JP2002243759A - 半導体加速度センサ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高感度の半導体加速度センサ素子を従来より
も大量に安価に提供する。 【解決手段】半導体結晶基板上に、第１及び第２のＸ軸
方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ２と、可撓部の
Ｘ軸を間にして近接する一対の近接領域にそれぞれＸ軸
方向とＹ軸方向に延びるように形成され、第３及び第４
のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ３，Ｒｘ４が、可
撓部のＸ軸を間にして近接し一対の近接領域とはＹ軸に
対して対称な位置にある一対の近接領域にそれぞれＹ軸
方向とＸ軸方向に延びるように形成され、ブリッジ回路
でＸ軸方向加速度に比例する電圧出力を検出する。Ｙ軸
方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒ
ｙ４は、可撓部に図４のように形成し、Ｚ軸方向加速度
検出用拡散抵抗Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４は、可
撓部に図４のように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の歪みによ
る抵抗変化を利用してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の加速度
が検出可能な半導体加速度センサ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体加速度センサ素子は中心部
に錘部、外周部に台座部、錘部と台座部の間に可撓部を
残すように半導体結晶基板材料にエッチングが施されて
形成された半導体結晶基板で構成されている。半導体加
速度センサ素子は、可撓部の表面部に形成されて錘部に
作用するＸ軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回
路に用いられる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡
散抵抗と、可撓部の表面部に形成されて錘部に作用する
Ｙ軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用い
られる第１乃至第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗と
を備えている。Ｘ軸及びＹ軸の２次元座標系を、半導体
単結晶基板の中心位置に原点Ｏをとり、ＸＹ平面が半導
体単結晶基板の結晶面と平行になり、Ｘ軸及びＹ軸が半
導体結晶基板の結晶の２つの互いに直交する結晶軸と平
行になるように定義すると、半導体結晶基板がＸ軸を通
りＺ軸方向に延びる仮想平面に対して対称になり且つＹ
軸を通りＺ軸方向に延びる仮想平面に対しても対称にな
る形状を有している。特公平８−７２２８にはこのよう
な半導体加速度センサ素子が記載されている。例えばＸ
方向の加速度を検出するには、可撓部に図８のようなＸ
軸方向に配列した抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を配
置して、可撓部の変形による抵抗素子の変化ΔＲをブリ
ッジで検出すると、Ｘ軸方向の加速度に対して−Ｘ方向
の力が働いて、Ｒ１＝Ｒ−ΔＲ、Ｒ２＝Ｒ＋ΔＲ、Ｒ３
＝Ｒ−ΔＲ、Ｒ４＝Ｒ＋ΔＲとなり、ブリッジの出力は
Ｅ＝Ｖ（Ｒ２・Ｒ４−Ｒ１・Ｒ３）／［（Ｒ１＋Ｒ４）
（Ｒ２＋Ｒ３）］となる。ここで、Ｖはブリッジ回路の
入力電圧である。ブリッジ回路の出力Ｅはこの式の分子
に比例する。以下この分子で電圧Ｖの因子を除いた項を
記号Ｂで表すと、ＢはＢ＝Ｒ２・Ｒ４−Ｒ１・Ｒ３＝
（Ｒ＋ΔＲ）^２−（Ｒ−ΔＲ）^２＝４Ｒ・ΔＲとなり、
ブリッジ回路の出力ＥはΔＲに比例する形になる。これ
によりブリッジ回路の出力電圧から加速度を検出するこ
とが出来る。一般にΔＲは歪みεに比例するので、Ｂは
歪みεに比例する。ここで変形εは長さｂの半導体が加
えられた力によって長さがΔｂだけ増加したとするとε
＝Δｂ／ｂと定義される。ここでΔｂとεには符号まで
含めて、増加の時を正、減少の時を負の実数で表すもの
とする。ここでブリッジ回路の出力電圧Ｅは、ブリッジ
抵抗回路の出力抵抗に比べて入力インピーダンスが無限
大の測定器を用いて測定するものとする。Ｙ方向、Ｚ方
向の加速度に対しても原理的には同じ考え方の抵抗素子
を用いて検出することが出来る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような半導体加速
度センサ素子では、加速度検出用拡散抵抗素子が可撓部
の互いに離れた領域に形成されているので、半導体加速
度センサ素子の製造過程で特性の変動が生じる。半導体
製造工程では拡散条件が半導体結晶基板の上で均一性を
保つことは一般に高度の製造装置と製造条件が必要とな
るので、一定の不均一さを許容した条件で製造する。そ
の結果、半導体結晶基板上で拡散抵抗値が場所によって
異なった値になる可能性がある。例えばＲ１⇒Ｒ＋ｒ１
−ΔＲ１、Ｒ２⇒Ｒ＋ｒ２＋ΔＲ２、Ｒ３⇒Ｒ＋ｒ３−
ΔＲ３、Ｒ４⇒Ｒ＋ｒ４＋ΔＲ４のように変化するとす
る。但し、ΔＲｉ（ｉ＝１〜４）の主要項が加速度に比
例する抵抗値の変動分、即ちεの１次の式であり、ｒｉ
（ｉ＝１〜４）は製造変動によって抵抗値が変動した値
とする。すると、ブリッジの出力ＥはΔＲｉ（ｉ＝１〜
４）項がεの１次の項を含むとすると、ＢはＢ＝（ｒ２
・ｒ４−ｒ１・ｒ３）＋（ΔＲ１、ΔＲ２、ΔＲ３、Δ
Ｒ４の１次の項）＋（ΔＲ１、ΔＲ２、ΔＲ３、ΔＲ４
の双２次の項）となる。ここでｒｉ（ｉ＝１〜４）を含
む第１の括弧中の項は、εを含まない項である。第２の
括弧の中のΔＲｉ（ｉ＝１〜４）の１次の項はεの１次
の項である。第３の括弧内のΔＲｉ（ｉ＝１〜４）の双
２次の式はεの２次の項となる。以上をまとめると、Ｂ
＝Ａ（εに比例しない項）＋Ｃε＋Ｄε^２の形と書け
る。ここで、文字Ａ、Ｃ、Ｄはεによらない定数。この
中でεに比例しない項のＡは、加速度の変化に比例しな
い誤差分となる。しかしながら従来の構造では、この誤
差分を除くことが出来なかった。

【０００４】本発明の目的は、加速度に比例しない誤差
分を構造上除去できる半導体加速度センサ素子を提供す
ることにある。

【０００５】本発明の目的は、製造条件によるばらつき
によって加速度の１次に比例する性質が失われず、低加
速度領域でも感度の下がらない安価な半導体加速度セン
サ素子を提案することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、製造条件によるばら
つきによって、出力が変動しない半導体加速度センサ素
子を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、抵抗素子への配線が
便利な構造を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、加速度に対する感度
が優れた安価な半導体加速度センサ素子を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、中心部に錘
部、外周部に台座部、錘部と台座部の間に可撓部を残す
ように半導体結晶基板材料にエッチングが施されて形成
された半導体結晶基板と、可撓部の表面部に形成されて
錘部に作用するＸ軸方向の加速度を検出するためのブリ
ッジ回路に用いられる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ３，Ｒｘ２，Ｒｘ４と、可撓
部の表面部に形成されて錘部に作用するＹ軸方向の加速
度を検出するためのブリッジ回路に用いられる第１乃至
第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ３，
Ｒｙ２，Ｒｙ４とを具備し、Ｘ軸及びＹ軸の２次元座標
系が、半導体単結晶基板の中心位置に原点Ｏをとり、Ｘ
Ｙ平面が半導体単結晶基板の表面と平行になり、Ｘ軸及
びＹ軸が半導体結晶基板の結晶の２つの互いに直交する
結晶軸と平行になるように定義され、半導体結晶基板が
Ｘ軸を通りＺ軸方向に延びる仮想平面に対して対称にな
り且つＹ軸を通りＺ軸方向に延びる仮想平面に対しても
対称になる形状を有している半導体加速度センサ素子を
改良の対象とする。

【００１０】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ１，Ｒ
ｘ３は、可撓部のＸ軸を間にして近接する第１の一対の
近接領域ＸＡ１にそれぞれＸ軸方向に延びるように形成
され、第３及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒ
ｘ２，Ｒｘ４は、可撓部のＸ軸を間にして近接する一対
の近接領域ＸＡ１にそれぞれＹ軸方向に延びるように形
成され、第１及び第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗
Ｒｙ１，Ｒｙ３は、可撓部のＹ軸を間にして近接する第
２の一対の近接領域ＹＡ１にそれぞれＹ軸方向に延びる
ように形成され、第３及び第４のＹ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｙ２，Ｒｙ４は、可撓部のＹ軸を間にして近
接する一対の近接領域ＹＡ１にそれぞれＸ軸方向に延び
るように形成されている。このようにするとＸ方向加速
度を検出するための４つの抵抗素子Ｒｘｉ（ｉ＝１〜
４）が、特性が実質的に等しい領域に形成されるため、
前述の発明が解決しようとする課題で説明した可撓部の
歪み（即ち加速度）に比例しない誤差分（ｒ２・ｒ４−
ｒ１・ｒ３）を生成する抵抗分ｒ２，ｒ４，ｒ１，ｒ３
が実質的に等しくなって、この誤差分を実質的にゼロに
することが出来る。よって本発明によれば、拡散抵抗の
形成パターンによって誤差分を除去出来る利点がある。

【００１１】本発明の半導体加速度センサ素子では、更
に第１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
１，Ｒｘ３は、Ｘ軸に関して対称な位置に配置され、第
３及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ２，Ｒ
ｘ４は、Ｘ軸に関して対称な位置に配置され、第１及び
第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ３
は、Ｙ軸に関して対称な位置に配置され、第３及び第４
のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ２，Ｒｙ４は、Ｙ
軸に関して対称な位置に配置してもよい。このように抵
抗素子を配置すると半導体加速度センサ素子の製造過程
で特性の変動が生じても、出力電圧が加速度による変形
に比例する性質を保つ効果がある。

【００１２】本発明の半導体加速度センサ素子では、更
に加速度検出用拡散抵抗を配置する全ての一対の近接領
域が台座部に近接した位置にあるようにしてもよい。こ
のように抵抗素子を配置すると、抵抗素子に配線パター
ンを形成するのが容易になる。

【００１３】本発明は、中心部に錘部、外周部に台座
部、錘部と台座部の間に可撓部を残すように半導体結晶
基板材料にエッチングが施されて形成された半導体結晶
基板と、可撓部の表面部に形成されて錘部に作用するＸ
軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
れる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４と、可撓部の表面部に形成
されて錘部に作用するＹ軸方向の加速度を検出するため
のブリッジ回路に用いられる第１乃至第４のＹ軸方向加
速度検出用拡散抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４と
を具備し、Ｘ軸及びＹ軸の２次元座標系が、半導体単結
晶基板の中心位置に原点Ｏをとり、ＸＹ平面が半導体単
結晶基板の表面と平行になり、Ｘ軸及びＹ軸が半導体結
晶基板の結晶の２つの互いに直交する結晶軸と平行にな
るように定義され、半導体結晶基板がＸ軸を通りＺ軸方
向に延びる仮想平面に対して対称になり且つＹ軸を通り
Ｚ軸方向に延びる仮想平面に対しても対称になる形状を
有している半導体加速度センサ素子を改良の対象とす
る。

【００１４】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ１，Ｒ
ｘ２は、可撓部のＸ軸を間にして近接する第１の一対の
近接領域ＸＡ１にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延びる
ように形成され、第３及び第４のＸ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｘ３，Ｒｘ４は、一対の近接領域ＸＡ１とは
Ｙ軸に関して対称な位置にあり、可撓部のＸ軸を間にし
て近接する第３の一対の近接領域ＸＡ２にそれぞれＹ軸
方向とＸ軸方向に延びるように形成され、第１及び第２
のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ２は、可
撓部のＹ軸を間にして近接する第２の一対の近接領域Ｙ
Ａ１にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成
され、第３及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒ
ｙ３，Ｒｙ４は、一対の近接領域ＹＡ１とはＸ軸に関し
て対称な位置にあり、可撓部のＹ軸を間にして近接する
第４の一対の近接領域ＹＡ２にそれぞれＸ軸方向とＹ軸
方向に延びるように形成されている。

