JP2013160559A

JP2013160559A - 加速度センサ装置

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Publication number: JP2013160559A
Application number: JP2012020880A
Authority: JP
Inventors: Mineichi Sakai; 峰一酒井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: JP5899975B2

Abstract

【課題】加速度の検出精度が向上された加速度センサ装置を提供する。
【解決手段】第１アンカー（１８）に支持された左錘部（２５）及び右錘部（２６）、これらに形成された第１電極（２２）及び２つの第２アンカー（１９）それぞれに支持された第２電極（２３）、第１アンカー（１８）と左錘部（２５）及び右錘部（２６）とを連結する連結梁（２４）、及び、２つの電極の一方に積層された導電層（３０）を有し、左錘部（２５）に形成された第１電極（２２）、該第１電極（２２）と対向する第２電極（２３）、導電層（３０）によって第１コンデンサが構成され、右錘部（２６）に形成された第１電極（２２）、該第１電極（２２）と対向する第２電極（２３）、導電層（３０）によって第２コンデンサが構成され、第１コンデンサと第２コンデンサそれぞれの静電容量の差分に基づいて、加速度の大きさと方向とを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、加速度センサと、該加速度センサの出力信号を処理する処理部と、を有する加速度センサ装置に関するものである。

第１の方向（Ｚ）に可動な可動電極と、第１の方向（Ｚ）と直交する第２の方向（Ｘ）にて可動電極と対向する固定電極と、を有し、２つの電極によって構成されるコンデンサの静電容量変化に基づいて加速度を検出する加速度センサが提案されている。この加速度センサは、第１の方向（Ｚ）にて、絶縁層を介して第２のシリコン半導体層が第１のシリコン半導体層に積層されて成るＳＯＩ基板を備え、第２のシリコン半導体層に、第１の方向（Ｚ）に沿うトレンチエッチングを行うことで、可動電極と固定電極とを区画するトレンチが形成されている。そして、可動電極及び固定電極における絶縁層側の底部をサイドエッチングすることで、可動電極が絶縁層からリリースされ、第１の方向（Ｚ）の厚さが、固定電極よりも可動電極の方が薄くなっている。

以上、示したように、特許文献１に記載の加速度センサでは、可動電極が第１の方向（以下、ｚ方向と示す）に可動であり、ｚ方向の厚さが、固定電極よりも可動電極の方が薄くなっている。そのため、第２のシリコン半導体層から第１のシリコン半導体層へと向かう方向（以下、−ｚ方向と示す）に加速度が印加されると、第１のシリコン半導体層から第２のシリコン半導体層へと向かう方向（以下、＋ｚ方向と示す）の慣性力が可動電極に生じ、その方向に可動電極が変位する。この際、２つの電極の対向面積は減少し、その静電容量が大きく変化する。これとは反対に、＋ｚ方向に加速度が印加されると、−ｚ方向の慣性力が可動電極に生じ、その方向に可動電極が変位する。この際、２つの電極の対向面積は減少し難く、その静電容量は小さく変化する。このように、ｚ方向の厚さが、固定電極よりも可動電極の方が薄くなっているために、＋ｚ方向の加速度が印加された時と、−ｚ方向の加速度が印加された時とでの静電容量変化の振る舞いが異なっている。特許文献１では、ｚ方向への加速度の印加による変位方向が真逆の２つの可動電極と、これら２つの可動電極それぞれと対向する２つの固定電極とによって構成される２つのコンデンサの静電容量Ｃ１，Ｃ２の差分に基づいて、加速度を検出している。

特許第４４５３５８７号公報

ところで、上記したように、特許文献１に示される加速度センサでは、可動電極及び固定電極における絶縁層側の底部をサイドエッチングすることで、ｚ方向の厚さが、固定電極よりも可動電極の方が薄くなっている。

