DE112016000420B4

DE112016000420B4 - Beschleunigungssensor und montierungsanordnung eines beschleunigungssensors

Info

Publication number: DE112016000420B4
Application number: DE112016000420.6T
Authority: DE
Inventors: Kiyomasa Sugimoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2023-06-07
Anticipated expiration: 2036-01-08
Also published as: JP6354603B2; DE112016000420T5; US9972724B2; CN107873083B; WO2016117290A1; CN107873083A; US20170345948A1; JP2016133456A

Abstract

Beschleunigungssensor umfassend:ein Halbleitersubstrat (14), welches ein Trägersubstrat (11) und eine auf das Trägersubstrat (11) aufgeschichtete Halbleiterschicht (13) umfasst;eine in einer ersten Richtung bewegliche Elektrode (24, 25), welche in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstreckt;eine in einer zweiten Richtung bewegliche Elektrode (26, 27), welche in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer anderen, zu der einen Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung parallelen Richtung erstreckt;eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode (32, 42), welche in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen;eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode (52, 62), welche in der Halbleiterschicht vorgesehen und angeordnet ist, der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; undein Trägerelement (21, 22, 23a, 23b, 28), welches in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, mit der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode versehen ist und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode in Abhängigkeit von einer Beschleunigung versetzt,wobei der Beschleunigungssensor ausgestaltet ist, eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats und eine Beschleunigung in einer zweiten Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung ist, zu detektieren,wobei:wenn jede Länge eines Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt und wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, L ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode d ist,die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der ersten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen sind, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung gebildet wird, sin-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angelegt ist und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, unddie in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen sind, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung gebildet wird, sin-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angelegt wird und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beschleunigungssensor, welcher eine Beschleunigung in zwei orthogonalen Richtungen detektiert, und eine Montierungsanordnung des Beschleunigungssensors.
STAND DER TECHNIK
Es ist, zum Beispiel in Patentliteratur 1, vorgeschlagen worden, dass ein Beschleunigungssensor unter Verwendung eines Halbleitersubstrats gebildet ist, das durch Schichten einer Halbleiterschicht auf ein Trägersubstrat gebildet ist. Das heißt, bei dem Beschleunigungssensor sind ein beweglicher Abschnitt und ein fixierter Abschnitt in einer Halbleiterschicht vorgesehen, wobei der bewegliche Abschnitt eine bewegliche Elektrode umfasst, die in einem Rahmenabschnitt vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von einer Beschleunigung in einer vorbestimmten Richtung in einer Oberflächenrichtung der Halbleiterschicht versetzt wird, wobei der fixierte Abschnitt eine fixierte Elektrode umfasst, die der beweglichen Elektrode gegenüberliegt.
Bei solch einem Beschleunigungssensor ändert sich bei Anlegen der Beschleunigung in einer vorbestimmten Richtung ein Abstand zwischen der beweglichen Elektrode und der fixierten Elektrode in Abhängigkeit von der Beschleunigung, und somit wird die Beschleunigung basierend auf einer Kapazität zwischen der beweglichen Elektrode und der fixierten Elektrode detektiert.
STAND-DER-TECHNIK-LITERATUR
PATENTLITERATUR
PATENTLITERATUR 1: JP 2007-139505 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In den letzten Jahren kann es ein Bedürfnis gegeben haben, auch eine Beschleunigung in einer Richtung zu detektieren, die orthogonal zu der vorbestimmten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung der Halbleiterschicht ist. Dementsprechend hat die Anmelderin der vorliegenden Erfindung in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-182292 (entsprechend der JP 2015-049190 A ) einen Beschleunigungssensor vorgeschlagen, der fähig ist, eine Beschleunigung in zwei orthogonalen Richtungen zu detektieren.
Insbesondere hat, bei dem Beschleunigungssensor, ein beweglicher Abschnitt eine in einer ersten Richtung bewegliche Elektrode, die sich entlang einer Richtung in einer Oberflächenrichtung eines Halbleitersubstrats erstreckt, und eine in einer zweiten Richtung bewegliche Elektrode, die sich entlang einer zu der einen Richtung orthogonalen Richtung erstreckt. Beachte, dass die in einer ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in einer zweiten Richtung bewegliche Elektrode an einem gemeinsamen Trägerelement vorgesehen sind, das bei dem beweglichen Abschnitt vorgesehen ist. Ferner hat ein fixierter Abschnitt eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode, die angeordnet ist, der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen, und eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode, die angeordnet ist, der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen.
Bei solch einem Beschleunigungssensor wird im Wesentlichen, bei Anwenden der Beschleunigung in einer zu einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode orthogonalen Richtung, die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode versetzt, und eine Kapazität zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode ändert sich. Somit wird die Beschleunigung in Abhängigkeit von der Kapazität detektiert. Auf ähnliche Weise wird, bei Anlegen der Beschleunigung in einer zu einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode orthogonalen Richtung, die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode versetzt, und eine Kapazität zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode ändert sich. Somit wird die Beschleunigung in Abhängigkeit von der Kapazität detektiert.
Bei solch einem Beschleunigungssensor wird, da die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode an dem gemeinsamen Trägerelement vorgesehen sind, die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode versetzt, wenn die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode wird versetzt, wenn die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird. Das heißt, eine Kapazität zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode ändert sich bei Anwenden der Beschleunigung in der zu der Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode orthogonalen Richtung, und eine Kapazität zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode ändert sich bei Anwenden der Beschleunigung in der zu der Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode orthogonalen Richtung. Dies könnte eine Reduktion bei einer Detektionsgenauigkeit aufgrund des Einflusses einer Querachsenempfindlichkeit verursachen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Beschleunigungssensor, der fähig ist, den Einfluss einer Querachsenempfindlichkeit zu reduzieren, um die Reduktion bei einer Detektionsgenauigkeit zu verhindern, und eine Montierungsanordnung des Beschleunigungssensors bereitzustellen.
Ein Beschleunigungssensor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Halbleitersubstrat, welches ein Trägersubstrat und eine auf das Trägersubstrat aufgeschichtete Halbleiterschicht umfasst; eine in einer ersten Richtung bewegliche Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstreckt; eine in einer zweiten Richtung bewegliche Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer anderen zu der einen Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung parallelen Richtung erstreckt; eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; eine in einer zweiten Richtung fixierte Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; ein Trägerelement, das in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, mit der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode versehen ist, und integral (ganzheitlich; gemeinschaftlich) die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode in Abhängigkeit von einer Beschleunigung versetzt. Der Beschleunigungssensor ist ausgestaltet, eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats und eine Beschleunigung in einer zweiten, zu der ersten Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung parallelen Richtung zu detektieren. Wenn jede Länge eines Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt und wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, L ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode d ist, sind die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der ersten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen, dass ein von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung gebildeter Winkel sin^-1(d/L)[deg] ([deg] = [°] bzw. [Grad]) ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angewandt wird und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme in der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen sind, dass ein Winkel, welcher von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angewandt wird und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme in der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.
Ein Beschleunigungssensor gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Halbleitersubstrat, welches ein Trägersubstrat und eine auf das Trägersubstrat aufgeschichtete Halbleiterschicht umfasst; eine Vielzahl von in einer ersten Richtung beweglichen Elektroden, die in der Halbleiterschicht vorgesehen sind und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstrecken; eine Vielzahl von in einer zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die in der Halbleiterschicht vorgesehen sind und sich in einer anderen, zu der einen Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung parallelen Richtung erstrecken; zumindest eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden gegenüberzuliegen, und zwischen der Vielzahl von in der ersten Richtung beweglichen Elektroden eingepfercht ist; und zumindest eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden gegenüberzuliegen, und zwischen der Vielzahl von in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden eingepfercht ist; und ein Trägerelement, das in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, mit den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden versehen ist, und die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden in Abhängigkeit von einer Beschleunigung integral versetzt. Der Beschleunigungssensor ist ausgestaltet, eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in einer Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats und eine Beschleunigung in einer zweiten, zu der ersten Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung parallelen Richtung zu detektieren. Wenn jede Länge eines Abschnitts, wo die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen und wo die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, L ist, jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und einer von einem Paar von den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der ersten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, und zwischen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und einer von einem Paar von den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, d1 ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und einer anderen von dem Paar von den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der ersten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, und zwischen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und einer anderen von dem Paar von den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, d1 ist, sind die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und die in der ersten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[deg] (deg = Grad bzw. °) ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angewandt wird und die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme in der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode sind so vorgesehen, dass ein von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung gebildeter Winkel sin^-1(a·d1/L(a-1))[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angewandt wird und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme in der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.
