JP2002162229A

JP2002162229A - 角速度センサ

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Publication number: JP2002162229A
Application number: JP2000359835A
Authority: JP
Inventors: Yuji Higuchi; 祐史樋口; Takashi Ito; 岳志伊藤
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-07
Anticipated expiration: 2020-11-27
Also published as: JP3627648B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体基板に、角速度を検出するための２個
の振動子を形成してなる角速度センサにおいて、体格の
小型化が可能な駆動電極の構成を実現する。【解決手段】半導体基板１０に、２個の振動子３０、
４０、及び、各振動子毎に櫛歯状の検出電極６０、７０
を形成するとともに、各々の振動子３０、４０における
両振動子が対向する部位に、櫛歯状に突出する電極部３
４、４４を形成し、各々の電極部３４、４４を互いの櫛
歯が噛み合うように対向して配置させており、各々の電
極部３４、４４間に電圧を印加することにより両振動子
３０、４０をｘ方向へ互いに逆相で駆動振動させるよう
にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に、角
速度を検出するための２個の振動子を形成してなる角速
度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の角速度センサは、一般に、半導
体基板と、この半導体基板に形成された２個の振動子と
を備え、両振動子を第１の方向へ逆相に駆動振動させ、
この駆動振動のもと角速度が印加されたときに第１の方
向と直交する第２の方向への両振動子の振動に基づいて
角速度を検出するものである。

【０００３】このような角速度センサによれば、両振動
子を逆相に駆動振動させることによって、外部加速度を
キャンセルしつつ、角速度の検出信号を２個の振動子か
らの足し合わせとして感度良く検出することができると
いう利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の角速度センサ
について、本発明者等は、試作検討を行った。図８は、
本発明者等が周知の半導体製造技術を用いて試作した角
速度センサの概略平面構成を示す図である。

【０００５】図８に示す様に、半導体基板Ｊ１には、エ
ッチング等にて溝を形成することにより、第１の振動子
Ｊ３、第２の振動子Ｊ４、及び、両振動子Ｊ３、Ｊ４の
外周に位置し両振動子Ｊ３、Ｊ４を支持する基部Ｊ２等
が形成されている。なお、両振動子Ｊ３、Ｊ４は基部Ｊ
２に対して可動となっており、基部Ｊ２は、図示しない
支持部（支持基板等）に支持されている。

【０００６】両振動子Ｊ３、Ｊ４は、図中のｙ方向へ自
由度を持つ検出梁Ｊ５を介して基部Ｊ２に連結された略
コの字型をなす外側部Ｊ３１、Ｊ４１と、外側部Ｊ３
１、Ｊ４１の内側に位置する内側部Ｊ３２、Ｊ４２と、
図中のｘ方向へ自由度を持ち、これら外側部と内側部と
を連結する駆動梁Ｊ６とより構成されている。

【０００７】また、両振動子Ｊ３、Ｊ４の間に位置する
基部Ｊ２には、各振動子Ｊ３、Ｊ４をｘ方向へ駆動振動
させるための櫛歯状の駆動電極Ｊ７が、各振動子Ｊ３、
Ｊ４毎に形成されている。この駆動電極Ｊ７は、各振動
子Ｊ３、Ｊ４の内側部Ｊ３２、Ｊ４２から突出する櫛歯
部と噛み合うように配置されている。

【０００８】また、基部Ｊ２には、角速度を検出するた
めの櫛歯状の検出電極Ｊ８が、各振動子Ｊ３、Ｊ４毎に
形成されている。検出電極Ｊ８は、各振動子Ｊ３、Ｊ４
の外側部Ｊ３１、Ｊ４１から突出する櫛歯部と噛み合う
ように配置されている。

【０００９】かかる角速度センサにおいては、各振動子
Ｊ３、Ｊ４について、対応する駆動電極Ｊ７から信号を
印加することにより、各振動子Ｊ３、Ｊ４をｘ方向にて
互いに逆相に駆動振動させる。そして、この駆動振動の
もとｚ軸回りに角速度Ωが加わったとき、コリオリ力に
よって各振動子Ｊ３、Ｊ４は、ｙ方向へ振動（検出振
動）する。この検出振動によって、検出電極Ｊ８におけ
る櫛歯間の容量が変化し、この容量変化を検出すること
で、角速度Ωを求めることができる。