【００１５】このように抵抗素子を配置すると、半導体
加速度センサ素子の製造過程で特性の変動が生じても、
半導体加速度センサ素子の出力電圧が加速度による変形
に比例する性質を保ち、且つ出力の変動が生じない効果
がある。またこのように加速度検出用拡散抵抗を配置す
ると、一対の近接領域に配置するＸ軸方向と、Ｙ軸方向
の加速度検出用拡散抵抗のそれぞれの数を少なく配置す
ることができる。その結果、加速度検出用拡散抵抗をＸ
軸、またはＹ軸に近接する応力の高いポートに配置し
て、高感度の半導体加速度センサ素子を実現できる効果
がある。また２つの加速度検出用拡散抵抗を一対の近接
領域内でＸ軸または、Ｙ軸に近接していて、且つ変形の
均一性が高い範囲内に配置することによって他軸感度が
小さくなるようにすることができる。また一対の近接領
域内の加速度検出用拡散抵抗の形状を蛇行した形状にし
て長さをかせいで抵抗値を稼ぐことによって、発熱量を
下げる効果がある。このような効果は以下に述べる本発
明で１対の近接領域におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向加速度
検出用拡散抵抗が２つ配列されている場合にも適用でき
る。

【００１６】本発明の半導体加速度センサ素子では、更
に第１及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
１，Ｒｘ４は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第２及び第３のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
２，Ｒｘ３は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第１及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ
１，Ｒｙ４は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第２及び第３のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ
２，Ｒｙ３は、原点を中心として対称な位置に配置され
てもよい。このように抵抗素子を配置すると半導体加速
度センサ素子の製造過程で特性の変動が生じても、出力
電圧が加速度による変形に比例する性質を保ち、且つ出
力の変動が生じない効果がある。

【００１７】本発明の半導体加速度センサ素子では、更
に第１から第４の一対の近接領域ＸＡ１，ＹＡ１、ＸＡ
２，ＹＡ２が台座部に近接した位置にあるようにしても
よい。このようにすると軸方向加速度検出用拡散抵抗に
蒸着などで金属配線するのが容易になる効果がある。

【００１８】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
１、第３の一対の近接領域（ＸＡ１，ＸＡ２）にそれぞ
れが配置された第１、第２及び第３、第４のＸ軸方向加
速度検出用拡散抵抗をＸ軸に平行に移動して、錘部に近
接した位置（ＸＬ３，ＸＬ４）にある第５、第６の近接
領域（ＸＡ３，ＸＡ４）にそれぞれを配置し、第２、第
４の一対の近接領域（ＹＡ１，ＹＡ２）にそれぞれが配
置された第１、第２及び第３、第４のＹ軸方向加速度検
出用拡散抵抗をＹ軸に平行に移動して、錘部に近接した
位置（ＹＬ３，ＹＬ４）にある第７、第８の近接領域
（ＹＡ３，ＹＡ４）にそれぞれを配置してもよい。この
ようにすると、抵抗素子に配線パターンを形成するのが
容易になる。

【００１９】本発明の半導体加速度センサ素子では、更
に第５から第８の一対の近接領域ＸＡ３，ＸＡ４，ＹＡ
３，ＹＡ４が錘部に近接した位置にあるようにしてもよ
い。このようにすると錘部の近くでは加速度に対する変
形の角度が大きくなるので半導体加速度センサ素子の検
出感度を増すことが出来る効果がある。

【００２０】本発明は、中心部に錘部、外周部に台座
部、錘部と台座部の間に可撓部を残すように半導体結晶
基板材料にエッチングが施されて形成された半導体結晶
基板と、可撓部の表面部に形成されて錘部に作用するＸ
軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
れる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
１〜Ｒｘ４と、可撓部の表面部に形成されて錘部に作用
するＹ軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に
用いられる第１乃至第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵
抗Ｒｙ１〜Ｒｙ４と、可撓部の表面部に形成されて錘部
に作用するＺ軸方向の加速度を検出するためのブリッジ
回路に用いられる第１乃至第４のＺ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｚ１〜Ｒｚ４とを具備し、Ｘ軸及びＹ軸の２
次元座標系が、半導体単結晶基板の中心位置に原点Ｏを
とり、ＸＹ平面が半導体単結晶基板の表面と平行にな
り、Ｘ軸及びＹ軸が半導体結晶基板の結晶の２つの互い
に直交する結晶軸と平行になるように定義され、半導体
結晶基板がＸ軸を通りＺ軸方向に延びる仮想平面に対し
て対称になり且つＹ軸を通りＺ軸方向に延びる仮想平面
に対しても対称になる形状を有している半導体加速度セ
ンサ素子を改良の対象とする。

【００２１】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ１，Ｒ
ｘ２は、可撓部のＸ軸を間にして近接する第５の一対の
近接領域ＸＡ３にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延びる
ように形成され、第３及び第４のＸ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｘ３，Ｒｘ４は、一対の近接領域ＸＡ３とは
Ｙ軸に関して対称な位置にあり、可撓部のＸ軸を間にし
て近接する第６の一対の近接領域ＸＡ４にそれぞれＹ軸
方向とＸ軸方向に延びるように形成され、第１及び第２
のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ２は、可
撓部のＹ軸を間にして近接する第７の一対の近接領域Ｙ
Ａ３にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成
され、第３及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒ
ｙ３，Ｒｙ４は、一対の近接領域ＹＡ３とはＸ軸に関し
て対称な位置にあり、可撓部のＹ軸を間にして近接する
第８の一対の近接領域ＹＡ４にそれぞれＸ軸方向とＹ軸
方向に延びるように形成され、第１及び第２のＺ軸方向
加速度検出用拡散抵抗Ｒｚ１，Ｒｚ２は、可撓部のＸ軸
を間にして近接する第５の一対の近接領域ＸＡ３にそれ
ぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延びるように形成され、第３
及び第４のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚ３，Ｒｚ
４は、一対の近接領域ＸＡ３とはＹ軸に関して対称な位
置にあり、可撓部のＸ軸を間にして近接する第６の一対
の近接領域ＸＡ４にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延び
るように形成されている。このように抵抗素子を配置す
ると半導体加速度センサ素子の製造過程で特性の変動が
生じても、出力電圧が加速度による変形に比例する性質
を保ち、且つ出力電圧の変動が生じない効果がある。

【００２２】本発明の半導体加速度センサ素子では、更
に第１及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
１，Ｒｘ４は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第２及び第３のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
２，Ｒｘ３は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第１及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ
１，Ｒｙ４は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第２及び第３のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ
２，Ｒｙ３は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第１及び第３のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚ
１，Ｒｚ３は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第２及び第３のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚ
２，Ｒｚ４は、原点を中心として対称な位置に配置され
ていてもよい。このように抵抗素子を配置すると半導体
加速度センサ素子の製造過程で特性の変動が生じても、
出力電圧が加速度による変形に比例する項を保ち、且つ
出力の変動が生じない効果がある。

【００２３】本発明の半導体加速度センサ素子では、更
に第５〜第８の一対の近接領域ＸＡ３，ＸＡ４，ＹＡ
３，ＹＡ４が錘部に近接した位置にあるようにしてもよ
い。このようにすると錘部の近くでは同一加速度に対す
る変形の角度が大きくなるので半導体加速度センサ素子
の検出感度を増すことが出来る効果がある。

【００２４】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
５、第６の一対の近接領域（ＸＡ３，ＸＡ４）にそれぞ
れが配置された第１、第２及び第３、第４のＸ軸方向加
速度検出用拡散抵抗と第１、第２及び第３、第４のＺ軸
方向加速度検出用拡散抵抗をＸ軸に平行に移動して、台
座部に近接した位置（ＸＬ１，ＸＬ２）にある第１、第
３の近接領域（ＸＡ１，ＸＡ２）にそれぞれを配置し、
第７、第８の一対の近接領域（ＹＡ３，ＹＡ４）にそれ
ぞれが配置された第１、第２及び第３、第４のＹ軸方向
加速度検出用拡散抵抗をＹ軸に平行に移動して、台座部
に近接した位置（ＹＬ１，ＹＬ２）にある第２、第４の
近接領域（ＹＡ１，ＹＡ２）にそれぞれを配置し、第
５、第６の一対の近接領域（ＸＡ３，ＸＡ４）にそれぞ
れが配置された第１、第２及び第３、第４のＺ軸方向加
速度検出用拡散抵抗をＸ軸に平行に移動して、台座部に
近接した位置（ＸＬ１，ＸＬ２）にある第１、第３の近
接領域（ＸＡ１，ＸＡ２）にそれぞれを配置してもよ
い。このようにすると、抵抗素子に配線パターンを形成
するのが容易な半導体加速度センサ素子を提供できる。

【００２５】本発明は、中心部に錘部、外周部に台座
部、錘部と台座部の間に可撓部を残すように半導体結晶
基板材料にエッチングが施されて形成された半導体結晶
基板と、可撓部の表面部に形成されて錘部に作用するＸ
軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
れる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗と、
可撓部の表面部に形成されて錘部に作用するＹ軸方向の
加速度を検出するためのブリッジ回路に用いられる第１
乃至第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗と、可撓部の
表面部に形成されて錘部に作用するＺ軸方向の加速度を
検出するためのブリッジ回路に用いられる第１乃至第４
のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗とを具備し、Ｘ軸及び
Ｙ軸の２次元座標系が、半導体単結晶基板の中心位置に
原点Ｏをとり、ＸＹ平面が半導体単結晶基板の表面と平
行になり、Ｘ軸及びＹ軸が半導体結晶基板の結晶の２つ
の互いに直交する結晶軸と平行になるように定義され、
半導体結晶基板がＸ軸を通りＺ軸方向に延びる仮想平面
に対して対称になり且つＹ軸を通りＺ軸方向に延びる仮
想平面に対しても対称になる形状を有している半導体加
速度センサ素子を改良の対象とする。

【００２６】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
１と第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝
１、２）がＸ軸を間にして近接する第５の一対の近接領
域（ＸＡ３）にそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に延び
るように形成され、第３と第４のＸ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝３，４）が、Ｘ軸を間にして近接
する第６の一対の近接領域ＸＡ４にそれぞれＹ軸方向と
Ｘ軸方向に延びるように形成され、第１と第２のＹ軸方
向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１、２）は、Ｙ軸
を間にして近接する第７の一対の近接領域（ＹＡ３）に
それぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成され、
第３と第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ
＝３，４）は、Ｙ軸を間にして近接する第８の一対の近
接領域（ＹＡ４）にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延び
るように形成され、第１と第２のＺ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，２）は、Ｘ軸を間にして近接
する第１の一対の近接領域（ＸＡ１）にそれぞれＹ軸方
向とＸ軸方向に延びるように形成され、第３と第４のＺ
軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝３，４）は、
Ｘ軸を間にして近接する第３の一対の近接領域（ＸＡ
２）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成
されている。

【００２７】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
５の一対の近接領域（ＸＡ３）、第６の一対の近接領域
ＸＡ４、第７の一対の近接領域（ＹＡ３）、第８の一対
の近接領域（ＹＡ４）が錘部に近接する位置ＸＬ３，Ｘ
Ｌ４，ＹＬ３，ＹＬ４に配置し、第１の一対の近接領域
（ＸＡ１）、第３の一対の近接領域（ＸＡ２）が台座部
に近接する位置ＸＬ１，ＸＬ２に配置している。

【００２８】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
１と第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝
１，２）がＸ軸を間にして近接する第１の一対の近接領
域（ＸＡ１）にそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に延び
るように形成され、第３と第４のＸ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝３，４）が、Ｘ軸を間にして近接
する第３の一対の近接領域ＸＡ２にそれぞれＹ軸方向と
Ｘ軸方向に延びるように形成され、第１と第２のＹ軸方
向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１，２）は、Ｙ軸
を間にして近接する第２の一対の近接領域（ＹＡ１）に
それぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成され、
第３と第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ
＝３，４）は、Ｙ軸を間にして近接する第４の一対の近
接領域（ＹＡ２）にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延び
るように形成され、第１と第２のＺ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，２）は、Ｘ軸を間にして近接
する第５の一対の近接領域（ＸＡ３）にそれぞれＹ軸方
向とＸ軸方向に延びるように形成され、第３と第４のＺ
軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝３，４）は、
Ｘ軸を間にして第７の近接する一対の近接領域（ＸＡ
４）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成
されている。

【００２９】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
１の一対の近接領域（ＸＡ１）、第３の一対の近接領域
ＸＡ２、第２の一対の近接領域（ＹＡ１）、第４の一対
の近接領域（ＹＡ２）がそれぞれ台座部に近接するＸＬ
１，ＸＬ２，ＹＬ１，ＹＬ２に配置され、第５の一対の
近接領域（ＸＡ３）、第６の一対の近接領域（ＸＡ４）
が錘部に近接する位置ＸＬ３，ＸＬ４に配置されてい
る。