Gemäß dieser Beschleunigungssensoren ist es, da die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode und die in der ersten Richtung fixierte Elektrode und die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode so ausgebildet sind, dass eine Querachsenempfindlichkeit aufgehoben wird, möglich, die Reduzierung bei der Detektionsgenauigkeit zu verhindern.
Eine Montierungsanordnung eines Beschleunigungssensors gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst den Beschleunigungssensor, der beinhaltet: ein Halbleitersubstrat, welches ein Trägersubstrat und eine auf dem Trägersubstrat aufgeschichtete Halbleiterschicht umfasst; eine in einer ersten Richtung bewegliche Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstreckt; eine in einer zweiten Richtung bewegliche Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer anderen, zu der einen Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung parallelen Richtung an dem Halbleitersubstrat erstreckt; eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; und ein Trägerelement, das in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, mit der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode versehen ist und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode in Abhängigkeit von einer Beschleunigung versetzt. Der Beschleunigungssensor ist so an einer Oberfläche eines Befestigungselements montiert, dass er eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in einer Oberflächenrichtung der einen Oberfläche des Befestigungselements und eine Beschleunigung in einer zweiten, zu der ersten Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung der einen Oberfläche des Befestigungselements parallelen Richtung detektiert. Wenn jede Länge eines Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt und wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, L ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode d ist, ist der Beschleunigungssensor an der einen Oberfläche des Befestigungselements so montiert, dass ein Winkel, welcher von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung des Befestigungselements gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angewandt wird und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme in der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme in dem Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, und ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung des Befestigungselements gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angewandt wird und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme in der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.
Eine Montierungsanordnung eines Beschleunigungssensors gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst den Beschleunigungssensor, der beinhaltet: ein Halbleitersubstrat, welches ein Trägersubstrat und eine auf das Trägersubstrat aufgeschichtete Halbleiterschicht umfasst; eine Vielzahl von in einer ersten Richtung beweglichen Elektroden, die in der Halbleiterschicht vorgesehen sind und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstrecken; eine Vielzahl von in einer zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die in der Halbleiterschicht vorgesehen sind und sich in einer anderen, zu der einen Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung parallelen Richtung erstrecken; zumindest eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden gegenüberzuliegen, und zwischen der Vielzahl von in der ersten Richtung beweglichen Elektroden eingepfercht ist; zumindest eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode, die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden gegenüberzuliegen, und zwischen der Vielzahl von in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode eingepfercht ist; und ein Trägerelement, das in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, das mit den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden versehen ist und die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden in Abhängigkeit von einer Beschleunigung integral versetzt. Der Beschleunigungssensor ist so an einer Oberfläche eines Befestigungselements montiert, dass er eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in einer Oberflächenrichtung der einen Oberfläche des Befestigungselements und eine Beschleunigung in einer zweiten, zu der ersten Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung der einen Oberfläche des Befestigungselements parallelen Richtung detektiert. Wenn jede Länge eines Abschnitts, wo die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen und wo die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, L ist, jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und einer von einem Paar von in der ersten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der ersten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, und zwischen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und einer von einem Paar von den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, d1 ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und einer anderen von dem Paar von den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der ersten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, und zwischen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und einer anderen von dem Paar von den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, a·d1 ist, ist der Beschleunigungssensor an der einen Oberfläche des Befestigungselements so montiert, das ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angewandt wird und die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme in der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, und ein von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung gebildet wird, sin^-1(a·d1/L(a-1))[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angewandt wird und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme in der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.
Gemäß der Montierungsanordnung des Beschleunigungssensors ist es, da die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode und die in der ersten Richtung fixierte Elektrode und die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode so angeordnet sind, dass die Querachsenempfindlichkeit aufgehoben werden kann, möglich, die Reduktion bei einer Detektionsgenauigkeit zu verhindern.
Der Beschleunigungssensor und die Montierungsanordnung des Beschleunigungssensors gemäß der vorliegenden Erfindung können den Einfluss der Querachsenempfindlichkeit reduzieren, um die Reduktion bei einer Detektionsgenauigkeit zu verhindern.
Figurenliste
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung, welche mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gemacht wird, deutlicher werden. In den Zeichnungen ist:

1 eine Draufsicht eines Beschleunigungssensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Querschnitt entlang einer Linie II-II von 1;
3A eine Darstellung, welche Zustände einer ersten beweglichen Elektrode und einer ersten fixierten Elektrode bei Anlegen einer Beschleunigung bei einem üblichen Beschleunigungssensor zeigt;
3B eine Darstellung, welche Zustände einer zweiten beweglichen Elektrode und einer zweiten fixierten Elektrode bei Anlegen der Beschleunigung bei dem üblichen Beschleunigungssensor zeigt;
3C eine Darstellung, welche Zustände einer dritten beweglichen Elektrode und einer dritten fixierten Elektrode bei Anlegen der Beschleunigung bei dem üblichen Beschleunigungssensor zeigt;
3D eine Darstellung, welche Zustände einer vierten beweglichen Elektrode und einer vierten fixierten Elektrode bei Anlegen der Beschleunigung bei dem üblichen Beschleunigungssensor zeigt;
4A eine Darstellung, welche einen Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung von ersten und zweiten beweglichen Elektroden und ersten und zweiten fixierten Elektroden und einer Detektionsachse gebildet wird, erläutert;
4B eine Darstellung, welche einen Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung von dritten und vierten beweglichen Elektroden und dritten und vierten fixierten Elektroden und einer Detektionsachse gebildet wird, erläutert;
5 eine Darstellung, welche einen Zustand bei Anlegen einer Beschleunigung zu der Zeit zeigt, wenn die erste bewegliche Elektrode und die erste fixierte Elektrode umgekehrt zueinander geneigt sind;
6 eine Draufsicht zu der Zeit, wenn der in 1 gezeigte Beschleunigungssensor an einem Befestigungselement montiert ist;
7A eine Darstellung, welche Zustände von ersten beweglichen Elektroden und der ersten fixierten Elektrode bei Anlegen einer Beschleunigung bei dem üblichen Beschleunigungssensor zeigt;
7B eine Darstellung, welche Zustände von zweiten beweglichen Elektroden und der zweiten fixierten Elektrode bei Anlegen der Beschleunigung bei dem üblichen Beschleunigungssensor zeigt;
7C eine Darstellung, welche Zustände von dritten beweglichen Elektroden und der dritten fixierten Elektrode bei Anlegen der Beschleunigung bei dem üblichen Beschleunigungssensor zeigt;
7D eine Darstellung, welche Zustände von vierten beweglichen Elektroden und der vierten fixierten Elektrode bei Anlegen der Beschleunigung bei dem üblichen Beschleunigungssensor zeigt;
8 eine Draufsicht eines Beschleunigungssensors gemäß einer dritten Ausführungsform; und
9 eine Draufsicht zu der Zeit, wenn der in 8 gezeigte Beschleunigungssensor an dem Befestigungselement montiert ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden basierend auf den Zeichnungen beschrieben werden. Beachte, dass Abschnitte, welche bei den folgenden Ausführungsformen gleich oder ähnlich zueinander sind, für die Beschreibung mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird basierend auf den Zeichnungen beschrieben werden. Wie in 1 und 2 gezeigt, wird ein Beschleunigungssensor der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung eines SOI(Silicon On Insulator - Silizium auf einem Isolator)-Substrat 14 gebildet, das durch Schichten einer Halbleiterschicht 13 auf ein Trägersubstrat 11 über eine Isolationsschicht 12 gebildet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht das SOI-Substrat 14 dem Halbleitersubstrat der vorliegenden Erfindung. Ferner wird beispielsweise ein Siliziumsubstrat oder Ähnliches für das Trägersubstrat 11 verwendet, SiO₂, SiN oder Ähnliches wird für die Isolationsschicht 12 verwendet, und ein Siliziumsubstrat, Polysilizium oder Ähnliches wird für die Halbleiterschicht 13 verwendet.
Die Halbleiterschicht 13 wird mittels Mikrobearbeitung verarbeitet, um eine Nut 15 auszubilden, und durch die Nut 15 in einen beweglichen Abschnitt 20 und erste bis vierte fixierte Abschnitte 30 bis 60 geteilt. Beachte, dass ein Abschnitt der Halbleiterschicht 13, der nicht durch die Nut 15 aufgeteilt wird, als ein Umfangsabschnitt 70 bezeichnet wird. Das heißt, der Abschnitt der Halbleiterschicht 13, der den beweglichen Abschnitt 20 und die ersten bis vierten fixierten Abschnitte 30 bis 60 über die Nut 15 umgibt, wird als der Umfangsabschnitt 70 bezeichnet.
