JP2007139505A - Capacitance-type dynamic quantity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、互いに対向して配置された櫛歯状の可動電極および固定電極を有する容量式の力学量センサに関する。 The present invention relates to a capacitive mechanical quantity sensor having a comb-like movable electrode and a fixed electrode arranged to face each other.
図7は、従来のこの種の一般的な力学量センサの概略平面構成を示す図である。この図7に示されるようなものとしては、たとえば、特許文献1に記載されるものが提案されている。 FIG. 7 is a diagram showing a schematic plan configuration of a conventional general mechanical quantity sensor of this type. As what is shown by this FIG. 7, what is described in patent document 1 is proposed, for example.
図7に示されるように、半導体基板10の一面側に溝を形成することにより、梁部20とこれに連結された可動電極30と可動電極30の外側に設けられた固定電極41、42とよりなる梁構造体50が形成されている。
As shown in FIG. 7, by forming a groove on one surface side of the
梁部20は細長矩形枠状のもので、その長手方向と直交する方向にバネ性により変位する。そして、梁部20に連結された可動電極30は、櫛歯状のものであり、加速度などの力学量が印加された時に、この梁部20のバネ力により、図7中のX軸方向に変位するようになっている。
The
また、固定電極41、42は、可動電極30における櫛歯とかみ合うように配置された櫛歯状のものであり、力学量の印加による可動電極30と固定電極41、42との間の容量変化に基づき力学量を検出するようになっている。
しかしながら、上記したような従来の力学量センサにおいては、可動電極30と固定電極41、42との位置関係が、固定電極41、42を外側とし、その内側に可動電極30を位置させるものであるため、たとえば、センサ感度を上げるべく梁部20を長くしてそのバネ定数を小さくすることが困難になる。また、梁部20の形状も、上記図7に示されるように、複雑になったりする。
However, in the conventional mechanical quantity sensor as described above, the positional relationship between the
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ともに櫛歯状をなして対向配置された可動電極および固定電極を有する容量式の力学量センサにおいて、可動電極を固定電極の内側に位置させることなく、梁部による変位を可能とした構成を実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a capacitive mechanical quantity sensor having a movable electrode and a fixed electrode, both of which are opposed to each other in a comb-teeth shape, the movable electrode is positioned inside the fixed electrode. It aims at realizing the structure which enabled the displacement by a beam part, without making it.
上記目的を達成するため、本発明は、半導体基板(10)の一面側に溝(14)を形成することにより形成される梁構造体(50)を、固定電極(41、42)と、固定電極(41、42)の外側を取り囲むように配置された矩形枠状の枠部材(60)とを有するものとし、梁部(20)を、枠部材(60)における辺部として構成するとともに、この辺部の長手方向と直交する方向にバネ性を有するものとし、可動電極(30)を、枠部材(60)における辺部から枠部材(50)の内周側に向かって櫛歯状に突出したものとして構成したことを、第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a structure in which a beam structure (50) formed by forming a groove (14) on one surface side of a semiconductor substrate (10) is fixed to a fixed electrode (41, 42). A rectangular frame-shaped frame member (60) disposed so as to surround the outside of the electrodes (41, 42), and the beam portion (20) as a side portion of the frame member (60); The movable electrode (30) has a spring property in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the side portion, and the movable electrode (30) protrudes from the side portion of the frame member (60) toward the inner peripheral side of the frame member (50). The first feature is that it has been configured.
それによれば、固定電極(41、42)の外側に矩形枠状の枠部材(60)を設け、その辺部を梁部(20)として構成するとともに、当該枠部材(60)の辺部に可動電極(30)を設け、梁部(20)を、それを構成する辺部の長手方向と直交する方向に変位させるものにできるため、従来のように可動電極を固定電極の内側に位置させることなく、梁部による可動電極の変位を可能とした構成を実現することができる。 According to this, a rectangular frame-shaped frame member (60) is provided outside the fixed electrode (41, 42), the side portion is configured as a beam portion (20), and the side portion of the frame member (60) is formed. Since the movable electrode (30) is provided, and the beam portion (20) can be displaced in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the side portions constituting the movable electrode (30), the movable electrode is positioned inside the fixed electrode as in the past. Therefore, it is possible to realize a configuration in which the movable electrode can be displaced by the beam portion.