特許文献１の実施形態に記されているように、サイドエッチングは、下記工程を経ることで成される。先ず、トレンチを介してエッチング性ガスのプラスイオンを絶縁層に導入することで、絶縁層をプラスの状態に帯電する。そこへ、さらにエッチング性ガスのプラスイオンを導入し、プラスに帯電した絶縁層にて反発させることで、横方向へ拡散させる。これにより、第２のシリコン半導体層における絶縁層側の底部を横方向にエッチングする。このように、イオンを絶縁層にて反発させることでサイドエッチングを行う。しかしながら、イオンの反発される方向は横方向とは限らないため、意図しない部位がエッチングされ易く、可動電極及び固定電極それぞれの対向面積を精度良く形成することができなかった。そのため、加速度の検出精度が低下する虞があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、加速度の検出精度が向上された加速度センサ装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、加速度センサ（１０）と、該加速度センサ（１０）の出力信号を処理する処理部（５０）と、を有する加速度センサ装置であって、
加速度センサ（１０）は、
直交関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に主面（１２ａ）が沿う支持基板（１２）と、
該支持基板（１２）の主面（１２ａ）上に設けられた第１アンカー（１８）及び第２アンカー（１９）と、
第１アンカー（１８）に支持された錘部（２１）と、
該錘部（２１）に形成された第１電極（２２）及び第２アンカー（１９）に支持された第２電極（２３）と、
第１アンカー（１８）と錘部（２１）を連結する連結梁（２４）と、を有し、
錘部（２１）は、質量の異なる、ｘ方向に並んだ左錘部（２５）及び右錘部（２６）を有し、
連結梁（２４）は、左錘部（２５）と右錘部（２６）とを連結する第１連結梁（２７）、及び、第１連結梁（２７）と第１アンカー（１８）とを連結する第２連結梁（２８）を有し、
ｘ−ｙ平面に直交するｚ方向への加速度の印加によって、錘部（２１）が、第１アンカー（１８）を支点として、ｚ方向とｘ方向とによって規定されるｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動可能となっており、
２つの第２アンカー（１９）それぞれに第２電極（２３）が支持され、
左錘部（２５）に、２つの第２アンカー（１９）の内の一方に支持された第２電極（２３）と対向する第１電極（２２）が形成され、
右錘部（２６）に、２つの第２アンカー（１９）の内の他方に支持された第２電極（２３）と対向する第１電極（２２）が形成され、
第１電極（２２）若しくは第２電極（２３）のいずれか一方に、導電性を有する導電層（３０）が積層されており、
左錘部（２５）に形成された第１電極（２２）、該第１電極（２２）と対向する第２電極（２３）、及び、導電層（３０）によって第１コンデンサが構成され、
右錘部（２６）に形成された第１電極（２２）、該第１電極（２２）と対向する第２電極（２３）、及び、導電層（３０）によって第２コンデンサが構成され、
処理部（５０）は、第１コンデンサと第２コンデンサそれぞれの静電容量の差分に基づいて、加速度の大きさと方向とを算出することを特徴とする。

このように本発明によれば、錘部（２１）は、ｚ方向に加速度が印加されると、第１アンカー（１８）を支点として、ｚ方向とｘ方向とによって規定されるｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動可能となっている。したがって、ｚ方向に加速度が印加されると、左錘部（２５）及び右錘部（２６）はシーソー状に互いに逆方向に運動し、左錘部（２５）及び右錘部（２６）それぞれに形成された第１電極（２２）もシーソー状に互いに逆方向に運動する。

例えば、左錘部（２５）が右錘部（２６）よりも重い場合、ｚ方向の加速度によって生じる慣性力は、左錘部（２５）の方が右錘部（２６）よりも大きくなる。したがって、錘部（２１）から支持基板（１２）へと向かう方向（以下、−ｚ方向と示す）の加速度が印加されると、左錘部（２５）は支持基板（１２）から錘部（２１）へと向かう方向（以下、＋ｚ方向と示す）に変位し、右錘部（２６）は−ｚ方向に変位する。これとは反対に、＋ｚ方向の加速度が印加されると、左錘部（２５）は−ｚ方向に変位し、右錘部（２６）は＋ｚ方向に変位する。このように、加速度の印加方向が、＋ｚ方向か−ｚ方向かによって、左錘部（２５）と右錘部（２６）それぞれの変位方向が逆となる。