Die Isolationsschicht 12 wird mit einer Vertiefung 16 ausgebildet, wo ein Abschnitt, der einem vorbestimmten Bereich von jedem von dem beweglichen Abschnitt 20 und den ersten bis vierten fixierten Abschnitten 30 bis 60 entspricht, entfernt ist. Somit ist der vorbestimmte Bereich von jedem von dem beweglichen Abschnitt 20 und den ersten bis vierten fixierten Abschnitten 30 bis 60 der Halbleiterschicht 13 in dem Zustand, von dem Trägersubstrat 11 gelöst worden zu sein. Um den vorbestimmten Bereich von jedem von dem beweglichen Abschnitt 20 und den ersten bis vierten fixierten Abschnitten 30 bis 60 daran zu hindern, in Kontakt mit dem Trägersubstrat 11 zu kommen, kann eine Vertiefung in einem Abschnitt des Trägersubstrats 11 ausgebildet sein, welcher dem vorbestimmten Bereich von jedem von dem beweglichen Abschnitt 20 und den ersten bis vierten fixierten Abschnitten 30 bis 60 entspricht.
Jede von einer X-Achsen-Richtung, einer Y-Achsen-Richtung und einer Z-Achsen-Richtung in den 1 und 2 wird hier beschrieben werden. In den 1 und 2 ist die X-Achsen-Richtung als eine Querrichtung im Papier von 1 eingestellt, die Y-Achsen-Richtung ist als eine zu der X-Achsen-Richtung orthogonale Richtung in der Oberflächenrichtung des SOI-Substrats 14 eingestellt, und die Z-Achsen-Richtung ist als eine zu der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung orthogonale Richtung eingestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die X-Achsen-Richtung einer ersten Richtung der vorliegenden Erfindung, und die Y-Achsen-Richtung entspricht einer zweiten Richtung der vorliegenden Erfindung.
Der bewegliche Abschnitt 20 hat einen Gewichtsabschnitt 21, der so angeordnet ist, dass er über die Vertiefung 16 verläuft, einen Rahmenabschnitt 22, der den Gewichtsabschnitt 21 trägt, erste und zweite Balkenabschnitte 23a, 23b, die in dem Rahmenabschnitt 22 vorgesehen sind, und erste bis vierte bewegliche Elektroden 24 bis 27.
Der Gewichtsabschnitt 21 ist in einer rechteckigen Stabform ausgebildet, und beide Enden davon in einer Längsrichtung werden an dem Rahmenabschnitt 22 über den ersten Balkenabschnitt 23a getragen. Insbesondere wird der Gewichtsabschnitt 21 an dem Rahmenabschnitt 22 so getragen, dass die Längsrichtung des Gewichtsabschnitts 21 parallel zu der Y-Achsen-Richtung ist und der Gewichtsabschnitt 21 durch die Mitte des Rahmenabschnitts 22 hindurchtritt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Rahmenabschnitt 22 in einer rechteckigen Rahmenform ausgebildet und hat ein Paar erster Seiten 22a, die sich in der X-Achsen-Richtung erstrecken, und ein Paar zweiter Seiten 22b, die sich in der Y-Achsen-Richtung erstrecken. Der Rahmenabschnitt 22 ist so ausgebildet, dass die Mitte des Rahmenabschnitts mit der Mitte des Trägersubstrats 11 (Halbleiterschicht 13) übereinstimmt.
Jeder der ersten und zweiten Balkenabschnitte 23a, 23b ist in einer rechteckigen Rahmenform ausgebildet, wobei zwei parallele Balken an beiden Enden davon verbunden sind, und hat eine Federfunktion, um in einer zu der Längsrichtung der zwei Balken orthogonalen Richtung versetzt zu werden. Der erste Balkenabschnitt 23a ist zwischen jeder ersten Seite 22a des Rahmenabschnitts 22 und jedem Ende des Gewichtsabschnitts 21 so vorgesehen, dass der Gewichtsabschnitt 21 bei Anlegen einer Beschleunigung, die eine Komponente in der Y-Achsen-Richtung enthält, in der Y-Achsen-Richtung versetzt wird, und so vorgesehen, dass der Gewichtsabschnitt 21 in den ursprünglichen Zustand in Abhängigkeit von einem Verschwinden der Beschleunigung zurückkehrt. Ferner ist der zweite Balkenabschnitt 23b an jeder zweiten Seite 22b des Rahmenabschnitts 22 so vorgesehen, dass der Rahmenabschnitt 22 in der X-Achsen-Richtung bei Anlegen einer Beschleunigung, die eine Komponente in der X-Achsen-Richtung enthält, versetzt wird, und so vorgesehen, dass der Rahmenabschnitt 22 in Abhängigkeit von einem Verschwinden der Beschleunigung in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die zweiten Balkenabschnitte 23b in Bezug auf den Gewichtsabschnitt 21 symmetrisch und jeweils inwärts der zweiten Seite 22b des Rahmenabschnitts 22 ausgebildet.
Auf der der zweiten Seite 22b des Rahmenabschnitts 22 über den zweiten Balkenabschnitt 23b gegenüberliegenden Seite ist ein Ankerabschnitt 28, der von dem Trägersubstrat 11 getragen wird, über den Isolationsfilm 12 ausgebildet, und der Rahmenabschnitt 22 wird von dem Trägersubstrat 11 über den Ankerabschnitt 28 getragen. In anderen Worten wird der Rahmenabschnitt 22 von dem Ankerabschnitt 28 an dem Trägersubstrat 11 gehalten, wobei der Ankerabschnitt 28 innerhalb des Rahmenabschnitts 22 ausgebildet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die mit den jeweiligen zweiten Balkenabschnitten 23b gekoppelten Ankerabschnitte 28 symmetrisch in Bezug auf den Gewichtsabschnitt 21.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl von jeder der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 an dem Gewichtsabschnitt 21 zwei, um symmetrisch in Bezug auf die Mitte des Rahmenabschnitts 22 zu sein.
Insbesondere sind, an dem Gewichtsabschnitt 21, erste und zweite Trägerabschnitte 24a, 25a, die von beiden Seitenflächen des Gewichtsabschnitts 21 in gegenseitig entgegengesetzten Richtungen vorstehen, so vorgesehen, dass sie in Bezug auf die Mitte des Rahmenabschnitts 22 symmetrisch sind. Die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 sind dann an den ersten und zweiten Trägerabschnitten 24a, 25a so vorgesehen, dass sie von den ersten und zweiten Trägerabschnitten 24a, 25a zu der imaginären Linienseite vorstehen, die sich in der zu der X-Achsen-Richtung parallelen Richtung durch die Mitte des Rahmenabschnitts 22 erstreckt. Ferner sind die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 an dem Gewichtsabschnitt 21 so vorgesehen, dass sie von beiden Seitenflächen des Gewichtsabschnitts 21 in gegenseitig entgegengesetzten Richtungen vorstehen. Im Detail erstrecken sich, bei der vorliegenden Ausführungsform, die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 so, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und der Y-Achsen-Richtung gebildet wird, ein vorbestimmter Winkel ist. Ferner erstrecken sich die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 so, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und der X-Achsen-Richtung gebildet wird, ein vorbestimmter Winkel ist. Eine spezifische Beschreibung des Winkels, der von der Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und der Y-Achsen-Richtung gebildet wird, und des Winkels, der von der Erstreckungsrichtung der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und der X-Achsen-Richtung gebildet wird, wird später gegeben.
Beachte, dass die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 alle in der gleichen Form (Größe) gebildet sind. Ferner entsprechen, bei der vorliegenden Ausführungsform, die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode der vorliegenden Erfindung, und die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 entsprechen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode der vorliegenden Erfindung. Der Gewichtsabschnitt 21, der Rahmenabschnitt 22, die ersten und zweiten Balkenabschnitte 23a, 23b und der Ankerabschnitt 28 entsprechen dem Trägerelement der vorliegenden Erfindung, das die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 trägt.
Die ersten bis vierten fixierten Abschnitte 30 bis 60 haben entsprechende erste bis vierte Verdrahtungsabschnitte 31 bis 61, die von der Isolationsschicht 12 getragen werden, und erste bis vierte fixierte Elektroden 32 bis 62, die entsprechend von den ersten bis vierten Verdrahtungsabschnitten 31 bis 61 getragen sind, mit Kammzähnen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 in Eingriff stehen und sich in Richtungen parallel zu den Erstreckungsrichtungen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 erstrecken. Die ersten bis vierten fixierten Abschnitte 30 bis 60 sind in Bezug auf die Mitte des Rahmenabschnitts 22 (des Trägersubstrats 11) symmetrisch. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl von jeder der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 zwei. Jede der fixierten Elektroden, die zwischen zwei jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 angeordnet ist, nämlich jede der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62, die zwischen zwei jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 eingepfercht ist, ist nahe einer der zwei jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 angeordnet. Das heißt, jede der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62, die zwischen zwei jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 eingepfercht ist, ist so angeordnet, dass ein Abstand zwischen der jeweiligen fixierten Elektrode und der jeweiligen einen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 kürzer ist als ein Abstand zwischen der jeweiligen fixierten Elektrode und der jeweiligen anderen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27.
