは
ｚ軸方向のみに変位するように梁の長さ、厚さ、幅を調
整し、ｘ、ｙ軸方向の加速度では質量体ｃ４４が変位し
ないようにする。質量体ｃ４４のｚ軸方向に対向するガ
ラス基板面には、一定の間隙を設けて固定電極ｅ１８、
固定電極ｆ１９を形成している。各固定電極は、下部金
属配線４３等を用いてアイランド電極４０に電気的に接
続している。
【００４３】ｙ軸方向に加速度が加わると、質量体ａ１
２のみ移動し、固定電極ａ１２−中間電極ａ２０及び固
定電極ｂ１３−中間電極ａ２０間の容量が変化し、ｙ軸
方向の加速度が検出できる。質量体ｂ及び質量体ｃ４４
はｙ軸方向の加速度では変位しないので、他の固定電極
−中間電極ａ２０間の容量は変化しない。
２のみ移動し、固定電極ａ１２−中間電極ａ２０及び固
定電極ｂ１３−中間電極ａ２０間の容量が変化し、ｙ軸
方向の加速度が検出できる。質量体ｂ及び質量体ｃ４４
はｙ軸方向の加速度では変位しないので、他の固定電極
−中間電極ａ２０間の容量は変化しない。
【００４４】ｘ軸方向に加速度が加わると、質量体ａ１
２及び質量体ｂ１３がｘ軸方向に移動し、固定電極ｃ１
６−中間電極ａ２０及び固定電極ｄ１７−中間電極ａ２
０間の容量が変化し、ｘ軸方向の加速度が検出できる。
ｘ軸方向の加速度では質量体ａ１２はｙ軸方向に変位せ
ず、質量体ｃ４４は全く変位しない。固定電極ａ４、固
定電極ｂ５の電極長を質量体ａ１２と同じにした場合、
ｘ軸方向の加速度により固定電極ａ４−中間電極ａ２０
及び固定電極ｂ５−中間電極ａ２０間の容量は同一容量
小さくなるが、検出回路ではキャンセルされるのでｙ軸
方向の加速度成分は検出されない。固定電極ａ４、固定
電極ｂ５の電極長を対向する質量体ａ１２の長さより若
干長くあるいは短くしておくと、ｘ軸方向の加速度に対
して固定電極ａ４−中間電極ａ２０及び固定電極ｂ５−
中間電極ａ２０間の容量は全く変化しない。
２及び質量体ｂ１３がｘ軸方向に移動し、固定電極ｃ１
６−中間電極ａ２０及び固定電極ｄ１７−中間電極ａ２
０間の容量が変化し、ｘ軸方向の加速度が検出できる。
ｘ軸方向の加速度では質量体ａ１２はｙ軸方向に変位せ
ず、質量体ｃ４４は全く変位しない。固定電極ａ４、固
定電極ｂ５の電極長を質量体ａ１２と同じにした場合、
ｘ軸方向の加速度により固定電極ａ４−中間電極ａ２０
及び固定電極ｂ５−中間電極ａ２０間の容量は同一容量
小さくなるが、検出回路ではキャンセルされるのでｙ軸
方向の加速度成分は検出されない。固定電極ａ４、固定
電極ｂ５の電極長を対向する質量体ａ１２の長さより若
干長くあるいは短くしておくと、ｘ軸方向の加速度に対
して固定電極ａ４−中間電極ａ２０及び固定電極ｂ５−
中間電極ａ２０間の容量は全く変化しない。
【００４５】ｚ軸方向に加速度が加わると、質量体ａ１
２、質量体ｂ１３、質量体ｃ４４がｚ軸方向に移動し、
固定電極ｅ１８−中間電極ａ２０及び固定電極ｆ１９−
中間電極ａ２０間の容量が変化し、ｚ軸方向の加速度が
検出できる。ｚ軸方向の加速度では質量体ａ１２及び質
量体ｂ１３はそれぞれｘ、ｙ軸方向に変位しない。固定
電極ａ４−中間電極ａ２０及び固定電極ｂ５−中間電極
２０間の容量は同一容量小さくなるが、検出回路ではキ
ャンセルされるのでｙ軸方向の加速度成分は検出されな
い。同様に固定電極ｃ１６−中間電極ａ２０及び固定電
極ｄ１７−中間電極ａ２０間の容量も同一容量小さくな
るが、検出回路でキャンセルされるのでｘ軸方向の加速
度は検出されない。
２、質量体ｂ１３、質量体ｃ４４がｚ軸方向に移動し、
固定電極ｅ１８−中間電極ａ２０及び固定電極ｆ１９−
中間電極ａ２０間の容量が変化し、ｚ軸方向の加速度が
検出できる。ｚ軸方向の加速度では質量体ａ１２及び質
量体ｂ１３はそれぞれｘ、ｙ軸方向に変位しない。固定
電極ａ４−中間電極ａ２０及び固定電極ｂ５−中間電極
２０間の容量は同一容量小さくなるが、検出回路ではキ
ャンセルされるのでｙ軸方向の加速度成分は検出されな
い。同様に固定電極ｃ１６−中間電極ａ２０及び固定電
極ｄ１７−中間電極ａ２０間の容量も同一容量小さくな
るが、検出回路でキャンセルされるのでｘ軸方向の加速
度は検出されない。
【００４６】図７では梁の構造として面内方向を検出す