請求項１に記載の発明では、第１電極（２２）若しくは第２電極（２３）のいずれか一方に導電層（３０）が積層され、この導電層（３０）が、第１コンデンサと第２コンデンサそれぞれの構成要素となっている。

例えば、請求項２に記載のように、第２電極（２３）に導電層（３０）が積層されている場合、コンデンサを構成する２つの電極の内、第２電極（２３）と導電層（３０）とによって構成される電極の方が、第１電極（２２）のみによって構成される電極よりも、導電層（３０）の分＋ｚ方向に厚くなる。上記したように、左錘部（２５）が右錘部（２６）よりも重い場合に−ｚ方向の加速度が印加されると、左錘部（２５）は＋ｚ方向に変位し、右錘部（２６）は−ｚ方向に変位する。そのため、第１コンデンサの対向面積は減少し難く、静電容量は減少し難い。また、第２コンデンサの対向面積は減少し、静電容量は減少する。この結果、第１コンデンサの静電容量（以下、Ｃ１と示す）から第２コンデンサの静電容量（以下、Ｃ２と示す）を差分した値（以下、差分値Ｃ１−Ｃ２と示す）は、＋の値となる。これとは逆に、＋ｚ方向の加速度が印加されると、左錘部（２５）は−ｚ方向に変位し、右錘部（２６）は＋ｚ方向に変位する。そのため、第１コンデンサの対向面積は減少し、静電容量は減少する。また、第２コンデンサの対向面積は減少し難く、静電容量は減少し難い。この結果、差分値Ｃ１−Ｃ２は、−の値となる。

また、請求項３に記載のように、第１電極（２２）に導電層（３０）が積層されている場合、コンデンサを構成する２つの電極の内、第１電極（２２）と導電層（３０）とによって構成される電極の方が、第２電極（２３）のみによって構成される電極よりも、導電層（３０）の分＋ｚ方向に厚くなる。上記したように、左錘部（２５）が右錘部（２６）よりも重い場合に−ｚ方向の加速度が印加されると、左錘部（２５）は＋ｚ方向に変位し、右錘部（２６）は−ｚ方向に変位する。そのため、第１コンデンサの対向面積は減少し、静電容量は減少する。また、第２コンデンサの対向面積は減少し難く、静電容量は減少し難い。この結果、差分値Ｃ１−Ｃ２は、−の値となる。これとは逆に、＋ｚ方向の加速度が印加されると、左錘部（２５）は−ｚ方向に変位し、右錘部（２６）は＋ｚ方向に変位する。そのため、第１コンデンサの対向面積は減少し難く、静電容量は減少し難い。また、第２コンデンサの対向面積は減少し、静電容量は減少する。この結果、差分値Ｃ１−Ｃ２は、＋の値となる。

以上、示したように、第１電極（２２）及び第２電極（２３）のいずれに導電層（３０）が積層されるかによって差分値Ｃ１−Ｃ２の正負は反転するが、差分値Ｃ１−Ｃ２が正負いずれの値を取るかによって、ｚ方向における加速度の印加方向を検出することができる。なお、加速度の大きさは、差分値Ｃ１−Ｃ２の絶対値に依存するので、その値から求められる。

