JP2014032200A - Ｍｅｍｓセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体が小型でありながら、検出感度の高いセンサを製造することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本発明は基板上に形成される可動体として具現化される。その可動体は、第１枠体と、前記第１枠体に対して、互いに対向して、かつ部分的にあるいは完全に重なり合うように配置されている第２枠体と、第１ばね部を介して前記第１枠体と接続しており、かつ第２ばね部を介して前記第２枠体と接続している結合部と、第３ばね部を介して前記結合部と接続している、前記基板に固定された固定部を備えている。前記第１ばね部、前記第２ばね部および前記第３ばね部は、一方向のばね定数が他の方向のばね定数に比べて顕著に低く、実質的に当該一方向のみの相対変位を許容する。前記第１ばね部、前記第２ばね部および前記第３ばね部が相対変位を許容する方向は、互いに直交している。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に形成された可動体、その可動体を備える２軸角速度センサおよび３軸加速度センサに関する。

従来から半導体基板上に枠マスなどの質量体を備える可動体を形成し、その質量体の変位量を検出することによって、角速度や加速度などの物理量を検出するセンサが提案されている。例えば、基板に沿った方向にＸ軸、Ｙ軸を設定し、基板に直交する方向にＺ軸を設定した場合に、質量体のＸ軸方向の変位量からＸ軸方向の加速度を検出したり、質量体のＺ軸方向の変位量からＺ軸方向の加速度を検出する加速度センサが提案されている。あるいは、質量体をＸ軸方向に振動させておいて、コリオリの力に起因する質量体のＺ軸方向の変位量から、Ｙ軸周りの角速度を検出する角速度センサが提案されている。このようなセンサが特許文献１−３に開示されている。

特許文献１の１軸角速度センサ（Ｘ型ジャイロスコープ）は、Ｚ軸方向に移動可能な第１枠マスと、Ｙ軸方向に移動可能な第２枠マスと、第１枠マスをＺ軸方向に振動させる励振手段と、第１枠マスのＺ軸方向の変位量を一定にするために、その変位量を検出（モニタ）する第１検出手段と、第２枠マスのＹ軸方向の変位量を検出する第２検出手段を備えている。特許文献１には、このような１軸角速度センサを２つ用意し、それらのうちの１つを９０°回転させて配置することで、２軸角速度センサとすることが記載されている。特許文献１の技術では、第２枠マスを第１枠マスよりも一回り小さく形成し、第１枠マスの内側に第２枠マスを配置することで、２軸角速度センサで必要とされるすべての構成要素を同一平面内に配置し、単一マスクによる製造を可能としている。

特開２００３−１９４５４５号公報 特開２００５−５５３７７号公報 特開２００６−２７１０５３号公報

特許文献１の技術では、２つの枠マスを同一平面内で内側と外側の二重に配置する構造としているので、枠マスの内側の面積が小さくなってしまう。従って、枠マスの内側に検出部を配置すると、検出部の面積が小さくなってしまい、物理量の検出感度が低くなってしまう。検出部における検出感度を向上するために検出部の面積を大きく確保しようとすると、内側の枠マスと外側の枠マスをそれぞれ大きく形成しなければならず、結果として装置全体の占有面積が大きくなってしまう。装置全体が小型でありながら、物理量の検出感度の高いセンサを製造することは困難であった。

本発明は、上述の課題を解決するために創作されたものであり、装置全体が小型でありながら、検出感度の高いセンサを製造することが可能な技術を提供する。

本発明は基板上に形成される可動体として具現化される。その可動体は、第１枠体と、前記第１枠体に対して、互いに対向して、かつ部分的にあるいは完全に重なり合うように配置されている第２枠体と、第１ばね部を介して前記第１枠体と接続しており、かつ第２ばね部を介して前記第２枠体と接続している結合部と、第３ばね部を介して前記結合部と接続している、前記基板に固定された固定部を備えている。前記第１ばね部、前記第２ばね部および前記第３ばね部は、一方向のばね定数が他の方向のばね定数に比べて顕著に低く、実質的に当該一方向のみの相対変位を許容する。前記第１ばね部、前記第２ばね部および前記第３ばね部が相対変位を許容する方向が、互いに直交している。