【００１０】しかしながら、上記試作品に示したような
従来の角速度センサにおいては、２個の振動子Ｊ３、Ｊ
４に対応して２個の駆動電極Ｊ７を設けるが、これら駆
動電極Ｊ７を固定支持するための部分（上記図８では、
両振動子Ｊ３、Ｊ４の間に位置する基部Ｊ２）が必要で
あり、この固定支持部の分、半導体基板の面積が必要と
なるため、センサの小型化の障害となる。

【００１１】本発明は上記問題に鑑み、半導体基板に、
角速度を検出するための２個の振動子を形成してなる角
速度センサにおいて、体格の小型化が可能な駆動電極の
構成を実現することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、半導体基板（１０）
と、この半導体基板に形成された２個の振動子（３０、
４０）とを備え、両振動子を第１の方向（ｘ）へ駆動振
動させ、この駆動振動のもと角速度が印加されたときに
第１の方向（ｘ）と直交する第２の方向（ｙ）への両振
動子の振動に基づいて角速度を検出するようにした角速
度センサにおいて、各々の振動子（３０、４０）におけ
る両振動子が対向する部位に、櫛歯状に突出する電極部
（３４、４４）を形成し、各々の電極部を互いの櫛歯が
噛み合うように対向して配置させ、駆動振動を行うと
き、各々の電極部間に電圧を印加することにより両振動
子を互いに逆相で振動させるようにしたことを特徴とし
ている。

【００１３】それによれば、対向する電極部（３４、４
４）が駆動電極として機能するとともに、これら電極部
は各振動子に固定支持されたものである。そのため、本
発明によれば、従来必要とされていた駆動電極の固定支
持部が不要となり、体格の小型化が可能な駆動電極の構
成を実現することができる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
の角速度センサの具体的手段を提供するものであり、各
々の振動子（３０、４０）を、第２の方向（ｙ）へバネ
変形可能な検出梁（５０）を介して基部（２０）に連結
された第１の振動部（３１、４１）と、第１の方向
（ｘ）へバネ変形可能な駆動梁（３３、４３）を介して
前記第１の振動部（３１、４１）の内側にて第１の振動
部に連結された第２の振動部（３２、４２）とを備える
ものとし、この第２の振動部を、各々の振動子（３０、
４０）における両振動子が対向する部位として構成した
ことを特徴としている。

【００１５】それによれば、各々の振動子（３０、４
０）において、第１及び第２の方向（ｘ、ｙ）へ振動可
能な構成を適切に実現できるとともに、両振動子におけ
る第２の振動部（３２、４２）に、上記電極部（３４、
４４）が形成された構造となる。

【００１６】また、請求項３に記載の発明は、半導体基
板（１０）には、第１及び第２の振動子（３０、４０）
それぞれに設けられた検出用可動電極（３１ａ、４１
ａ）に対応した検出用固定電極（６０、７０）が形成さ
れており、第１及び第２の振動子には基準電圧（Ｖ₀）
と、この基準電圧に対し互いに反対の電圧とが印加され
互いに逆相で振動させるようにしており、また、検出用
固定電極には、基準電圧（Ｖ₀）が印加されており、第
１及び第２の振動子の電位が基準電位の期間に、コリオ
リ力に起因する検出用可動電極と検出用固定電極との間
の容量変化を検出するものであることを特徴としてい
る。

【００１７】それによれば、駆動信号の影響を受けず
に、コリオリ力に起因する容量変化を検出することがで
きる。

【００１８】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る角
速度センサＳ１の概略平面構成を示す図である。

【００２０】角速度センサＳ１は、シリコン基板等の半
導体基板１０よりなり、この半導体基板１０に、エッチ
ング等の周知の半導体製造技術を用いて溝を形成するこ
とにより、図１に示す様に、枠状の基部２０、２個の振
動子３０、４０等が区画形成されている。なお、図１
中、溝以外の部分は、斜線ハッチング領域及び太線部と
して示してある。

【００２１】基部２０の内周に位置する第１の振動子
（図中、左側）３０及び第２の振動子（図中、右側）４
０は、互いに対称形状をなしている。本例では、両振動
子３０、４０は、図１中のｘ方向（第１の方向）に沿っ
て並べられており、両方とも基部２０に対して可動とな
っている。なお、基部２０は、図示しない支持部（支持
基板等）に支持されている。

【００２２】両振動子３０、４０は、略コの字型をなす
外側部（第１の振動部）３１、４１と、この外側部３
１、４１の内側に位置する略矩形状の内側部（第２の振
動部）３２、４２と、これら外側部３１、４１と内側部
３２、４２とを連結する駆動梁３３、４３とを備えてい
る。そして、両振動子３０、４０は、外側部３１、４１
にて検出梁５０を介して基部２０に連結支持されてい
る。