また、本発明は、上記第1の特徴を有する力学量センサにおいて、梁部(20)を、枠部材(60)における対向する2個の辺部として構成し、可動電極(30)を、枠部材(60)における梁部(20)以外の対向する2個の辺部に設けたことを、第2の特徴とする。 In the mechanical quantity sensor having the first feature, the present invention is configured such that the beam portion (20) is configured as two opposing side portions of the frame member (60), and the movable electrode (30) is A second feature is that the member (60) is provided on two opposing sides other than the beam portion (20).
それによれば、力学量の印加時には、枠部材(60)における梁部(20)として構成されている2個の辺部の長手方向と直交する方向、すなわち可動電極(30)が設けられている辺部の長手方向に、可動電極(30)を変位させることができる。 According to this, at the time of applying the mechanical quantity, a direction perpendicular to the longitudinal direction of the two side parts configured as the beam part (20) in the frame member (60), that is, the movable electrode (30) is provided. The movable electrode (30) can be displaced in the longitudinal direction of the side portion.
また、本発明は、上記第1の特徴を有する力学量センサにおいて、梁部(20)を、枠部材(60)における可動電極(30)が設けられている辺部として構成されたものとしたことを、第3の特徴とする。 Further, according to the present invention, in the mechanical quantity sensor having the first feature, the beam portion (20) is configured as a side portion provided with the movable electrode (30) in the frame member (60). This is the third feature.
それによれば、力学量の印加時には、可動電極(30)が設けられている辺部の長手方向と直交する方向に、可動電極(30)を変位させることができる。 According to this, at the time of applying a mechanical quantity, the movable electrode (30) can be displaced in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the side portion where the movable electrode (30) is provided.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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。 In addition, the code | symbol in the parenthesis of each means described in a claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る容量式力学量センサとしての加速度センサ100の概略平面図、図2は、図1中のA−A線に沿った加速度センサ100の概略断面図、図3は、図1中のB−B線に沿った加速度センサ100の概略断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view of an
この加速度センサ100は、図1中のX軸方向の加速度を検出するものである。本加速度センサ100は、半導体基板10を備え、この半導体基板10に周知のマイクロマシン加工を施すことによって形成されるものである。
The
本例では、加速度センサ100を構成する半導体基板10は、図2および図3に示されるように、第1の半導体層としての第1シリコン基板11と第2の半導体層としての第2シリコン基板12との間に、絶縁層としての酸化膜13を有する矩形状のSOI(シリコンオンインシュレータ)基板10である。
In this example, the
半導体基板10の一面側すなわち第2シリコン基板12には、その厚さ方向に貫通する溝14を形成することにより、この溝14によって区画されたパターン、すなわち、梁部20、可動電極30および固定電極41、42よりなる櫛歯形状を有する梁構造体50が形成されている。
By forming a
なお、図2、図3に示されるように、第2シリコン基板12においては、酸化膜13に接して支持されている部分と、酸化膜13が除去されてその下の第1シリコン基板11からリリースされている部分とが存在する。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the
具体的には、梁構造体50のうち梁部20と可動電極30の部分がリリースされている部分であり、固定電極41、42および後述するアンカー部21a、21bが酸化膜13に支持されている部分である。この様子は、図1において、第2シリコン基板12のうちその下の酸化膜13が除去されている領域に対して、便宜上ハッチングを施すことにより表してある。
Specifically, the
このような加速度センサ100は、たとえば、次のようにして製造される。SOI基板10の第2シリコン基板12にフォトリソグラフ技術を用いて梁構造体に対応した形状のマスクを形成する。
Such an
その後、CF4やSF6等のガスを用いてドライエッチング等にてトレンチエッチングを行い、溝14を形成することによって、上記した梁構造体50のパターンを一括して形成する。
Thereafter, trench etching is performed by dry etching or the like using a gas such as CF 4 or SF 6 to form the
続いて、犠牲層エッチングにより、溝14を介して酸化膜13を除去すべき部位にて、当該酸化膜13をエッチングして除去する。このようにして、梁部20および可動電極30がリリースされ、加速度センサ100を製造することができる。
Subsequently, the