Ferner erstrecken sich, in ähnlicher Weise wie die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27, die ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 so, dass ein Winkel, der durch eine Erstreckungsrichtung von ihnen und der X-Achsen-Richtung oder der Y-Achsen-Richtung gebildet wird, ein vorbestimmter Winkel ist. Eine spezifische Beschreibung des Winkels, der von der Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 und der Y-Achsen-Richtung gebildet wird, und des Winkels, der von der Erstreckungsrichtung der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 und der X-Achsen-Richtung gebildet wird, wird später gegeben.
Beachte, dass die ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 alle in der gleichen Form (Größe) geformt sind, und Abstände und gegenüberliegende Flächen zwischen den ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 und den entsprechenden ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 alle gleich gemacht sind. Ferner entsprechen, bei der vorliegenden Ausführungsform, die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 der in der ersten Richtung fixierten Elektrode der vorliegenden Erfindung, und die dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 entsprechen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode der vorliegenden Erfindung.
Anschlussflächen 81 bis 85 sind an dem Ankerabschnitt 28 und den ersten bis vieren Verdrahtungsabschnitten 31 bis 61 der Halbleiterschicht 13 ausgebildet, um eine elektrische Verbindung mit einer externen Schaltung über Drähte oder Ähnliches zu ermöglichen. Obgleich nicht besonders in 1 gezeigt, kann eine Anschlussfläche auch an dem Umfangsabschnitt 70 der Halbleiterschicht 13 ausgebildet sein, sodass der Umfangsabschnitt 70 auf ein vorbestimmtes Potential fixiert werden kann.
Die obige Beschreibung entspricht einer Grundausgestaltung eines Beschleunigungssensors bei der vorliegenden Ausführungsform. Als Nächstes wird ein Betrieb des Beschleunigungssensors beschrieben werden. Bei dem obigen Beschleunigungssensor ist, wie durch Kapazitätssymbole in 1 angegeben, eine erste Kapazität C_s1 zwischen der ersten beweglichen Elektrode 24 und der ersten fixierten Elektrode 32 ausgebildet, und eine zweite Kapazität C_s2 ist zwischen der zweiten beweglichen Elektrode 25 und der zweiten fixierten Elektrode 42 ausgebildet. Auf gleiche Weise ist eine dritte Kapazität C_s3 zwischen der dritten beweglichen Elektrode 26 und der dritten fixierten Elektrode 52 ausgebildet, und eine vierte Kapazität C_s4 ist zwischen der vierten beweglichen Elektrode 27 und der vierten fixierten Elektrode 62 ausgebildet.
Dann, wenn eine Beschleunigung in einem Zustand angelegt wird, in welchem eine Trägerwelle, die eine vorbestimmte Amplitude und eine vorbestimmte Wellenlänge hat, in jede der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 (die Anschlussflächen 81) eingegeben worden ist, ändert sich jede der ersten Kapazität C_s1 bis zu der vierten Kapazität C_s4 (Potentiale der ersten fixierten Elektrode 32 bis zu der vierten fixierten Elektrode 62) in Abhängigkeit von der angelegten Beschleunigung. Somit wird eine Beschleunigung in der X-Achsen-Richtung basierend auf einer Differenz zwischen der ersten Kapazität C_s1 und der zweiten Kapazität C_s2 detektiert, und eine Beschleunigung in der Y-Achsen-Richtung wird basierend auf einer Differenz zwischen der dritten Kapazität C_s3 und der vierten Kapazität C_s4 detektiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jede der ersten bis vierten Kapazitäten C_s1 bis C_s4 eine Kapazität zwischen der jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 und derjenigen entsprechenden ersten bis vierten beweglichen Elektrode 24 bis 27, die nahe an der entsprechenden ersten bis vierten fixierten Elektrode 32 bis 62 angeordnet ist.
Als Nächstes wird der Winkel, der durch die Erstreckungsrichtung der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 und der X-Achsen-Richtung oder der Y-Achsen-Richtung gebildet wird, beschrieben werden. Als Erstes wird eine Beschreibung eines Zustands bei Anlegen einer Beschleunigung bei einem üblichen Beschleunigungssensor, wo erste und zweite bewegliche Elektroden sich in der Richtung parallel zu der Y-Achsen-Richtung erstrecken und dritte und vierte bewegliche Elektroden sich in der Richtung parallel zu der X-Achsen-Richtung erstrecken, mit Bezug auf 3A bis 3D gegeben. Beachte, dass erste bis vierte bewegliche Elektroden J24 bis J27, die in den jeweiligen 3A bis 3D gezeigt sind, im Wesentlichen wie in der obigen 1 an dem Gewichtsabschnitt 21 vorgesehen sind und in einer ähnlichen Beziehung wie derjenigen in der obigen 1 angeordnet sind.
Als Erstes ist, wie in 3A bis 3D gezeigt, in einem Zustand, wo keine Beschleunigung angelegt worden ist, eine Länge eines Abschnitts, wo jede der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 einer entsprechenden ersten bis vierten fixierten Elektrode J32 bis J62 gegenüberliegt, L, eine Dicke von jeder der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 und jeder der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 (eine Dicke der Halbleiterschicht 13 und eine Länge in einer Tiefenrichtung beim Papier der 3A bis 3D) ist t_SOI, und ein Abstand zwischen der jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 und der jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 ist d. Dann sind Anfangskapazitäten der ersten bis vierten Kapazitäten C_s1 bis C_s4 entsprechend durch Ausdruck 1 gegeben:
$C_{S1} ~ C_{S4} = ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d}$
Hier ist ε eine dielektrische Konstante zwischen der jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 und der jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J26, und L·t_SOI ist eine Gegenüberliegungsfläche der jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 und der jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62.
Wie in 3A bis 3D gezeigt, wird angenommen, dass eine Beschleunigung in der zu der X-Achsen-Richtung parallelen Richtung angelegt wird, ebenso wie in einer Richtung von der ersten fixierten Elektrode J32 zu der ersten beweglichen Elektrode J24 (von links nach rechts auf dem Papier der 3A bis 3D). Bei den ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27, die wie in 1 an dem Gewichtsabschnitt 21 (dem Rahmenabschnitt 22) vorgesehen sind, werden diese Elektroden in der X-Achsen-Richtung integral versetzt. In 3A bis 3D sind die Zustände der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 bei Anlegen der Beschleunigung durch gestrichelte Linien angegeben.
Deshalb nimmt, wie in 3A gezeigt, der Abstand zwischen der ersten beweglichen Elektrode J24 und der ersten fixierten Elektrode J32 um Δ ab, sodass er d-Δ ist, und, wie in 3B gezeigt, der Abstand zwischen der zweiten beweglichen Elektrode J25 und der zweiten fixierten Elektrode J42 nimmt um Δ zu, sodass er d+Δ ist. Währenddessen nimmt, wie in 3C gezeigt, die Länge des Abschnitts, wo die dritte bewegliche Elektrode J26 der dritten fixierten Elektrode J52 gegenüberliegt, um Δ zu, sodass er L+Δ ist, und die Länge des Abschnitts, wo die vierte bewegliche Elektrode J27 der vierten fixierten Elektrode J62 gegenüberliegt, nimmt um Δ ab, sodass er L-Δ ist. Bei der hier gegebenen Beschreibung des Falls, wo die Beschleunigung entlang der X-Achsen-Richtung angelegt worden ist, wird ΔCx, welches die Empfindlichkeit sein soll, durch den untenstehenden Ausdruck 2 repräsentiert, und ΔCy, welches die Querachsenempfindlichkeit sein soll, wird durch den untenstehenden Ausdruck 3 repräsentiert: $\begin{matrix} Δ Cx = C_{S1} - C_{S2} \\ = ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d - Δ} - ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d + Δ} \\ = ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI} \cdot 2 Δ}{d^{2} - Δ^{2}} \end{matrix}$

$\begin{matrix} Δ Cy = C_{S3} - C_{S4} \\ = ε \cdot \frac{(L + Δ) \cdot t_{SOI}}{d} - ε \cdot \frac{(L - Δ) \cdot t_{SOI}}{d} \\ = ε \cdot \frac{t_{SOI} \cdot 2 Δ}{d} \end{matrix}$
Hier ist es so ausgelegt, dass die Beziehung zwischen der Länge L des Abschnitts, wo eine jeweilige der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 der jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 gegenüberliegt, und eine Verschiebungsmenge Δ von jeder der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 bei Anlegen der Beschleunigung ungefähr L : Δ = 100 : 1 ist. Das heißt, üblicherweise ist die Verschiebungsmenge Δ von jeder der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 bei Anlegen der Beschleunigung ausreichend klein verglichen mit der Länge L des Abschnitts, wo jede der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 der jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 gegenüberliegt. Aus diesem Grunde wird die „Querachsenempfindlichkeit / Empfindlichkeit“ durch Ausdruck 4 repräsentiert: $\frac{Δ Cy}{Δ Cx} = \frac{d^{2}}{Ld} - \frac{Δ^{2}}{Ld} = \frac{d}{L}$
Obgleich nicht speziell gezeigt, wird eine „Querachsenempfindlichkeit/Empfindlichkeit“ in dem Fall eines Anlegens der Beschleunigung in der Y-Achsen-Richtung ebenfalls durch Ausdruck 4 repräsentiert. Das heißt, wenn die Beschleunigung in der X-Achsen-Richtung und die Beschleunigung in der Y-Achsen-Richtung bei dem üblichen Beschleunigungssensor detektiert werden sollen, wo die ersten und zweiten beweglichen Elektroden J24, J25 in der zu der X-Achsen-Richtung parallelen Richtung erstreckt sind und die dritten und vierten beweglichen Elektroden J26, J27 in der zu der Y-Achsen-Richtung parallelen Richtung erstreckt sind, ist die „Querachsenempfindlichkeit/Empfindlichkeit“ durch (d/L) gegeben.