【００２３】駆動梁３３、４３は、図１中のｘ方向（第
１の方向）へ自由度を持つもので、本例では、ｘ方向へ
バネ変形可能な様に、ｘ方向へ延びて折り返された略コ
の字形状をなしている。また、検出梁５０は、図１中の
ｙ方向（第２の方向）へ自由度を持つもので、本例で
は、ｙ方向へバネ変形可能な様に、ｙ方向が長手方向と
なっている長方形枠状をなしている。なお、駆動梁３
３、４３と検出梁５０の共振周波数は異なっている。

【００２４】また、各々の振動子３０、４０において、
両振動子３０、４０が対向する内側部３２、４２には、
櫛歯状に突出する電極部（可動電極）３４、４４が形成
されており、各々の電極部３４、４４は、互いの櫛歯が
噛み合うように対向して配置されている。これら電極部
３４、４４は、両振動子３０、４０を互いに逆相で駆動
振動させるための駆動電極として機能する。

【００２５】また、基部２０には、角速度を検出するた
めの櫛歯状の検出電極（検出用固定電極）６０、７０
が、各振動子３０、４０毎に形成されている。この検出
電極６０、７０は、各振動子３０、４０の外側部３１、
４１から突出する櫛歯部（検出用可動電極）３１ａ、４
１ａと噛み合うように配置されている。

【００２６】また、上記した第１の振動子３０、第２の
振動子４０、検出電極６０（第１の振動子側）、検出電
極７０（第２の振動子側）は、半導体基板１０に形成さ
れた上記溝によって、それぞれ互いに電気的に絶縁され
ている。そして、これら振動子３０、４０及び検出電極
６０、７０は、半導体基板１０に形成されたアルミ等よ
りなるパッド（図示せず）により、後述するセンサＳ１
の信号回路と電気的に接続されている。

【００２７】次に、角速度センサＳ１の製造方法につい
て、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板を用い
た例として述べる。図２及び図３は、最終的に図３
（ｄ）に示す角速度センサＳ１を製造するための製造方
法を示すもので、上記図１中のＡ−Ａ線に沿った断面に
対応して、各工程中のワークを示したものである。

【００２８】図３（ｄ）に示す様に、このＳＯＩ基板１
０４は、一対のシリコン基板１０１、１０２を酸化膜
（絶縁層）１０３を介して貼り合わせてなるものであ
り、上記図１に示す半導体基板１０は、図３（ｄ）中の
ＳＯＩ基板１０４における上側のシリコン基板１０２に
相当する。

【００２９】そして、図３（ｄ）に示す様に、上側のシ
リコン基板（半導体基板）１０は、開口部１０ａが形成
された下側のシリコン基板１０１及び酸化膜１０３に、
支持されている。なお、開口部１０ａの平面形状は、上
記図１中の破線に示すようになっている。

【００３０】まず、図２（ａ）に示す様に、単結晶シリ
コンからなる両シリコン基板１０１、１０２の間に酸化
膜（例えば厚さ１μｍ）１０３を挟んでなるＳＯＩ基板
１０４を用意し、上側のシリコン基板１０２の全面に表
面抵抗値を下げ、次工程にて形成されるアルミニウムか
らなる上記パッド（図示せず）との接触抵抗を下げるた
めに、例えばリンを高濃度に拡散（Ｎ+ 拡散）する。

【００３１】続いて、ＳＯＩ基板１０４の表面（上側の
シリコン基板１０２）にアルミニウムを例えば１μｍ蒸
着し、ホト、エッチングを行い、信号取り出し用の上記
パッドを形成する。続いて、図２（ｂ）に示す様に、Ｓ
ＯＩ基板１０４の裏面（下側のシリコン基板１０１）を
切削研磨（バックポリッシュ）することにより所定の厚
さ（例えば３００μｍ）とし、且つ鏡面仕上げする。

【００３２】続いて、図２（ｃ）に示す様に、ＳＯＩ基
板１０４の裏面（下側のシリコン基板１０１）にプラズ
マＳｉＮ膜３００を堆積（例えば０．５μｍ）し、ホト
パターンを形成し、プラズマＳｉＮ膜３００をエッチン
グすることにより所定の領域を開口する。

【００３３】続いて、図３（ａ）に示す様に、上側のシ
リコン基板１０２の表面に、上記振動子３０、４０、各
電極及び各梁等を画定するパターンをレジストで形成
し、ドライエッチングにより垂直に酸化膜１０３までト
レンチ形状を形成する。

