DE10111212A1

DE10111212A1 - Halbleitersensor für eine physikalische Größe

Info

Publication number: DE10111212A1
Application number: DE10111212A
Authority: DE
Inventors: Minekazu Sakai; Minoru Murata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2001-09-20
Also published as: JP2001330623A; US6494096B2; US20010025530A1

Abstract

Es wird ein Halbleiterbeschleunigungssensor offenbart, welcher ein Haften einer bewegbaren Elektrode an einer ersten oder zweiten festen Elektrode aufgrund einer elektrostatischen Anziehungskraft, die zwischen diesen erzeugt wird, verhindert. Der Sensor weist einen Gewichtsabschnitt und bewegbare Elektroden, die auf beiden Seiten von diesem ausgebildet sind, und erste und zweite feste Elektroden auf, die alle mit allen der bewegbaren Elektroden in Eingriff stehen. Jede der ersten und zweiten festen Elektroden ist parallel zu jeder der bewegbaren Elektroden angeordnet, so daß Seitenflächen von diesen einen Erfassungsabstand und einen Nichterfassungsabstand, der größer als der Erfassungsabstand ist, mit Seitenflächen von angrenzenden zwei der bewegbaren Elektroden bestimmen. Vorsprünge sind auf beiden der Seitenflächen von jeder der ersten und zweiten festen Elektroden ausgebildet. Diese Vorsprünge verhindern, daß die bewegbaren Elektroden in sowohl dem Erfassungsabstand als auch dem Nichterfassungsabstand an der ersten oder zweiten festen Elektrode haften.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Halbleitersensoren für eine physikalische Größe zum Erfassen einer physika lischen Größe, wie zum Beispiel einer Beschleunigung oder einer Winkelgeschwindigkeit, und insbesondere einen eine Kapazität erfassenden Halbleitersensor für eine physika lische Größe.

Eine Struktur eines Differentialkapazitäts-Halblei terbeschleunigungssensors im Stand der Technik ist in Fig. 1 gezeigt. Eine Halbleiterschicht eines Trägersub strats 110 weist einen bewegbaren Abschnitt 201 und einen festen Abschnitt 301 auf, der von dem bewegbaren Ab schnitt 201 durch einen Graben 140 getrennt ist, der durch Ätzen ausgebildet ist.

Der bewegbare Abschnitt 201 weist Aufhängteile 202, die an dem Trägersubstrat 110 befestigt sind, einen Ge wichtsabschnitt 210, der von den Aufhängabschnitten 202 getragen wird, und zwei Sätze von mehreren bewegbaren Elektrodenteilen 240 auf, die mit beiden Seiten des Ge wichtsabschnitts 210 verbunden sind.

Der feste Abschnitt 301 weist mehrere erste feste Elektrodenteile 310 und mehrere zweite feste Elektroden teile 320 auf. Alle der festen Elektrodenteile 310 und 320 stehen mit jedem Satz der bewegbaren Elektrodenteile 240 in Eingriff. Alle der bewegbaren Elektrodenteile 240 und der festen Elektrodenteile 310 und 320 weisen eine Erfassungsoberfläche und eine Nichterfassungsoberfläche auf, die einander gegenüberliegen. Die Erfassungsoberflä che jedes bewegbaren Elektrodenteils 240 liegt der Erfas sungsoberfläche jedes festen Elektrodenteils 310 an einer Seite mit einem sich dazwischen befindenden Erfassungsab stand 400 gegenüber, um eine erste Kapazität auszubilden. Die Nichterfassungsoberfläche jedes bewegbaren Elektro denteils 240 liegt der Nichterfassungsoberfläche jedes festen Elektrodenteils 310 an einer gegenüberliegenden Seite mit einem sich dazwischen befindenden Nichterfas sungsabstand 410 gegenüber. Der Erfassungsabstand 400 und der Nichterfassungsabstand 410 sind zwischen den bewegba ren Elektrodenteilen 240 und den festen Elektrodenteilen 320 an der rechten Seite des Gewichtsabschnitts 210 ähn lich wie an der linken Seite definiert. Eine zweite Kapa zität ist durch die Erfassungsoberfläche jedes bewegbaren Elektrodenteils 240 und der Erfassungsoberfläche jedes festen Elektrodenteils 320 definiert.

Wenn eine physikalische Größe an den in Fig. 1 ge zeigten Sensor angelegt wird, verschiebt sich der Ge wichtsabschnitt 210 in einer Verschiebungsrichtung Y, wo durch sich die Erfassungsabstände 40 ändern, wobei sich zum Beispiel, wenn sich die ersten Kapazitäten erhöhen, die zweiten Kapazitäten verringern und umgekehrt.

Als Ergebnis ändert sich eine Differentialkapazität zwischen der ersten Kapazität und der zweiten Kapazität durch die angelegte physikalische Größe. Die angelegte physikalische Größe wird auf der Grundlage einer Änderung der Differentialkapazität erfaßt. Folglich wird die Dif ferentialkapazität als eine Spannung erfaßt.

Jedoch schlägt, wenn eine übermäßig große physikali sche Größe auf den Sensor ausgeübt wird, mindestens eines der bewegbaren Elektrodenteile 240 an mindestens eines der festen Elektrodenteile 310 und 320, und tritt dann ein Haften (Kleben) zwischen mindestens einem der beweg baren Elektrodenteile 240 und mindestens einem der festen Blektrodenteile 310 und 320 aufgrund einer elektrostati schen Anziehungskraft auf. Folglich arbeitet der Sensor nicht normal.

Zum Zwecke eines Verhinderns des Haftens der Elektro denteile sind auf der Erfassungsoberfläche von mindestens einem der bewegbaren Elektrodenteile 240 und der festen Elektrodenteile 310 und 320 Vorsprünge ausgebildet. Diese verringern die elektrostatische Anziehungskraft beträcht lich. Diese Vorsprünge sind in den JP-A-4-337468, JP-A-6-213924, JP-A-6-347474, JP-A-11-230985, JP-A-11-326365 und der US-A-5 542 295 offenbart.

Jedoch arbeiten diese Vorsprünge im Stand der Technik wegen des folgenden Grunds nicht ausreichend.

Wie es zuvor erwähnt worden ist, ist eine Änderung des Erfassungsabstands 400 zwischen dem bewegbaren Elek trodenteil 240 und dem festen Elektrodenteil 310 entge gengesetzt zu der des Erfassungsabstands 400 zwischen dem bewegbaren Elektrodenteil 240 und dem festen Elektroden teil 320. Als Ergebnis ist die Richtung der elektrostati schen Anziehungskraft, die auf das bewegbare Elektroden teil 240 auf der rechten Seite des Gewichtsabschnitts 210 ausgeübt wird, entgegengesetzt zu der der elektrostati schen Anziehungskraft, die auf das bewegbare Elektroden teil 240 auf der linken Seite des Gewichtsabschnitts 210 ausgeübt wird. Diese Struktur wird in dieser Anmeldung als eine unsymmetrische Struktur bezeichnet.

Zum Beispiel werden in Fig. 1 die bewegbaren Elektro denteile 240 auf der linken Seite der Achse Y1 zu einer Oberseite von Fig. 1 angezogen. Im Gegensatz dazu werden die bewegbaren Elektrodenteile 240 auf der rechten Seite der Achse Y1 zu einer Unterseite von Fig. 1 angezogen. Außerdem arbeitet eine Federrückstellkraft, die durch die Aufhängteile 202 verursacht wird, derart, daß die beweg baren Elektrodenteile 240 gegen die elektrostatischen Anziehungskräfte auf jeder Seite zu den Anfangspositionen zurückgestellt werden. Als Ergebnis schwingt der Ge wichtsabschnitt 210 in einer Richtung der Achse Y1 und dreht sich leicht in Richtungen, die durch gekrümmte Pfeile R bezeichnet sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Es kann auftreten, daß die bewegbaren Elektrodenteile 240 und die festen Elektrodenteile 310 oder die bewegba ren Elektrodenteile 240 und die festen Elektrodenteile 320 bei dem Nichterfassungsabstand 410 aneinander haften, wenn die übermäßig große physikalische Größe an den Sen sor angelegt wird, obgleich der Nichterfassungsabstand 410 größer als der Erfassungsabstand 400 ist.

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf den be schriebenen Stand der Technik geschaffen worden und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Haften einer bewegbaren Elektrode an einer festen Elek trode aufgrund einer elektrostatischen Kraft auch bei ei nem Nichterfassungsabstand zu verhindern, der sich zwi schen diesen befindet, wenn der Nichterfassungsabstand größer als ein Erfassungsabstand ist, der sich zwischen der bewegbaren Elektrode und einer gegenüberliegenden fe sten Elektrode befindet.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1, 9, 10 und 13 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Sensor ein Trägersubstrat und einen bewegbaren Abschnitt auf, der von einem festen Abschnitt durch einen Graben getrennt ist. Der bewegbare Abschnitt weist einen Gewichtsab schnitt und bewegbare Elektroden auf, die auf beiden Sei ten des Gewichtsabschnitts in einer Verschiebungsrichtung ausgebildet sind, und der bewegbare Abschnitt ist über dem Trägersubstrat aufgehängt. Der feste Abschnitt weist erste und zweite feste Elektroden auf, die mit jeder der bewegbaren Elektroden zum Ausbilden von Kondensatoren in Eingriff stehen.

Jede der ersten und zweiten festen Elektroden ist parallel zu den bewegbaren Elektroden angeordnet, so daß ihre Seitenflächen bestimmte Abstände, das heißt einen Erfassungsabstand und einen Nichterfassungsabstand, der größer als der Erfassungsabschnitt ist, mit den Seiten flächen von angrenzenden zwei der bewegbaren Elektroden bestimmen. Vorsprünge sind zum Beispiel auf beiden Seiten der ersten festen Elektrode gegenüber den Seitenflächen der angrenzenden zwei der bewegbaren Elektroden ausgebil det.

Gemäß der vorliegenden Erfindung verhindern diese Vorsprünge, daß angrenzende zwei der bewegbaren Elektro den an der ersten festen Elektrode an beiden der Seiten flächen der ersten festen Elektrode haften, wenn eine übermäßig große physikalische Größe auf den Sensor ausge übt wird. Diese Vorsprünge können auf den Seitenflächen der bewegbaren Elektroden ausgebildet sein, die den Sei tenflächen der ersten festen Elektrode gegenüberliegen.