Deshalb sind bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1, 4A und 4B gezeigt, die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 und die ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 ausgebildet, in Bezug auf die X-Achsen-Richtung und die Y-Achsen-Richtung (Detektionsachsen) vorab geneigt zu sein, sodass die Querachsenempfindlichkeit aufgehoben werden kann. Insbesondere sind, wie in 1 und 4A gezeigt, die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 so ausgebildet, dass ein Winkel Θ, der von der Erstreckungsrichtung davon und der Y-Achsen-Richtung (Detektionsachse) gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und die dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 sind so ausgebildet, dass ein Winkel θ, der durch die Erstreckungsrichtung davon und die X-Achsen-Richtung (Detektionsachse) gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist.
Wie in 1 und 4A gezeigt, sind die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 so ausgebildet, dass, wenn die Beschleunigung in der Y-Achsen-Richtung angelegt wird und die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge (Fläche) des Abschnitts, wo jede der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 der jeweiligen der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme beim Abstand zwischen jeder der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und der jeweiligen der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 übereinstimmt. Zum Beispiel sind die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 so ausgebildet, dass, wenn die Beschleunigung in der Richtung entlang der Y-Achsen-Richtung von dem dritten fixierten Abschnitt 50 zu dem ersten fixierten Abschnitt 30 (die Richtung von unten nach oben auf dem Papier von 1) angelegt wird und die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 verschoben werden, die Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die erste bewegliche Elektrode 24 der ersten fixierten Elektrode 32 gegenüberliegt, zunimmt, während die Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die zweite bewegliche Elektrode 25 der zweiten fixierten Elektrode 42 gegenüberliegt, abnimmt, und der Abstand zwischen der ersten beweglichen Elektrode 24 und der ersten fixierten Elektrode 32 weiter wird (zunimmt), während der Abstand zwischen der zweiten beweglichen Elektrode 25 und der zweiten fixierten Elektrode 42 enger wird (abnimmt).
In gleicher Weise sind die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und die dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 so ausgebildet, dass, wenn die Beschleunigung in der X-Achsen-Richtung angelegt wird und die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 verschoben werden, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge (Fläche) des Abschnitts, wo jede der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 der jeweiligen der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme beim Abstand zwischen jeder der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und der jeweiligen der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 übereinstimmt. Zum Beispiel sind die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und die dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 so ausgebildet, dass, wenn die Beschleunigung in der Richtung von dem dritten fixierten Abschnitt 50 zu dem zweiten fixierten Abschnitt 40 (die Richtung von links nach rechts auf dem Papier von 4) angelegt wird und die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 verschoben werden, die Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die dritte bewegliche Elektrode 26 der dritten fixierten Elektrode 52 gegenüberliegt, zunimmt, während die Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die vierte bewegliche Elektrode 27 der vierten fixierten Elektrode 62 gegenüberliegt, abnimmt, und der Abstand zwischen der dritten beweglichen Elektrode 26 und der dritten fixierten Elektrode 52 weiter wird (zunimmt), während der Abstand zwischen der vierten beweglichen Elektrode 27 und der vierten fixierten Elektrode 62 enger wird (abnimmt).
Das heißt, wenn eine Dielektrizitätskonstante ε ist, und eine Fläche gegenüberliegender Elektroden S ist und ein Abstand gegenüberliegender Elektroden d ist, ist die Kapazität C durch: C = ε·(S/d) gegeben. Es ist somit so ausgestaltet, dass, wenn die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 und die ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 geneigt sind, die Zunahme/Abnahme der Fläche S der gegenüberliegenden Elektroden und des Abstands d der gegenüberliegenden Elektroden übereinstimmen, um dadurch aufgrund der Neigung der Elektroden das Auftreten einer Kapazitätsänderung zu verhindern.
Das heißt, wenn die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 und die ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 in Bezug auf die X-Achsen-Richtung und die Y-Achsen-Richtung zum Beispiel entgegengesetzt zu 1 geneigt sind, ist die Beziehung zwischen der ersten beweglichen Elektrode 24 und der ersten fixierten Elektrode 32 wie in 5 gezeigt ist. In diesem Fall nimmt, wenn die Beschleunigung auf dem Papier von 5 von unten nach oben (von unten nach oben auf dem Papier von 1) angelegt wird, die Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die erste bewegliche Elektrode 24 der ersten fixierten Elektrode 32 gegenüberliegt, um Δ1 zu, und der Abstand zwischen der ersten beweglichen Elektrode 24 und der ersten fixierten Elektrode 32 wird um Δ2 enger. Somit hat, wenn die Elektroden auf diese Weise geneigt sind, die Querachsenempfindlichkeit einen größeren Einfluss. In 5 ist der Zustand der ersten beweglichen Elektrode 24 bei Anlegen der Beschleunigung durch eine gestrichelte Linie angegeben.
Die obige Beschreibung ist die Ausgestaltung des Beschleunigungssensors bei der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 6 gezeigt, ist der Beschleunigungssensor, so wie beschrieben, auf einer Oberfläche 100a eines Befestigungselements 100 wie beispielsweise einem Gehäuse über ein nicht gezeigtes Klebemittel befestigt. Insbesondere wird der Beschleunigungssensor so montiert, dass die erste und die zweite Richtung, die orthogonal zueinander sind und in welchen eine Beschleunigung in der Oberflächenrichtung der einen Oberfläche 100a des Befestigungselements 100 detektiert werden soll, mit der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung des Beschleunigungssensors übereinstimmen.
Wie oben beschrieben ist, bei der vorliegenden Ausführungsform, der Winkel θ, der durch die Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 und der Y-Achsen-Richtung (der zweiten Richtung des Befestigungselements 100) gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad], und der Winkel θ, der durch die Erstreckungsrichtung der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 und der X-Achsen-Richtung (der ersten Richtung des Befestigungselements 100) gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad]. Ferner sind die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 so ausgebildet, dass, wenn die Beschleunigung in der Y-Achsen-Richtung angelegt wird und die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 verschoben werden, die Zunahme/Abnahme bei der Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die jeweiligen der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 den jeweiligen der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 gegenüberliegen, mit der Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den jeweiligen der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und den jeweiligen der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 übereinstimmt. In gleicher Weise sind die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und die dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 so ausgebildet, dass, wenn die Beschleunigung in der X-Achsen-Richtung angelegt wird und die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 verschoben werden, die Zunahme/Abnahme bei der Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die jeweiligen der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 den jeweiligen der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 gegenüberliegen, mit der Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den jeweiligen der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und den jeweiligen der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 übereinstimmen. Es kann somit möglich sein, den Einfluss der Querachsenempfindlichkeit zu reduzieren und die Reduktion bei einer Detektionsgenauigkeit zu verhindern.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, in Bezug auf die erste Ausführungsform, für jede der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62, die zwischen zwei jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 eingepfercht ist, eine Kapazität, welche zwischen den jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 und den jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 gebildet wird, abgesehen davon in Bezug auf die erste Ausführungsform betrachtet. Die anderen Aspekte sind ähnlich zu denjenigen bei der ersten Ausführungsform, und Beschreibungen davon sind hier weggelassen.
Bei dem Beschleunigungssensor der vorliegenden Ausführungsform sind Grundausgestaltungen des beweglichen Abschnitts 20 und der ersten und zweiten fixierten Abschnitte 30, 40 ähnlich zu denjenigen in der obigen 1, aber die Winkel, die von den jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 oder den jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 und der X-Achsen-Richtung oder der Y-Achsen-Richtung gebildet werden, sind verändert.