【００３４】続いて、図３（ｂ）に示す様に、下側のシ
リコン基板１０１を、プラズマＳｉＮ膜３００に形成し
たパターンをマスクとして、例えばＫＯＨ水溶液で深く
エッチングする。このとき、酸化膜１０３までエッチン
グを進めると、エッチング液の圧力により酸化膜１０３
が破れてＳＯＩ基板１０４を破損するため、酸化膜１０
３が破れないように、例えば下側のシリコン基板１０１
のシリコンを１０μｍ残してエッチングを終了できるよ
うエッチング時間を管理する。

【００３５】続いて、図３（ｃ）に示す様に、プラズマ
ドライエッチングにより、図３（ｂ）の工程で残したＳ
ｉをエッチング除去する。このとき、ＳＯＩ基板１０４
の裏面のプラズマＳｉＮ膜３００は同時に除去される。
最後に、図３（ｄ）に示す様に、酸化膜１０３をドライ
エッチングによって除去して、上記振動子３０、４０等
を形成することにより、角速度センサＳ１が完成する。

【００３６】この後、振動子３０、４０及び検出電極６
０、７０は、上記パッドにより、上記信号回路と電気的
に接続される。図４は、この信号回路のブロック図であ
る。図４には、第１の振動子３０、第２の振動子４０、
検出電極６０（第１の振動子側）、検出電極７０（第２
の振動子側）に対応して接続される上記パッド３０ａ、
４０ａ、６０ａ、７０ａが示してある。

【００３７】図４に示す様に、第１の振動子３０、第２
の振動子４０には、それぞれ、互いにオフセットされた
逆相の交流電圧（矩形波もしくは正弦波）が、駆動信号
として印加されるようになっている。つまり、電極部３
４と電極部４４との間に、電圧が印加されることで静電
気力が発生し、両振動子３０、４０が共振周波数（例え
ば５ｋＨｚ）にて振動するようになっている。

【００３８】また、検出電極６０、７０には、それぞ
れ、検出電極６０、７０と櫛歯部３１ａ、４１ａとの間
の容量を電圧に変換するためのチャージアンプ（Ｃ／Ｖ
変換回路）１００が接続され、このチャージアンプ１０
０の先には、駆動信号からのタイミングに基づき、検出
を行わせるためのスイッチングを行うサンプルホールド
回路１１０が接続されている。

【００３９】次に、本角速度センサＳ１の作動につい
て、図５も参照して述べる。図５は、角速度検出におけ
る信号のタイミングチャートの一例を示す図である。ま
ず、パッド３０ａ、パッド４０ａを介してそれぞれ、第
１の振動子３０、第２の振動子４０に駆動信号を印加す
る。

【００４０】例えば、図５に示す様に、第１の振動子３
０即ち電極部３４には、基準電位をＶ₀として、Ｖ₀〜２
Ｖ₀（例えば２．５〜５Ｖ）の範囲で矩形波（第１矩形
波）を印加する。同時に、第２の振動子４０即ち電極部
４４には、０〜Ｖ₀（例えば０〜２．５Ｖ）の範囲で第
１矩形波と逆相の矩形波（第２矩形波）を印加する。

【００４１】すると、電極部３４と電極部４４との間に
電圧を印加することにより、両電極部３４と４４との間
に電圧差の自乗に比例した静電引力が発生し、これによ
って、両振動子３０、４０における内側部３２、４２
が、駆動梁３３、４３の作用により、互いに逆相でｘ方
向へ駆動振動する。

【００４２】この駆動振動における両振動子３０、４０
（両内側部３２、４２）の振動振幅は、図５に示す様に
なり、第１の振動子３０（図中、実線にて図示）と第２
の振動子４０（図中、破線にて図示）とで、互いに逆相
且つ同一周波数にて駆動振動が行われる。

【００４３】この両振動子３０、４０が駆動振動してい
るときに、ｚ軸（図１参照）回りに角速度Ωが印加され
ると、各振動子３０、４０にはｙ方向へコリオリ力が作
用する。すると、このコリオリ力によって、各振動子３
０、４０は、それぞれ振動子全体が検出梁５０の作用に
より、ｙ方向へ互いに逆相且つ同一周波数にて振動（検
出振動）する。