Vorzugsweise sind die Vorsprünge auf den beiden Sei tenflächen der ersten festen Elektrode in der gleichen Abmessung und der gleichen Form ausgebildet. Dies kann ein stabiles Ausbilden der Vorsprünge zulassen. Bevorzug ter sind die Vorsprünge auf den beiden Seiten symmetrisch bezüglich einer Längsrichtung der ersten festen Elektrode ausgebildet.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beilie gende Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Halbleiterbe schleunigungssensors im Stand der Technik;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht eines Halbleiterbe schleunigungssensors gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine entlang einer Linie III-III in Fig. 1 genom mene Schnittansicht;

Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht von Elektrodenteilen;

Fig. 5 einen Graph von Beziehungen zwischen einer Feder rückstellkraft K.X eines Aufhängteils, einer elektrostatischen Anziehungskraft Fe zwischen ei nem bewegbaren Elektrodenteil und einem festen Elektrodenteil und einem Verschiebungsbetrag des festen Elektrodenteils bei dem Halbleiterbe schleunigungssensor des ersten Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 einen schematischen Stromlaufplan einer Kapazi tätsladungs-Erfassungsschaltung;

Fig. 7 ein dieser Schaltung zugehöriges Wellenformdia gramm;

Fig. 8 eine Schnittansicht eines anderen Halbleiterbe schleunigungssensors gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine Draufsicht eines Halbleiterbeschleunigungs sensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 einen Teil einer Draufsicht eines anderen Halb leiterbeschleunigungssensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine Draufsicht eines Hauptteils eines von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erfundenen Halbleiterbeschleunigungssensors; und

Fig. 12 eine Draufsicht eines Halbleiterbeschleunigungs sensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Im weiteren Verlauf werden bestimmte Ausführungsbei spiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in welcher die gleichen oder ähnliche Komponententeile mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Diese Ausführungsbeispiele beschreiben Differential kapazitäts-Halbleitersensoren als Halbleitersensoren für eine physikalische Größe mit einer elektrostatischen Ka pazität, welche als ein Beschleunigungssensor, der ein Airbagsystem oder ein Antiblockierbremssystem betreibt, oder als ein Winkelgeschwindigkeitssensor für ein Fahr zeugstabilitätsregelsystem, ein Fahrzeugnavigationssystem und dergleichen verwendet werden können.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Es wird auf die Fig. 2 und 3 verwiesen. Ein Halb leiterbeschleunigungssensor 100 (welcher hier im weiteren Verlauf einfach als ein Sensor 100 bezeichnet wird) ist als ein rechteckiger Sensorchip in einem Halbleitersub strat durch ein bekanntes Mikroverarbeitungsverfahren ausgebildet. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist das Halb leitersubstrat, das den Sensor 100 ausbildet, ein SOI- bzw. Silizium-auf-Isolator-Substrat 10, welches ein er stes Siliziumsubstrat (Trägersubstrat) 11 als eine erste Halbleiterschicht, ein zweites Siliziumsubstrat 12 als eine zweite Halbleiterschicht und eine Oxidschicht 13 als eine Isolationsschicht aufweist, die sich zwischen dem ersten Siliziumsubstrat 11 und dem zweiten Silizium substrat 12 befindet.

Eine Trägerstruktur, die aus einem bewegbaren Ab schnitt 20 und einem festen Abschnitt 30 besteht, ist in dem zweiten Siliziumsubstrat 12 ausgebildet. Der beweg bare Abschnitt 20 ist von dem festen Abschnitt 30 durch ein Ausbilden von Gräben 14 getrennt. Ein Teil der Oxid schicht 13 ist unter der Trägerstruktur durch ein Opfer schichtätzen entfernt, um eine rechteckige Öffnung 13a auszubilden, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Der feste Abschnitt 30 wird durch die Oxidschicht 13 an dem Umfangsabschnitt der Öffnung 13a von dem ersten Sili ziumsubstrat 11 gehalten.

Der bewegbare Abschnitt 20 weist eine Struktur auf, bei welcher Seiten des rechteckigen Gewichtsabschnitts 21 einstückig durch Aufhängabschnitte, die durch Aufhäng teile 22 ausgebildet sind, mit Ankerabschnitten 23a, 23b verbunden sind. Die Ankerabschnitte 23a und 23b sind auf einem Umfangsabschnitt der Öffnung 13a angeordnet und durch die Oxidschicht 13 an dem ersten Siliziumsubstrat 11 befestigt. Deshalb ist der rechteckige Gewichtsab schnitt 21 des bewegbaren Abschnitts 20 über der Öffnung 13a angeordnet. Die Aufhängabschnitte sind ebenso über der Öffnung 13a angeordnet.

Ein Paar von Aufhängteilen 22 ist an einem Ende mit dem Ankerabschnitt 23a verbunden und mit dem anderen Ende mit dem Gewichtsabschnitt 21 verbunden. Auf eine ähnliche Weise ist ein anderes Paar der Aufhängabschnitte 22 zwi schen dem Ankerabschnitt 23b und dem Gewichtsabschnitt 21 angeordnet. Jedes Paar der Aufhängteile 22 ist als ein rechteckiger Rahmen ausgebildet. Aufgrund dieser Rahmen form wirken die Aufhängteile 22 als Federn, die in einer Richtung verschiebbar sind, die senkrecht zu einer Längs richtung der Aufhängteile 22 in dem Sensor 100 verläuft.

Jedes der Aufhängteile 22 besteht aus einem Träger segment (Krümmungsteil), das zurückgefaltet ist und ela stische Falten aufweist. Jedes der Aufhängteile 22 weist eine Federfunktion auf der Grundlage eines Krümmens des Trägersegments und der elastischen Falte auf. Die Auf hängteile 22 lassen zu, daß sich der Gewichtsabschnitt 21 in einer Verschiebungsrichtung Y bewegt, wenn eine Be schleunigung, die eine Komponente in Richtung eines Pfeils Y aufweist, auf den Gewichtsabschnitt 21 ausgeübt wird, und in Übereinstimmung mit einem Verschwinden der Beschleunigung zu seiner Anfangsposition zurückkehrt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Der Gewichtsabschnitt 21 ist über der Öffnung 13a der Oxidschicht 13 in Übereinstim mung mit der Beschleunigung bewegbar und ist auf diese Weise parallel zu einer Hauptoberfläche des SOI-Substrats 10 bewegbar.

Eine Achse, die parallel zu der Verschiebungsrichtung Y verläuft, wird als eine Achse Y1 bezeichnet, die in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist. Beide Seitenoberflächen (rechte und linke Seitenoberflä chen in Fig. 2) des Gewichtsabschnitts 21, die die Achse Y1 zentrieren, weisen kammförmige bewegbare Elektroden 24 auf. Die bewegbaren Elektroden 24 stehen in Richtungen, die einander gegenüberliegen, und senkrecht zu der Achse Y1 von den Seitenoberflächen hervor, so daß jede beweg bare Elektrode 24 mit dem Gewichtsabschnitt 21 einen Aus leger ausbildet.

In Fig. 2 beträgt jede Anzahl der bewegbaren Elektro den 24 auf den rechten und linken Seiten drei. Jede der bewegbaren Elektroden 24 ist in einer Trägerstruktur aus gebildet, wobei ein Abschnitt von dieser eine rechteckige Form aufweist und über der Öffnung 13a angeordnet ist. Das heißt, die bewegbaren Elektroden sind entlang der Achse. Y1 bewegbar, da die bewegbaren Elektroden 24 ein stückig mit dem Gewichtsabschnitt 21 ausgebildet sind.

Der feste Abschnitt 30 weist kammförmige feste Elek troden 31 und 32 auf, die sich mit dem dazwischen befin denden Gewichtsabschnitt 21 gegenüberliegen und jeweils mit den kammförmigen bewegbaren Elektroden 24 an den rechten und linken Seiten des Gewichtsabschnitts 21 in Eingriff stehen. Die festen Elektroden 31, die an der rechten Seite in Fig. 2 angeordnet sind, werden als erste festen Elektroden 31 bezeichnet, während die festen Elek troden 32, die an den linken Seiten des Gewichtsab schnitts 21 angeordnet sind, als zweite feste Elektroden 32 bezeichnet werden. Die festen Elektroden 31 und 32 bilden mit leitenden Teilen 31a und 32a Ausleger aus, um zu dem sich dazwischen befindenden Gewichtsabschnitt 21 hervorzustehen.

Die erste feste Elektrode 31 und die zweite feste Elektrode 32 sind elektrisch unabhängig voneinander. Jede der festen Elektroden 31 und 32 weist mehrere (in der Fi gur drei) Elektrodenteile auf und bildet mit einem lei tenden Teil 31a oder 32a einen Ausleger aus, um der Öff nung 13a gegenüberzuliegen.

Jedes Elektrodenteil der festen Elektroden 31, 32 ist parallel zu den bewegbaren Elektroden 24 angeordnet, so daß ihre Seitenflächen bestimmte Abstände mit den Seiten flächen von angrenzenden zwei der bewegbaren Elektroden 24 bestimmen. Im übrigen weisen bei dem Halbleitersensor für eine physikalische Größe, bei welchen die kammförmi gen bewegbaren Elektroden 24 mit den kammförmigen beweg baren Elektroden 31, 32 in Eingriff stehen, weitestgehend alle der Elektrodenteile der festen Elektroden 31 und 32 (das heißt, die Elektrodenteile ausgenommen der obersten auf der rechten Seite und der untersten auf der linken Seite in Fig. 2) jeweils zwei Seitenflächen (der bewegba ren Elektrode gegenüberliegende Flächen) auf, die den be wegbaren Elektroden 24 gegenüberliegen.