Hier werden, wie bei der obigen ersten Ausführungsform, Zustände des üblichen Beschleunigungssensors bei Anlegen einer Beschleunigung mit Bezug auf 7A bis 7D beschrieben.
In 7A bis 7D werden, wenn die Beschleunigung nicht an die ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 angelegt wird, bewegliche Elektroden nahe der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 als erste bis vierte bewegliche Elektroden J24a bis J27a bezeichnet, und bewegliche Elektroden weiter entfernt von den fixierten Elektroden als die ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a bis J27a werden als erste bis vierte bewegliche Elektroden J24b bis J27b bezeichnet. Ferner sind die Zustände der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a, J24b bis J27a, J27b bei Anlegen der Beschleunigung durch gestrichelte Linien angegeben. Die ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a, J24b bis J27a, J27b sind an dem Gewichtsabschnitt 21 vorgesehen, im Wesentlichen wie in 1 oben, und in einer Beziehung ähnlich zu derjenigen in 1 oben angeordnet.
Wenn ein Abstand zwischen einer jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a bis J27a und zwei jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 d1 ist und ein Abstand zwischen einer jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24b bis J27b und zwei jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 d2 ist, sind Anfangskapazitäten der ersten bis vierten Kapazitäten C_s1 bis C_s4 entsprechend durch Ausdruck 5 gegeben. $C_{S1} ~ C_{S4} = ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d 1} + ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d2}$
Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform, wird für jede der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62, die zwischen zwei jeweilige der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a, J24b bis J27a, J27b eingepfercht ist, ebenfalls eine Kapazität berücksichtigt, die zwischen jeder der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 und der jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24b bis J27b gebildet wird, wobei ein Abstand dazwischen weiter ist als ein Abstand zwischen jeder der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 und der jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a bis J27a. Wie in 7A bis 7D gezeigt, wird es angenommen, dass die Beschleunigung in der Richtung parallel zu der X-Achsen-Richtung angelegt wird, ebenso wie in der Richtung von der ersten fixierten Elektrode J32 bis zu der ersten beweglichen Elektrode J24a (von links nach rechts auf dem Papier der 7A bis 7D).
Zu dieser Zeit nimmt, wie in 7A gezeigt, der Abstand zwischen der ersten beweglichen Elektrode J24a und der ersten fixierten Elektrode J32 um Δ ab, sodass er d1-Δ wird, und der Abstand zwischen der ersten beweglichen Elektrode J24b und der ersten fixierten Elektrode J32 nimmt um Δ zu, sodass er d2+A wird. Ferner nimmt, wie in 7B gezeigt, der Abstand zwischen der zweiten beweglichen Elektrode J25a und der zweiten fixierten Elektrode J42 um Δ zu, sodass er d1+Δ wird, und der Abstand zwischen der zweiten beweglichen Elektrode J25b und der zweiten fixierten Elektrode J42 nimmt um Δ ab, sodass er d2-Δ wird.
Indessen nimmt, wie in 7C gezeigt, eine Länge eines Abschnitts, wo jede der dritten beweglichen Elektroden J26a, J26b der dritten fixierten Elektrode J52 gegenüberliegt, um Δ zu, sodass er L+Δ wird. Ferner nimmt, wie in 7D gezeigt, eine Länge eines Abschnitts, wo jede der vierten beweglichen Elektroden J27a, J27b der vierten fixierten Elektrode J62 gegenüberliegt, um Δ ab, sodass er L-Δ wird. Bei der hier gegebenen Beschreibung des Falles, wo die Beschleunigung entlang der X-Achsen-Richtung angelegt worden ist, ist ΔCx, welches die Empfindlichkeit sein soll, durch den Ausdruck 6 unten gegeben, und ΔCy, welches die Querachsenempfindlichkeit sein soll, ist durch den Ausdruck 7 unten gegeben. Wie oben beschrieben, ist normalerweise die Verschiebungsmenge Δ von jeder der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a, J24b bis J27a, J27b bei Anlegen der Beschleunigung ausreichend klein verglichen mit der Länge L des Abschnitts, wo die jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a, J24b bis J27a, J27b den jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 gegenüberliegen. $\begin{matrix} Δ Cx = C_{S1} - C_{S2} \\ = (ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d 1 - Δ} + ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d 2 + Δ}) - (ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d 1 + Δ} + ε \cdot \frac{L \cdot t_{SOI}}{d 2 - Δ}) \\ = ε \cdot t_{SOI} (\frac{2 \cdot L \cdot Δ}{{d1}^{2} - Δ^{2}} - \frac{2 \cdot L \cdot Δ}{{d2}^{2} - Δ^{2}}) \\ = ε \cdot t_{SOI} (\frac{2 \cdot L \cdot Δ}{{d1}^{2}} - \frac{2 \cdot L \cdot Δ}{d 2^{2}}) \end{matrix}$
$\begin{matrix} Δ Cy = C_{S3} - C_{S4} \\ = (ε \cdot \frac{(L + Δ) \cdot t_{SOI}}{d1} + ε \cdot \frac{(L + Δ) \cdot t_{SOI}}{d 2}) - (ε \cdot \frac{(L + Δ) \cdot t_{SOI}}{d1} + ε \cdot \frac{(L + Δ) \cdot t_{SOI}}{d 2}) \\ = ε \cdot t_{SOI} (\frac{2 \cdot Δ}{d 1} + \frac{2 \cdot Δ}{d2}) \end{matrix}$
Wenn d2 = a·d1 (a ist eine Konstante), ist die „Querachsenempfindlichkeit/Empfindlichkeit“ von Ausdruck 8 gegeben: $\begin{matrix} \frac{Δ Cy}{Δ Cx} = \frac{d 1 \cdot d 2}{L (d 2 - d 1)} \\ = \frac{a \cdot d 1}{L (a - 1)} \end{matrix}$
Somit sind, bei der vorliegenden Ausführungsform, in 4A, die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 so ausgebildet, dass der Winkel θ, der von der Erstreckungsrichtung davon und der Y-Achsen-Richtung (Detektionsachse) gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist. Ferner sind, in 4B, die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und die dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 so ausgebildet, dass der Winkel θ der von der Erstreckungsrichtung davon und der X-Achsen-Richtung (Detektionsachse) gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 so ausgebildet, dass, wenn die Beschleunigung in der Y-Achsen-Richtung angelegt wird und die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 versetzt werden, die Zunahme/Abnahme bei der Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die jeweiligen der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 den jeweiligen der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 gegenüberliegen, mit der Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den jeweiligen der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und den jeweiligen der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 übereinstimmt. In gleicher Weise sind die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und die dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 so ausgebildet, dass, wenn die Beschleunigung in der X-Achsen-Richtung angelegt wird und die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 versetzt werden, die Zunahme/Abnahme bei der Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die jeweiligen der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 den jeweiligen der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 gegenüberliegen, mit der Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den jeweiligen der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und den jeweiligen der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 übereinstimmen.
Wie oben beschrieben, sind, bei der vorliegenden Ausführungsform, die ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 und die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 unter Berücksichtigung einer Kapazität geneigt, die zwischen den jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 und zwei jeweiligen der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 gebildet wird, welche die jeweiligen der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 einpferchen. Somit kann es möglich sein, weiter die Reduktion bei einer Detektionsgenauigkeit zu verhindern.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, in Bezug auf die erste Ausführungsform, die Erstreckungsrichtung der ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 und die Erstreckungsrichtung der ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 so gemacht, dass sie mit der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14 übereinstimmen. Die anderen Aspekte sind ähnlich zu denjenigen bei der ersten Ausführungsform, und Beschreibungen davon sind hier weggelassen.
Wie in 8 gezeigt, erstrecken sich bei dem Beschleunigungssensor der vorliegenden Ausführungsform die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 entlang der Richtung, die parallel zu der Y-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14 ist. Das heißt, der Winkel, der von den jeweiligen der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und den ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 und der Y-Achsen-Richtung gebildet wird, ist 0. Ferner erstrecken sich die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und die dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 entlang der Richtung, welche parallel zu der X-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14 ist. Das heißt, der Winkel, der von jeder der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 und der X-Achsen-Richtung gebildet wird, ist 0.
Wenn solch ein Beschleunigungssensor auf der einen Oberfläche 100a des Befestigungselements 100 montiert wird, sodass die erste Richtung und die zweite Richtung des Befestigungselements 100 mit der X-Achsen-Richtung und der Y-Achsen-Richtung des Beschleunigungssensors übereinstimmen, wird die Querachsenempfindlichkeit wie bei den obigen 3A bis 3D und den obigen Ausdrücken 1 bis 4 beschrieben erzeugt. Beachte, dass die erste Richtung und die zweite Richtung des Befestigungselements 100 Richtungen sind, in welchen eine Beschleunigung in der Oberflächenrichtung der einen Oberfläche 100a des Befestigungselements 100 detektiert werden soll.