る梁構造を４本梁構造、面外方向検出を２本梁構造とし
たが、１本以上複数本の梁構造で構わない。ただし各軸
の梁構造は、各軸の振動が互いに影響しないように考慮
しなくてはならない。各軸の梁の構造、長さ、幅、厚さ
を調整して共振周波数をずらして他軸の影響を受けない
ようにする必要がある。
る梁構造を４本梁構造、面外方向検出を２本梁構造とし
たが、１本以上複数本の梁構造で構わない。ただし各軸
の梁構造は、各軸の振動が互いに影響しないように考慮
しなくてはならない。各軸の梁の構造、長さ、幅、厚さ
を調整して共振周波数をずらして他軸の影響を受けない
ようにする必要がある。
【００４７】図７では３軸加速度センサの例を示した
が、面内２軸のみ必要な場合は質量体ｃ及びこれを支持
する梁３を除いた構造にすれば良い。また、図７では面
外方向の検出を外側に配置した質量体ｃ４４で検出した
が、面外方向の検出構造を質量体の一番内側に構成して
も構わない。
が、面内２軸のみ必要な場合は質量体ｃ及びこれを支持
する梁３を除いた構造にすれば良い。また、図７では面
外方向の検出を外側に配置した質量体ｃ４４で検出した
が、面外方向の検出構造を質量体の一番内側に構成して
も構わない。
【００４８】図７に示すセンサ構造の製造方法は、実施
の形態１において図３で示した製造方法で作成できる。
以上示したように図６のセンサ構造では１つの質量体の
内部に各軸に変位する梁、質量体構造を設けることによ
り３軸加速度を検出できる。このセンサ構造では実施の
形態１〜３で示したセンサ構造に比較してチップ面積を
大幅に縮小でき、より小型で安価な２軸もしくは３軸加
速度センサを提供できる。
の形態１において図３で示した製造方法で作成できる。
以上示したように図６のセンサ構造では１つの質量体の
内部に各軸に変位する梁、質量体構造を設けることによ
り３軸加速度を検出できる。このセンサ構造では実施の
形態１〜３で示したセンサ構造に比較してチップ面積を
大幅に縮小でき、より小型で安価な２軸もしくは３軸加
速度センサを提供できる。
【００４９】実施の形態５．図８は本発明の実施の形態
５の多軸加速度センサの構成を示す構造図である。図に
おいて、平面図（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平
面図である。図８のセンサ構造は、実施の形態４におい
て図７で示したセンサ構造の質量体に、実施の形態３に
おいて図６で示した埋め込み電極を形成したことを特徴
とする。質量体ａ１２には埋め込み電極ａ３４、埋め込
み電極ｂ３５及びアクチュエーション用埋め込み電極ａ
３８が質量体内に形成されている。同様に質量体ｂ１３
には埋め込み電極ｃ３６、埋め込み電極ｄ３７、アクチ
ュエーション用埋め込み電極３９が形成されている。各
埋め込み電極はガラス基板ａ８と接合していて、ガラス
基板ａ８上に形成した下部金属配線４３により電気的に
接続されている。埋め込み電極ａ３４は下部金属配線４
３により固定電極ａ４と電気的に接続している。埋め込
み電極ｂ３５は下部金属配線４３により固定電極ｂ５と
電気的に接続している。埋め込み電極ｃ３６は固定電極
ｃ６と、埋め込み電極ｄ３７は固定電極ｄ７と電気的に
接続している。アクチュエーション用埋め込み電極３
９，４０はは下部金属配線４３によりそれぞれアイラン
ド電極４０のひとつに電気的に接続している。埋め込み
電極構造は実施の形態３において図６（ｃ）で示した１
つの中空スリットに２つの埋め込み電極を設けてもよ
い。
５の多軸加速度センサの構成を示す構造図である。図に
おいて、平面図（ａ）はガラス基板ｂ９を取り除いた平
面図である。図８のセンサ構造は、実施の形態４におい
て図７で示したセンサ構造の質量体に、実施の形態３に
おいて図６で示した埋め込み電極を形成したことを特徴
とする。質量体ａ１２には埋め込み電極ａ３４、埋め込
み電極ｂ３５及びアクチュエーション用埋め込み電極ａ
３８が質量体内に形成されている。同様に質量体ｂ１３
には埋め込み電極ｃ３６、埋め込み電極ｄ３７、アクチ
ュエーション用埋め込み電極３９が形成されている。各
埋め込み電極はガラス基板ａ８と接合していて、ガラス