Bei den bestimmten Abständen zwischen den bewegbaren Elektrodenteilen und den angrenzenden zwei der bewegbaren Elektroden 24 ist der schmälere ein Erfassungsabstand 40, der dazu beiträgt, eine Kapazitätsänderung zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und den festen Elektroden 31 und 32 zu erfassen und ist der breitere auf einer dem Erfas sungsabstand 40 gegenüberliegenden Seite ein Nichterfas sungsabstand 41, der nicht viel dazu beiträgt, die Kapa zitätsänderung zu erfassen.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist an der linken Seite des Gewichtsabschnitts 21 der Erfassungsabstand 40 mit einer oberen Seitenfläche jeder bewegbaren Elektrode 24 und einer unteren Seitenfläche jeder festen Elektrode 31 vorgesehen, während auf der rechten Seite des Gewichtsab schnitts 21 der Erfassungsabstand 40 mit einer unteren Seitenfläche jeder bewegbaren Elektrode 24 und einer obe ren Seitenfläche jeder festen Elektrode 32 vorgesehen ist. Daher ist eine Position des Erfassungsabstands 40 auf der linken Seite des Gewichtsabschnitts 21 von einer Position des Erfassungsabstands 40 auf der rechten Seite des Gewichtsabschnitts 21 in einer Richtung versetzt, die der Achse Y1 entspricht.

Deshalb wird der Sensor 100, der in Fig. 2 gezeigt ist, wie der Sensor im Stand der Technik als eine unsym metrische Struktur bezeichnet. Wenn der Sensor 100 arbei tet, wird eine Spannungspotentialdifferenz zwischen jeder bewegbaren Elektrode 24 und jeder festen Elektrode 31 und 32 erzeugt. In diesem Zustand zwingt auf der linken Seite des Gewichtsabschnitts 21 eine elektrostatische Anzie hungskraft, die zwischen den bewegbaren Elektroden 24 und den festen Elektroden 31 erzeugt wird, die bewegbaren Elektroden 24 zu einer Oberseite in Fig. 2 und zwingt auf der rechten Seite des Gewichtsabschnitts 21 eine elektro statische Anziehungskraft, die zwischen den bewegbaren Elektroden 24 und den festen Elektroden 32 erzeugt wird, die bewegbaren Elektroden 24 zu einer Unterseite in Fig. 2.

Im übrigen weisen bei dem Sensor 100 in Fig. 2 beide der bewegbaren Elektroden, die den Flächen jedes Elektro denteils der festen Elektrode 31 und 32 gegenüberliegen, Vorsprünge 33 auf, die zu jeder der bewegbaren Elektroden 24 hervorstehen, um zu verhindern, daß die bewegbare Elektrode 24 an der festen Elektrode 31 oder der festen Elektrode 32 haftet.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht der bewegbaren Elektroden 24, des Elektrodenteils der festen Elektrode 32 und der Vorsprünge 33, die auf beiden der der bewegba ren Elektrode gegenüberliegenden Flächen der festen Elek trode 32 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 33, die auf der Seitenfläche der festen Elektrode 31 ausgebildet sind, sind bezüglich einer Abmessung und Form ungefähr die gleichen wie die Vorsprünge 33, die auf der Seitenfläche der festen Elektrode 32 ausgebildet sind. Drei Vorsprünge 33 sind auf jeder der den bewegbaren Elektroden gegen überliegenden Flächen des festen Elektrodenteils 32 angeordnet und derart ausgebildet, daß sie die gleiche Abmessung und die gleiche Form aufweisen. Die drei Vor sprünge 33 sind auf beiden der den bewegbaren Elektroden gegenüberliegenden Seitenflächen mit vorbestimmten Ab ständen 51 und 52 zwischen sich entlang einer Längsrich tung der festen Elektrode 32 ausgebildet. Die Vorsprünge 33 sind symmetrisch bezüglich der Längsrichtung des fe sten Elektrodenteils 32 angeordnet.

Zum Beispiel beträgt eine Höhe der Vorsprünge 33 0,75 µm und mehr in einem Zustand, in dem eine Länge der be wegbaren Elektrode 24 und der festen Elektrode 31 und 32 300 µm beträgt, beträgt ein Wert des Erfassungsabstands 40 2,5 µm und beträgt ein Wert des Nichterfassungsab stands 41 9 µm. Beide Abstände von S1 (Spitzenab schnittsabstand) und S2 (Fußabschnittsabstand) betragen ungefähr 100 µm.

Die Höhe der Vorsprünge 33 ist derart geregelt, daß die Federrückstellkräfte der Aufhängteile 22 stärker als eine elektrostatische Anziehungskraft ist, die zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und der festen Elektrode 31 oder 32 erzeugt wird, wenn die Vorsprünge 33 die eine Seite des bewegbaren Elektrodenteils 24 berühren.

Die elektrostatische Anziehungskraft Fe, die zwischen dem bewegbaren Elektrodenteil 24 und dem festen Elektro denteil 31 oder 32 erzeugt wird, und die Federrückstell kraft Fk der Aufhängteile 22 sind durch die folgenden Gleichungen dargestellt.

Fe = ε.S.V^-/2/(do - X) (1)
Fk = K.X

Wobei ε die Dielektrizitätskonstante in Vakuum ist, S eine Fläche eines Teils einer Seitenfläche der bewegbaren Elektrode 24 ist, die der der bewegbaren Elektrode gegen überliegenden Fläche der festen Elektrode 31 oder 32 ge genüberliegt (zum Beispiel 5,0 × 10^-8 m²), V eine Span nungsdifferenz zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und der festen Elektrode 31 und 32 ist (zum Beispiel 5 V), do ein Anfangsabstand des Erfassungsabstands 40 ist, wenn keine Beschleunigung ausgeübt wird, das heißt, wenn sich der Gewichtsabschnitt 21 nicht bewegt (zum Beispiel 2,5 × 10^-6 m), X ein Verschiebungsbetrag der bewegbaren Elek trode 24, das heißt, ein Verschiebungsbetrag der Aufhäng teile 22, ist und K eine Federkonstante in einer Ver schiebungsrichtung der Aufhängteile 22 ist (zum Beispiel 5,0 N/m).

Beziehungen zwischen der elektrostatischen Anzie hungskraft Fe, der Federrückstellkraft Fk unter Verwen dung von zuvor in Klammern beschriebenen numerischen Wer ten und ein Verschiebungsbetrag des bewegbaren Elektro denteils 24 sind in einem Graph in Fig. 5 gezeigt. In dem Graph zeigt eine X-Achse den Verschiebungsbetrag der be wegbaren Elektrode und zeigt eine Y-Achse eine Höhe der elektrostatischen Anziehungskraft Fe und der Federrück stellkraft Fk. Der Verschiebungsbetrag der bewegbaren Elektrode 24 gleich 0 µm zeigt an, daß der Erfassungsab stand 40 einen Anfangswert aufweist, und der Verschie bungsbetrag der bewegbaren Elektrode 24 gleich 2,5 µm zeigt an, daß der Erfassungsabstand 40 null ist.

Es versteht sich aus Fig. 5, daß Fe kleiner als K.X wird, wenn der Verschiebungsbetrag der bewegbaren Elek trode 24 1,75 µm oder mehr ist, das heißt wenn der Wert des Erfassungsabstands 40 weniger als 0,75 µm ist. Des halb ist die Höhe der Vorsprünge 33 0,75 µm oder mehr, so daß der Erfassungsabstand 40 nicht weniger als 0,75 mm wird. Der Wert 0,75 µm ist 0,3mal so groß wie der An fangsabstand des Erfassungsabstands 40. Es ist bevorzugt, daß die Höhe der Vorsprünge 33 halb oder weniger des An fangsabstands des Erfassungsabstands 40 ist, so daß die Vorsprünge 33 keine Verschiebung des bewegbaren Elektro denteils 24 stören.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, sind Stoppabschnitte 26 derart auf den Ankerabschnitten 23a und 23b ausgebildet, daß sie in Hohlabschnitten angeordnet sind, die in den rechteckigen Rahmen ausgebildet sind, die durch die Paare der Aufhängteile 22 vorgesehen sind, und daß sie von den Ankerabschnitten 23a, 23b zu dem Gewichtsabschnitt 21 in dem Sensor hervorstehen. Die Stoppabschnitte 26 verhin dern, daß der Gewichtsabschnitt 21 an den Ankerabschnit ten 23a und 23b haftet. Ein Abstand zwischen den Stoppab schnitten 26 und dem Gewichtsabschnitt ist weitestgehend wie der Anfangsabstand des Erfassungsabstands 40.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, sind Anschlußflächen 31b und 32b für die festen Elektroden zum Drahtkontaktie ren auf den leitenden Teilen 31a und 32a ausgebildet. Ein leitendes Teil 25 für die bewegbare Elektrode 24 dehnt sich von dem Ankerabschnitt 23b aus. Eine Anschlußfläche 25a für die bewegbare Elektrode zum Drahtkontaktieren ist auf dem leitenden Teil 25 ausgebildet. Diese Anschlußflä chen 25a, 31b und 32b bestehen zum Beispiel aus Alumi nium.

Wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 50 in dem Gewichtsab schnitt 21, den bewegbaren Elektroden 24, den festen Elektroden 31 und 32 durch das zweite Siliziumsubstrat 12 von seiner Hauptoberfläche zu seiner hinteren Oberfläche, die der Öffnung 13a der Oxidschicht 13 gegenüberliegt, ausgebildet, um die Rahmenstruktur (feste Rahmenstruktur) auszubilden. Diese Struktur ist eine Reihenverbindung ei ner Mehrzahl von rechteckigen Rahmen, von denen jeder ein jeweiliges der Löcher 50 umgibt. Der bewegbare Abschnitt 20 und die festen Elektrodenteile 31 und 32 sind durch die Rahmenstruktur mit einem geringen Gewicht und einer hohen Drehsteifigkeit aufgebaut.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Sensor 100 mit Kleber 60 an einer hinteren Oberfläche des ersten Silizi umsubstrats 11, welche der Hauptoberfläche gegenüber liegt, die der Oxidschicht 13 gegenüberliegt, an ein Ge häuse 70 geklebt. Dieses Gehäuse 70 bringt eine nachste hend beschriebene Erfassungsschaltung 110 unter, die elektrisch mit den Anschlußflächen 25a, 31b und 32b durch eine (nicht gezeigte) Verdrahtung, die aus Aluminium, Gold und dergleichen besteht, verbunden ist.