Somit wird bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, der Beschleunigungssensor an der einen Oberfläche 100a des Befestigungselements 100 so montiert, dass der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 (der Y-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14) und der ersten Richtung (Detektionsachse) des Befestigungselements 100 gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 (der X-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14) und der zweiten Richtung (Detektionsachse) des Befestigungselements 100 gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und die ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 so angeordnet, dass, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung bei dem Befestigungselement 100 angelegt wird und die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 verschoben werden, die Zunahme/Abnahme bei der Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die jeweiligen der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 den jeweiligen der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 gegenüberliegen, mit der Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den jeweiligen der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und den jeweiligen der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 übereinstimmt. In gleicher Weise sind die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und die dritten und vierten fixierten Elektrode 52, 62 so angeordnet, dass, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung des Befestigungselements 100 angelegt wird und die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 verschoben werden, die Zunahme/Abnahme bei der Länge (Fläche) des Abschnitts, wo die jeweiligen der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 den jeweiligen der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 gegenüberliegen, mit der Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den jeweiligen der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und den jeweiligen der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 übereinstimmt.
Wie oben beschrieben, kann, selbst bei dem Beschleunigungssensor, bei welchem die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 und die ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 sich in der Richtung parallel zu der X-Achsen-Richtung oder zu der Y-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14 erstrecken, eine ähnliche Wirkung zu derjenigen bei der ersten Ausführungsform erzielt werden, indem der Beschleunigungssensor auf der einen Oberfläche 100a des Befestigungselements 100 so befestigt wird, dass der Winkel, welcher von der Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 (der Y-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14) und der ersten Richtung des Befestigungselements 100 gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 (der X-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14) und der zweiten Richtung des Befestigungselements 100 gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann geändert werden, wie es innerhalb des Schutzbereichs, der in der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben ist, angemessen ist.
Zum Beispiel können, bei jeder obigen Ausführungsformen, die ersten und zweiten Balkenabschnitte 23a, 23b aus einem Material gebildet sein, welches ein Federmerkmal in einer Form einer gefalteten Linie hat.
Bei jeder der obigen Ausführungsformen braucht der Rahmenabschnitt 22 nicht die rechteckige Rahmenform zu haben, sondern kann eine ringförmige Form haben.
Ferner muss, bei jeder der obigen Ausführungsformen, die Mitte des Rahmenabschnitts 22 nicht mit der Mitte des Trägersubstrats 11 übereinstimmen.
Bei jeder der obigen Ausführungsformen kann der Beschleunigungssensor nur die ersten und dritten beweglichen Elektroden 24, 26 und die ersten und dritten fixierten Elektroden 32, 52 haben. Das heißt, die Beschleunigung in der X-Achsen-Richtung kann basierend auf der ersten Kapazität C_s1 detektiert werden, und die Beschleunigung in der Y-Achsen-Richtung kann basierend auf der dritten Kapazität C_s3 detektiert werden.
Ferner kann jede der obigen Ausführungsformen wie angemessen kombiniert werden. Das heißt, die zweite Ausführungsform kann mit der dritten Ausführungsform kombiniert werden, und der Beschleunigungssensor der dritten Ausführungsform kann auf der einen Oberfläche 100a des Befestigungselements 100 so montiert werden, dass der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 und der ersten und zweiten fixierten Elektroden 32, 42 (der Y-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14) und der ersten Richtung des Befestigungselements 100 gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist, und der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 und der dritten und vierten fixierten Elektroden 52, 62 (der X-Achsen-Richtung des SOI-Substrats 14) und der zweiten Richtung des Befestigungselements 100 gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist.
Bei der vorliegenden Erfindung repräsentieren die ersten bis vierten fixierten Abschnitte 30 bis 60 den ersten fixierten Abschnitt 30, den zweiten fixierten Abschnitt 40, den dritten fixierten Abschnitt 50 und den vierten fixierten Abschnitt 60. In gleicher Weise repräsentieren die ersten und zweiten Balkenabschnitte 23a, 23b den ersten Balkenabschnitt 23a und den zweiten Balkenabschnitt 23b. Die ersten bis vierten beweglichen Elektroden 24 bis 27 repräsentieren die erste bewegliche Elektrode 24, die zweite bewegliche Elektrode 25, die dritte bewegliche Elektrode 26 und die vierte bewegliche Elektrode 27. Die ersten und zweiten beweglichen Elektroden 24, 25 repräsentieren die erste bewegliche Elektrode 24 und die zweite bewegliche Elektrode 25. Die dritten und vierten beweglichen Elektroden 26, 27 repräsentieren die dritte bewegliche Elektrode 26 und die vierte bewegliche Elektrode 27. Die ersten und zweiten Trägerabschnitte 24a, 25a repräsentieren den ersten Trägerabschnitt 24a und den zweiten Trägerabschnitt 25a. Die ersten bis vierten Verdrahtungsabschnitte 31 bis 61 repräsentieren den ersten Verdrahtungsabschnitt 31, den zweiten Verdrahtungsabschnitt 41, den dritten Verdrahtungsabschnitt 51 und den vierten Verdrahtungsabschnitt 61. Die ersten bis vierten fixierten Elektroden 32 bis 62 repräsentieren die erste fixierte Elektrode 32, die zweite fixierte Elektrode 42, die dritte fixierte Elektrode 52 und die vierte fixierte Elektrode 62. Die ersten und zweiten Kapazitäten C_s1, C_s2 repräsentieren die erste Kapazität C_s1 und die zweite Kapazität C_s2. Die dritten und vierten Kapazitäten C_s3, C_s4 repräsentieren die dritte Kapazität C_s3 und die vierte Kapazität C_s4. Die ersten bis vierten Kapazitäten C_s1 bis C_s4 repräsentieren die erste Kapazität C_s1, die zweite Kapazität C_s2, die dritte Kapazität C_s3 und die vierte Kapazität C_s4. Die ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24 bis J27 repräsentieren die erste bewegliche Elektrode J24, die zweite bewegliche Elektrode J25, die dritte bewegliche Elektrode J26 und die vierte bewegliche Elektrode J27. Die ersten bis vierten fixierten Elektroden J32 bis J62 repräsentieren die erste fixierte Elektrode J32, die zweite fixierte Elektrode J42, die dritte fixierte Elektrode J52 und die vierte fixierte Elektrode J62. Die ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24a bis J27a repräsentieren die erste bewegliche Elektrode J24a, die zweite bewegliche Elektrode J25a, die dritte bewegliche Elektrode J26a und die vierte bewegliche Elektrode J27a. Die ersten bis vierten beweglichen Elektroden J24b bis J27b repräsentieren die erste bewegliche Elektrode J24b, die zweite bewegliche Elektrode J25b, die dritte bewegliche Elektrode J26b und die vierte bewegliche Elektrode J27b.

Claims

Beschleunigungssensor umfassend: ein Halbleitersubstrat (14), welches ein Trägersubstrat (11) und eine auf das Trägersubstrat (11) aufgeschichtete Halbleiterschicht (13) umfasst; eine in einer ersten Richtung bewegliche Elektrode (24, 25), welche in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstreckt; eine in einer zweiten Richtung bewegliche Elektrode (26, 27), welche in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer anderen, zu der einen Richtung orthogonalen und zu der Oberflächenrichtung parallelen Richtung erstreckt; eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode (32, 42), welche in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode (52, 62), welche in der Halbleiterschicht vorgesehen und angeordnet ist, der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; und ein Trägerelement (21, 22, 23a, 23b, 28), welches in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, mit der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode versehen ist und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode in Abhängigkeit von einer Beschleunigung versetzt, wobei der Beschleunigungssensor ausgestaltet ist, eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats und eine Beschleunigung in einer zweiten Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung ist, zu detektieren, wobei: wenn jede Länge eines Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt und wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, L ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode d ist, die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der ersten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen sind, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angelegt ist und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen sind, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angelegt wird und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.