【００３０】本発明の半導体加速度センサ素子では、第
１及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ
＝１，４）は、原点を中心として対称な位置に配置さ
れ、第２及び第３のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
ｉ（ｉ＝２，３）は、原点を中心として対称な位置に配
置され、第１及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗
Ｒｙｉ（ｉ＝１，４）は、原点を中心として対称な位置
に配置され、第２及び第３のＹ軸方向加速度検出用拡散
抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝２，３）は、原点を中心として対称な
位置に配置され、第１及び第３のＺ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，３）は、原点を中心として対
称な位置に配置され、第２及び第４のＺ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝２，４）は、原点を中心とし
て対称な位置に配置されている。

【００３１】以上のように加速度検出用拡散抵抗を一対
の近接領域内に２つづつ配置した４つの例では、一対の
近接領域内に加速度検出用拡散抵抗を配置するためにＸ
軸またはＹ軸に近接する位置に配置することができる。
加速度検出用拡散抵抗を一対の近接領域内でＸ、Ｙ軸に
近接する変形の均一性が高い位置に配置することによっ
て他軸感度が小さくなるようにすることができる。また
Ｘ軸、Ｙ軸に近接する領域はＸ軸方向またはＹ軸方向の
応力の高い位置になっている。このために、高感度の半
導体加速度センサ素子を実現できる効果がある。また１
つの近接領域に加速度検出用拡散抵抗の４個が配置され
ている場合に比べて、一対の近接領域内に加速度検出用
拡散抵抗を２個配置するための加速度検出用拡散抵抗を
配置するための面積の余裕が生ずる。従って、一対の近
接領域内の加速度検出用拡散抵抗の形状を長方形の形状
の代わりに、蛇行した形状にして長さをかせいで抵抗値
を稼ぐことによって、半導体加速度センサ素子の測定時
における発熱量を低下させることができる効果がある。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の半
導体加速度センサ素子の実施の形態の一例について説明
する。図１は本発明の半導体加速度センサ素子の実施の
形態の一例を示す平面図（A）と断面図（Ｂ）である。
半導体単結晶基板１は、平面図１（Ａ）に示すように、
中心部に錘部３、外周部に台座部５、錘部３と台座部５
の間に可撓部７がある。可撓部７は、断面図１（Ｂ）に
示すように、半導体結晶基板材料にエッチングが施され
て、半導体加速度センサ素子が加速されると錘部３に働
く慣性力によって変形するように薄く形成されている。

【００３３】Ｘ軸及びＹ軸の２次元座標系を、半導体単
結晶基板１の中心位置に原点Ｏをとり、ＸＹ平面が半導
体単結晶基板の結晶面（０、０、１）面と平行になり、
Ｘ軸が＜１、１、０＞及びＹ軸が＜１，−１、０＞のよ
うに半導体結晶基板の結晶の２つの互いに直交する結晶
軸と平行になるように定義する。半導体加速度センサ素
子の半導体単結晶基板は、Ｘ軸を通りＺ軸方向に延びる
仮想平面（Ｙ＝０の面）に対して対称になり且つＹ軸を
通りＺ軸方向に延びる仮想平面（Ｘ＝０の面）に対して
も対称になる形状を有している。

【００３４】可撓部７の表面部には、錘部３に作用する
Ｘ軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用い
られるＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗素子Ｒｘ１，Ｒｘ
２，Ｒｘ３，Ｒｘ４が形成されている。また可撓部７の
表面部に形成されて錘部３に作用するＹ軸方向の加速度
を検出するためのブリッジ回路に用いられるＹ軸方向加
速度検出用拡散抵抗素子Ｒｙ１，Ｒｙ３，Ｒｙ２，Ｒｙ
４が形成されている。Ｘ方向の加速度は、抵抗素子Ｒｘ
１，Ｒｘ３を第１の対辺、抵抗素子Ｒｘ２，Ｒｘ４を第
２の対辺、とするブリッジ回路の平衡状態によって検出
する。Ｙ方向の加速度は、抵抗素子Ｒｙ１，Ｒｙ３を第
１の対辺、抵抗素子Ｒｙ２，Ｒｙ４を第２の対辺、とす
るブリッジ回路の平衡状態によって検出する。本実施の
形態では請求項１、２及び３における第１〜４までのＸ
軸方向加速度検出用拡散抵抗をそれぞれ、Ｒｘ１，Ｒｘ
３，Ｒｘ２，Ｒｘ４とする。また第１〜４までのＹ軸方
向加速度検出用拡散抵抗をそれぞれ、Ｒｙ１，Ｒｙ３，
Ｒｙ２，Ｒｙ４とする。第１及び第２のＸ軸方向加速度
検出用拡散抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ３は、可撓部７のＸ軸を間
にして近接する一対の近接領域（ＸＡ１）にそれぞれＸ
軸方向に延びるように形成されている。第３及び第４の
Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ２，Ｒｘ４は、可撓
部７のＸ軸を間にして近接する一対の近接領域（ＸＡ
１）にそれぞれＹ軸方向に延びるように形成されてい
る。これらは可撓部７の一部の局所に局限されている。

【００３５】第１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散
抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ３は、Ｘ軸に関して対称な位置に配置
され、第３及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒ
ｘ２，Ｒｘ４は、Ｘ軸に関して対称な位置に配置されて
いる。また第１及び第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵
抗Ｒｙ１，Ｒｙ３は、Ｙ軸に関して対称な位置に配置さ
れ、第３及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ
２，Ｒｙ４は、Ｙ軸に関して対称な位置に配置されてい
る。第１及び第２の一対の近接領域（ＸＡ１，ＹＡ１）
が台座部５に近接した位置（ＸＬ１，ＹＬ１）にある。

【００３６】このような抵抗素子Ｒｘｉ（ｉ＝１〜４）
をそれぞれ図１（Ｃ）のブリッジ回路のＲｉ（ｉ＝１〜
４）につないだ場合の出力電圧Ｅｘを求める。ここで、
図１（Ｃ）のＲｉ（ｉ＝１〜４）をＲｘｉ（ｉ＝１〜
４）で置き換え、この時の出力ＥをＥｘと書くことにす
ると、ブリッジ回路に供給される電源電圧をＶとする
と、ブリッジ回路の出力電圧Ｅｘは、図の＋−端子の＋
側の端子を正として Ｅｘ＝Ｖ・（Ｒｘ２・Ｒｘ４−Ｒｘ１・Ｒｘ３）／［（Ｒｘ１＋Ｒｘ４）（Ｒ ｘ２＋Ｒｘ３）］ （１） となる。ここで、後の便宜のために次の記号Ｂｘ Ｂｘ＝Ｒｘ２・Ｒｘ４−Ｒｘ１・Ｒｘ３ （２） を導入する。

【００３７】またＹ方向の加速度を検出するためのブリ
ッジを、図１（Ｃ）の抵抗Ｒｉ（ｉ＝１〜４）をＹ軸方
向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）で置き換
え、ブリッジ出力ＥをＥｙと書くことにすると、ブリッ
ジ回路の出力Ｅｙは、 Ｅｙ＝Ｖ・（Ｒｙ２・Ｒｙ４−Ｒｙ１・Ｒｙ３）／［（Ｒｙ１＋Ｒｙ４）（Ｒ ｙ２＋Ｒｙ３）］ （３） となる。ここで、後の便宜のために次の記号Ｂｙ Ｂｙ＝Ｒｙ２・Ｒｙ４−Ｒｙ１・Ｒｙ３ （４） を導入する。今、抵抗素子を加速度がない状態ではＢ
ｘ、Ｂｙが０になるように調整してあるものとする。特
に、加速度が存在しない時には、Ｒｘ１＝Ｒｘ２＝Ｒｘ
３＝Ｒｘ４＝Ｒｙ１＝Ｒｙ２＝Ｒｙ３＝Ｒｙ４＝Ｒとす
ると、Ｂｘ＝Ｂｙ＝０になる。

【００３８】次に、加速度が作用する場合のブリッジ回
路の出力の変化を図２を用いて説明する。図２には半導
体加速度センサ素子の錘部３、台座部５、可撓部７の断
面図を示す。図２（Ａ）、（Ｂ）に示す半導体単結晶基
板１の表面のＸＬｉ（ｉ＝１〜４）はＹ＝０の面におけ
る可撓部７の断面で錘部３または台座部５に近接する位
置を示している。ＹＬｉ（ｉ＝１〜４）はＸ＝０の面に
おける可撓部７の断面で錘部３または台座部５に近接す
る位置を示している。Ｘ軸方向に加速度が作用する場
合、図２（Ａ）に示すように錘部３には−Ｘ軸方向の慣
性力Ｆｘが重心Ｇに作用し、錘部３は可撓部７によって
表面が支えられ、錘部３には右回転のモーメントが作用
し、可撓部７び表面は右回りに傾く。その結果、可撓部
７の表面の台座部５に近接した位置ＸＬ１には伸び、錘
部３に近接した位置ＸＬ３にはちぢみ、ＸＬ４には伸
び、台座部５に近接した位置ＸＬ２にはちぢみがおこ
る。図２（Ａ）、（Ｂ）の半導体単結晶基板１の表面の
ＸＬｉ（ｉ＝１〜４）、ＹＬｉ（ｉ＝１〜４）付近で２
本の矢印が外を向いている方が伸びを、２本の矢印が向
き合っている方がちぢみを表している。表面のＸＬ１付
近の点線で囲んだ部分を拡大した挿入図では表面の伸び
を示し、表面のＸＬ３付近の点線で囲んだ部分を拡大し
た挿入図では表面のちぢみを示している。このような表
面変化によって、半導体表面がＸ方向に伸びた領域では
Ｘ方向に延びた抵抗素子には抵抗変化ΔＲの増加が起こ
り、Ｙ方向に延びた抵抗素子には抵抗変化−ΔＲ′の減
少が起こる。また半導体表面がＸ方向に縮んだ領域では
Ｘ方向に延びた抵抗素子には抵抗変化−ΔＲが起こり、
Ｙ方向に延びた抵抗素子には抵抗変化ΔＲ′が起こる。
台座部５に近接した位置ＸＬ１では半導体表面が伸びて
おり、Ｒｘ１とＲｘ３はＸ方向に伸びているので、抵抗
変化はΔＲとなる。これを式で書くと、 Ｒｘ１＝Ｒｘ３＝Ｒ＋ΔＲ となる。他方、Ｒｘ２とＲｘ４はＹ方向の伸びているの
で、抵抗変化は−ΔＲ′となる。これを式で書くと、 Ｒｘ２＝Ｒｘ４＝Ｒ−ΔＲ′ となる。これを用いるとブリッジの出力ＥｘはＢｘ＝Ｒ
ｘ２・Ｒｘ４−Ｒｘ１・Ｒｘ３＝（Ｒ−ΔＲ′）^２−
（Ｒ＋ΔＲ）^２＝−２Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）に比例す
る。一般にΔＲとΔＲ′は歪みεに比例するから、ブリ
ッジの出力はεに比例する。またＹ方向加速度を検出す
るための抵抗素子Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）が配置されてい
る領域ではＸ方向の加速度運動に対して変形が起こらな
い。従って、 Ｒｙ１＝Ｒｙ２＝Ｒｙ３＝Ｒｙ４＝Ｒ が成立し、Ｂｙ＝０になる。Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）のブ
リッジからは出力ＥｙはＢｙ＝０より０となる。以上、
Ｘ軸方向の正の加速度に対して述べたが、Ｘ軸方向の負
の加速度に対してはＥｘの出力電圧が反対符号になるだ
けである。以上をまとめると、Ｘ方向の加速度に対し
て、ブリッジの出力Ｅｘは、Ｂｘがεに比例することか
ら、εに比例する。

【００３９】ここで以上の結果を以下のように一般化し
た場合を考えよう。Ｘ方向の加速度が０の場合の抵抗素
子がＲｘｉ＝Ｒｉ（ｉ＝１〜４）で、且つＲ１・Ｒ３＝
Ｒ２・Ｒ４を満足しているとする。この時にはＸ方向の
加速度が＝０の時にはブリッジの出力Ｅｘの比例項Ｂｘ
＝０になる。このようにしておけばＸ方向の加速度に対
して出力Ｂｘをεに比例するようにすることが出来るこ
とを以下に示す。Ｘ方向加速度によって抵抗素子が以下
のように変化したとする。