Bei einer Sensorstruktur, wie sie zuvor beschrieben worden ist, ist eine erste Kapazität CS1 zwischen den be wegbaren Elektroden 24 und den festen Elektroden 31 aus gebildet und ist eine zweite Kapazität CS2 zwischen den bewegbaren Elektroden 24 und den festen Elektroden 32 ausgebildet. Wenn eine Beschleunigung auf den Sensor 100 ausgeübt wird, ändern sich diese ersten und zweiten Kapa zitäten CS1, CS2 in Übereinstimmung mit einer Verschie bung der bewegbaren Elektrode, die durch eine Elastizität der Federabschnitte bewirkt wird. Die Erfassungsschaltung 110 erfaßt eine Beschleunigung auf der Grundlage einer Änderung einer Differentialkapazität (CS1-CS2).

Ein Stromlaufplan der Erfassungsschaltung 110 ist in Fig. 6 gezeigt. Eine geschaltete Kondensatorschaltung 111 (SC-Schaltung) besteht aus einem Kondensator 112, der eine Kapazität Cf aufweist, einem Schaltet 113 und einem Differentialverstärker 114, der angeschlossen ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, und die Differentialkapazität (CS1 -CS2) zu einer Spannung wandelt.

Jedes von CP1, CP2 und CP3 ist eine parasitäre Kapa zität. CP1 ist die parasitäre Kapazität, die zwischen dem Trägersubstrat 11 und dem leitenden Teil 31a ausgebildet wird. CP2 ist die parasitäre Kapazität, die zwischen dem Trägersubstrat 11 und dem leitenden Teil 32a ausgebildet wird. CP3 ist die parasitäre Kapazität, die zwischen dem Trägersubstrat 11 und dem leitenden Teil 25a ausgebildet wird.

Ein der Erfassungsschaltung 110 zugehöriges beispiel haftes Wellenformdiagramm ist in Fig. 7 gezeigt. Bei dem Sensor 100, der aufgebaut ist, wie es zuvor beschrieben worden ist, wird ein Trägerwellensignal 1 (Frequenz zum Beispiel 100 kHz, Amplitude zum Beispiel 0 bis 5 V), das aus einer Rechteckwelle der Art besteht, die in Fig. 7 gezeigt ist, über die Anschlußfläche 31b und das leitende Teil 31a auf die feste Elektrode 31 eingeprägt, und wird ein Trägerwellensignal 2 (Frequenz zum Beispiel 100 kHz, Amplitude zum Beispiel 0 bis 5 V), das aus einer Recht eckwelle besteht, die 180° außer Phase zu dem Trägerwel lensignal 1 ist, über die Anschlußfläche 32b und das lei tende Teil 32a auf die feste Elektrode 32 eingeprägt. Der Schalter 113 wird in Übereinstimmung mit einem Takt, der in Fig. 7 gezeigt ist, ein- und ausgeschaltet. Die Be schleunigung, die auf den Sensor 100 ausgeübt wird, wird als eine Spannung Vo erfaßt, die durch die folgende Glei chung dargestellt ist.

Vo = {(CS1-CS2) + (CP1-CP2).CP3}.V/Cf (2)

Dabei ist V eine Spannungsdifferenz, die über den An schlußflächen 31b und 32b ausgebildet wird.

Wie es zuvor beschrieben worden ist, ist ein Haupt merkmal dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden Er findung, daß die Vorsprünge 33 auf beiden der Seitenflä chen jeder der festen Elektroden 31 und 32 ausgebildet sind, die den Seitenflächen von angrenzenden zwei der be wegbaren Elektroden 24 gegenüberliegen. Anders ausge drückt sind die Vorsprünge 33 nicht nur in dem Erfas sungsabstand 40, sondern ebenso in dem Nichterfassungsab stand 41 ausgebildet.

Deshalb verhindern bei dem Sensor 100, der die unsym metrische Struktur aufweist, die zuvor beschrieben worden ist, in dem Fall, in dem eine Drehung des Gewichtsab schnitts 21, der zuvor beschrieben worden ist, auftritt, wenn eine übermäßig große Beschleunigung auf den Sensor 100 ausgeübt wird, die Vorsprünge 33, daß die bewegbaren Elektroden 24 an den festen Elektroden 31 oder 32 haften.

Bei dem Erfassungsabstand 40 oder dem Nichterfas sungsabstand 41 haften die Vorsprünge 33 wegen der fol genden Gründe und dergleichen in dem Fall, daß die beweg baren Elektroden 24 die oberen Abschnitte der Vorsprünge 33 berühren, nicht an den bewegbaren Elektroden 24.

Zuerst ist die Fläche des oberen Abschnitts des Vor sprungs 33 klein verglichen mit der Fläche der Seitenflä che der festen Elektroden 31 oder 32. Als zweites kann in vielen Fällen ein Isolationsoxidfilm auf den oberen Ab schnitten der Vorsprünge 33 durch Oxidieren von Silizium ausgebildet sein. Als drittes ist die Differenzspannung, die zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und den festen Elektroden 31 oder 33 ausgebildet wird, nicht so groß und beträgt zum Beispiel 2,5 V.

Wie es zuvor erwähnt worden ist, ist es erwünscht, daß die Höhe der Vorsprünge 33 auf der Grundlage der Be ziehung der elektrostatischen Anziehungskraft Fe und der Federrückstellkraft Fk ausgelegt wird. Formen und Anord nungspositionen der Vorsprünge 33, die auf den der beweg baren Elektrode gegenüberliegenden Flächen der festen Elektroden 31 und 32 angeordnet sind, weisen eine Menge von Entwurfsmöglichkeiten auf. Es ist jedoch notwendig, daß jede Fläche der oberen Abschnitte der Vorsprünge 33 klein sein muß, um zu verhindern, daß die Vorsprünge 33 an den bewegbaren Elektroden 24 haften, da die elektro statische Anziehungskraft zwischen den oberen Abschnitten der Vorsprünge 33 und den bewegbaren Elektroden 24 er zeugt wird. Zum Beispiel ist es erwünscht, daß jeder Vor sprung eine Form, wie zum Beispiel eine Pyramide oder ein Konus, aufweist, so daß die Fläche des oberen Abschnitts klein wird.

Es ist bevorzugt, daß die Vorsprünge 33, die auf der einen und der anderen der den bewegbaren Elektrode gegen überliegenden Seiten von jeder festen Elektrode 31 oder 32 angeordnet sind, symmetrisch bezüglich der Längsrich tung jeder der festen Elektrode 31 oder 32 sind. In die sem Fall können diese einfach durch Ätzen oder derglei chen ausgebildet werden, da die Vorsprünge 33 regelmäßig angeordnet sind. Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Vor sprünge 33, die auf der einen Seitenfläche der der beweg baren Elektrode gegenüberliegenden Flächen jeder festen Elektrode 31 oder 32 angeordnet sind, die gleiche Form und die gleiche Abmessung wie die Vorsprünge 33 aufwei sen, die auf der anderen Seitenfläche der der bewegbaren Elektrode gegenüberliegenden Flächen von jeder der festen Elektrode 31 oder 32 angeordnet sind. Demgemäß sind die Vorsprünge 33 gleichmäßig ausgebildet.

Weiterhin sind bei dem Sensor 100 jeweils drei (oder mehr) Vorsprünge 33 auf beiden der der bewegbaren Elek trode gegenüberliegenden Flächen jeder festen Elektrode 31 oder 32 mit den Abständen S1 und S2, die sich zwischen zwei der drei Vorsprünge 33 befinden, angeordnet. Es ist erwünscht, daß der Abstand S1, der auf einem Spitzenab schnitt der festen Elektrode 31 oder 32 angeordnet ist, kleiner als der Abstand S2 ist, der auf einem Fußab schnitt der festen Elektrode 31 oder 32 angeordnet ist.

Auf diese Weise sind die Vorsprünge 33 auf dem Spit zenabschnitt des festen Elektrodenteils 31 oder 32 kon zentriert angeordnet. Der Spitzenabschnitt der trägerför migen Elektrode ist leicht zu krümmen und daher haftet der Spitzenabschnitt einfach an einer gegenüberliegenden Elektrode. Deshalb ist es bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Vorteil, daß die Vor sprünge 33 auf dem Spitzenabschnitt der festen Elektrode 31 oder 32 konzentriert sind, um ein Haften zu verhin dern.

Bei dem Sensor 100 verhindern Stoppabschnitte 26, die auf den Ankerabschnitten 23a, 23b ausgebildet sind, daß die Ankerabschnitte 23a, 23b an dem Gewichtsabschnitt 21 haften. Weiterhin verhindern die Stoppabschnitte 26, daß die Vorsprünge 33 hart gegen die bewegbaren Elektroden 24 schlagen, da der Abstand zwischen den Stoppabschnitten 26 und dem Gewichtsabschnitt 21 weitestgehend gleich dem An fangsabstand zwischen dem oberen Abschnitt des Vorsprungs 33 und der bewegbaren Elektrode 24 ist.

Eine Änderung dieses Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert. Eine Schnittansicht ei nes Halbleiterbeschleunigungssensors 200 ist in Fig. 8 gezeigt. Bei dem Sensor 200 ist nicht nur ein Teil des Oxidfilms 11, der der Öffnung 13a entspricht, sondern ebenso ein Teil des ersten Siliziumsubstrats 11, das dem bewegbaren Abschnitt 20 und dem festen Abschnitt 30 ge genüberliegt, durch anisotropes Ätzen unter Verwendung einer Ätzlösung (zum Beispiel KOH) von der hinteren Ober fläche des ersten Siliziumsubstrats 11 entfernt. Dieser Teil wird ein rechteckiger hohler Abschnitt des ersten Siliziumsubstrats 11. Die weitere Struktur ist die glei che wie die des Sensors 100 gemäß dem ersten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Eine Miniaturisierung ist für einen Halbleitersensor zum Erfassen einer physikalischen Größe, wie zum Beispiel den im Stand der Technik beschriebenen Sensor und dem zu vor beschriebenen Sensor 100 erforderlich. Zu diesem Zweck ist es ein nützlicher Weg, die Aufhängteile 22 in ihrer Längsrichtung in dem Sensor in Fig. 2 zu verkürzen. Jedoch ist die Länge des Aufhängabschnitts sehr wichtig, da er ein Hauptfaktor eines Federmoduls ist, das zu einer Empfindlichkeit des Sensors beiträgt. Deshalb ist es nicht so einfach, die Länge der Aufhängteile 22 zu ver kürzen.