このように、請求項１に記載の発明によれば、第１電極（２２）若しくは第２電極（２３）に、導電層（３０）が積層された構成を採用することで、ｚ方向における加速度の方向と大きさを検出することができる。ちなみに、上記した導電層（３０）の電極への形成は、周知の薄膜製造方法（例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング）を用いることで容易になされる。したがって、請求項１に記載の加速度センサ装置（１００）によれば、ｚ方向の厚さの異なる第１電極と第２電極とを作成するために、サイドエッチングを用いて製造された加速度センサと比べて、簡素に加速度センサを製造することができる。また、電極間の対向面積の製造誤差が少ないので、加速度の検出精度の低下が抑制される。

請求項４に記載のように、第２電極（２３）に積層された導電層（３０）は、ワイヤ（５１）を介して処理部（５０）と接続された構成が良い。これによれば、導電層（３０）は、コンデンサの電極の一部としての機能だけではなく、ワイヤ（５１）が接続されるパッドとしての機能も果たす。したがって、加速度センサ（１０）が、導電層（３０）とパッドとをそれぞれ独立して有する構成と比べて、構成が簡素化される。

請求項５に記載のように、第１電極（２２）と第２電極（２３）とは、ｘ方向にて対向した構成が良い。上記したように、ｚ方向に加速度が印加されると、左錘部（２５）及び右錘部（２６）それぞれに形成された第１電極（２２）も、第１アンカー（１８）を支点として、ｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動する。この結果、第１電極（２２）と第２電極（２３）とが、ｙ方向にて対向した構成とは異なり、第１電極（２２）と第２電極（２３）との対向面積だけではなく、対向間隔も変動する。このように、第１電極（２２）と第２電極（２３）とがｙ方向にて対向した構成と比べて、第１コンデンサと第２コンデンサそれぞれの静電容量変化が大きいので、加速度の検出精度が向上される。

請求項６に記載のように、第１連結梁（２７）は、左錘部（２５）から右錘部（２６）へとｘ方向に延びた形状を成し、第２連結梁（２８）は、第１連結梁（２７）から第１アンカー（１８）へとｙ方向に延びた形状を成す構成が良い。

これによれば、ｚ方向への加速度の印加によって、左錘部（２５）と右錘部（２６）とが互いに逆方向に運動しようとする際、第１連結梁（２７）と第２連結梁（２８）との連結部位をｙ方向に貫く軸方向周りのモーメントが第１連結梁（２７）に生じ、第１連結梁（２７）がｚ方向に捩れる。この捩れによって、左錘部（２５）及び右錘部（２６）それぞれは、ｚ−ｘ平面にて、第１連結梁（２７）と第２連結梁（２８）との連結部位（第１アンカー１８）を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動する。この結果、左錘部（２５）及び右錘部（２６）それぞれに形成された第１電極（２２）も、ｚ−ｘ平面にて、第１アンカー（１８）を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動する。

請求項７に記載のように、錘部（２１）及び連結梁（２４）は、ｘ方向に沿い第１アンカー（１８）を通る基準線を介して、線対称である構成が好適である。

これによれば、ｚ方向への加速度の印加によって、錘部（２１）がｙ方向に運動することが抑制される。したがって、加速度の検出精度の低下が抑制される。

第１実施形態に係る加速度センサ装置を示す概略図である。第１実施形態に係る加速度センサの概略構成を示す上面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。錘部の運動を説明するための断面図である。錘部の運動を説明するための断面図である。加速度センサの変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図５に基づいて、本実施形態に係る加速度センサ装置を説明する。なお、図１に示す加速度センサでは電極２２，２３を省略し、左錘部２５と右錘部２６との間に位置する連結梁２４を破線で示している。図４及び図５では、錘部２１と第１電極２２の運動方向を実線矢印で示し、運動を説明するのに不要な符号を省略している。また、以下においては、互いに直交の関係にある２方向をｘ方向、ｙ方向と示し、これら２つの方向によって規定されるｘ−ｙ平面に直交する方向をｚ方向と示す。