基板ａ８上に形成した下部金属配線４３により電気的に
接続されている。埋め込み電極ａ３４は下部金属配線４
３により固定電極ａ４と電気的に接続している。埋め込
み電極ｂ３５は下部金属配線４３により固定電極ｂ５と
電気的に接続している。埋め込み電極ｃ３６は固定電極
ｃ６と、埋め込み電極ｄ３７は固定電極ｄ７と電気的に
接続している。アクチュエーション用埋め込み電極３
９，４０はは下部金属配線４３によりそれぞれアイラン
ド電極４０のひとつに電気的に接続している。埋め込み
電極構造は実施の形態３において図６（ｃ）で示した１
つの中空スリットに２つの埋め込み電極を設けてもよ
い。
【００５０】実施の形態３で示したように、埋め込み電
極により優れた温度特性、検出容量の増大によるＳ／Ｎ
比の向上が実現できる。さらに埋め込み電極によりｘ、
ｙ軸方向のアクチュエーション自己診断機能も可能とな
る。図８に示すセンサ構造は小型で、信頼性があり、温
度特性の良い優れたセンサ構造である。
極により優れた温度特性、検出容量の増大によるＳ／Ｎ
比の向上が実現できる。さらに埋め込み電極によりｘ、
ｙ軸方向のアクチュエーション自己診断機能も可能とな
る。図８に示すセンサ構造は小型で、信頼性があり、温
度特性の良い優れたセンサ構造である。
【００５１】
【発明の効果】本発明の第１〜第６の構成に係る多軸加
速度センサによれば、小型で高感度、高信頼性の多軸加
速度センサを低コストで実現できる。
速度センサによれば、小型で高感度、高信頼性の多軸加
速度センサを低コストで実現できる。
【００５２】また、本発明の第７の構成に係る多軸加速
度センサによれば、加速度センサの自己診断が可能であ
り、信頼性の高い多軸加速度センサが得られる。
度センサによれば、加速度センサの自己診断が可能であ
り、信頼性の高い多軸加速度センサが得られる。
【００５３】また、本発明の第８，第９の構成に係る多
軸加速度センサによれば、変位検出用またはアクチュエ
ーション用の静電容量を大きくすることができるので、
高精度で高信頼性の多軸加速度センサが得られる。
軸加速度センサによれば、変位検出用またはアクチュエ
ーション用の静電容量を大きくすることができるので、
高精度で高信頼性の多軸加速度センサが得られる。
【００５４】また、本発明の第１０の構成に係る多軸加
速度センサの製造方法によれば、小型で高信頼性の多軸
加速度センサが低コストで実現できる。
速度センサの製造方法によれば、小型で高信頼性の多軸
加速度センサが低コストで実現できる。
【図１】 本発明の実施の形態１の多軸加速度センサの
構成を示す構造図である。
構成を示す構造図である。
【図２】 本発明の実施の形態１の電気的等価回路図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の実施の形態１の多軸加速度センサの
製造方法を示す説明図である。
製造方法を示す説明図である。
【図４】 図３の製造方法に係る電極パッドの成形方法
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図５】 本発明の実施の形態２の多軸加速度センサの
構成を示す構造図である。
構成を示す構造図である。
【図６】 本発明の実施の形態３の多軸加速度センサの
構成を示す構造図である。
構成を示す構造図である。
【図７】 本発明の実施の形態４の多軸加速度センサの
構成を示す構造図である。
構成を示す構造図である。
【図８】 本発明の実施の形態５の多軸加速度センサの
構成を示す構造図である。
構成を示す構造図である。
【図９】 従来の容量型加速度センサの一例を示す説明
図である。
図である。
【図１０】 従来の容量型加速度センサの一例を示す説
明図である。
明図である。
１ 可動電極（質量体）、２ アンカー部、３ 梁、４
固定電極ａ、５ 固定電極ｂ、６ 電極パッド、７
補助支持部、８ ガラス基板ａ、９ ガラス基板ｂ、１
０ コンデンサＣｘ１、１１ コンデンサＣｘ２、１２
質量体ａ、１３ 質量体ｂ、１４ 固定電極ａ、１５
固定電極ｂ、１６ 固定電極ｃ、１７固定電極ｄ、１
８ 固定電極ｅ、１９固定電極ｆ、２０中間電極ａ、２