【００４０】Ｒｘｉ＝Ｒｉ＋ΔＲｉ （ｉ＝１、３） Ｒｘｉ＝Ｒｉ−ΔＲｉ （ｉ＝２、４） 但し、ΔＲｉ（ｉ＝１〜４）を含む項は加速度によって
生ずる変形εに起因する抵抗変化を表すものとする。す
ると、Ｂｘ＝−［Ｒ３・ΔＲ１＋Ｒ４・ΔＲ２＋Ｒ１・
ΔＲ３＋Ｒ２・ΔＲ４＋（ΔＲｉ・ΔＲｊの形の双２次
形式の和）］（ｉ、ｊ＝１〜４）となる。これより、Ｂ
ｘは変形εの１次式になる。Ｘ方向加速度に対して、Ｒ
ｙｉ（ｉ＝１〜４）は変化がないのでＢｙ＝０となる。
以下の実施の形態ではこのような一般化は特に行わない
がこうした場合を含むものとする。

【００４１】Ｙ方向加速度に対する抵抗の変化も、Ｙ方
向の慣性力Ｆｙに起因する変形によって、Ｘ軸方向の加
速度の場合と同様にして、以下のように求めることがで
きる。

【００４２】Ｒｙ１＝Ｒｙ３＝Ｒ＋ΔＲ Ｒｙ２＝Ｒｙ４＝Ｒ−ΔＲ′ Ｒｘ１＝Ｒｘ２＝Ｒｘ３＝Ｒｘ４＝Ｒ 但し、ΔＲ、ΔＲ′を含む項はＹ方向加速度によって生
ずる変形εに起因するものとする。この結果を用いる
と、Ｙ方向加速度に対してＲｙｉ（ｉ＝１〜４）から構
成されるブリッジの出力ＥｙはＢｙがεに比例すること
からεに比例する出力となる。Ｒｘｉ（ｉ＝１〜４）か
ら構成されるブリッジからの出力ＥｘはＢｘ＝０より、
０になっている。

【００４３】図１の実施の形態では、半導体製造工程に
起因する抵抗値Ｒｘｉ、Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）の変動が
あった場合、全ての抵抗素子が局所に限られているので
全てが同じ変動をすることになる。いま全てがｋ倍に変
動したとしよう。加速度が０の場合、このような変動に
よってＢｘ＝Ｂｙ＝０は変わらない。Ｘ方向またはＹ方
向加速度がある場合には、ＢｘまたはＢｙは（ΔＲ＋Δ
Ｒ′）に比例し、従ってεに比例する。εで変化しない
一定項は発生しない。その結果小さな加速度でも、εに
比例した出力、即ち加速度に比例した出力を得られる。
もしεに比例しない一定項があるとその一定項以下のε
に比例する項は観測にかからないことになる。

【００４４】図１の実施の形態では、Ｘ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１〜４）とＹ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）が台座部５に近接し
た位置ＸＬ１，ＹＬ１にある近接領域ＸＡ１、ＹＡ１に
ある場合について述べた。本発明の実施例としては、Ｘ
軸方向加速度検出用拡散抵抗とＹ軸方向加速度検出用拡
散抵抗がそれぞれ台座部５に近接した位置ＸＬ２、ＹＬ
２にある近接領域ＸＡ２、ＹＡ２の組の領域にあっても
よい。またＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗とＹ軸方向加
速度検出用拡散抵抗がそれぞれ錘部３に近接した位置Ｘ
Ｌ３、ＹＬ３にある近接領域ＸＡ３、ＹＡ３の組の領域
にあってもよい。この場合は加速度による抵抗変化の符
号と出力電圧の符号が反転するものとする。またＸ軸方
向加速度検出用拡散抵抗とＹ軸方向加速度検出用拡散抵
抗がそれぞれ錘部３に近接した位置ＸＬ４、ＹＬ４にあ
る近接領域ＸＡ４、ＹＡ４の組の領域にあってもよい。
この場合にも加速度による抵抗変化の符号と出力電圧の
符号が反転するものとする。請求項１から１６における
第１から第８までの近接領域をそれぞれＸＡ１，ＹＡ
１、ＸＡ２、ＹＡ２、ＸＡ３、ＸＡ４、ＹＡ３、ＹＡ４
に対応するものとする。

【００４５】図３は本発明の第２の実施の形態の１例を
示す図である。図３（Ａ）は抵抗素子Ｒｘｉ、Ｒｙｉ
（ｉ＝１〜４）の配置の平面図である。断面図は図１の
実施の形態と同じになるから省略する。図３（Ｂ）、
（Ｃ）は加速度検出用拡散抵抗の形状の例を示す平面図
である。以下の実施の形態においては、請求項４以下に
おける第１〜４までのＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗を
それぞれＲｘｉ（ｉ＝１〜４）、Ｙ軸方向加速度検出用
拡散抵抗をそれぞれＲｙｉ（ｉ＝１〜４）とする。８個
の抵抗素子Ｒｘｉ、Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）は台座部５に
近接した位置にある。第１及び第２のＸ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ２は、可撓部７のＸ軸を間に
して近接する一対の近接領域（ＸＡ１）にそれぞれＸ軸
方向とＹ軸方向に延びるように形成されている。第３及
び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ３、Ｒｘ４
は、可撓部７のＸ軸を間にして近接する一対の近接領域
（ＸＡ２）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるよう
に形成されている。これらの２つの近接領域（ＸＡ１，
ＸＡ２）はそれぞれ可撓部７の一部の局所（ＸＬ１，Ｘ
Ｌ２付近）に局限されている。第１及び第２のＹ軸方向
加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ１、Ｒｙ２は、可撓部７のＹ
軸を間にして一対の近接領域（ＹＡ１）にそれぞれＹ軸
方向とＸ軸方向に延びるように形成されている。第３及
び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙ３、Ｒｙ４
は、可撓部７のＹ軸を間にして一対の近接領域（ＹＡ
２）にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延びるように形成
されている。これらの２つの近接領域（ＹＡ１，ＹＡ
２）はそれぞれ可撓部７の一部の局所（ＹＬ１，ＹＬ２
付近）に局限されている。

【００４６】第１及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散
抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ４は、原点Ｏを中心として対称な位置
に配置され、第２及び第３のＸ軸方向加速度検出用拡散
抵抗Ｒｘ２、Ｒｘ４は、原点Ｏを中心として対称な位置
に配置されている。また第１及び第４のＹ軸方向加速度
検出用拡散抵抗Ｒｙ１、Ｒｙ４は、原点Ｏを中心として
対称な位置に配置され、第２及び第３のＹ軸方向加速度
検出用拡散抵抗Ｒｙ２、Ｒｙ３は、原点Oを中心として
対称な位置に配置されている。また一対の近接領域（Ｘ
Ａ１，ＸＡ２，ＹＡ１，ＹＡ２）が台座部５に近接した
位置（ＸＬ１，ＸＬ２，ＹＬ１，ＹＬ２）に配置されて
いる。

【００４７】以上のような加速度検出用拡散抵抗の配置
において、Ｘ軸方向加速度に対する加速度検出用拡散抵
抗の抵抗変化を求める。Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗
Ｒｘ１、Ｒｘ２は近接領域ＸＡ１に配置され、図２
（Ｂ）の断面図で台座部５に近接する位置ＸＬ１付近で
は伸びになっている。Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒ
ｘ３、Ｒｘ４は近接領域ＸＡ２に配置され、図２（Ｂ）
の断面図で台座部５に近接する位置ＸＬ２付近ではちぢ
みになっている。以上からＸ軸方向加速度によるＸ軸方
向加速度検出用拡散抵抗の抵抗変化の式を書くと Ｒｘ１＝Ｒ＋ΔＲ Ｒｘ２＝Ｒ−ΔＲ′ Ｒｘ３＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｘ４＝Ｒ−ΔＲ となる。これより Ｂｘ＝（Ｒ−ΔＲ）（Ｒ−ΔＲ′）−（Ｒ＋ΔＲ）（Ｒ＋ΔＲ′） ＝−２Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′） となって、やはりεに比例する結果を得る。Ｘ軸方向加
速度に対してＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ
＝１〜４）の変化はなく、ブリッジの出力Ｅｙは０にな
る。Ｙ軸方向加速度に対しては、同様にして、Ｂｙ＝−
２Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）、Ｂｘ＝０が出力される。従っ
て、Ｘ軸方向加速度に対してはＸ軸方向加速度検出用拡
散抵抗のブリッジのみがεに比例する電圧を出力する。

【００４８】Ｙ軸方向加速度にたいしてはＸ、Ｙの文字
を入れ替えて、Ｘ軸方向加速度検に対する結果を利用し
て、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗のブリッジのみがε
に比例する電圧を出力することを同様にして求めること
ができる。

【００４９】Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ１、Ｒ
ｘ２は同じ近接領域（ＸＡ１）にあるので、互いの相対
的な変動はないと考えて良い。またＲｘ３、Ｒｘ４が近
接領域（ＸＡ２）にあり、やはり互いの相対的な変動は
ないと考えて良い。Ｒｘ１、Ｒｘ２が配置された一対の
近接領域（ＸＡ１）とＲｘ３、Ｒｘ４が配置された一対
の近接領域（ＸＡ２）は距離があって離れた領域にあ
る。従って、これらの近接領域にある抵抗素子間の特性
には互いに相対的な変動が存在すると考えなければなら
ない。Ｒｘ３、Ｒｘ４が一対の近接領域（ＸＡ１）にあ
ったとした場合のｋ倍に変動したとしよう。つまり、Ｒ
ｘ３⇒ｋ・Ｒｘ３、Ｒｘ４⇒ｋ・Ｒｘ４のように変動し
たとするとＢｘはＢｘ＝Ｒｘ２・Ｒｘ４−Ｒｘ１・Ｒｘ
３⇒ｋ・（Ｒｘ２・Ｒｘ４−Ｒｘ１・Ｒｘ３）＝ｋ・Ｂ
ｘ＝４ｋ・Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）のように変動する。も
とのＢｘがεの１次関数である事に対応して変動値のｋ
Ｂｘもεの１次関数になる。即ち抵抗体の抵抗値の変動
はεによらない項が発生しないように変動する。従って
εによらない項の発生によって低加速度領域で感度が落
ちることはない。

【００５０】次にＥｘのεに比例する出力電圧変動を計
算すると Ｅｘ＝Ｖ・Ｂｘ／［（Ｒｘ１＋Ｒｘ４）（Ｒｘ２＋Ｒｘ３）］ ⇒ｋ・Ｖ・Ｂｘ／［（Ｒｘ１＋ｋ・Ｒｘ４）（Ｒｘ２＋ｋ・Ｒｘ３）］ ＝（１／２）Ｖ・Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）・［ｋ／（１＋ｋ）^２］ のようになり、ｋ＝１の場合のＥｘの値の［４ｋ／（１
＋ｋ）^２］倍になる。ｋの値は通常の製造工程では０．
９〜１．１の範囲にあるのでｋ＝１＋Δｋと書くとΔｋ
は±０．１の間の絶対値が０．１以下の小さな数にな
る。このＥｘをΔｋの２次までテーラ展開すると Ｅｘ＝［Ｖ・Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）／８］［１−（１／
４）Δｋ^２］ となる。但しここで、簡単のためにＲｘｉ＝Ｒｙｉ＝Ｒ
（ｉ＝１〜４）とした。このようにしても何等一般性を
失うことはない。この時、抵抗素子の抵抗値のばらつき
が±１０％あっても出力の変動は０．２５％以下にな
る。また抵抗値のばらつきが±２０％あっても出力の変
動はわずか１％以内にとどまる。Ｙ方向加速度に対して
も同様のことが成立する。