加速度センサ100における梁構造体50のうち固定電極41、42は、一対の櫛歯状をなすもので、半導体基板10の中央部に配置されている。これら固定電極41、42は、図1〜図3に示されるように、その下の酸化膜13を介して第1シリコン基板11に固定され、支持されている
そして、これら一対の固定電極41、42の外側には、梁構造体としての矩形枠状の枠部材60が、これら固定電極41、42を取り囲むように配置されている。ここで、枠部材60は、梁部20および可動電極30として構成される。
Of the
梁部20は枠部材60における辺部として構成されたものである。本例では、図1に示されるように、梁部20は、枠部材60における対向する2個の辺部として構成されている。そして、梁部20は、これらの辺部の長手方向と直交する方向にバネ性を有するものである。
The
また、可動電極30は、図1に示されるように、枠部材60における辺部とこの辺部から枠部材60の内周側に向かって櫛歯状に突出したものとして構成されている。本例では、可動電極30は、枠部材60における梁部20以外の対向する2個の辺部に設けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the
そして、固定電極41、42は、可動電極30の櫛歯にかみ合うように枠部材60に向かって突出してする櫛歯形状となっている。そして、可動電極30と固定電極41、42とで互いに対向する櫛歯の側面の間が、容量を検出するための検出間隔として形成されている。
The
ここで、枠部材60は、2個のアンカー部21a、21bによって第1シリコン基板11に支持されている。
Here, the
本例では、アンカー部21a、21bは、枠部材60における梁部20を構成する2個の辺部の中央部に設けられており、図3に示されるように、酸化膜13を介して第1シリコン基板11に支持されている。
In this example, the
それにより、梁部20は、アンカー部21a、21bに固定された部位を固定端とし、この固定端とは反対側の両端部を自由端として、図1中のX軸方向の成分を含む加速度を受けたときに可動電極30を基板面水平方向にてX軸方向へ変位させるとともに、加速度の消失に応じて元の状態に復元させるようになっている。
As a result, the
よって、このような梁部20を介して第1シリコン基板11に連結されている可動電極30は、支持基板である第1シリコン基板11上において、加速度の印加に応じて基板水平方向にてX軸方向へ変位可能となっている。
Therefore, the
つまり、加速度の印加時には、枠部材60における梁部20として構成されている2個の辺部の長手方向(図1中のY軸方向)と直交する方向、すなわち可動電極30が設けられている辺部の長手方向(図1中のX軸方向)に、可動電極30は変位するようになっている。
That is, when applying acceleration, the
また、図1に示されるように、一対の固定電極41、42のそれぞれに対して、外部との電気的な接続を行うためのパッド41a、42aが設けられている。
As shown in FIG. 1,
また、一方のアンカー部21bには、可動電極30と外部との電気的な接続を行うためのパッド30aが設けられている。これらパッド30a、41a、42aは、スパッタなどにより形成されたアルミニウム膜などからなる。
One
そして、本加速度センサ100は、これらパッド30a、41a、42aを介して、たとえばボンディングワイヤやバンプなどにより、図示しない回路チップに電気的に接続される。この回路チップは、加速度センサ100からの出力信号を処理するための検出回路が形成されたものである。
The
そして、本加速度センサ100の検出動作は、次の通りである。上述したように、加速度センサ100においては、可動電極30の側面に対して固定電極41、42の側面が対向して設けられており、これら両電極の側面の各対向間隔において、容量を検出するための検出間隔が形成されている。
The detection operation of the
ここで、図1中の左側の固定電極41と可動電極30との間隔に、検出容量として第1の容量CS1が形成されており、一方、右側の固定電極42と可動電極30との間隔に、検出容量として第2の容量CS2が形成されているとする。
Here, a first capacitor CS1 is formed as a detection capacitor in the interval between the left
そして、加速度センサ100において、図1中のX軸方向へ加速度が印加されると、梁部20のバネ機能により、アンカー部21a、21bを基点として枠部材60全体が一体的にX軸方向へ変位し、この変位に応じて、可動電極30が変位し、上記した各々の容量CS1、CS2が変化する。
When acceleration is applied in the X-axis direction in FIG. 1 in the
そして、これら各容量CS1、CS2による差動容量(CS1−CS2)の変化に基づく信号が加速度センサ100から出力信号として出力され、この信号は上記回路チップにて処理され、最終的に出力される。こうして、本実施形態では、X軸方向の加速度を検出することができる。
Then, a signal based on the change in the differential capacitance (CS1-CS2) by these capacitors CS1 and CS2 is output as an output signal from the
このように、本実施形態によれば、櫛歯状の固定電極41、42の外側に矩形枠状の枠部材60を設け、その辺部を梁部20として構成するとともに、枠部材20の辺部に櫛歯状の可動電極30を設け、梁部20を、それを構成する辺部の長手方向と直交する方向に変位させるものにできる。
As described above, according to the present embodiment, the rectangular frame-shaped
そのため、本実施形態の加速度センサ100によれば、従来のように可動電極を固定電極の内側に位置させることなく、梁部20による可動電極30の変位を可能とした構成を実現することができる。
Therefore, according to the
また、本実施形態では、固定電極41、42の外側に設けた矩形枠状の枠部材60の辺部を、梁部20として構成することにより、当該梁部20を長くしてそのバネ定数を小さくし、センサ感度を向上させることが容易になる。
Moreover, in this embodiment, the side part of the
たとえば、本実施形態の加速度センサ100においては、図1中の横寸法A1と縦寸法B1との積(A1×B1)が、半導体基板10における電極部の占有面積となり、上記図7に示される従来の加速度センサにおいては、図7中の横寸法A2と縦寸法B2との積(A2×B2)が、半導体基板10における電極部の占有面積となる。
For example, in the