１中間電極ｂ、２２ｚ軸固定電極用アイランド電極、２
３コンデンサＣｙ１、２４コンデンサＣｙ２、２５コン
デンサＣｚ１ ２６ コンデンサＣｚ２２７デバイスウ
エハ、２８ エッチング溝ａ、２９エッチング溝ｂ、３
０フォトレジスト、３１アクチュエーション電極ａ、３
２アクチュエーション電極ｂ、３３アクチュエーション
電極ｃ、３４埋込み電極ａ、３５埋込み電極ｂ、３６埋
込み電極ｃ、３７埋込み電極ｄ、３８アクチュエーショ
ン用埋込み電極ａ、３９アクチュエーション用埋込み電
極ｂ、４０アイランド電極、４１ｚ軸固定電極用アイラ
ンド電極、４２ｚ軸アクチュエーション電極用アイラン
ド電極、４３下部金属配線、４４質量体。
固定電極ａ、５ 固定電極ｂ、６ 電極パッド、７
補助支持部、８ ガラス基板ａ、９ ガラス基板ｂ、１
０ コンデンサＣｘ１、１１ コンデンサＣｘ２、１２
質量体ａ、１３ 質量体ｂ、１４ 固定電極ａ、１５
固定電極ｂ、１６ 固定電極ｃ、１７固定電極ｄ、１
８ 固定電極ｅ、１９固定電極ｆ、２０中間電極ａ、２
１中間電極ｂ、２２ｚ軸固定電極用アイランド電極、２
３コンデンサＣｙ１、２４コンデンサＣｙ２、２５コン
デンサＣｚ１ ２６ コンデンサＣｚ２２７デバイスウ
エハ、２８ エッチング溝ａ、２９エッチング溝ｂ、３
０フォトレジスト、３１アクチュエーション電極ａ、３
２アクチュエーション電極ｂ、３３アクチュエーション
電極ｃ、３４埋込み電極ａ、３５埋込み電極ｂ、３６埋
込み電極ｃ、３７埋込み電極ｄ、３８アクチュエーショ
ン用埋込み電極ａ、３９アクチュエーション用埋込み電
極ｂ、４０アイランド電極、４１ｚ軸固定電極用アイラ
ンド電極、４２ｚ軸アクチュエーション電極用アイラン
ド電極、４３下部金属配線、４４質量体。
Claims (10)
- 【請求項１】 単結晶シリコンからなり、ウエハ面内に
１つ以上の質量体を有し、この質量体を複数の方向に変
位可能とする１つ以上の梁で保持し、加速度による質量
体の複数の方向の変位を静電容量で検出する変位検出手
段を有し、複数の軸方向の加速度検出をする多軸加速度
センサ。 - 【請求項２】 ２つの質量体、これを保持する梁を有
し、２つの質量体及び梁構造が面内直交する位置に配置
され、各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対向して
１つ以上の固定電極が一定の空隙を介して設けられてお
り、各固定電極が梁、質量体と電気的に絶縁され、面内
方向２軸の加速度を検出することを特徴とする請求項１
記載の多軸加速度センサ。 - 【請求項３】 ２つの質量体、これを保持する梁を有
し、２つの質量体及び梁構造が面内直交する位置に配置
され、各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対向して
１つ以上の固定電極が一定の空隙を介して設けられてお
り、各質量体の面外方向に１つ以上の固定電極が一定の
空隙を介して対向する基板上に設けられており、各固定
電極が梁、質量体と電気的に絶縁され、各質量体が面内
１軸、面外方向１軸の加速度を検出し、面内方向２軸、
面外方向１軸の加速度を検出することを特徴とする請求
項１記載の多軸加速度センサ。 - 【請求項４】 面内１軸に変位する質量体ａ及びこれを
保持する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部
に形成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保
持する梁構造は質量体ａ変位方向と直交変位する構造と
なっており、各質量体のウエハ面内加速度検出方向に対
向して１つ以上の固定電極が一定の空隙を介して設けら
れており、各固定電極が梁、質量体と電気的に絶縁さ
れ、面内方向の２軸の加速度を検出することを特徴とす
る請求項１記載の多軸加速度センサ。 - 【請求項５】 面内１軸に変位する質量体ａ及びこれを
保持する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部
に形成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保