Um das zuvor beschriebene neue Problem zu lösen, ist es denkbar, mehrere Rechteckrahmen-Federabschnitte, von denen jeder aus einem Paar der Aufhängteile 22 ausgebil det ist, in einer Richtung in Reihe zu verbinden, die entlang der Achse Y1 verläuft. In der Richtung, die der Achse Y1 entspricht, ist die Anzahl eines Faltens von je dem Rechteckrahmen-Federabschnitt lediglich eins. Deshalb werden, wenn zwei Rechteckrahmen-Federabschnitte in Reihe verbunden werden, zwei Falten in der Richtung angeordnet, die der Achse Y1 entspricht.

Fig. 11 zeigt eine Draufsicht eines Hauptteils eines Halbleiterbeschleunigungssensors, der einen Federab schnitt J22 aufweist, bei welchem zwei Rechteckrahmen-Fe derabschnitte in Reihe verbunden sind, wie es zuvor be schrieben worden ist. Dieser Sensor wurde als ein Proto typ hergestellt.

In Fig. 11 wird der Ankerabschnitt 23 von dem (nicht gezeigten) Trägersubstrat gehalten und ist der Gewichts abschnitt 21 über dem Federabschnitt J22 mit dem Ankerab schnitt 23 aufgehängt. In Fig. 11 ist lediglich ein End abschnitt um den Gewichtsabschnitt 21 gezeigt, aber eine andere Struktur des Sensors, die in Fig. 11 nicht gezeigt ist, ist weitestgehend die gleiche wie die des Sensors 100, der in Fig. 2 gezeigt ist.

Der Federabschnitt J22 ist an einem Ende mit dem An kerabschnitt 23 und mit dem anderen Ende mit dem Ge wichtsabschnitt 21 verbunden. Der Gewichtsabschnitt J22 weist zwei zurückgefaltete Abschnitte in seinem Mitten teil in der Richtung Y auf. Der Federabschnitt J22 kann eine bevorzugte Trägerstruktur zum Erreichen der Miniatu risierung des Sensors verwirklichen.

Bei dem Sensor, bei welchem die Trägerstruktur zwei zurückgefaltete Abschnitte aufweist, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, erwarteten die Erfinder, daß in einem Fall, in dem der Gewichtsabschnitt 21 den Ankerabschnitt 23 trifft, bevor die bewegbare Elektrode 24 die feste Elek trode 31 trifft und an dieser haftet, was durch eine übermäßige Verschiebung des Gewichtsabschnitts 21 verur sacht wird, als die Aufgabe der Erfindung verhindert wird, daß die bewegbare Elektrode 24 an der festen Elek trode 31 haftet.

In diesem Fall liegt ein Verbindungsteil J22a des Fe derabschnitts J22 zwischen ersten und zweiten Rechteck rahmen-Federteilen, um die Rahmenstruktur zu verbinden. Weiterhin sind, um zu verhindern, daß die bewegbare Elek trode 24 an der festen Elektrode 31 haftet, Stopper J23 derart auf dem Ankerabschnitt 23 ausgebildet, daß sie von dem Ankerabschnitt 23 zu dem Verbindungsteil J22a hervor stehen.

Jedoch weist der Sensor, der die zuvor beschriebene Struktur aufweist, die folgende Beschränkung auf. Insbe sondere wird es hypothetisch gebildet, daß ein Erfas sungsabstand 40 zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und der festen Elektrode 31 8 (willkürliche Einheit) ist und ein maximaler Verschiebungsbetrag des Gewichtsabschnitts 21 aufgrund eines Krümmens des Fehlerabschnitts J22 10 ist, wenn auf den Sensor eine Beschleunigung ausgeübt wird. In diesem Fall ist ein Verschiebungsbetrag des Ver bindungsteils J22a 5, was die Hälfte eines Verschiebungs betrags des Gewichtsabschnitts 21 ist.

Deshalb würde in dem Fall, in dem ein Abstand zwi schen den Stoppern J23 und dem Verbindungsteil J22a auf 7 festgelegt ist, das bewegbare Elektrodenteil 24 gegen das feste Elektrodenteil 21 schlagen, bevor das Verbindungs teil J22 gegen die Stopper J23 schlagen würde, da sich das Verbindungsteil J22a wegen des zuvor erwähnten Grunds lediglich um 5 bewegen kann.

Nach all diesem ist es bei dem Sensor, bei welchem die Trägerstruktur 2 zurückgefaltete Abschnitte aufweist, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, erforderlich, daß der Ab stand zwischen dem Stopper J23 und dem Verbindungsteil J22a als halb oder weniger des Erfassungsabstands 40 aus gebildet wird, um zu verhindern, daß eine bewegbare Elek trode 24 an einer festen Elektrode 31 haftet. Auf ähnli che Weise ist es, wenn die Anzahl der Rechteckrahmen-Fe derteile, die in Reihe verbunden sind, n ist, erforder lich, daß der Abstand zwischen den Stoppern J23 und dem Verbindungsteil J22a derart festgelegt ist, daß er ein ein-tel oder weniger des Erfassungsabstands 40 ist.

Da der Erfassungsabstand im allgemeinen hinsichtlich der Grenze einer Herstellungsgenauigkeit so schmal wie möglich ausgebildet ist, ist es schwierig, den Abstand zwischen dem Stopper J23 und dem Verbindungsteil J22a hinsichtlich der Grenze einer Herstellungsgenauigkeit derart auszubilden, daß er gleich halb oder weniger des Erfassungsabstands 40 ist. Im Gegensatz dazu verursacht die Erhöhung des Erfassungsabstands 40 eine Schwäche, wie zum Beispiel eine Empfindlichkeitsverschlechterung.

Natürlich offenbart die JP-A-11-344507 einen Halblei terbeschleunigungssensor, der eine ähnliche Federstruktur aufweist, wie sie zuvor beschrieben worden ist und wie sie in Fig. 11 gezeigt ist. Bei dem Sensor, der in dieser Druckschrift beschrieben ist, ist ein Stopper innerhalb des Gewichtsabschnitts ausgebildet. Jedoch muß bei dieser Stopperstruktur der Stopper an einem Trägersubstrat unter dem Gewichtsabschnitt befestigt sein.

Es ist eine Aufgabe des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei einer Struktur, bei wel cher ein Gewichtsabschnitt über einen Aufhängabschnitt, der mehrere zurückgefaltete Abschnitte in einer Richtung aufweist, in der sich der Gewichtsabschnitt bewegt, einen Ankerabschnitt als einen Stopper wirken zu lassen, um zu verhindern, daß eine bewegbare Elektrode an einer festen Elektrode haftet.

Es wird auf Fig. 9 verwiesen. Der Sensor 300 ist von dem Sensor 100 oder 200 an einem Aufhängabschnitt und seinem Umfangsabschnitt abgeändert und daher wird die un terschiedliche Struktur hauptsächlich hier im weiteren Verlauf erklärt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung bezeichnen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Teile des Sensors, der in Fig. 2 gezeigt ist.

Ähnlich den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschrieben worden sind, weist der Sensor 300 ebenso die Ankerabschnitte 23a und 23b auf, die an äußeren Abschnitten von beiden Enden des Gewichtsabschnitts 21 in der Richtung, die der Achse Y1 entspricht, von dem ersten Siliziumsubstrat 11 (Trä gersubstrat) getragen werden. Der Gewichtsabschnitt 21 ist über Aufhängabschnitte 220, die eine Federfunktion aufweisen, welche zuläßt, daß sich der Gewichtsabschnitt 21 in eine Verschiebungsrichtung (Richtung eines Pfeils Y, hier im weiteren Verlauf als eine Verschiebungsrich tung Y bezeichnet) bewegt, mit den Ankerabschnitten 23a und 23b verbunden. Die bestimmte Struktur dieses Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird nachfol gend beschrieben.

Die beiden Enden des Gewichtsabschnitts 21 in der Verschiebungsrichtung Y liegen den Ankerabschnitten 23a und 23b mit einem Abstand gegenüber, welcher schmäler als der Abstand zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und der festen Elektrode 31 oder 32 ist (in diesem Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung dem Abstand zwischen den Vorsprüngen 33 und der bewegbaren Elektrode 24).

Ein Ende jedes Aufhängabschnitts 220 ist mit dem An kerabschnitt 23a oder 23b verbunden und das andere Ende ist mit dem Gewichtsabschnitt 21 verbunden. Weiterhin weist jedes Mittenteil des Aufhängabschnitts 220 eine Trägerstruktur auf, die mehrmals an äußeren Abschnitten entlang der Verschiebungsrichtung Y des Ankerabschnitts 23a oder 23b gefaltet ist.

Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, dehnen sich in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Anker abschnitte 23a und 23b entlang der Verschiebungsrichtung Y derart zu dem Gewichtsabschnitt 21 aus, daß sie dem Ge wichtsabschnitt 21 gegenüberliegen. Jeder der Aufhängab schnitte 220 ist außerhalb des Ankerabschnitts 23a oder 23b in einer Richtung angeordnet, die senkrecht zu der Verschiebungsrichtung Y verläuft, und mehrmals (in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dreimal) zurückgefaltet.

Anders ausgedrückt weist jeder Aufhängabschnitt 220 ein Paar eines Aufhängteils ähnlich einer Akkordeonfeder auf. Jedes Aufhängteil weist in diesem Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung vier Krümmungssegmente (-teile), das heißt zwei äußere Falten und eine innere Falte, die mit 222 bezeichnet ist, auf. Die innere Falte 222 liegt der Seitenfläche des Ankerabschnitts entlang der Verschiebungsrichtung Y gegenüber. Jede Falte verbin det zwei der Krümmungssegmente.

In der spezifischen Struktur dieses Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung dienen gegenüberlie gende Abschnitte der Ankerabschnitte 23a, 23b, die dem Gewichtsabschnitt 21 gegenüberliegen, als Stoppab schnitte. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weisen, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, die An kerabschnitte 23a, 23b Stoppteile 221 auf, die an den ge genüberliegenden Abschnitten von den Ankerabschnitten 23a und 23b zu dem Gewichtsabschnitt 21 hervorstehen.

Bei dem Sensor 300, der in Fig. 9 gezeigt ist, ist ein Verschiebungsbetrag der inneren Falte 222 ungefähr ein halb eines gesamten Verschiebungsbetrags des Aufhäng abschnitts 220, das heißt des Gewichtsabschnitts 21.