図１に示すように、加速度センサ装置１００は、加速度センサ１０と処理部５０を有する。加速度センサ１０にて加速度が静電容量に変換され、その静電容量が処理部５０にて加速度に変換される。後述するように、加速度センサ１０は、ｚ方向への加速度の印加によって、錘部２１が、第１アンカー１８を支点として、ｚ方向とｘ方向とによって規定されるｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動可能となっている。図１に示す実線矢印は、錘部２１が第１アンカー１８を支点として時計回りにシーソー運動する方向を示しており、図１に示す破線矢印は、錘部２１が第１アンカー１８を支点として反時計回りにシーソー運動する方向を示している。

図１〜図３に示すように、加速度センサ１０は、半導体基板１１に微細構造が形成されたものである。半導体基板１１は、２つの半導体層１２，１３の間に絶縁層１４が挟まれて成るＳＯＩ基板である。第１半導体層１２の主面１２ａはｘ−ｙ平面に沿っており、上記した微細構造に相当するセンサ素子１５が、主面１２ａ上に形成されている。第１半導体層１２が、特許請求の範囲に記載の支持基板に相当する。

センサ素子１５は、周知の露光技術を用いて、第２半導体層１３と絶縁層１４とを所定形状にエッチングすることで形成される。センサ素子１５は、絶縁層１４を介して、第１半導体層１２に第２半導体層１３が固定された固定部１６と、絶縁層１４を介さずに、第１半導体層１２に対して第２半導体層１３が浮いた浮遊部１７と、を有する。

固定部１６は、第１半導体層１２の主面１２ａからｚ方向に延びた第１アンカー１８及び第２アンカー１９と、第２アンカー１９と一体的に形成された枠部２０と、を有する。浮遊部１７は、錘部２１と、錘部２１から延びた第１電極２２と、枠部２０から延びた第２電極２３と、錘部２１と第１アンカー１８とを連結する連結梁２４と、を有する。

錘部２１は、重量の異なる、左錘部２５と右錘部２６から成る。図１に示すように、左錘部２５は平面矩形状を成し、右錘部２６は平面Ｔ字状を成し、第１アンカー１８と連結梁２４を介してｘ方向に並んでいる。左錘部２５は、右錘部２６よりも重くなっており、左錘部２５と右錘部２６は、ｘ方向に沿い、第１アンカー１８を通る基準線を介して線対称と成っている。そして、左錘部２５と右錘部２６それぞれにおけるｙ方向での枠部２０との対向面から、第１電極２２が櫛歯状にｙ方向に延びている。

連結梁２４は、左錘部２５と右錘部２６とを連結する第１連結梁２７と、第１連結梁２７と第１アンカー１８とを連結する第２連結梁２８と、を有する。第１連結梁２７は、左錘部２５から右錘部２６へとｘ方向に延び、第２連結梁２８は、第１連結梁２７から第１アンカー１８へとｙ方向に延びている。本実施形態において、連結梁２４は、第１連結梁２７及び第２連結梁２８それぞれを２つ有し、これらによって、連結梁２４の平面形状がＨ字状を成している。なお、連結梁２４は、錘部２１と同様にして、上記した基準線を介して線対称と成っている。

本実施形態では、２つの枠部２０が、錘部２１を介してｘ方向に並んでいる。２つの枠部２０はそれぞれ平面コの字状を成し、一方の枠部２０によって、左錘部２５の一部が囲まれ、他方の枠部２０によって、右錘部２６の一部が囲まれている。また、枠部２０における錘部２１とのｙ方向での対向面から、第２電極２３が櫛歯状にｙ方向に延びている。これにより、第１電極２２と第２電極２３とが噛み合わさり、ｘ方向にて互いに対向している。なお、２つの枠部２０それぞれは、基準線を介して線対称と成っており、錘部２１と連結された第１アンカー１８、及び、枠部２０と連結された第２アンカー１９それぞれは、基準線上に並んでいる。これにより、加速度センサ１０は、基準線を介して線対称と成っている。