持する梁構造は質量体ａ変位方向と面内で直交変位する
構造となっており、質量体ｂの梁端部が質量体ｂの周辺
部に形成された質量体ｃにつながっており、質量体ｃを
保持する梁構造は面外方向に変位する構造となってお
り、各質量体の加速度検出方向に対向して１つ以上の固
定電極が一定の空隙を介して設けられており、各固定電
極が梁、質量体と電気的に絶縁され、面内方向２軸、面
外方向１軸の加速度を検出することを特徴とする請求項
１記載の多軸加速度センサ。 - 【請求項６】 面外１軸に変位する質量体ａ及びこれを
保持する梁構造を有し、この梁端部が質量体ａの周辺部
に形成された質量体ｂとつながっており、質量体ｂを保
持する梁構造は面内１軸に変位する構造となっており、
質量体ｂの梁端部が質量体ｂの周辺部に形成された質量
体ｃにつながっており、質量体ｃを保持する梁構造は質
量体ｂの変位方向と面内で直交する変位構造となってお
り、各質量体の加速度検出方向に対向して１つ以上の固
定電極が一定の空隙を介して設けられており、各固定電
極が梁、質量体と電気的に絶縁され、面内方向２軸、面
外方向１軸の加速度を検出することを特徴とする請求項
１記載の多軸加速度センサ。 - 【請求項７】 加速度検出方向の１軸もしくは２軸もし
くは３軸に、自己診断用のアクチュエーション電極を設
けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の
多軸加速度センサ。 - 【請求項８】 面内方向の検出電極またはアクチュエー
ション電極の少なくとも一方に、質量体と電極が相対す
る部分に櫛形形状の重なりを設けたことを特徴とする請
求項１〜６のいずれかに記載の多軸加速度センサ。 - 【請求項９】 面内方向の検出電極、もしくはアクチュ
エーション電極、もしくは検出電極、アクチュエーショ
ン電極共に、質量体を中空スリット構造とし、中空スリ
ット構造中に電極を設けたことを特徴とする請求項１〜
６のいずれかに記載の加速度センサ。 - 【請求項１０】 加速度センサ構造をガラスもしくは絶
縁膜を有するシリコン基板で３層密閉構造とし、センサ
素子の上部もしくは周辺部にＩＣ化された検出回路を設
ける工程と、上記加速度センサ構造の周辺を取り囲む支
持部を設ける工程と、センサ素子及び検出回路をパッケ
ージで密閉する工程とを備えたことを特徴とする多軸加
速度センサの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9215075A JPH1151967A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 多軸加速度センサ及びその製造方法 |
| US09/025,247 US6201284B1 (en) | 1997-08-08 | 1998-02-18 | Multi-axis acceleration sensor and manufacturing method thereof |
| DE19810534A DE19810534C2 (de) | 1997-08-08 | 1998-03-11 | Mehrachsenbeschleunigungssensor und Herstellungsverfahren eines Mehrachsenbeschleunigungssensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9215075A JPH1151967A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 多軸加速度センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151967A true JPH1151967A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16666346
Family Applications (1)
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