In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung liegen beide Enden des Gewichtsabschnitts 21 in der Verschiebungsrichtung Y den Ankerabschnitten 23a und 23b mit einem Abstand gegenüber, welcher schmäler als der Ab stand zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und der festen Elektrode 31 oder 32 ist. Deshalb schlägt der Gewichtsab schnitt 21 gegen die Stoppteile 221, bevor das bewegbare Elektrodenteil 24 aufgrund einer übermäßigen Verschiebung des Gewichtsabschnitts 21 gegen das feste Elektrodenteil 31 oder 32 schlägt.

Insgesamt sind in diesem Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung die Ankerabschnitte 23a und 23b, die Stoppteile 220 von dem Anker 23 und den Stoppern J23, die in Fig. 11 gezeigt sind, derart abgeändert, daß sie die Stopperteile aufweisen, die dazu dienen, zu verhindern, daß die bewegbare Elektrode 24 möglicherweise an der fe sten Elektrode 31 oder 32 haftet.

Ein Abstand, um die Stoppteile 221 gegen den Ge wichtsabschnitt 21 zu schlagen (ein Kollisionsabstand zwischen Gewichtsabschnitt und Ankerabschnitt), hängt nicht von der Anzahl der Male eines Faltens der Aufhäng teile 220 in der Verschiebungsrichtung Y ab, da sich die Stoppteile 221 (die Ankerabschnitte 23a und 23b) direkt zu dem Gewichtsabschnitt 21 ausdehnen und diesem gegenü berliegen.

Obgleich in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung der Abstand zwischen den Stoppteilen 221 und dem Gewichtsabschnitt 21 schmäler als der Erfassungs abstand zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und der fe sten Elektrode 31 oder 32 ausgebildet ist, ist es nicht erforderlich, den Abstand wie in dem Fall, in dem der Kollisionsabstand zwischen dem Gewichtsabschnitt und dem Ankerabschnitt von der Anzahl von Malen eines Faltens ab hängt, wie es in Fig. 11 ist, äußerst schmal zu machen.

Deshalb kann der Sensor 300 mit den Ankerabschnitten 23a, 23b und Stoppabschnitten 221 versehen sein, die als ein Stopper zum Verhindern wirken, daß das bewegbare Elektrodenteil 24 an dem festen Elektrodenteil 31 oder 32 haftet, ohne eine strenge Verarbeitungsgenauigkeit zu er fordern.

Insgesamt wird es gemäß dem Sensor 300 dieses Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einem höhe ren Maß erreicht, zu verhindern, daß das bewegbare Elek trodenteil 24 an dem festen Elektrodenteil 31 oder 32 haftet, da der Gewichtsabschnitt 21 an die Stoppteile 221 schlagen kann, bevor die bewegbare Elektrode 24 aufgrund einer übermäßigen Verschiebung des Gewichtsabschnitts 21 an die feste Elektrode 31 oder 32 schlägt.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung kann eine Kontaktfläche zwischen den Ankerab schnitten 23a und 23b und dem Gewichtsabschnitt 21 an den gegenüberliegenden Abschnitten der Ankerabschnitte 23a und 23b, die dem Gewichtsabschnitt 21 gegenüberliegen, verringert werden, da die Stoppteile 221 auf den Ankerab schnitten 23a und 23b ausgebildet sind.

Natürlich ist es nicht notwendig, die Stoppteile 221 derart auszubilden, daß sie von den Ankerabschnitten 23a, 23b hervorstehen. Wenn die Ankerabschnitte 23a und 23b keine Stoppteile aufweisen, wird jeder der Ankerab schnitte 23a und 23b in seiner gesamten Breite als ein Stopper erachtet und dies verbessert eine Festigkeit des Stoppers im Vergleich zu dem Fall, in dem die feinen Stoppteile 221 vorgesehen sind.

Deshalb wird, wenn eine übermäßig große Beschleuni gung auf den Sensor 300 ausgeübt wird, eine Verschiebung des Gewichtsabschnitts 21 stabil eingeschränkt, da ein Schlag des Stoppers aufgrund der übermäßig großen Be schleunigung unter Verwendung der Ankerabschnitte 23a und 23b als der Stopper und durch Weglassen der feinen Stoppteile verringert wird. Jedoch kann der Gewichtsab schnitt 21 aufgrund eines Erhöhens der Kontaktfläche im Vergleich zu dem Fall, in dem die Stoppteile 221, die aus den Ankerabschnitten 23a, 23b hervorstehen, als der Stop per verwendet werden, einfach an dem Ankerabschnitt 23a oder 23b haften.

In dem Fall, in dem die Ankerabschnitte 23a, 23b kein Stoppteil 22 aufweisen, ist es bevorzugt, daß Seitenflä chen des Gewichtsabschnitts 21, die einander gegenüber liegen und jeder der Ankerabschnitte 23a und 23b in einer Richtung einer Dicke des zweiten Siliziumsubstrats 12 nicht parallel zueinander ausgebildet sind, da die Kon taktfläche zwischen dem Gewichtsabschnitt 21 und dem An kerabschnitt 23a oder 23b aufgrund der nichtparallelen Seitenflächen verringert wird. Diese nichtparallelen Flä chen können hergestellt werden, wenn ein Abstand zwischen dem Gewichtsabschnitt 21 und dem Ankerabschnitt 23a oder 23b kleiner als der Erfassungsabstand zwischen der beweg baren Elektrode 24 und dem festen Elektrodenteil 31 oder 32 ist und wenn eine Breite eines Grabens zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und der festen Elektrode 31 oder 32 derart fein ist, daß Seitenflächen der bewegbaren Elektrode 24 und der festen Elektrode 31 oder 32, die einander gegenüberliegen, parallel zueinander gemacht werden.

Ein alternativer Sensor des zweiten Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 10 gezeigt. Ungleich dem Sensor 300 in Fig. 9 ist in dem Sensor in Fig. 10 der Gewichtsabschnitt 21 zu den Ankerabschnitten 23a und 23b derart ausgedehnt, daß er einen inneren Ab schnitt der Aufhängabschnitte 220 kreuzt (so daß die in neren Falten 222 der Aufhängteile 220 dem Gewichtsab schnitt 21 entlang der Verschiebungsrichtung Y gegenüber liegen).

In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung weist der Gewichtsabschnitt 21 Stoppteile 221 auf gegenüberliegenden Abschnitten des Gewichtsabschnitts 21 auf, die den Ankerabschnitten 23a, 23b gegenüberliegen. Es ist klar, daß dieser alternative Sensor, der in Fig. 10 gezeigt ist, die gleichen Vorteile wie der Sensor 300 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist, wie er zuvor beschrieben worden ist.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Es wird auf Fig. 12 verwiesen. Ein Sensor 400 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ausgenommen dessen der gleiche wie der Sensor 300 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung, daß die Vorsprünge 33 nicht auf den festen Elektro den 31 und 31 bei dem Sensor 400 ausgebildet sind.

Der Sensor 400 weist einen bewegbaren Abschnitt 20 und einen festen Abschnitt 30 auf einem ersten Silizium substrat 11 (Trägersubstrat) auf. Der bewegbare Abschnitt 20 weist einen Gewichtsabschnitt 21, der aufgrund einer Beschleunigung, die auf dem Sensor ausgeübt wird, entlang einer Verschiebungsrichtung Y bewegbar ist, und kammför mige bewegbare Elektroden 24 auf, die auf beiden Seiten flächen des Gewichtsabschnitts 21 in Übereinstimmung mit einer Verschiebungsrichtung eine Achse Y1 zentrierend ausgebildet sind. Der feste Abschnitt 30 weist feste Elektroden 31 und 32 auf, deren Elektrodenteile mit jeder der bewegbaren Elektroden 24 in Eingriff stehen, um der bewegbaren Elektrode 24 gegenüberzuliegen. Dieser Sensor 400 erfaßt eine Beschleunigung, die in der Verschiebungs richtung Y auf den Sensor ausgeübt wird, auf der Grund lage eine Kapazitätsänderung, die mit den bewegbaren Elektroden 24 und den festen Elektroden 31 und 32 vorge sehen wird.

Wie es in Fig. 12 gezeigt ist, ist der Gewichtsab schnitt 21 über Aufhängabschnitte 220, die eine Struktur vieler zurückgefalteter Abschnitte aufweisen, mit Anker abschnitten 23a und 23b aufgehängt. Die Aufhängabschnitte 220, die Ankerabschnitte 23a und 23b des Sensors 400 in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind im wesentlichen gleich denjenigen des Sensors 300 ausgebildet, der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, das in Fig. 9 gezeigt ist.

Jeder der Ankerabschnitte 23a und 23b weist Stopp teile 221 auf, die von dem Gewichtsabschnitt 21 hervor stehen. Ein Abstand zwischen den Stoppabschnitten 221 und dem Gewichtsabschnitt 21 ist kleiner als der zwischen der bewegbaren Elektrode 24 und den festen Elektroden 31 und 32.

Gemäß dem bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschriebenen Sensor 300 wird es in einem höheren Ausmaß erzielt, daß aufgrund der Vor sprünge 33, die auf den festen Elektroden 31 und 32 der Aufhängteile 220 ausgebildet sind, verhindert wird, daß die bewegbare Elektrode 24 an der festen Elektrode 31 oder 32 haftet.

Jedoch wird es lediglich mit den Aufhängabschnitten 220 und demjenigen Umfangsabschnitt, der in Fig. 9 ge zeigt ist, erzielt, daß der Gewichtsabschnitt 21 gegen die Stoppteile 221 des Ankerabschnitts 23a oder 23b schlägt, bevor die bewegbare Elektrode 24 gegen die feste Elektrode 31 oder 32 schlägt.

Insgesamt wird es bei dem Sensor 400 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auch dann, wenn die Vorsprünge 33 nicht auf den festen Elektroden 31 und 32 ausgebildet sind, ausreichend verhindert, daß die bewegbare Elektrode 24 an der festen Elektrode 31 oder 32 haftet. Weiterhin ist es überflüssig, zu sagen, daß die Trägerstruktur erzielt wird, die zum Miniaturisieren der Abmessung des Sensors in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

Nachstehend werden Alternativen der Ausführungsbei spiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die Vorsprünge 33 sind nicht nur auf den festen Elek troden 31 und 32 ausgebildet. Die Vorsprünge 33 können lediglich auf den bewegbaren Elektroden 24 ausgebildet sein oder auf beiden der festen Elektrode 31 (32) und der bewegbaren Elektrode 24 ausgebildet sein. Irgendeine an dere Alternative kann an dem zuvor beschriebenen Sensor angewendet werden. In diesen Fällen werden die gleichen Strukturen, wie sie zuvor beschrieben worden sind, ange wendet, und werden die gleichen Vorteile erzielt.