【００４４】この検出振動において、各振動子３０、４
０に対応する検出電極６０、７０における櫛歯間の容量
が、印加角速度（コリオリ力）の大きさに応じて変化
し、この容量変化は、パッド６０ａ、７０ａを介して上
記チャージアンプ１００にて電圧に変換される。このと
き、上記サンプルホールド回路１１０によって検出電極
６０、７０からの出力を所定のタイミングでサンプリン
グする。

【００４５】各振動子３０、４０に加わるコリオリ力の
大きさは、図５に示す様に、第１の振動子３０（実線）
及び第２の振動子４０（破線）にて変化する。両電極部
３４と４４との間（パッド３０ａと４０ａとの間）の電
圧が同じになる時間帯（図５中のハッチング部分）に、
コリオリ力が最大となることを利用して、この時間帯で
検出電極６０、７０の容量変化を検出する。

【００４６】なお、各検出電極６０には、基準電位Ｖ₀
が印加されており、この時間を利用することにより、駆
動電圧に影響されず、コリオリ力に基づく容量変化を検
出できる。

【００４７】つまり、検出電極６０、検出電極７０にお
けるサンプリングのタイミング信号は、図５に示す様に
なり、上記時間帯にて、サンプルホールド回路１１０を
オン状態とする。そして、チャージアンプ１００、サン
プルホールド回路１１０を介して検出された信号が、角
速度信号として出力される。

【００４８】このように、図５に示すタイミングを用い
れば、両振動子３０、４０が同電位の状態でコリオリ力
を最大値近傍にて検出することができ、感度のよい角速
度検出が可能となる。

【００４９】なお、各振動子に基準電圧Ｖ₀から離れた
駆動電圧（２Ｖ₀、０）が印加されるとき、各振動子３
０、４０と検出電極６０、７０との間に静電引力が生ず
るが、各振動子は共振周波数で駆動するとともに、駆動
梁３３、４３と検出梁５０の共振周波数が異なる（例え
ば５ｋＨｚと７ｋＨｚ）ため、ｙ方向へはほとんど変位
しない。

【００５０】また、図５のタイミングで検出を行えば、
いったん駆動信号の入力を停止し、検出を行うといった
時間分割の必要は無いが、スイッチトキャパシタ回路を
用いる等により、入力される駆動信号を間引くことで時
間分割による検出を行うことも可能である。

【００５１】以上述べてきたように、本実施形態では、
各々の振動子３０、４０における両振動子が対向する部
位に、櫛歯状に突出する電極部３４、４４を形成し、各
々の電極部３３、４３を互いの櫛歯が噛み合うように対
向して配置させ、駆動振動を行うとき、各々の電極部３
３、４３間に電圧を印加することにより両振動子３０、
４０（内側部３２、４２）を互いに逆相で振動させるよ
うにしたことを特徴としている。

【００５２】そして、本実施形態によれば、対向する電
極部３４、４４が駆動電極として機能するとともに、こ
れら電極部３４、４４は、それぞれ各振動子３０、４０
（外側部３１、４１）に固定支持されたものであるた
め、従来必要とされていた駆動電極の固定支持部が不要
となる。よって、体格の小型化が可能な駆動電極の構成
が実現される。

【００５３】また、本実施形態では、各々の振動子３
０、４０を、ｙ方向へバネ変形可能な検出梁５０を介し
て基部２０に連結された外側部３１、４１と、ｘ方向へ
バネ変形可能な駆動梁３３、４３を介して外側部３１、
４１に連結された内側３２、４２とを備えたものとし、
この内側部３２、４２にて、各々の振動子３０、４０を
対向させている。そのため、各々の振動子３０、４０に
おいて、ｘ方向及びｙ方向へ振動可能な構成を適切に実
現できる。

【００５４】なお、本実施形態では、２個の振動子３
０、４０をｘ方向へ逆相に振動させているが、図１に示
す両振動子３０、４０の形状は、振動子の片側に櫛歯を
設けているため、左右非対称となり、各振動子３０、４
０がきちんと左右（ｘ方向）に振れない場合が考えられ
る。その対策としては、以下のような種々の変形例が考
えられる。

【００５５】図６に示す第１の変形例の様に、各振動子
３０、４０の重心が振動子の中心に来るように、各振動
子３０、４０において電極部３４、４４が形成されてい
る部位と反対側の部位に、電極部３４、４４と同形状の
ダミー櫛歯パターン８０を形成する。なお、このダミー
櫛歯パターン８０は、振動子の駆動振動状態（振幅、周
波数等）をモニタするためのモニタ電極として用いても
よい。