【００５１】図３に示す実施の形態ではＸ軸方向、また
はＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗のそれぞれが一対の近
接領域内に２つづつ配置されるにとどまっている。この
ために図１の実施の形態のように１つの近接領域に各軸
方向加速度検出用拡散抵抗の４個が配置されている場合
に比べて一対の近接領域内に各軸方向加速度検出用拡散
抵抗をＸ軸またはＹ軸に近接する位置に配置することが
できる。図３に示す実施の形態では、例えば２つのＸ軸
方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１、２）が、一
対の近接領域ＸＡ１内でＸ軸に近接する対称な位置に配
置されている。可撓部７における変形の分布をＸ成分と
Ｙ成分に分離すると厳密にＸ、Ｙ成分が分離できるのは
Ｘ軸上、またはＹ軸上のみである。例えばＸ軸方向加速
度に対してＸ軸上の可撓部７が純粋にＸ軸方向加速度の
みを感じて変形が起こる。これに対して台座部５と可撓
部７との境界線ＹＬ１、ＹＬ２上ではＸ軸方向の伸びち
ぢみは存在しない。従ってここにＹ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）を配置すればＸ軸方向加
速度を検出しない。しかし、Ｘ軸からＹＬ１線、ＹＬ２
線に至る中間の領域では、Ｘ軸方向加速度に起因する変
形が徐々に減少するが０ではない。Ｙ軸方向加速度検出
用拡散抵抗を厳密にＹＬ１、ＹＬ２の直線上に配置する
ことは不可能であり、ＹＬ１，ＹＬ２以外の領域にＹ軸
方向加速度検出用拡散抵抗を配置するとＸ軸方向加速度
を感じることになる。従って、現実には完全な他軸分離
はあり得ず、これはあくまでも近似的なものである。従
って、完全な他軸分離が実現される理想的な配置に近い
配置を実現できるようにすることは半導体加速度センサ
素子では非常に重要なことである。図３に示す実施の形
態では、Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝
１、２）を一対の近接領域ＸＡ１内でＸ軸に近接する変
形の均一性が高い位置に配置することによって他軸感度
が小さくなるようにすることができる。またＸ軸に近接
する領域はＸ軸方向の応力の高い位置になっている。こ
のために、Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝
１、２）を高感度の半導体加速度センサ素子を実現でき
る効果がある。また図１の実施の形態のように１つの近
接領域に各軸方向加速度検出用拡散抵抗の４個が配置さ
れている場合に比べて図３に示す実施の形態では一対の
近接領域内に各軸方向加速度検出用拡散抵抗を２個配置
するための加速度検出用拡散抵抗を配置するための面積
の余裕が生ずる。従って、一対の近接領域ＸＡ１内の加
速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１、２）のそれぞれの
形状を図３（Ｂ）のような長方形の形状の代わりに、図
３（Ｃ）のように蛇行した形状にして長さをかせいで抵
抗値を稼ぐことによって、半導体加速度センサ素子の測
定時における発熱量を低下させることができる効果があ
る。

【００５２】以上Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ
（ｉ＝１、２）について述べたのと同じ効果が、Ｘ軸方
向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝３，４）と、Ｙ軸
方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）とにつ
いても言える。このような効果は以下に述べる本発明で
１対の近接領域におけるＸ方向、Ｙ方向加速度検出用拡
散抵抗が２つ配列されている場合にも適用できる。

【００５３】また本発明は、第１、第３の一対の近接領
域（ＸＡ１，ＸＡ２）にそれぞれが配置されたＸ軸方向
加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，２）、Ｒｘｉ
（ｉ＝３，４）をＸ軸に平行に移動して、錘部３に近接
した位置（ＸＬ３，ＸＬ４）にある近接領域（ＸＡ３，
ＸＡ４）にそれぞれを配置し、一対の近接領域（ＹＡ
１，ＹＡ２）にそれぞれが配置されたＹ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１，２）、Ｒｙｉ（ｉ＝３，
４）をＹ軸に平行に移動して、錘部３に近接した位置
（ＹＬ３，ＹＬ４）にある近接領域（ＹＡ３，ＹＡ４）
にそれぞれを配置している半導体加速度センサ素子を含
む。この場合はブリッジの出力電圧の符号が逆になる点
を除けば、作用も効果も図３の実施の形態の場合と同様
である。また本発明は、一対の近接領域（ＸＡ１，ＸＡ
２，ＹＡ１，ＹＡ２）が台座部５に近接した位置（ＸＬ
１，ＸＬ２，ＹＬ１，ＹＬ２）に配置されている場合を
含む。こうすると加速度検出用拡散抵抗へ金属蒸着の方
法などで配線パターンを形成するのが容易になる。

【００５４】図４は本発明の第３の実施の形態の１例を
示す抵抗素子の配置の平面図である。Ｘ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１〜４）、Ｙ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）、Ｚ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１〜４）は錘部３に近接する
領域（ＸＡ３，ＸＡ４，ＹＡ３，ＹＡ４）に配置されて
いる。以下の実施の形態でＺ軸方向加速度検出用拡散抵
抗Ｒｚｉ（ｉ＝１〜４）は請求項８以下における第１〜
第４のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗に対応しているも
のとする。第１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵
抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，２）は、可撓部７のＸ軸を間にして
近接する一対の近接領域（ＸＡ３）にそれぞれＸ軸方向
とＹ軸方向に延びるように形成され、第３及び第４のＸ
軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝３，４）は、
一対の近接領域（ＸＡ３）とはＹ軸に関して対称な位置
にあり、可撓部７のＸ軸を間にして近接する一対の近接
領域（ＸＡ４）に、それぞれＹ軸方向とＸ軸方向とに延
びるように形成されている。また第１及び第２のＹ軸方
向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１，２）は、可撓
部７のＹ軸を間にして近接する近接領域（ＹＡ３）にそ
れぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成され、第
３及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ
＝３，４）は、一対の近接領域（ＹＡ３）とはＸ軸に関
して対称な位置にあり、可撓部７のＹ軸を間にして近接
する一対の近接領域（ＹＡ４）にそれぞれＸ軸方向とＹ
軸方向に延びるように形成されている。また第１及び第
２のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，
２）は、可撓部７のＸ軸を間にして近接する一対の近接
領域（ＸＡ３）にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延びる
ように形成され、第３及び第４のＺ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝３，４）は、一対の近接領域（Ｘ
Ａ３）とはＹ軸に関して対称な位置にあり、可撓部７の
Ｘ軸を間にして近接する近接領域（ＸＡ４）にそれぞれ
Ｘ軸方向とＹ軸方向に延びるように形成されている。

【００５５】第１及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散
抵抗Ｒｘ１、Ｒｘ４は、原点Ｏを中心として対称な位置
に配置され、第２及び第３のＸ軸方向加速度検出用拡散
抵抗Ｒｘ２、Ｒｘ３は、原点Ｏを中心として対称な位置
に配置されている。第１及び第４のＹ軸方向加速度検出
用拡散抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ４は、原点Ｏを中心として対称
な位置に配置され、第２及び第３のＹ軸方向加速度検出
用拡散抵抗Ｒｙ２、Ｒｙ３は、原点Ｏを中心として対称
な位置に配置されている。第１及び第３のＺ軸方向加速
度検出用拡散抵抗Ｒｚ１、Ｒｚ３は、原点Ｏを中心とし
て対称な位置に配置され、第２及び第４のＺ軸方向加速
度検出用拡散抵抗Ｒｚ２、Ｒｚ４は、原点Ｏを中心とし
て対称な位置に配置されている。また一対の近接領域
（ＸＡ３，ＸＡ４，ＹＡ３，ＹＡ４）が錘部３に近接し
た位置（ＸＬ３，ＸＬ４，ＹＬ３，ＹＬ４）に配置され
ている。このようにすると本発明の半導体加速度センサ
素子の加速度検出感度を向上することが出来る効果があ
る。

【００５６】図４の実施の形態では、Ｘ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，２）はＸＬ３に近接する
近接領域ＸＡ３にあり、図２（Ａ）に示すＸ方向加速度
に対する変形では、ＸＬ３における変形はちぢみになっ
ている。Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝
３，４）は一対の近接領域ＸＡ４にある。領域ＸＡ４は
図２（Ａ）の錘部３に近接する位置ＸＬ４にあり、ここ
では半導体単結晶基板の表面は伸びになっている。Ｙ軸
方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１，２）、Ｒｙ
ｉ（ｉ＝３，４）はそれぞれ一対の近接領域ＹＡ３、Ｙ
Ａ４にある。従って、Ｘ軸方向加速度に対するＹ軸方向
加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）の変化はな
い。Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，
２）とＲｚｉ（ｉ＝３，４）はそれぞれ一対の近接領域
ＸＡ３，ＸＡ４にある。従ってＸ軸方向加速度に対する
Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，２）の
変化はＲｘｉ（ｉ＝１，２）と同じであり、Ｒｚｉ（ｉ
＝３，４）はそれぞれＲｘｉ（ｉ＝４，３）と同じにな
る。

【００５７】以上から、Ｘ軸方向の正の加速度に対する
Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗、Ｙ軸方向加速度検出用
拡散抵抗、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗の変化をまと
めると以下のようになる。

【００５８】Ｒｘ１＝Ｒ−ΔＲ Ｒｘ２＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｘ３＝Ｒ−ΔＲ′ Ｒｘ４＝Ｒ＋ΔＲ Ｒｙ１＝Ｒｙ２＝Ｒｙ３＝Ｒｙ４＝Ｒ Ｒｚ１＝Ｒ−ΔＲ Ｒｚ２＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｚ３＝Ｒ＋ΔＲ Ｒｚ４＝Ｒ−ΔＲ′ となる。この結果を用いると、Ｘ方向の出力ＥｘはＢｘ
＝２Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）に比例し、Ｙ方向の出力Ｅｙ
はＢｙ＝Ｒ^２−Ｒ^２＝０に比例し０となる。またＺ軸方
向加速度検出用拡散抵抗からなるブリッジの出力Ｅｚ
は、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１〜
４）をそれぞれ図１（Ｃ）のブリッジ回路のＲｉ（ｉ＝
１〜４）に置き換えた場合のブリッジの出力電圧をＥｚ
であるとすると、 Ｅｚ＝Ｖ・（Ｒｚ２・Ｒｚ４−Ｒｚ１・Ｒｚ３）／［（Ｒｚ１＋Ｒｚ４）（Ｒ ｚ２＋Ｒｚ３）］ （５） となる。ここで後の便宜のため次のＢｚ Ｂｚ＝Ｒｚ２・Ｒｚ４−Ｒｚ１・Ｒｚ３ （６） を導入する。すると、Ｂｚ＝（Ｒ−ΔＲ′）・（Ｒ＋Δ
Ｒ′）−（Ｒ＋ΔＲ）・（Ｒ−ΔＲ）＝ΔＲ^２−ΔＲ′
^２＝Ｏ（ε^２）のようにεの２次の項になり、εは小さ
い値なのでεの２次の項を０と見なすことが出来る。従
ってＢｘだけがεに比例する値を出力し、Ｘ方向加速度
の出力Ｅｘだけが現れることになる。

【００５９】Ｙ方向加速度に対する抵抗素子の変化は、
Ｘ方向加速度の場合と同じに考えると以下のようにな
る。Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１，
２）、Ｒｙｉ（ｉ＝３，４）がそれぞれ配置される近接
領域ＹＡ３、ＹＡ４は図２（Ａ）で錘部３に近接する位
置ＹＬ３，ＹＬ４にある。図２（Ａ）でＸＬｉ，ＹＬｉ
（ｉ＝１〜４）と書いてあるのは、Ｘ方向加速度または
Ｙ方向加速度に対してそれぞれＸＬｉ（ｉ＝１〜４）ま
たはＹＬｉ（ｉ＝１〜４）における半導体結晶表面の変
形を示すものとする。Ｙ軸方向加速度に対する半導体単
結晶基板の表面の変形は位置ＹＬ３，ＹＬ４では半導体
単結晶基板の表面はそれぞれちぢみと伸びになってい
る。以上からＹ軸方向加速度に対するＸ軸方向加速度検
出用拡散抵抗、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗、Ｚ軸方
向加速度検出用拡散抵抗の変化は以下のようになる。

【００６０】Ｒｘ１＝Ｒｘ２＝Ｒｘ３＝Ｒｘ４＝Ｒｚ１
＝Ｒｚ２＝Ｒｚ３＝Ｒｚ４＝Ｒ Ｒｙ１＝Ｒ−ΔＲ Ｒｙ２＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｙ３＝Ｒ−ΔＲ′ Ｒｙ４＝Ｒ＋ΔＲ となる。この結果を用いるとＢｙ＝４Ｒ・（ΔＲ＋Δ
Ｒ′）、Ｂｘ＝Ｂｚ＝０となり、Ｙ方向加速度に対する
出力Ｅｙだけがεに比例する値を出力する。

【００６１】Ｚ方向加速度運動に対しては可撓部７は図
２（Ｂ）のような変形を起こす。Ｘ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，２）、Ｒｘｉ（ｉ＝３，４）
はそれぞれ一対の近接領域ＸＡ３、ＸＡ４にある。一対
の近接領域ＸＡ３、ＸＡ４はそれぞれ錘部３に近接した
位置ＸＬ３、ＸＬ４に近接して配置されている。従っ
て、図２（Ｂ）によると、これらの２つの近接領域ＸＡ
３，ＸＡ４では半導体単結晶基板は、どちらもちぢみに
なっている。Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ
＝１〜４）はそれぞれＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒ
ｘｉ（ｉ＝１〜４）と同じ変形をして同じ抵抗変化を示
す。Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，
２）は、Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝
１，２）と同じ変形をして同じ抵抗変化を示す。Ｚ軸方
向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝３，４）は、Ｘ軸
方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝４，３）と同じ
変形をして、同じ抵抗変化を示す。以上の変形の伸びち
ぢみとＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗の配
列がＸ軸、Ｙ軸のどちらを向いているかによって、Ｚ方
向加速度に対するＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗、Ｙ軸
方向加速度検出用拡散抵抗、Ｚ軸方向加速度検出用拡散
抵抗の抵抗の変化は以下のようになる。