Weiterhin wird die erfindungsgemäße Struktur, die zu vor beschrieben worden ist, an irgendeinem anderen eine Kapazität erfassenden Sensor, der eine unsymmetrische Struktur aufweist, zum Beispiel einem Drucksensor, einem Winkelgeschwindigkeitssensor und dergleichen, angewendet.

Wie es ersichtlich ist, wird in der vorhergehenden Beschreibung ein Halbleiterbeschleunigungssensor offen bart, welcher ein Haften einer bewegbaren Elektrode an einer ersten oder zweiten festen Elektrode aufgrund einer elektrostatischen Anziehungskraft, die zwischen diesen erzeugt wird, verhindert. Der Sensor weist einen Ge wichtsabschnitt und bewegbare Elektroden, die auf beiden Seiten von diesem ausgebildet sind, und erste und zweite feste Elektroden auf, die alle mit allen der bewegbaren Elektroden in Eingriff stehen. Jede der ersten und zwei ten festen Elektroden ist parallel zu jeder der bewegba ren Elektroden angeordnet, so daß Seitenflächen von die sen einen Erfassungsabstand und einen Nichterfassungsab stand, der größer als der Erfassungsabstand ist, mit Sei tenflächen von angrenzenden zwei der bewegbaren Elektro den bestimmen. Vorsprünge sind auf beiden der Seitenflä chen von jeder der ersten und zweiten festen Elektroden ausgebildet. Diese Vorsprünge verhindern, daß die beweg baren Elektroden in sowohl dem Erfassungsabstand als auch dem Nichterfassungsabstand an der ersten oder zweiten fe sten Elektrode haften.

Claims

1. Halbleitersensor für eine physikalische Größe, der aufweist:
ein Trägersubstrat (11);
einen bewegbaren Abschnitt (20), der auf dem Träger substrat (11) getragen wird und einen Gewichtsabschnitt (21), der in einer Verschiebungsrichtung bewegbar ist, und erste und zweite bewegbare Elektroden (24) aufweist, die auf beiden Seiten des Gewichtsabschnitts (21) vorge sehen sind und von dem Gewichtsabschnitt (21) senkrecht zu der Verschiebungsrichtung (Y) hervorstehen;
einen festen Abschnitt (30), der auf dem Trägersub strat (11) vorgesehen ist und durch einen Graben (14) elektrisch von dem bewegbaren Abschnitt (20) getrennt ist, wobei der feste Abschnitt (30) erste und zweite fe ste Elektroden (31, 32) aufweist, die jeweils zu dem sich dazwischen befindenden Abschnitt (20) hervorstehen, sich parallel zu den ersten und zweiten bewegbaren Elektroden (24) ausdehnen und erste und zweite Erfassungsabstände (40) an den beiden Seiten des Gewichtsabschnitts definie ren, wobei
eine ausgeübte physikalische Größe auf der Grundlage von Änderungen von Kapazitäten (CS1, CS2) erfaßt wird, die zwischen den ersten und zweiten bewegbaren Elektroden (24) und den ersten und zweiten festen Elektroden (31, 32) erzeugt werden, wenn sich die ersten und zweiten be wegbaren Elektroden (24) als Reaktion auf die ausgeübte physikalische Größe bewegen,
eine elektrostatische Anziehungskraft, die zwischen der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der ersten fe sten Elektrode (31) erzeugt wird, in einer Richtung wirkt, die entgegengesetzt zu der verläuft, in welcher eine elektrostatische Anziehungskraft wirkt, die zwischen der zweiten bewegbaren Elektrode (24) und der zweiten fe sten Elektrode (32) erzeugt wird, und
eine der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der er sten festen Elektrode (31) Vorsprünge (33) aufweist, die von gegenüberliegenden Seitenflächen von dieser parallel zu der Verschiebungsrichtung hervorstehen, wobei eine der Seitenoberflächen dem ersten Erfassungsabstand (40) ge genüberliegt.

2. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 1, wobei eine andere der Seitenflächen ei nem ersten Nichterfassungsabstand (41) gegenüberliegt, welcher größer als der erste Erfassungsabstand (40) ist.

3. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine der zweiten bewegbaren Elektrode (24) und der zweiten festen Elektrode (32) Vor sprünge aufweist, die von gegenüberliegenden Seitenflä chen von dieser parallel zu der Verschiebungsrichtung hervorstehen, wobei eine der Seitenflächen dem ersten Er fassungsabstand (40) gegenüberliegt und eine andere der Seitenflächen einem zweiten Nichterfassungsabstand (41) gegenüberliegt, welcher größer als der zweite Erfassungs abstand (40) ist.

4. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vor sprünge (33) der einen der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der ersten festen Elektrode (31) bezüglich einer Längsrichtung der einen der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der ersten festen Elektrode (31), die die Vor sprünge (33) aufweist, symmetrisch zueinander angeordnet sind.

5. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einer der Vorsprünge (33), der auf einer der Seitenflächen ausge bildet ist, eine identische Abmessung und eine identische Form bezüglich einem anderen der Vorsprünge (33) auf weist, der auf einer anderen der Seitenflächen ausgebil det ist.

6. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehr zahl der Vorsprünge (33), die auf mindestens einer der Seitenflächen angeordnet sind, zu dritt und entlang einer Längsrichtung von der einen der ersten bewegbaren Elek trode (24) und der ersten festen Elektrode (31), die die Vorsprünge (33) aufweist, angeordnet sind, wobei ein Abstand (51) zwischen zwei der Mehrzahl der Vor sprünge (33), die auf einem Spitzenabschnitt der einen der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der ersten fe sten Elektrode (31), die die Vorsprünge (33) aufweist, angeordnet sind, kleiner als der (52) zwischen zwei der Mehrzahl der Vorsprünge (33) ist, die auf einem Fußab schnitt der einen der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der ersten festen Elektrode (31), die die Vorsprünge (33) aufweist, angeordnet sind.

7. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin aufweist:
Ankerabschnitte (23a, 23b), die an der Außenseite von beiden Endabschnitten des Gewichtsabschnitts (21) in der Verschiebungsrichtung (Y) mit dem Trägersubstrat (11) verankert sind;
Aufhängabschnitte (220), von denen jeder mit jedem der Ankerabschnitte (23a, 23b) verbunden ist und den Ge wichtsabschnitt (21) an den beiden Endabschnitten des Ge wichtsabschnitts (21) in der Verschiebungsrichtung (Y) aufhängt, wobei jeder Aufhängabschnitt (220) eine Feder funktion aufweist, welche zuläßt, daß sich der Gewichts abschnitt entlang der Verschiebungsrichtung (Y) bewegt, wobei
jeder der beiden Endabschnitte des Gewichtsabschnitts entlang der Verschiebungsrichtung (Y) jedem der Ankerab schnitte (23a, 23b) mit einem Abstand gegenüberliegt, der schmäler als der erste Erfassungsabstand (40) ist, der zwischen der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der er sten festen Elektrode (31) angeordnet ist,
ein Mittelteil jedes Aufhängabschnitts (220) mehrmals gefaltet ist, um eine Mehrzahl von zurückgefalteten Ab schnitten (222) an der Außenseite des Gewichtsabschnitts (21) oder der Ankerabschnitte (23a, 23b) bezüglich der Verschiebungsrichtung (Y) aufzuweisen,
jeder der Ankerabschnitte (23a, 23b) einen Abschnitt aufweist, der dem Gewichtsabschnitt direkt gegenüber liegt, und
der Abschnitt als ein Stopper wirkt, um eine übermä ßige Verschiebung des Gewichtsabschnitts (21) zu verhin dern.

8. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 7, wobei jeder der Aufhängabschnitte (220) Aufhängteile aufweist, die mehrmals in einer Richtung ge faltet sind, die senkrecht zu der Verschiebungsrichtung (Y) verläuft, um eine Mehrzahl von Krümmungsteilen und mindestens zwei elastische Falten (222) ähnlich einer Akkordeonfeder auszubilden, wobei
Stoppteile (221) auf einem des Ankerabschnitts (23a, 23b) und des Gewichtsabschnitts (21) ausgebildet sind, um eine Verschiebung des Gewichtsabschnitts (21) einzu schränken, wenn eine übermäßig große physikalische Größe auf den Gewichtsabschnitt (21) ausgeübt wird, und
die zwei elastischen Falten (222) entlang einer Rich tung angeordnet sind, die senkrecht zu der Verschiebungs richtung (Y) verläuft, so daß die eine der mindestens zwei elastischen Falten (222) von den Stoppteilen (221) entfernt angeordnet ist und eine andere der mindestens zwei elastischen Falten (222) in der Nähe des einen der Stoppteile (221) angeordnet ist.