【００５６】または、図７に示す第２の変形例の様に、
各振動子３０、４０において電極部３４、４４が形成さ
れている部位と反対側の部位の幅を大きくし（図中、幅
広部８１）、電極部３４、４４と釣り合うようにするこ
とで、各振動子３０、４０の重心が振動子の中心に来る
ようにしてもよい。

【００５７】なお、各振動子３０、４０で共振周波数が
極端に異ならないように、各振動子３０、４０の間で、
振動子の重さや梁のバネ定数等のばらつきを抑えること
が重要である。もし、各振動子３０、４０で共振周波数
が極端に異なると、片方の振動子だけが大きく振動し、
コリオリ力の作用が各振動子でばらつくため、加速度感
度がキャンセルされずに現れる場合がある。

【００５８】実際には、本実施形態では、同一チップ内
のしかも隣接する振動子パターンであるため、問題にな
るほど共振周波数のばらつきは無いと考えられる。それ
でも、各振動子３０、４０において、検出電極６０、７
０と電極部３４、４４との間にバイアス電圧（上記図４
中の仮想ＧＮＤ電圧Ｖ₀）を適宜設定し、見かけ上の検
出梁５０のバネ定数を調整するようにすれば、両振動子
３０、４０の共振周波数を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る角速度センサの概略平
面図である。

【図２】上記実施形態に係る角速度センサの製造方法を
示す工程図である。

【図３】図２に続く製造方法を示す工程図である。

【図４】上記実施形態に係る角速度センサの信号回路の
ブロック図である。

【図５】角速度検出における信号のタイミングチャート
の一例を示す図である。

【図６】上記実施形態の第１の変形例を示す概略平面図
である。

【図７】上記実施形態の第２の変形例を示す概略平面図
である。

【図８】本発明者等が試作した角速度センサの概略平面
図である。

【符号の説明】

１０…半導体基板、２０…基部、３０…第１の振動子、
３１…第１の振動子の外側部、３２…第１の振動子の内
側部、４０…第２の振動子、４１…第２の振動子の外側
部、４２…第２の振動子の内側部、３３、４３…駆動
梁、３４、４４…電極部、５０…検出梁、ｘ…第１の方
向、ｙ…第２の方向。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤岳志愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内Ｆターム(参考） 2F105 BB13 CC04 CD03 CD05 CD11 4M112 AA02 BA07 CA03 CA04 CA06 CA11 CA15 DA12 EA03 EA06 EA11 FA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板（１０）と、この半導体基板に形成された２個の振動子（３０、４
０）とを備え、前記両振動子を第１の方向（ｘ）へ駆動振動させ、この
駆動振動のもと角速度が印加されたときに前記第１の方
向と直交する第２の方向（ｙ）への前記両振動子の振動
に基づいて前記角速度を検出するようにした角速度セン
サにおいて、各々の前記振動子における前記両振動子が対向する部位
には、櫛歯状に突出する電極部（３４、４４）が形成さ
れており、各々の前記電極部は、互いの櫛歯が噛み合うように対向
して配置されており、前記両振動子の前記駆動振動を行うとき、各々の前記電
極部間に電圧を印加することにより、前記両振動子を互
いに逆相で振動させるようにしたことを特徴とする角速
度センサ。
【請求項２】各々の前記振動子（３０、４０）は、前
記第２の方向（ｙ）へバネ変形可能な検出梁（５０）を
介して基部（２０）に連結された第１の振動部（３１、
４１）と、この第１の振動部の内側に位置し、前記第１の方向
（ｘ）へバネ変形可能な駆動梁（３３、４３）を介して
前記第１の振動部に連結された第２の振動部（３２、４
２）とを備えるものであり、前記第２の振動部が、各々の前記振動子における前記両
振動子が対向する部位として構成されていることを特徴
とする請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】前記半導体基板（１０）には、前記第１
及び第２の振動子（３０、４０）それぞれに設けられた
検出用可動電極（３１ａ、４１ａ）に対応した検出用固
定電極（６０、７０）が形成されており、前記第１及び第２の振動子には基準電圧（Ｖ₀）と、こ
の基準電圧に対し互いに反対の電圧とが印加され互いに
逆相で振動させるようにしており、また、前記検出用固定電極には、前記基準電圧（Ｖ₀）
が印加されており、前記第１及び第２の振動子の電位が
基準電位の期間に、コリオリ力に起因する前記検出用可
動電極と前記検出用固定電極との間の容量変化を検出す
るものであることを特徴とする請求項１または２に記載
の角速度センサ。