【００６２】Ｒｘ１＝Ｒｘ４＝Ｒ−ΔＲ Ｒｘ２＝Ｒｘ３＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｙ１＝Ｒｙ４＝Ｒ−ΔＲ Ｒｙ２＝Ｒｙ３＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｚ１＝Ｒｚ３＝Ｒ−ΔＲ Ｒｚ２＝Ｒｚ４＝Ｒ＋ΔＲ′ この結果を用いると、Ｂｘ＝Ｂｙ＝０となる。従って、
Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗、Ｙ軸方向加速度検出用
拡散抵抗のブリッジの出力Ｅｘ、Ｅｙは０になる。また
Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗のブリッジに対しては、
Ｂｚ＝２Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）となって、Ｅｚはεに比
例する値を出力する。この実施の形態での半導体加速度
センサ素子は錘部３の近接領域（ＸＡ３、ＸＡ４、ＹＡ
３、ＹＡ４）にあるので、たわみが大きくなり従って加
速度の感度が増大する。この実施の形態の効果は、感度
がよいことである。図２（Ｃ）に可撓部７の変形の断面
図を示す。但し簡単のために可撓部が台座部５と錘部３
との境界で直線的に折れ曲がるとしている。錘部３と可
撓部７の間の角度β、及び可撓部７と台座部５との間の
角度γ、錘部３の台座部７に対する傾きの角度αの間に
はβ＝α＋γの関係がある。ここで、錘部３の傾きαが
大きいほど、γとβの差は大きい。つまりＸＬ３点にお
ける感度がＸＬ１点における感度よりも良い。

【００６３】図５は本発明の第４の実施の形態の１例を
示す加速度検出用拡散抵抗の平面図である。全ての加速
度検出用拡散抵抗が台座部５に近接して配置されてい
る。加速度検出用拡散抵抗の形とＸ軸Ｙ軸に対する向き
は図４の実施の形態と同じ形状である。その結果Ｘ方
向、Ｙ方向、Ｚ方向の加速度に対するＸ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１〜４）、Ｙ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）、Ｚ軸方向加速度検
出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１〜４）の抵抗変化の符号は
図４の実施の形態の場合のそれぞれの加速度検出用拡散
抵抗の抵抗変化と逆符号になる。図５の実施の形態でも
Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の加速度に対するＸ軸方向加速
度検出用拡散抵抗、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗、Ｚ
軸方向加速度検出用拡散抵抗の抵抗変化でそれぞれＸ成
分、Ｙ成分、Ｚ成分の出力だけがεに比例する電圧を出
力する。他の出力は０である。図５の実施の形態では加
速度検出用拡散抵抗が台座部５の近接領域にあるので抵
抗素子と外部端子との間をつなぐ半導体単結晶基板上の
配線が短縮される効果がある。

【００６４】以上図４と図５の実施の形態の１例におけ
る半導体加速度センサ素子の共通の特徴を述べる。これ
らの実施の形態では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向いずれの
方向の加速度に対しても、加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
ｉ、Ｒｙｉ、Ｒｚｉ（ｉ＝１〜４）はｉ＝１，２とｉ＝
３，４の組になってこれらが８個の近接領域のいずれか
に配置されている。従って、図３に示す実施の形態の加
速度センサ素子で述べたのと同じように、製造の変動に
よって、出力が変形εに対して１次の項だけが表れるよ
うに収まっていると言える。またｉ＝３，４の素子がｉ
＝１、２の素子に対してｋ＝１＋Δｋ倍に変動したとす
ると、Δｋが±１０％変動したとすると、出力は０．２
５％以内の変動にとどまり、Δｋが±２０％変動したと
すると、出力は１％以内の変動にとどまる。

【００６５】図６は本発明の第５の実施の形態の１例を
示す図である。図６において、Ｘ軸方向加速度検出用拡
散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，２）がＸ軸を間にして近接する
一対の近接領域（ＸＡ３）にそれぞれＸ軸方向およびＹ
軸方向に延びるように形成され、Ｘ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝３，４）が、近接する一対の近接
領域ＸＡ４にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるよう
に形成され、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ
＝１，２）は、Ｙ軸を間にして近接する一対の近接領域
（ＹＡ３）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるよう
に形成され、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ
＝３，４）は、Ｙ軸を間にして近接する一対の近接領域
（ＹＡ４）にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延びるよう
に形成されている。Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
ｉ（ｉ＝１，２）は、Ｘ軸を間にして近接する一対の近
接領域（ＸＡ１）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延び
るように形成され、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚ
ｉ（ｉ＝３，４）は、Ｘ軸を間にして近接する一対の近
接領域（ＸＡ２）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延び
るように形成されている。

【００６６】Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ
＝１，４）は、原点Ｏを中心として対称な位置に配置さ
れ、Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝２，
３）は、原点Ｏを中心として対称な位置に配置され、Ｙ
軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１，４）は、
原点Ｏを中心として対称な位置に配置され、Ｙ軸方向加
速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝２，３）は、原点Ｏを
中心として対称な位置に配置され、Ｚ軸方向加速度検出
用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，３）は、原点Ｏを中心とし
て対称な位置に配置され、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵
抗Ｒｚｉ（ｉ＝２，４）は、原点Ｏを中心として対称な
位置に配置されている。

【００６７】また近接する第５の一対の近接領域（ＸＡ
３）、近接する第６の一対の近接領域ＸＡ４、近接する
第７の一対の近接領域（ＹＡ３）、近接する第８の一対
の近接領域（ＹＡ４）が錘部３に近接する位置ＸＬ３，
ＸＬ４，ＹＬ３，ＹＬ４に配置し、近接する第１の一対
の近接領域（ＸＡ１）、近接する第３の一対の近接領域
（ＸＡ２）に配置している。

【００６８】各軸方向加速度検出用拡散抵抗が配置され
る一対の近接領域におけるこれまでに述べた伸びとちぢ
みを考慮すると、Ｘ方向の正の加速度に対するＸ軸方向
加速度検出用拡散抵抗、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵
抗、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗の抵抗変化は以下の
ようになる。

【００６９】Ｒｘ１＝Ｒ−ΔＲ Ｒｘ２＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｘ３＝Ｒ−ΔＲ′ Ｒｘ４＝Ｒ＋ΔＲ Ｒｙ１＝Ｒｙ２＝Ｒｙ３＝Ｒｙ４＝Ｒ Ｒｚ１＝Ｒ−ΔＲ′ Ｒｚ２＝Ｒ＋ΔＲ Ｒｚ３＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｚ４＝Ｒ−ΔＲ となる。この結果を用いると、Ｘ方向の出力ＥｘはＢｘ
＝２Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）に比例し、Ｙ方向の出力Ｅｙ
はＢｙ＝Ｒ^２−Ｒ^２＝０に比例し０となる。またＺ方向
の出力ＥｚはＢｚ＝（Ｒ−ΔＲ）・（Ｒ＋ΔＲ）−（Ｒ
＋ΔＲ′）・（Ｒ−ΔＲ′）＝ΔＲ′^２−ΔＲ^２＝Ｏ
（ε^２）のようにεの２次の項になり、εは小さい値な
のでεの２次の項を０と見なすことが出来る。従ってＢ
ｘだけがεに比例する値を出力し、Ｘ方向加速度の出力
Ｅｘだけが現れることになる。

【００７０】Ｙ軸方向加速度に対するＸ軸方向加速度検
出用拡散抵抗、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗、Ｚ軸方
向加速度検出用拡散抵抗の変化は、Ｘ軸方向加速度の場
合と同じに考えると、以下のようになる。

【００７１】Ｒｘ１＝Ｒｘ２＝Ｒｘ３＝Ｒｘ４＝Ｒｚ１
＝Ｒｚ２＝Ｒｚ３＝Ｒｚ４＝Ｒ Ｒｙ１＝Ｒ−ΔＲ Ｒｙ２＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｙ３＝Ｒ−ΔＲ′ Ｒｙ４＝Ｒ＋ΔＲ となる。この結果を用いるとＢｙ＝４Ｒ・（ΔＲ＋Δ
Ｒ′）、Ｂｘ＝Ｂｚ＝０となり、Ｙ方向加速度に対する
出力Ｅｙだけがεに比例する値を出力する。

【００７２】Ｚ方向加速度運動に対するＸ軸方向加速度
検出用拡散抵抗、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗、Ｚ軸
方向加速度検出用拡散抵抗の抵抗の変化は、同様にして
以下のようになる。

【００７３】 Ｒｘ１＝Ｒｘ４＝Ｒｙ１＝Ｒｙ４＝Ｒ−ΔＲ Ｒｘ２＝Ｒｘ３＝Ｒｙ２＝Ｒｙ３＝Ｒ＋ΔＲ′ Ｒｚ１＝Ｒｚ３＝Ｒ−ΔＲ′ Ｒｚ２＝Ｒｚ４＝Ｒ＋ΔＲ となる。この結果を用いると、Ｂｘ＝Ｂｙ＝０となる。
従って、Ｘ方向、Ｙ方向のブリッジの出力Ｅｘ、Ｅｙは
０になる。またＺ方向加速度に対してはブリッジの出力
Ｅｚは、Ｂｚ＝２Ｒ・（ΔＲ＋ΔＲ′）に比例し、Ｅｚ
はεに比例する値を出力する。

【００７４】図７は本発明の第６の実施の形態の一例を
示す図である。図７において、Ｘ軸方向加速度検出用拡
散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，２）がＸ軸を間にして近接する
一対の近接領域（ＸＡ１）にそれぞれＸ軸方向およびＹ
軸方向に延びるように形成され、Ｘ軸方向加速度検出用
拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝３，４）が、近接する一対の近接
領域ＸＡ２にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるよう
に形成され、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ
＝１，２）は、Ｙ軸を間にして近接する一対の近接領域
（ＹＡ１）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるよう
に形成され、Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ
＝３，４）は、Ｙ軸を間にして近接する一対の近接領域
（ＹＡ２）にそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向に延びるよう
に形成されている。Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘ
ｉ（ｉ＝１，２）は、Ｘ軸を間にして近接する一対の近
接領域（ＸＡ３）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延び
るように形成され、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚ
ｉ（ｉ＝３，４）は、Ｘ軸を間にして近接する一対の近
接領域（ＸＡ４）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延び
るように形成されている。

【００７５】Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ
＝１，４）は、原点Ｏを中心として対称な位置に配置さ
れ、Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝２，
３）は、原点Ｏを中心として対称な位置に配置され、Ｙ
軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１，４）は、
原点Ｏを中心として対称な位置に配置され、Ｙ軸方向加
速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝２，３）は、原点Ｏを
中心として対称な位置に配置され、Ｚ軸方向加速度検出
用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１，３）は、原点Ｏを中心とし
て対称な位置に配置され、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵
抗Ｒｚｉ（ｉ＝２，４）は、原点Ｏを中心として対称な
位置に配置されている。

【００７６】近接する第１の一対の近接領域（ＸＡ
１）、近接する第３の一対の近接領域ＸＡ２、近接する
第２の一対の近接領域（ＹＡ１）、近接する第４の一対
の近接領域（ＹＡ２）が台座部５に近接するＸＬ１，Ｘ
Ｌ２，ＹＬ１，ＹＬ２に配置され、第５の一対の近接領
域（ＸＡ３）、第７の近接する一対の近接領域（ＸＡ
４）が錘部に近接する位置ＸＬ３，ＸＬ４に配置されて
いる。

【００７７】この場合も、同様にして、Ｘ軸方向、Ｙ軸
方向、Ｚ軸方向の加速度に対して、それぞれＸ軸方向、
Ｙ軸方向、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、図６の実
施の形態と全ての加速度検出用拡散抵抗抵抗の抵抗変化
の符号が反対符号になり、従ってそれぞれＸ軸方向、Ｙ
軸方向、Ｚ軸方向の加速度検出用拡散抵抗で構成される
ブリッジのみが加速度に比例する電圧を出力し、従って
出力の符号も図６の実施の形態の場合とは反対符号にな
る。