次に、加速度センサ装置１００の特徴点である導電層３０と処理部５０について説明する。図１及び図３に示すように、第２電極２３に導電層３０が積層されている。これにより、左錘部２５に形成された第１電極２２、該第１電極２２と対向する第２電極２３、及び、該第２電極２３に積層された導電層３０によって第１コンデンサが構成され、右錘部２６に形成された第１電極２２、該第１電極２２と対向する第２電極２３、及び、該第２電極２３に積層された導電層３０によって第２コンデンサが構成されている。このように、コンデンサを構成する２つの電極の内、第２電極２３と導電層３０とによって構成される電極の方が、第１電極２２のみによって構成される電極よりも、導電層３０の分ｚ方向に厚くなっている。なお、上記した導電層３０は枠部２０にも積層されており、導電層３０の積層は、周知の薄膜製造方法（例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング）を用いることで容易になされる。

処理部５０は、第１コンデンサと第２コンデンサそれぞれの静電容量の差分（以下、差分値Ｃ１−Ｃ２と示す）に基づいて、加速度の大きさと方向とを算出するものである。図１に示すように、処理部５０と第１コンデンサ及び第２コンデンサとは、導電層３０に接続されたワイヤ５１を介して、電気的に接続されている。

次に、図４及び図５に基づいて、ｚ方向に加速度が印加された場合の錘部２１の運動を説明する。ｚ方向に加速度が印加されると、左錘部２５と右錘部２６それぞれに慣性力が生じる。上記したように、左錘部２５は、右錘部２６よりも重いので、左錘部２５に生じる慣性力は、右錘部２６に生じる慣性力よりも大きくなる。そのため、ｚ方向に加速度が印加されると、左錘部２５は、加速度の印加方向とは逆の方向に運動しようとし、右錘部２６は、左錘部２５とは逆の方向に運動しようとする。このように、左錘部２５と右錘部２６とが互いに逆方向に運動しようとする際、第１連結梁２７と第２連結梁２８との連結部位をｙ方向に貫く軸方向周りのモーメントが第１連結梁２７に生じ、第１連結梁２７がｚ方向に捩れる。この捩れによって、左錘部２５及び右錘部２６それぞれは、ｚ−ｘ平面にて、第１連結梁２７と第２連結梁２８との連結部位（第１アンカー１８）を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動する。この結果、左錘部２５及び右錘部２６それぞれに形成された第１電極２２も、ｚ−ｘ平面にて、第１アンカー１８を支点としてシーソー状に互いに逆方向に運動し、第１電極２２と第２電極２３との対向面積だけではなく、対向間隔も変動する。これにより、第１コンデンサと第２コンデンサそれぞれの静電容量Ｃ１、Ｃ２が変動する。

次に、本実施形態に係る加速度センサ装置１００の作用効果を説明する。上記したように、第２電極２３に導電層３０が積層され、この導電層３０が、第１コンデンサと第２コンデンサそれぞれの構成要素となっている。そのため、コンデンサを構成する２つの電極の内、第２電極２３と導電層３０とによって構成される電極の方が、第１電極２２のみによって構成される電極よりも、導電層３０の分ｚ方向に厚くなっている。

図４に白抜き矢印で示すように、第２半導体層１３から第１半導体層１２に向かう方向（以下、−ｚ方向と示す）に加速度が印加されると、左錘部２５は第１半導体層１２から第２半導体層１３に向かう方向（以下、＋ｚ方向と示す）に変位し、右錘部２６は−ｚ方向に変位する。そのため、第１コンデンサの対向面積は減少し難く、静電容量は減少し難い。また、第２コンデンサの対向面積は減少し、静電容量は減少する。この結果、差分値Ｃ１−Ｃ２は、＋の値となる。これとは逆に、図５に白抜き矢印で示すように、＋ｚ方向の加速度が印加されると、左錘部２５は−ｚ方向に変位し、右錘部２６は＋ｚ方向に変位する。そのため、第１コンデンサの対向面積は減少し、静電容量は減少する。また、第２コンデンサの対向面積は減少し難く、静電容量は減少し難い。この結果、差分値Ｃ１−Ｃ２は、−の値となる。