9. Halbleitersensor für eine physikalische Größe, der aufweist:
ein Trägersubstrat (11);
einen bewegbaren Abschnitt (20), der auf dem Träger substrat (11) getragen wird und einen Gewichtsabschnitt (21), der in einer Verschiebungsrichtung (Y) bewegbar ist, und erste und zweite bewegbare Elektroden (24) auf weist, die auf beiden Seiten des Gewichtsabschnitts (21) vorgesehen sind und von dem Gewichtsabschnitt (21) senk recht zu der Verschiebungsrichtung (Y) hervorstehen;
einen festen Abschnitt (30), der auf dem Trägersub strat (11) vorgesehen ist und durch einen Graben (14) elektrisch von dem bewegbaren Abschnitt (20) getrennt ist, wobei der feste Abschnitt (30) erste und zweite fe ste Elektroden (31, 32) aufweist, die jeweils zu dem sich dazwischen befindenden bewegbaren Abschnitt (20) hervor stehen, sich parallel zu den ersten und zweiten bewegba ren Elektroden (24) ausdehnen und erste und zweite Erfas sungsabstände (40) an den beiden Seiten des Gewichtsab schnitts (21) definieren, wobei
eine ausgeübte physikalische Größe auf der Grundlage von Änderungen von Kapazitäten (CS1, CS2) erfaßt wird, die zwischen den ersten und zweiten bewegbaren Elektroden (24) und den ersten und zweiten festen Elektroden (31, 32) erzeugt werden, wenn sich die ersten und zweiten be wegbaren Elektroden (24) als Reaktion auf die ausgeübte physikalische Größe bewegen,
eine elektrostatische Anziehungskraft, die zwischen der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der ersten fe sten Elektrode (31) erzeugt wird, in einer Richtung wirkt, die zu der entgegengesetzt ist, in welcher eine elektrostatische Anziehungskraft wirkt, die zwischen der zweiten bewegbaren Elektrode (24) und der zweiten festen Elektrode (32) erzeugt wird,
die erste bewegbare Elektrode (24) aus einer Mehrzahl von bewegbaren Elektrodenteilen besteht,
die erste feste Elektrode (31) aus einer Mehrzahl von festen Elektrodenteilen besteht, die mit der Mehrzahl von bewegbaren Elektrodenteilen in Eingriff stehen, wobei eine der Mehrzahl von festen Elektrodenteilen den ersten Erfassungsabstand (40) mit einer ersten der Mehrzahl von bewegbaren Elektrodenteilen definiert und einen Nichter fassungsabstand (41) mit einer zweiten der Mehrzahl von bewegbaren Elektrodenteilen definiert, wodurch die ersten und zweiten der Mehrzahl von bewegbaren Elektrodenteilen mit der sich dazwischen befindenden einen der Mehrzahl von festen Elektrodenteilen angeordnet sind,
eine der einen der Mehrzahl von festen Elektrodentei len und die erste eine der Mehrzahl von bewegbaren Elek trodenteilen einen ersten Vorsprung (33) aufweisen, der derart hervorsteht, daß er in dem ersten Erfassungsab stand (40) angeordnet ist, und
eine der einen der Mehrzahl von festen Elektrodentei len und die zweite eine der Mehrzahl von bewegbaren Elek trodenteilen einen zweiten Vorsprung (33) aufweisen, der derart hervorsteht, daß er in dem Nichterfassungsabstand (41) angeordnet ist.

10. Halbleitersensor für eine physikalische Größe, der aufweist:
ein Trägersubstrat (11);
einen bewegbaren Abschnitt (20), der einen Gewichts abschnitt (21) und bewegbare Elektrodenteile (24) auf weist, die auf einer Seite und der anderen Seite des Ge wichtsabschnitts (21) vorgesehen sind;
einen festen Abschnitt (30), der elektrisch von dem bewegbaren Abschnitt (20) getrennt ist, wobei der feste Abschnitt (30) feste Elektrodenteile (31, 32) aufweist, die zum Ausbilden von Kondensatoren (CS1, CS2) jeweils mit jedem der bewegbaren Elektrodenteile in Eingriff ste hen;
Ankerabschnitte (23a, 23b), die an der Außenseite von beiden Endabschnitten des Gewichtsabschnitts (21) in der Verschiebungsrichtung (Y) mit dem Trägersubstrat (11) verankert sind;
Aufhängabschnitte (22), von denen jeder mit jedem der Ankerabschnitte (23a, 23b) verbunden ist und den Ge wichtsabschnitt (21) an den beiden Endabschnitten des Ge wichtsabschnitts (21) in der Verschiebungsrichtung (Y) aufhängt, wobei jeder Aufhängabschnitt (220) eine Feder funktion aufweist, welche zuläßt, daß sich der Gewichts abschnitt (21) entlang der Verschiebungsrichtung (Y) ver schiebt, wobei
jeder der beiden Endabschnitte des Gewichtsabschnitts (21) entlang der Verschiebungsrichtung (Y) jedem der An kerabschnitte (23a, 23b) mit einem Abstand gegenüber liegt, der kleiner als der erste Erfassungsabstand (40) ist, der zwischen der ersten bewegbaren Elektrode (24) und der ersten festen Elektrode (31) angeordnet ist,
ein Mittelteil jedes Aufhängabschnitts (220) mehrmals gefaltet ist, um eine Mehrzahl von zurückgefalteten Ab schnitten (222) an der Außenseite des Gewichtsabschnitts (21) oder der Ankerabschnitte (23a, 23b) bezüglich der Verschiebungsrichtung aufzuweisen,
jeder der Ankerabschnitte (23a, 23b) einen Abschnitt aufweist, der dem Gewichtsabschnitt direkt gegenüber liegt, und
der Abschnitt als ein Stopper wirkt, um eine übermä ßige Verschiebung des Gewichtsabschnitts zu verhindern.

11. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 10, wobei:
jeder der Aufhängabschnitte (220) Aufhängteile auf weist, die mehrmals in einer Richtung gefaltet sind, die senkrecht zu der Verschiebungsrichtung (Y) verläuft, um mehrere Krümmungsteile und mindestens zwei elastische Falten (222) ähnlich einer Akkordeonfeder auszubilden,
Stoppteile (221) auf einem der Ankerabschnitte und des Gewichtsabschnitts ausgebildet sind, um eine Ver schiebung des Gewichtsabschnitts (21) einzuschränken, wenn eine übermäßig große physikalische Größe auf den Ge wichtsabschnitt (21) ausgeübt wird, und
die zwei elastischen Falten (222) entlang einer Rich tung angeordnet sind, die senkrecht zu der Verschiebungs richtung (Y) verläuft, so daß eine der mindestens zwei elastischen Falten (222) von den Stoppteilen (221) ent fernt angeordnet ist und eine andere der mindestens zwei elastischen Falten (222) in der Nähe des einen der Stoppteile (221) angeordnet ist.

12. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 10, wobei Vorsprünge (221) auf Seitenflä chen des einen des Gewichtsabschnitts (21) und der Anker abschnitte (23a, 23b) ausgebildet sind, um von dem einen des Gewichtsabschnitts (21) und der Ankerabschnitte (23a, 23b) zu dem anderen des Gewichtsabschnitts (21) und der Ankerabschnitte (23a, 23b) hervorzustehen.

13. Halbleitersensor für eine physikalische Größe, der aufweist:
ein Trägersubstrat (11);
einen bewegbaren Abschnitt (20), der auf dem Träger substrat (11) angeordnet ist und in einer Verschiebungs richtung (Y) bewegbar ist, wobei der bewegbare Abschnitt (20) einen Gewichtsabschnitt (21) und erste und zweite bewegbare Elektroden (24) aufweist, die von ersten und zweiten Seiten des Gewichtsabschnitts (21) hervorstehen und sich senkrecht zu der Verschiebungsrichtung (Y) aus dehnen;
erste und zweite feste Elektroden (31), die an der ersten Seite des Gewichtsabschnitts (21) an dem Träger substrat befestigt sind, elektrisch von dem bewegbaren Abschnitt (20) isoliert sind und sich an beiden Seiten der ersten bewegbaren Elektrode (24) parallel zu der er sten bewegbaren Elektrode (24) in der Verschiebungsrich tung (Y) ausdehnen, wobei die erste feste Elektrode (31) einen Erfassungsabstand (40) mit der ersten bewegbaren Elektrode (24) definiert, um eine erste Kapazität (CS) 1) auszubilden, die geändert wird, wenn eine physikalische Größe auf den Gewichtsabschnitt (21) ausgeübt wird, wobei die zweite feste Elektrode (31) einen Nichterfassungsab stand (41) mit der ersten bewegbaren Elektrode (24) defi niert;
dritte und vierte feste Elektroden (32), die an der zweiten Seite des Gewichtsabschnitts (21) an dem Träger substrat (11) befestigt sind, elektrisch von dem bewegba ren Abschnitt (20) isoliert sind und sich an beiden Sei ten der zweiten bewegbaren Elektrode (24) parallel zu der zweiten bewegbaren Elektrode (24) in der Verschiebungs richtung (Y) ausdehnen, wobei die dritte feste Elektrode (32) einen Erfassungsabstand (40) mit der zweiten beweg baren Elektrode (24) definiert, um eine zweite Kapazität (CS2) auszubilden, die in einer zu der ersten Kapazität (CS1)entgegengesetzten Richtung geändert wird, wenn die physikalische Größe auf den Gewichtsabschnitt (21) ausge übt wird; und
erste und zweite Stopper (33), die jeweils in dem Er fassungsabstand (40) zwischen der ersten festen Elektrode (31) und der ersten bewegbaren Elektrode (24) und in dem Nichterfassungsabstand (41) zwischen der zweiten festen Elektrode (32) und der ersten bewegbaren Elektrode (24) zum Verhindern, daß die erste bewegbare Elektrode (24) an der ersten oder zweiten festen Elektrode (31, 32) haftet, vorgesehen sind, wobei
jeder der ersten und zweiten Stopper (33) ein Vor sprung ist, der von einer der ersten und zweiten festen Elektroden (31, 32) und der ersten bewegbaren Elektrode (24) hervorsteht.

14. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 13, wobei die erste bewegbare Elektrode (24) erste und zweite Vorsprünge als die ersten und zwei ten Stopper (33) aufweist, die jeweils von Seitenflächen der ersten bewegbaren Elektrode (24) hervorstehen, um den ersten und zweiten festen Elektroden (31, 32) gegenüber zuliegen.

15. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 14, wobei die ersten und zweiten Vor sprünge, die auf den Seitenflächen der ersten bewegbaren Elektrode (24) vorgesehen sind, zueinander eine identi sche Form und eine identische Abmessung aufweisen.

16. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 14 oder 15, wobei eine der Seitenflächen der ersten bewegbaren Elektrode (24) mindestens drei Vor sprünge als einen der ersten und zweiten Stopper (33) aufweist, wobei die drei Vorsprünge mit einem ersten Ab stand (S1) an einem Spitzenabschnitt der ersten bewegba ren Elektrode (24) und einem zweiten Abstand (S2) an ei nem Fußabschnitt der ersten bewegbaren Elektrode (24) an geordnet sind, wobei der erste Abstand (S1) kleiner als der zweite Abstand (S2) ist.

17. Halbleitersensor für eine physikalische Größe nach Anspruch 13, wobei die erste und zweite feste Elek trode (31, 32) jeweils Vorsprünge (33) aufweisen, die zu der ersten bewegbaren Elektrode (24) hin hervorstehen.