【００７８】図６と図７に示す実施の形態ではＸ軸方
向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向加速度検出用拡散抵抗のそれぞ
れが一対の近接領域内に２つずつ配置されている。この
ために図１の実施の形態のように１つの近接領域に各軸
方向加速度検出用拡散抵抗の４個が配置されている場合
に比べて一対の近接領域内に各軸方向加速度検出用拡散
抵抗を配置するためにＸ軸またはＹ軸に近接する位置に
配置することができる。図６，８に示す実施の形態で
は、例えば２つのＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ
（ｉ＝１，２）が、一対の近接領域ＸＡ１内でＸ軸に近
接する対称な位置に配置されている。可撓部７における
変形の分布をＸ成分とＹ成分に分離すると厳密にＸ、Ｙ
成分が分離できるのはＸ軸上、またはＹ軸上のみであ
る。例えばＸ軸方向加速度に対してＸ軸上の可撓部７が
純粋にＸ軸方向加速度のみを感じて変形が起こる。これ
に対して台座部５と可撓部７との境界線ＹＬ１，ＹＬ２
上ではＸ軸方向の伸びちぢみは存在しない。Ｘ軸とＹＬ
１線，ＹＬ２線との中間の領域では、Ｘ軸方向加速度に
起因する変形が存在する。Ｙ軸方向加速度検出用拡散抵
抗を厳密にＹＬ１，ＹＬ２の直線上に配置することは不
可能であり、ＹＬ１，ＹＬ２以外の領域にＹ軸方向加速
度検出用拡散抵抗を配置するとＸ軸方向加速度を感じる
ことになる。従って、現実には完全な他軸分離はあり得
ず、これはあくまでも近似的なものである。従って、完
全な他軸分離が実現される理想的な配置に近い配置を実
現できるようにすることは半導体加速度センサ素子では
非常に重要なことである。図６と図７の実施の形態で
は、Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，
２）を一対の近接領域ＸＡ１内でＸ軸に近接する変形の
均一性が高い位置に配置することによって他軸感度が小
さくなるようにすることができる。またＸ軸に近接する
領域はＸ軸方向の応力の高い位置になっている。このた
めに、Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，
２）を高感度の半導体加速度センサ素子を実現できる効
果がある。また図１の実施の形態のように１つの近接領
域に各軸方向加速度検出用拡散抵抗の４個が配置されて
いる場合に比べて図６と図７に示した実施の形態では一
対の近接領域内に各軸方向加速度検出用拡散抵抗を２個
配置するための加速度検出用拡散抵抗を配置するための
面積の余裕が生ずる。従って、一対の近接領域ＸＡ１内
の加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝１，２）のそれぞ
れの形状を図３（Ｂ）のような長方形の形状の代わり
に、図３（Ｃ）のように蛇行した形状にして長さをかせ
いで抵抗値を稼ぐことによって、半導体加速度センサ素
子の測定時における発熱量を低下させることができる効
果がある。以上Ｘ軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ
（ｉ＝１，２）について述べたのと同じ効果が、Ｘ軸方
向加速度検出用拡散抵抗Ｒｘｉ（ｉ＝３，４）と、Ｙ軸
方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｙｉ（ｉ＝１〜４）と、Ｚ
軸方向加速度検出用拡散抵抗Ｒｚｉ（ｉ＝１〜４）につ
いても言える。

【００７９】このような効果は以下に述べる本発明で１
対の近接領域におけるＸ方向、Ｙ方向加速度検出用拡散
抵抗が２つ配列されている場合にも適用できる。Ｚ軸方
向加速度検出用拡散抵抗に付いても同様のことが言え
る。

【００８０】

【発明の効果】本発明の半導体加速度センサ素子によっ
て、一対の抵抗素子が一対の近接領域に形成されている
ために、製造過程で特性の変動が生じても、出力電圧が
加速度による変形に比例する項を保ち、且つ出力の変動
が生じないようにできる効果がある。本発明の半導体加
速度センサ素子のように、加速度検出用拡散抵抗素子を
台座部に近接する近接領域に形成すると加速度検出用拡
散抵抗素子に配線パターンを形成するのが容易になる。
本発明の半導体加速度センサ素子のように、加速度検出
用拡散抵抗を錘部の近くに形成すると半導体加速度セン
サ素子の検出感度を増すことが出来る効果がある。また
Ｘ軸方向、またはＹ軸方向、またはＺ方向軸方向加速度
検出用拡散抵抗を１つの近接領域にそれぞれ２個づつ配
置すると、一対の近接領域内でＸ、Ｙ軸に近接する変形
の均一性が高い位置に配置することが出来て、他軸感度
が小さくなるようにすることができる。またＸ、Ｙ軸に
近接する領域は軸方向の応力の高い位置になっていて、
高感度の半導体加速度センサ素子を実現できる効果があ
る。加速度検出用拡散抵抗を配置するための面積の余裕
が生ずるので、一対の近接領域内の加速度検出用拡散抵
抗の形状を長方形の形状の代わりに、蛇行した形状にし
て長さをかせいで抵抗値を稼ぐことによって、半導体加
速度センサ素子の測定時における発熱量を低下させるこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体加速度セン
サ素子の実施の形態の一例の平面図と断面図を示してい
る。

【図２】Ｘ方向、Ｙ方向加速度とＺ方向加速度に対する
半導体加速度センサ素子の変形を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の半導体加速度セン
サ素子の一例の平面図を示している。

【図４】本発明の第３の実施の形態の半導体加速度セン
サ素子の一例の平面図を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態の半導体加速度セン
サ素子の一例の平面図を示す図である。

【図６】本発明の第５の実施の形態の半導体加速度セン
サ素子の一例の平面図を示す図である。

【図７】本発明の第６の実施の形態の半導体加速度セン
サ素子の一例の平面図を示す図である。

【図８】従来の半導体加速度センサ素子の一例の平面図
を示している。

【符号の説明】

１ 半導体加速度センサ素子 ３ 錘部 ５ 台座部 ７ 可撓部 Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４ Ｘ軸方向加速度検出
用拡散抵抗 Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４ Ｙ軸方向加速度検出
用拡散抵抗 Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４ Ｚ軸方向加速度検出
用拡散抵抗 Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ ブリッジの抵抗 ＸＡ１，ＸＡ２，ＸＡ３，ＸＡ４，ＹＡ１，ＹＡ２，Ｙ
Ａ３，ＹＡ４ 一対の近接領域 ＸＬ１，ＸＬ２，ＸＬ３，ＸＬ４，ＹＬ１，ＹＬ２，Ｙ
Ｌ３，ＹＬ４ 可撓部と錘部または台座部との境界線 Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅｚ Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向加速度を検
出するブリッジの出力電圧 Ｖ ブリッジの電源電圧 Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向の加速度 Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向の慣性力 α，β，γ 錘部、可撓部、台座部の面の間のなす角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小原 陽三 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4M112 AA02 CA24 CA27 CA32 DA02 DA12 EA01 FA20