このように、＋ｚ方向若しくは−ｚ方向に加速度が印加されるかによって、差分値Ｃ１−Ｃ２が正若しくは負の値を取る。そのため、差分値Ｃ１−Ｃ２が正負いずれの値を取るかによって、ｚ方向における加速度の印加方向を検出するができる。なお、加速度の大きさは、差分値Ｃ１−Ｃ２の絶対値に依存するので、その値から求められる。これらの計算は、全て処理部５０にて行われる。

以上、示したように、本実施形態に係る加速度センサ装置１００によれば、ｚ方向における加速度の方向と大きさを検出することができる。上記したように、導電層３０の第２電極２３への形成は、周知の薄膜製造方法（例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング）を用いることで容易になされる。したがって、本実施形態に係る加速度センサ装置１００によれば、ｚ方向の厚さの異なる第１電極と第２電極とを作成するために、サイドエッチングを用いて製造された加速度センサと比べて、簡素に加速度センサを製造することができる。また、電極間の対向面積の製造誤差が少ないので、加速度の検出精度の低下が抑制される。

処理部５０と第１コンデンサ及び第２コンデンサとは、導電層３０に接続されたワイヤ５１を介して、電気的に接続されている。これによれば、導電層３０は、コンデンサの電極の一部としての機能だけではなく、ワイヤ５１が接続されるパッドとしての機能も果たす。したがって、加速度センサが、導電層（３０）とパッドとをそれぞれ独立して有する構成と比べて、構成が簡素化される。

第１電極２２と第２電極２３とが、ｘ方向にて互いに対向している。上記したように、ｚ方向の加速度の印加によって、左錘部２５及び右錘部２６それぞれに形成された第１電極２２も、第１アンカー１８を支点としてｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動する。この結果、第１電極と第２電極とが、ｙ方向にて対向した構成とは異なり、第１電極２２と第２電極２３との対向面積だけではなく、対向間隔も変動する。このように、第１電極２２と第２電極２３とがｙ方向にて対向した構成と比べて、第１コンデンサと第２コンデンサそれぞれの静電容量変化が大きいので、加速度の検出精度が向上される。

錘部２１及び連結梁２４は、基準線を介して線対称である。これによれば、ｚ方向への加速度の印加によって、錘部２１がｙ方向に運動することが抑制される。したがって、加速度の検出精度の低下が抑制される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、第２電極２３に導電層３０が積層された例を示した。しかしながら、図６に示すように、第１電極２２に導電層３０が積層された構成を採用することもできる。この変形例において、−ｚ方向に加速度が印加された場合、第１コンデンサの対向面積は減少し難く、静電容量は減少し難い。また、第２コンデンサの対向面積は減少し、静電容量は減少する。この結果、差分値Ｃ１−Ｃ２は、＋の値となる。これとは逆に、＋ｚ方向の加速度が印加された場合、第１コンデンサの対向面積は減少し、静電容量は減少する。また、第２コンデンサの対向面積は減少し難く、静電容量は減少し難い。この結果、差分値Ｃ１−Ｃ２は、−の値となる。

本実施形態では、左錘部２５が、右錘部２６よりも重い例を示した。しかしながら、右錘部２６が左錘部２５よりも重い構成を採用することもできる。

本実施形態では、第１電極２２と第２電極２３とが、ｘ方向にて対向した例を示した。しかしながら、第１電極２２と第２電極２３とが、ｙ方向にて対向した構成を採用することもできる。