ここで、本実施形態と従来とで、電極部の占有面積を略同等とした場合において、梁部20の幅寸法や溝14の間隔といった主要寸法を同一に設計としたとき、本実施形態の梁部20の長さは、従来のものに対して、より外側に配置されている分、長くすることができる。
Here, when the occupied area of the electrode portion is substantially equal between the present embodiment and the conventional one, when the main dimensions such as the width dimension of the
そのため、本実施形態の梁部20は、従来の梁部20に比べてバネ定数を小さいものにできる。また、本実施形態の梁部20は、従来のような細長矩形枠状の梁構造から1本の梁として構成されるため、形状的にも従来に比べて簡単になる。
Therefore, the
また、このような本実施形態の加速度センサ100は、製法的には、従来と変わるところがなく、マスク設計を変えるのみであり、基本的な変更点はない。
In addition, the
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態に係る加速度センサの要部の構成を示す概略平面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a schematic plan view showing the configuration of the main part of the acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention.
上記実施形態では、上記図1に示されるように、可動電極30は、枠部材60における辺部側の部位から突出先端側に渡って太さが同一の形状にて突出しているが、本実施形態では、図4に示されるように、可動電極30は、枠部材60における辺部側の部位が太く突出先端側が細くなるようなテーパ形状にて突出している。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the
それによれば、加速度の印加時に梁部20によって、可動電極30がX軸方向へ大きく変位し、その櫛歯部分が慣性で振られたとしても、当該櫛歯部分の剛性を保つことができる。
According to this, even when the
また、図5は、本実施形態のもう一つの例を示す概略平面図である。このように、固定電極41、42側の櫛歯部分についても、可動電極30と同様のテーパ形状としてもよい。この場合、エッチングによって、可動電極30と固定電極41、42との間の溝14の幅を制御しやすくなる。
FIG. 5 is a schematic plan view showing another example of the present embodiment. As described above, the comb-tooth portions on the fixed
(第3実施形態)
図6は、本発明の第3実施形態に係る加速度センサの要部の構成を示す概略平面図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the main part of the acceleration sensor according to the third embodiment of the present invention.
上記第1実施形態では、梁部20は枠部材60における対向する2個の辺部として構成され、可動電極30は枠部材60における梁部20以外の対向する2個の辺部に設けられていた。
In the first embodiment, the
それに対して、本実施形態では、図6に示されるように、梁部20を、枠部材60における可動電極30が設けられている辺部として構成している。つまり、本実施形態では、枠部材60において、可動電極30と梁部20とを同一の辺部に設けている。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the
本例では、枠部材60における可動電極30が設けられている辺部において、可動電極30が設けられている部位の両端部を、可動電極30が設けられている部位よりも細くし、この細くなっている両端部を梁部20として構成している。
In this example, in the side portion of the
具体的には、図6において、枠部材60における可動電極30が設けられている辺部において可動電極30が設けられている部位の両端部の幅寸法bを、枠部材60における可動電極30が設けられていない辺部の幅寸法aよりも細くする。
Specifically, in FIG. 6, the width dimension b of both ends of the portion where the
それにより、本例の梁部20は、枠部材60における可動電極30が設けられている辺部の長手方向と直交する方向すなわちY軸方向にバネ性を発揮するものとなる。そのため、本例では、上記実施形態とは異なるY軸方向の加速度が印加されたとき、可動電極30は、当該Y軸方向に変位するようになっている。
Thereby, the
つまり、本例の加速度センサは、Y軸に感度を持つ加速度センサであり、Y軸方向の加速度が印加されたとき、可動電極30がY軸方向に変位すると、可動電極30と固定電極41、42との対向面積が増減する。
That is, the acceleration sensor of this example is an acceleration sensor having sensitivity to the Y axis. When the acceleration in the Y axis direction is applied, and the
そして、この両電極30、41、42の対向面積の変化により、両電極30、41、42間の容量が変化し、この容量変化に基づいて、上記実施形態と同様の要領にてY軸方向の加速度を検出することができる。
The capacitance between the
このような本例の加速度センサは、上記実施形態の加速度センサに対して、上記したような各幅寸法aおよびbの関係を実現するように、エッチングのマスクを部分的に設計変更すれば、容易に実現できるものである。 In the acceleration sensor of this example, if the etching mask is partially redesigned so as to realize the relationship between the width dimensions a and b as described above with respect to the acceleration sensor of the above embodiment, It can be easily realized.