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部に錘部、外周部に台座部、前記錘
   部と前記台座部の間に可撓部を残すように半導体結晶基
   板材料にエッチングが施されて形成された半導体結晶基
   板と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＸ
   軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
   れる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＹ
   軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
   れる第１乃至第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗とを
   具備し、 前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸の２次元座標系が、前記半導体単
   結晶基板の中心位置に原点Ｏをとり、ＸＹ平面が前記半
   導体単結晶基板の結晶面と平行になり、前記Ｘ軸及び前
   記Ｙ軸が前記半導体結晶基板の結晶の２つの互いに直交
   する結晶軸と平行になるように定義され、 前記半導体結晶基板が前記Ｘ軸を通りＺ軸方向に延びる
   仮想平面に対して対称になり且つ前記Ｙ軸を通りＺ軸方
   向に延びる仮想平面に対しても対称になる形状を有して
   いる半導体加速度センサ素子であって、 前記第１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記可撓部の前記Ｘ軸を間にして近接する第１の一対の
   近接領域（ＸＡ１）にそれぞれ前記Ｘ軸方向に延びるよ
   うに形成され、前記第３及び第４のＸ軸方向加速度検出
   用拡散抵抗は、前記可撓部の前記Ｘ軸を間にして近接す
   る前記第１の一対の近接領域（ＸＡ１）にそれぞれ前記
   Ｙ軸方向に延びるように形成され、 前記第１及び第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記可撓部の前記Ｙ軸を間にして近接する第２の一対の
   近接領域（ＹＡ１）にそれぞれ前記Ｙ軸方向に延びるよ
   うに形成され、前記第３及び第４のＹ軸方向加速度検出
   用拡散抵抗は、前記可撓部の前記Ｙ軸を間にして近接す
   る前記第２の一対の近接領域（ＹＡ１）にそれぞれ前記
   Ｘ軸方向に延びるように形成されていることを特徴とす
   る半導体加速度センサ素子。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２のＸ軸方向加速度検出
   用拡散抵抗は、前記Ｘ軸に関して対称な位置に配置さ
   れ、 前記第３及び第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記Ｘ軸に関して対称な位置に配置され、 前記第１及び第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記Ｙ軸に関して対称な位置に配置され、 前記第３及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記Ｙ軸に関して対称な位置に配置されている請求項１
   に記載の半導体加速度センサ素子。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の一対の近接領域（Ｘ
   Ａ１，ＹＡ１）が前記台座部に近接した位置（ＸＬ１，
   ＹＬ１）にある請求項１または２に記載の半導体加速度
   センサ素子。
4. 【請求項４】 中心部に錘部、外周部に台座部、前記錘
   部と前記台座部の間に可撓部を残すように半導体結晶基
   板材料にエッチングが施されて形成された半導体結晶基
   板と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＸ
   軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
   れる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＹ
   軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
   れる第１乃至第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗とを
   具備し、 前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸の２次元座標系が、前記半導体単
   結晶基板の中心位置に原点Ｏをとり、ＸＹ平面が前記半
   導体単結晶基板の表面と平行になり、前記Ｘ軸及び前記
   Ｙ軸が前記半導体結晶基板の結晶の２つの互いに直交す
   る結晶軸と平行になるように定義され、 前記半導体結晶基板が前記Ｘ軸を通りＺ軸方向に延びる
   仮想平面に対して対称になり且つ前記Ｙ軸を通りＺ軸方
   向に延びる仮想平面に対しても対称になる形状を有して
   いる半導体加速度センサ素子であって、 前記第１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記可撓部の前記Ｘ軸を間にして近接する第１の一対の
   近接領域（ＸＡ１）にそれぞれ前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸
   方向に延びるように形成され、前記第３及び第４のＸ軸
   方向加速度検出用拡散抵抗は、前記第１の一対の近接領
   域（ＸＡ１）とは前記Ｙ軸に関して対称な位置にあり、
   前記可撓部の前記Ｘ軸を間にして近接する第３の一対の
   近接領域（ＸＡ２）にそれぞれ前記Ｙ軸方向と前記Ｘ軸
   方向に延びるように形成され、 前記第１及び第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記可撓部の前記Ｙ軸を間にして近接する第２の一対の
   近接領域（ＹＡ１）にそれぞれ前記Ｙ軸方向と前記Ｘ軸
   方向に延びるように形成され、前記第３及び第４のＹ軸
   方向加速度検出用拡散抵抗は、前記第２の一対の近接領
   域（ＹＡ１）とはＸ軸に関して対称な位置にあり、前記
   可撓部の前記Ｙ軸を間にして近接する第４の一対の近接
   領域（ＹＡ２）にそれぞれ前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向
   に延びるように形成されていることを特徴とする半導体
   加速度センサ素子。
5. 【請求項５】 前記第１及び第４のＸ軸方向加速度検出
   用拡散抵抗は、前記原点を中心として対称な位置に配置
   され、 前記第２及び第３のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第１及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第２及び第３のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記原点を中心として対称な位置に配置されている請求
   項４に記載の半導体加速度センサ素子。
6. 【請求項６】 前記第１、第３、第２、第４の一対の近
   接領域（ＸＡ１，ＸＡ２、ＹＡ１，ＹＡ２）がそれぞれ
   前記台座部に近接した位置（ＸＬ１，ＸＬ２，ＹＬ１，
   ＹＬ２）にある請求項４または５に記載の半導体加速度
   センサ素子。
7. 【請求項７】 前記第１、第３の一対の近接領域（ＸＡ
   １，ＸＡ２）にそれぞれが配置された前記第１、第２及
   び第３、第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗をＸ軸に
   平行に移動して、前記錘部に近接した位置（ＸＬ３、Ｘ
   Ｌ４）にある第５、第６の近接領域（ＸＡ３、ＸＡ４）
   にそれぞれを配置し、前記第２、第４の一対の近接領域
   （ＹＡ１，ＹＡ２）にそれぞれが配置された前記第１、
   第２及び前記第３、第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵
   抗を前記Ｙ軸に平行に移動して、前記錘部に近接した位
   置（ＹＬ３、ＹＬ４）にある第７、第８の近接領域（Ｙ
   Ａ３、ＹＡ４）にそれぞれを配置したことを特徴とする
   請求項４、５または６に記載の半導体加速度センサ素
   子。
8. 【請求項８】 中心部に錘部、外周部に台座部、前記錘
   部と前記台座部の間に可撓部を残すように半導体結晶基
   板材料にエッチングが施されて形成された半導体結晶基
   板と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＸ
   軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
   れる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＹ
   軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
   れる第１乃至第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＺ
   軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
   れる第１乃至第４のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗とを
   具備し、 前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸の２次元座標系が、前記半導体単
   結晶基板の中心位置に原点Ｏをとり、ＸＹ平面が前記半
   導体単結晶基板の表面と平行になり、前記Ｘ軸及び前記
   Ｙ軸が前記半導体結晶基板の結晶の２つの互いに直交す
   る結晶軸と平行になるように定義され、 前記半導体結晶基板が前記Ｘ軸を通りＺ軸方向に延びる
   仮想平面に対して対称になり且つ前記Ｙ軸を通りＺ軸方
   向に延びる仮想平面に対しても対称になる形状を有して
   いる半導体加速度センサ素子であって、 前記第１及び第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記可撓部の前記Ｘ軸を間にして近接する第５の一対の
   近接領域（ＸＡ３）にそれぞれ前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸
   方向に延びるように形成され、前記第３及び第４のＸ軸
   方向加速度検出用拡散抵抗は、前記第５の一対の近接領
   域（ＸＡ３）とはＹ軸に関して対称な位置にあり、前記
   可撓部の前記Ｘ軸を間にして近接する第６の一対の近接
   領域（ＸＡ４）にそれぞれ前記Ｙ軸方向とＸ軸方向に延
   びるように形成され、 前記第１及び第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記可撓部の前記Ｙ軸を間にして近接する第７の近接領
   域（ＹＡ３）にそれぞれ前記Ｙ軸方向と前記Ｘ軸方向に
   延びるように形成され、前記第３及び第４のＹ軸方向加
   速度検出用拡散抵抗は、前記第７の一対の近接領域（Ｙ
   Ａ３）とは前記Ｘ軸に関して対称な位置にあり、前記可
   撓部の前記Ｙ軸を間にして近接する第８の一対の近接領
   域（ＹＡ４）にそれぞれ前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向に
   延びるように形成され、前記第１及び第２のＺ軸方向加
   速度検出用拡散抵抗は、前記可撓部の前記Ｘ軸を間にし
   て近接する前記第５の一対の近接領域（ＸＡ３）にそれ
   ぞれ前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向に延びるように形成さ
   れ、前記第３及び第４のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗
   は、前記第５の一対の近接領域（ＸＡ３）とは前記Ｙ軸
   に関して対称な位置にある前記可撓部の前記Ｘ軸を間に
   して近接する前記第６の一対の近接領域（ＸＡ４）にそ
   れぞれ前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向に延びるように形成
   されていることを特徴とする半導体加速度センサ素子。
9. 【請求項９】 前記第１及び第４のＸ軸方向加速度検出
   用拡散抵抗は、前記原点を中心として対称な位置に配置
   され、 前記第２及び第３のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第１及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第２及び第３のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第１及び第３のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第２及び第４のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
   前記原点を中心として対称な位置に配置されている請求
   項８に記載の半導体加速度センサ素子。
10. 【請求項１０】 前記第５、第６、第７、第８の一対の
    近接領域（ＸＡ３，ＸＡ４，ＹＡ３，ＹＡ４）が前記錘
    部に近接した位置（ＸＬ３，ＸＬ４，ＹＬ３，ＹＬ４）
    にある請求項８または９に記載の半導体加速度センサ素
    子。
11. 【請求項１１】 前記第５、第６の一対の近接領域（Ｘ
    Ａ３，ＸＡ４）にそれぞれが配置された前記第１、第２
    及び第３、第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗を前記
    Ｘ軸に平行に移動して、前記台座部に近接した位置（Ｘ
    Ｌ１，ＸＬ２）にある第１、第３の近接領域（ＸＡ１，
    ＸＡ２）にそれぞれを配置し、前記第７、第８の一対の
    近接領域（ＹＡ３，ＹＡ４）にそれぞれが配置された前
    記第１、第２及び第３、第４のＹ軸方向加速度検出用拡
    散抵抗を前記Ｙ軸に平行に移動して、前記台座部に近接
    した位置（ＹＬ１，ＹＬ２）にある第２、第４の近接領
    域（ＹＡ１，ＹＡ２）にそれぞれを配置した前記第５、
    第６の一対の近接領域（ＸＡ３，ＸＡ４）にそれぞれが
    配置された前記第１、第２及び第３、第４のＺ軸方向加
    速度検出用拡散抵抗を前記Ｘ軸に平行に移動して、前記
    台座部に近接した位置（ＸＬ１，ＸＬ２）にある前記第
    １、第３の近接領域（ＸＡ１，ＸＡ２）にそれぞれを配
    置したことを特徴とする請求項８または９に記載の半導
    体加速度センサ素子。
12. 【請求項１２】 中心部に錘部、外周部に台座部、前記
    錘部と前記台座部の間に可撓部を残すように半導体結晶
    基板材料にエッチングが施されて形成された半導体結晶
    基板と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＸ
    軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
    れる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＹ
    軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
    れる第１乃至第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＺ
    軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
    れる第１乃至第４のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗とを
    具備し、 前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸の２次元座標系が、前記半導体単
    結晶基板の中心位置に原点Ｏをとり、ＸＹ平面が前記半
    導体単結晶基板の表面と平行になり、前記Ｘ軸及び前記
    Ｙ軸が前記半導体結晶基板の結晶の２つの互いに直交す
    る結晶軸と平行になるように定義され、 前記半導体結晶基板が前記Ｘ軸を通りＺ軸方向に延びる
    仮想平面に対して対称になり且つ前記Ｙ軸を通りＺ軸方
    向に延びる仮想平面に対しても対称になる形状を有して
    いる半導体加速度センサ素子であって、 前記第１と第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗が前記
    Ｘ軸を間にして近接する第５の一対の近接領域（ＸＡ
    ３）にそれぞれ前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に延び
    るように形成され、前記第３と第４のＸ軸方向加速度検
    出用拡散抵抗が、前記第５の近接領域（ＸＡ３）と前記
    Ｙ軸に関して対称な位置にあり、前記Ｘ軸を間にして近
    接する第６の一対の近接領域ＸＡ４にそれぞれ前記Ｙ軸
    方向とず前記Ｘ軸方向に延びるように形成され、 前記第１と第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、前
    記Ｙ軸を間にして近接する第７の一対の近接領域（ＹＡ
    ３）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成
    され、前記第３と第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗
    は、前記第７の近接領域（ＹＡ３）と前記Ｘ軸に関して
    対称な位置にあり、前記Ｙ軸を間にして近接する第８の
    一対の近接領域（ＹＡ４）にそれぞれ前記Ｘ軸方向と前
    記Ｙ軸方向に延びるように形成され、 前記第１と第２のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、前
    記Ｘ軸を間にして近接する第１の一対の近接領域（ＸＡ
    １）にそれぞれＹ軸方向とＸ軸方向に延びるように形成
    され、前記第１の近接領域（ＸＡ１）と前記Ｙ軸に関し
    て対称な位置にあり、前記Ｘ軸を間にして近接する第３
    の一対の近接領域（ＸＡ２）にそれぞれ前記Ｙ軸方向と
    前記Ｘ軸方向に延びるように形成されていることを特徴
    とする半導体加速度センサ素子。
13. 【請求項１３】 前記第５の一対の近接領域（ＸＡ
    ３）、前記第６の一対の近接領域ＸＡ４、前記第７の一
    対の近接領域（ＹＡ３）、前記第８の一対の近接領域
    （ＹＡ４）がそれぞれ前記錘部に近接する位置（ＸＬ
    ３、ＸＬ４、ＹＬ３，ＹＬ４）に配置され、前記第１の
    一対の近接領域（ＸＡ１）、前記第３の一対の近接領域
    （ＸＡ２）が前記台座部に近接する位置（ＸＬ１，ＸＬ
    ２）に配置されたことを特徴とする請求項１２に記載の
    半導体加速度センサ素子。
14. 【請求項１４】 中心部に錘部、外周部に台座部、前記
    錘部と前記台座部の間に可撓部を残すように半導体結晶
    基板材料にエッチングが施されて形成された半導体結晶
    基板と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用する前
    記Ｘ軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用
    いられる第１乃至第４のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗
    と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用する前
    記Ｙ軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用
    いられる第１乃至第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗
    と、 前記可撓部の表面部に形成されて前記錘部に作用するＺ
    軸方向の加速度を検出するためのブリッジ回路に用いら
    れる第１乃至第４のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗とを
    具備し、 前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸の２次元座標系が、前記半導体単
    結晶基板の中心位置に原点Ｏをとり、ＸＹ平面が前記半
    導体単結晶基板の表面と平行になり、前記Ｘ軸及び前記
    Ｙ軸が前記半導体結晶基板の結晶の２つの互いに直交す
    る結晶軸と平行になるように定義され、 前記半導体結晶基板が前記Ｘ軸を通りＺ軸方向に延びる
    仮想平面に対して対称になり且つ前記Ｙ軸を通りＺ軸方
    向に延びる仮想平面に対しても対称になる形状を有して
    いる半導体加速度センサ素子であって、 前記第１と第２のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗が、前
    記Ｘ軸を間にして近接する第１の一対の近接領域（ＸＡ
    １）にそれぞれ前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に延び
    るように形成され、前記第３と第４のＸ軸方向加速度検
    出用拡散抵抗が、前記第１の一対の近接領域（ＸＡ１）
    とＹ軸に関して対称な位置にあり、Ｘ軸を間にして近接
    する第３の一対の近接領域ＸＡ２にそれぞれ前記Ｙ軸方
    向と前記Ｘ軸方向に延びるように形成され、 前記第１と第２のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、前
    記Ｙ軸を間にして近接する第２の一対の近接領域（ＹＡ
    １）にそれぞれ前記Ｙ軸方向と前記Ｘ軸方向に延びるよ
    うに形成され、前記第３と第４のＹ軸方向加速度検出用
    拡散抵抗は、前記第２の一対の近接領域（ＹＡ１）とＸ
    軸に関して対称な位置にあり、前記Ｙ軸を間にして近接
    する第４の一対の近接領域（ＹＡ２）にそれぞれ前記Ｘ
    軸方向と前記Ｙ軸方向に延びるように形成され、 前記第１と第２のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、前
    記Ｘ軸を間にして近接する第５の一対の近接領域（ＸＡ
    ３）にそれぞれ前記Ｙ軸方向とう前記Ｘ軸方向に延びる
    ように形成され、前記第３と第４のＺ軸方向加速度検出
    用拡散抵抗は、前記第５の一対の近接領域（ＸＡ３）と
    Ｙ軸に関して対称な位置にあり、前記Ｘ軸を間にして近
    接する第６の一対の近接領域（ＸＡ４）にそれぞれ前記
    Ｙ軸方向と前記Ｘ軸方向に延びるように形成されている
    ことを特徴とする半導体加速度センサ素子。
15. 【請求項１５】 前記第１の一対の近接領域（ＸＡ
    １）、前記第３の一対の近接領域（ＸＡ２）、前記第２
    の一対の近接領域（ＹＡ１）、前記第４の一対の近接領
    域（ＹＡ２）がそれぞれ前記台座部に近接する（ＸＬ
    １，ＸＬ２，ＹＬ１，ＹＬ２）に配置され、 前記第５の一対の近接領域（ＸＡ３）、前記第６の一対
    の近接領域（ＸＡ４）が前記錘部に近接する位置（ＸＬ
    ３，ＸＬ４）に配置されていることを特徴とする請求項
    １４に記載の半導体加速度センサ素子。
16. 【請求項１６】 前記第１及び第４のＸ軸方向加速度検
    出用拡散抵抗は、前記原点を中心として対称な位置に配
    置され、 前記第２及び第３のＸ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
    前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第１及び第４のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
    前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第２及び第３のＹ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
    前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第１及び第３のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
    前記原点を中心として対称な位置に配置され、 前記第２及び第４のＺ軸方向加速度検出用拡散抵抗は、
    前記原点を中心として対称な位置に配置されている請求
    項１２、１３，１４または１５に記載の半導体加速度セ
    ンサ素子。