本実施形態では、左錘部２５と右錘部２６は、基準線を介して線対称である例を示した。しかしながら、左錘部２５と右錘部２６は、線対称でなくとも良い。

本実施形態では、連結梁２４は、基準線を介して線対称である例を示した。しかしながら、連結梁２４は、線対称でなくとも良い。

１０・・・加速度センサ
１１・・・半導体基板
１８・・・第１アンカー
１９・・・第２アンカー
２１・・・錘部
２２・・・第１電極
２３・・・第２電極
２４・・・連結梁
２５・・・左錘部
２６・・・右錘部
３０・・・導電層
５０・・・処理部
１００・・・加速度センサ装置

Claims

加速度センサ（１０）と、該加速度センサ（１０）の出力信号を処理する処理部（５０）と、を有する加速度センサ装置であって、
前記加速度センサ（１０）は、
直交関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に主面（１２ａ）が沿う支持基板（１２）と、
該支持基板（１２）の主面（１２ａ）上に設けられた第１アンカー（１８）及び第２アンカー（１９）と、
前記第１アンカー（１８）に支持された錘部（２１）と、
該錘部（２１）に形成された第１電極（２２）及び前記第２アンカー（１９）に支持された第２電極（２３）と、
前記第１アンカー（１８）と前記錘部（２１）を連結する連結梁（２４）と、を有し、
前記錘部（２１）は、質量の異なる、前記ｘ方向に並んだ左錘部（２５）及び右錘部（２６）を有し、
前記連結梁（２４）は、前記左錘部（２５）と前記右錘部（２６）とを連結する第１連結梁（２７）、及び、前記第１連結梁（２７）と前記第１アンカー（１８）とを連結する第２連結梁（２８）を有し、
前記ｘ−ｙ平面に直交するｚ方向への加速度の印加によって、前記錘部（２１）が、前記第１アンカー（１８）を支点として、前記ｚ方向と前記ｘ方向とによって規定されるｚ−ｘ平面にてシーソー状に運動可能となっており、
２つの前記第２アンカー（１９）それぞれに前記第２電極（２３）が支持され、
前記左錘部（２５）に、２つの前記第２アンカー（１９）の内の一方に支持された第２電極（２３）と対向する第１電極（２２）が形成され、
前記右錘部（２６）に、２つの前記第２アンカー（１９）の内の他方に支持された第２電極（２３）と対向する第１電極（２２）が形成され、
前記第１電極（２２）若しくは前記第２電極（２３）のいずれか一方に、導電性を有する導電層（３０）が積層されており、
前記左錘部（２５）に形成された前記第１電極（２２）、該第１電極（２２）と対向する第２電極（２３）、及び、前記導電層（３０）によって第１コンデンサが構成され、
前記右錘部（２６）に形成された前記第１電極（２２）、該第１電極（２２）と対向する第２電極（２３）、及び、前記導電層（３０）によって第２コンデンサが構成され、
前記処理部（５０）は、前記第１コンデンサと前記第２コンデンサそれぞれの静電容量の差分に基づいて、加速度の大きさと方向とを算出することを特徴とする加速度センサ装置。
前記導電層（３０）は、前記第２電極（２３）に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ装置。
前記導電層（３０）は、前記第１電極（２２）に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ装置。
前記第２電極（２３）に積層された導電層（３０）は、ワイヤ（５１）を介して前記処理部（５０）と接続されていることを特徴とする請求項２に記載の加速度センサ装置。
前記第１電極（２２）と前記第２電極（２３）とは、前記ｘ方向にて対向していることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の加速度センサ装置。
前記第１連結梁（２７）は、前記左錘部（２５）から前記右錘部（２６）へとｘ方向に延びた形状を成し、
前記第２連結梁（２８）は、前記第１連結梁（２７）から前記第１アンカー（１８）へとｙ方向に延びた形状を成すことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の加速度センサ装置。
前記錘部（２１）及び前記連結梁（２４）は、ｘ方向に沿い前記第１アンカー（１８）を通る基準線を介して、線対称であることを特徴とする請求項６に記載の加速度センサ装置。