なお、本実施形態では、梁部20が、枠部材60における可動電極30が設けられている辺部として構成されていればよく、上記図6に示されるような、可動電極30が設けられている部位の両端部を梁部20として構成する例以外のものでもよい。
In the present embodiment, the
たとえば、図8に示されるように、可動電極30が設けられている辺部の全体を細くして、当該辺部の全体を梁部20として構成してもよく、それにより、この梁部20が、Y軸方向にたわむことによってバネ性を発揮するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 8, the entire side portion on which the
つまり、固定電極41、42の外側に矩形枠状の枠部材60を設け、その辺部を梁部20として構成することにより、部分的な設計変更を行うことにより、X軸に感度を持つ加速度センサであっても、それと直交するY軸に感度を持つ加速度センサであっても、容易に実現することができる。
In other words, by providing a rectangular frame-shaped
(他の実施形態)
なお、上記各図に示される可動電極30および固定電極41、42の構成は、あくまで一実施形態であり、本発明は、櫛歯状の固定電極41、42の外側に矩形枠状の枠部材60を設け、その辺部を梁部20として構成し、さらに梁部20を構成する辺部と同一もしくは異なる辺部に、櫛歯状の可動電極30を設ける構成であるならば、上記実施形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
The configurations of the
また、上記実施形態では、半導体基板10の一面側からエッチングを行い、さらに酸化膜13の犠牲層エッチングを行うことにより形成された表面加工型の加速度センサの例を示したが、半導体基板10の他面すなわち第1シリコン基板11側に開口部を形成することで可動電極をリリースさせる裏面加工型の加速度センサに対しても、本発明を適用することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the example of the surface processing type acceleration sensor formed by etching from the one surface side of the
また、半導体基板としては上記したSOI基板に限定されるものではない。たとえば、SOI基板のような埋め込み酸化膜を持たないものであっても、半導体基板の一面側から梁構造体を区画する溝をエッチングにて形成し、さらに、サイドエッチングにより、可動電極や梁部の下部を除去し、これらをリリースさせるものであってもよい。 Further, the semiconductor substrate is not limited to the SOI substrate described above. For example, even if an SOI substrate does not have a buried oxide film, a groove that partitions the beam structure is formed by etching from one side of the semiconductor substrate, and the movable electrode or beam portion is further etched by side etching. It is also possible to remove the lower part of the and release them.
また、本発明は、加速度センサに限定されるものではなく、力学量すなわち角速度センサや圧力センサなどに対しても適用することができる。角速度センサに適用した例を以下に示す。 Further, the present invention is not limited to an acceleration sensor, but can be applied to a mechanical quantity, that is, an angular velocity sensor, a pressure sensor, or the like. An example applied to an angular velocity sensor is shown below.