Beschleunigungssensor umfassend: ein Halbleitersubstrat (14), welches ein Trägersubstrat (11) und eine Halbleiterschicht (13), die auf das Trägersubstrat (11) aufgeschichtet ist, umfasst; eine Vielzahl von in einer ersten Richtung beweglichen Elektroden (24, 25), die in der Halbleiterschicht vorgesehen sind und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstrecken; eine Vielzahl von in einer zweiten Richtung beweglichen Elektroden (26, 27), die in der Halbleiterschicht vorgesehen sind und sich in einer anderen Richtung erstrecken, die orthogonal zu der einen Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung ist; zumindest eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode (32, 42), die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden gegenüberzuliegen, und zwischen der Vielzahl von in der ersten Richtung beweglichen Elektroden eingepfercht ist; zumindest eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode (52, 62), die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden gegenüberzuliegen, und zwischen der Vielzahl von in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden eingepfercht ist; und ein Trägerelement (21, 22, 23a, 23b, 28), welches in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, mit den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden versehen ist und die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden in Abhängigkeit von einer Beschleunigung integral versetzt, wobei der Beschleunigungssensor ausgestaltet ist, eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats und eine Beschleunigung in einer zweiten Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung ist, zu detektieren, wobei: wenn jede Länge eines Abschnitts, wo die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen und wo die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, L ist, jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und einer von einem Paar von in der ersten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der ersten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, und zwischen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und einer von einem Paar von in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, d1 ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und einer anderen von dem Paar von den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der ersten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, und zwischen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und einer anderen von dem Paar von den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, a·d1 ist, die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und die in der ersten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen sind, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angelegt wird und die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode so vorgesehen sind, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung gebildet wird, sin^-1(a·d1/L(a-1))[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angelegt wird und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.
Montierungsanordnung eines Beschleunigungssensors, wobei die Montierungsanordnung den Beschleunigungssensor umfasst, der beinhaltet: ein Halbleitersubstrat (14), das ein Trägersubstrat (11) und eine auf das Trägersubstrat (11) aufgeschichtete Halbleiterschicht (13) umfasst; eine in einer ersten Richtung bewegliche Elektrode (24, 25), die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstreckt; eine in einer zweiten Richtung bewegliche Elektrode (26, 27), die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und sich in einer anderen Richtung erstreckt, die orthogonal zu der einen Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat ist; eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode (32, 42), die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode (52, 62), die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode gegenüberzuliegen; und ein Trägerelement (21, 22, 23a, 23b, 28), das in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, mit der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode versehen ist und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode in Abhängigkeit von einer Beschleunigung versetzt, wobei der Beschleunigungssensor auf einer Oberfläche (100a) eines Befestigungselements (100) so montiert ist, dass er eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in einer Oberflächenrichtung der einen Oberfläche des Befestigungselements und eine Beschleunigung in einer zweiten Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung der einen Oberfläche des Befestigungselements ist, detektiert, wobei: wenn jede Länge eines Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt und wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, L ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode d ist, der Beschleunigungssensor auf der einen Oberfläche des Befestigungselements so montiert ist, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung des Befestigungselements gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angelegt wird und die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung bewegliche Elektrode der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, und ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung des Befestigungselements gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angelegt wird und die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode versetzt wird, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung bewegliche Elektrode der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegt, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.
Montierungsanordnung des Beschleunigungssensors gemäß Anspruch 3, wobei: wenn die eine Richtung in der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats als eine erste Richtung definiert ist und eine Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats ist, als eine zweite Richtung definiert ist, der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung des Halbleitersubstrats gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist, und der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung des Halbleitersubstrats gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist; und der Beschleunigungssensor auf der einen Oberfläche des Befestigungselements so befestigt ist, dass die erste Richtung und die zweite Richtung des Halbleitersubstrats entsprechend parallel zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung des Befestigungselements sind.
Montierungsanordnung des Beschleunigungssensors gemäß Anspruch 3, wobei: wenn die eine Richtung in der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats als eine erste Richtung definiert ist, und eine Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats ist, als eine zweite Richtung definiert ist, die Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektrode und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und die zweite Richtung des Halbleitersubstrats parallel zueinander sind, und die Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektrode und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und die erste Richtung des Halbleitersubstrats parallel zueinander sind; und der Beschleunigungssensor auf der einen Oberfläche des Befestigungselements so montiert ist, dass der Winkel, der von der jeweiligen der ersten Richtung und der zweiten Richtung des Halbleitersubstrats und der entsprechenden ersten Richtung und der entsprechenden zweiten Richtung des Befestigungselements gebildet wird, sin^-1(d/L)[Grad] ist.
Montierungsanordnung eines Beschleunigungssensors, wobei die Montierungsanordnung den Beschleunigungssensor umfasst, der beinhaltet: ein Halbleitersubstrat (14), das ein Trägersubstrat (11) und eine auf das Trägersubstrat (11) aufgeschichtete Halbleiterschicht (13) umfasst; eine Vielzahl von in einer ersten Richtung beweglichen Elektroden (24, 25), die in der Halbleiterschicht vorgesehen sind und sich in einer Richtung einer Oberflächenrichtung an dem Halbleitersubstrat erstrecken; eine Vielzahl von in einer zweiten Richtung beweglichen Elektroden (26, 27), die in der Halbleiterschicht vorgesehen sind und sich in einer anderen Richtung erstrecken, die orthogonal zu der einen Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung ist; zumindest eine in der ersten Richtung fixierte Elektrode (32, 42), die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden gegenüberzuliegen, und zwischen der Vielzahl von in der ersten Richtung beweglichen Elektroden eingepfercht ist; zumindest eine in der zweiten Richtung fixierte Elektrode (52, 62), die in der Halbleiterschicht vorgesehen ist und angeordnet ist, den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden gegenüberzuliegen, und zwischen der Vielzahl von in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden eingepfercht ist; und ein Trägerelement (21, 22, 23a, 23b, 28), das in der Halbleiterschicht vorgesehen ist, mit den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden versehen ist und die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden in Abhängigkeit von einer Beschleunigung integral verschiebt, wobei der Beschleunigungssensor auf einer Oberfläche (100a) eines Befestigungselements (100) so montiert ist, dass er eine Beschleunigung in einer ersten Richtung in einer Oberflächenrichtung der einen Oberfläche des Befestigungselements und eine Beschleunigung in einer zweiten Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung der einen Oberfläche des Befestigungselements ist, detektiert, wobei wenn jede Länge von einem Abschnitt, wo die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen und wo die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, L ist, jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und einer von einem Paar der in der ersten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der ersten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, und zwischen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und einer von einem Paar der in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, d1 ist, und jeder Abstand zwischen der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und einer anderen von dem Paar der in der ersten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der ersten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, und zwischen der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und einer anderen von dem Paar der in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden, die die in der zweiten Richtung fixierte Elektrode einpferchen, a·d1 ist, der Beschleunigungssensor auf der einen Oberfläche des Befestigungselements so montiert ist, dass ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der zweiten Richtung angelegt wird und die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der ersten Richtung beweglichen Elektroden der in der ersten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt, und ein Winkel, der von einer Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung gebildet wird, sin^-1(a·d1/L(a-1))[Grad] ist, und zu einer Zeit, wenn die Beschleunigung in der ersten Richtung angelegt wird und die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden versetzt werden, eine Zunahme/Abnahme bei der Länge des Abschnitts, wo die in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode gegenüberliegen, mit einer Zunahme/Abnahme bei dem Abstand zwischen den in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode übereinstimmt.
Montierungsanordnung des Beschleunigungssensors gemäß Anspruch 6, wobei: wenn die eine Richtung in der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats als eine erste Richtung definiert ist, und eine Richtung, die orthogonal zu der ersten Richtung und parallel zu der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats ist, als eine zweite Richtung definiert ist, der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und der zweiten Richtung des Halbleitersubstrats gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist, und der Winkel, der von der Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und der ersten Richtung des Halbleitersubstrats gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad]; und der Beschleunigungssensor auf der einen Oberfläche des Befestigungselements so montiert ist, dass die erste Richtung und die zweite Richtung des Halbleitersubstrats entsprechend parallel zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung des Befestigungselements sind.
Montierungsanordnung des Beschleunigungssensors gemäß Anspruch 6, wobei: wenn die eine Richtung in einer Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats als eine erste Richtung definiert ist, und eine Richtung, die zu der ersten Richtung orthogonal und parallel zu der Oberflächenrichtung des Halbleitersubstrats ist, als eine zweite Richtung definiert ist, die Erstreckungsrichtung der in der ersten Richtung beweglichen Elektroden und der in der ersten Richtung fixierten Elektrode und die zweite Richtung des Halbleitersubstrats parallel zueinander sind, und die Erstreckungsrichtung der in der zweiten Richtung beweglichen Elektroden und der in der zweiten Richtung fixierten Elektrode und die erste Richtung des Halbleitersubstrats parallel zueinander sind; und der Beschleunigungssensor auf der einen Oberfläche des Befestigungselements so montiert ist, dass der Winkel, der von der jeweiligen der ersten Richtung und der zweiten Richtung des Halbleitersubstrats und der entsprechenden ersten Richtung und der entsprechenden zweiten Richtung des Befestigungselements gebildet wird, sin^-1{a·d1/L(a-1)}[Grad] ist.