図9は、本発明を角速度センサ200に適用した場合の要部構成を示す概略平面図であり、図10は、図9中の片側の振動体を示す部分平面図である。なお、図9、図10において櫛歯構造体の櫛歯の数は実際の数よりも簡略化してある。また、図10には、簡略化した信号経路も示してある。
FIG. 9 is a schematic plan view showing a main part configuration when the present invention is applied to the
この角速度センサ200は、図9、10中のZ軸周りの角速度Ωを検出するものである。本角速度センサ200も、上記半導体基板10を備え、この半導体基板10に、上記加速度センサと同様の周知のマイクロマシン加工を施すことによって、形成されるものである。
The
ここでは、角速度センサ200は、溝14により区画された2個の同じ構成を有する梁構造体としての振動体300が平面的に対称的に配置されている。振動体300は、アンカー部301によって支持された矩形枠状の枠部材としての櫛歯状の可動電極302が設けられている。
Here, in the
また、この可動電極302の内周には、櫛歯状の第1の固定電極303、第2の固定電極304が設けられており、それぞれ可動電極302と対向している。また、可動電極302の内周には、可動電極302を駆動させるための櫛歯状の第1の駆動電極305、第2の駆動電極306が設けられている。
In addition, a comb-shaped first fixed
そして、各固定電極303、304および各駆動電極305、306には、外部との電気的な接続を行うためのパッド303a、304a、305a、306aが設けられている。
Each fixed
この角速度センサ200の動作は次のようになる。駆動電極305および306に交流電圧を印加し、図10中のX軸方向へ静電引力による速度vを発生させると、可動電極302がX軸方向へ変位する。
The operation of the
ここで、図10中の紙面垂直方向すなわちZ軸周りに角速度Ωが入力されると、コリオリ力がY軸方向へ発生する。それによって、可動電極302がY軸方向へ変位する。そして、固定電極303および304において、静電容量変化が検出信号として得られ、角速度Ωが検出できる。
Here, when the angular velocity Ω is input in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 10, that is, around the Z axis, Coriolis force is generated in the Y axis direction. Thereby, the
なお、図9のように、振動体300を対称的に配置させるのは、両振動体300に与える速度vを逆相で与えることによって、検出信号の差分をとって不要信号成分をキャンセルさせるためである。
As shown in FIG. 9, the
また、この角速度センサ200においても、上記加速度センサの例と同じように、梁構造形状の簡略化と設計容易化等により、コストダウンが図れる。また、製造方法についても同様で基本的に従来と変わるところはない。
Also in this
10…半導体基板、14…溝、20…梁部、30…可動電極、
41、42…固定電極、50…梁構造体、60…枠部材。
DESCRIPTION OF
41, 42 ... fixed electrode, 50 ... beam structure, 60 ... frame member.
Claims (5)
前記梁構造体(50)は、バネ性を有する梁部(20)と、
前記梁部(20)に連結され力学量の印加時に前記梁部(20)のバネ力により変位する櫛歯状の可動電極(30)と、
前記可動電極(30)と対向して配置された櫛歯状の固定電極(41、42)とを備えたものであり、
前記可動電極(30)と前記固定電極(41、42)との間の容量変化に基づき力学量を検出する力学量センサにおいて、
前記梁構造体(50)は、前記固定電極(41、42)と、前記固定電極(41、42)の外側を取り囲むように配置された矩形枠状の枠部材(60)とを有し、
前記梁部(20)は、前記枠部材(60)における辺部として構成されるとともに、この辺部の長手方向と直交する方向にバネ性を有するものであり、
前記可動電極(30)は、前記枠部材(60)における辺部から前記枠部材(50)の内周側に向かって櫛歯状に突出したものとして構成されており、
前記固定電極(41、42)は、前記可動電極(30)にかみ合うように前記枠部材(60)に向かって突出する櫛歯形状となっていることを特徴とする力学量センサ。 By forming the groove (14) on one surface side of the semiconductor substrate (10), the beam structure (50) is formed,
The beam structure (50) includes a beam portion (20) having a spring property,
A comb-like movable electrode (30) connected to the beam portion (20) and displaced by the spring force of the beam portion (20) when applying a mechanical quantity;
Comb-shaped fixed electrodes (41, 42) arranged to face the movable electrode (30),
In a mechanical quantity sensor that detects a mechanical quantity based on a change in capacitance between the movable electrode (30) and the fixed electrode (41, 42),
The beam structure (50) includes the fixed electrode (41, 42) and a rectangular frame-shaped frame member (60) arranged so as to surround the outside of the fixed electrode (41, 42).
The beam portion (20) is configured as a side portion in the frame member (60), and has a spring property in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the side portion,
The movable electrode (30) is configured to protrude in a comb-tooth shape from the side of the frame member (60) toward the inner peripheral side of the frame member (50),
The mechanical quantity sensor characterized in that the fixed electrodes (41, 42) have a comb-teeth shape projecting toward the frame member (60) so as to engage with the movable electrode (30).
前記可動電極(30)は、前記枠部材(60)における前記梁部(20)以外の対向する2個の辺部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の力学量センサ。 The beam portion (20) is configured as two opposing side portions in the frame member (60),
The mechanical quantity sensor according to claim 1, wherein the movable electrode (30) is provided on two opposing side portions of the frame member (60) other than the beam portion (20).
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