上記の可動体では、第１枠体と第２枠体が、互いに対向して、かつ部分的にあるいは完全に重なり合うように配置されている。第１枠体と第２枠体を同一平面内で内側と外側の二重に配置する場合に比べて、内側の領域の面積を広く確保することができる。この可動体をセンサの構成要素として用い、第１枠体または第２枠体の運動を検出する検出部を第１枠体および第２枠体の内側に配置することで、検出部の面積を広く確保することができる。装置全体の大型化を抑制しつつ、検出感度の高いセンサを実現することができる。

上記の可動体は、前記基板に平行な方向にＸ軸およびＹ軸を、前記基板に垂直な方向にＺ軸を設定した場合に、前記第１枠体および前記第２枠体が、それぞれＸ軸に沿った辺とＹ軸に沿った辺を有する矩形形状に形成されており、前記第１ばね部が相対変位を許容する方向がＹ軸方向であり、前記第２ばね部が相対変位を許容する方向がＺ軸方向であり、前記第３ばね部が相対変位を許容する方向がＸ軸方向であることが好ましい。また、上記の可動体は、前記第１枠体のＹ軸方向の運動を検出するＹ方向検出部をさらに備えることが好ましい。さらに、上記の可動体は、前記第２枠体のＺ軸方向の運動を検出するＺ方向検出部を備えることが好ましい。

本発明は上記の可動体を備える２軸角速度センサとして具現化することもできる。本発明の２軸角速度センサは、前記可動体と、前記結合部をＸ軸方向に励振するＸ方向励振部を備えている。

この２軸角速度センサによれば、結合部をＸ軸方向に励振することで、結合部と、第１枠体と、第２枠体がＸ軸方向に振動する。この２軸角速度センサにＹ軸周りの角速度が作用すると、第２枠体がコリオリの力によってＺ軸方向にも振動する。この第２枠体のＺ軸方向の運動をＺ方向検出部で検出することによって、Ｙ軸周りの角速度を検出することができる。また、この２軸角速度センサにＺ軸周りの角速度が作用すると、第１枠体がコリオリの力によってＹ軸方向にも振動する。この第１枠体のＹ軸方向の運動をＹ方向検出部で検出することによって、Ｚ軸周りの角速度を検出することができる。

本発明は上記の可動体を備える３軸加速度センサとして具現化することもできる。本発明の３軸加速度センサは、前記可動体と、前記結合部のＸ軸方向の運動を検出するＸ方向検出部を備えている。

この３軸加速度センサにＸ軸方向の加速度が作用すると、第１枠体、第２枠体および結合部がＸ軸方向に振動する。この結合部のＸ軸方向の運動をＸ方向検出部で検出することによって、Ｘ軸方向の加速度を検出することができる。この３軸加速度センサにＹ軸方向の加速度が作用すると、第１枠体がＹ軸方向に振動する。この第１枠体のＹ軸方向の運動をＹ方向検出部で検出することによって、Ｙ軸方向の加速度を検出することができる。この３軸加速度センサにＺ軸方向の加速度が作用すると、第２枠体がＺ軸方向に振動する。この第２枠体のＺ軸方向の運動をＺ方向検出部で検出することによって、Ｚ軸方向の加速度を検出することができる。

本発明の可動体、２軸角速度センサおよび３軸加速度センサによれば、装置全体が小型でありながら、検出感度の高いセンサを製造することができる。

実施例１の２軸角速度センサ１０の第１Ｓｉ層１００の構成を示す平面図。 実施例１の２軸角速度センサ１０および実施例２の３軸加速度センサ２０の第２Ｓｉ層２００の構成を示す平面図。 実施例１の２軸角速度センサ１０および実施例２の３軸加速度センサ２０の第３Ｓｉ層３００の構成を示す平面図。 実施例１の２軸角速度センサ１０および実施例２の３軸加速度センサ２０の構成を示す縦断面図。 実施例２の３軸加速度センサ２０の第１Ｓｉ層５００の構成を示す平面図。

本発明は、たとえば以下の特徴を単独あるいは組み合わせて備えることによって好ましい形態として実現することもできる。
（特徴１）Ｚ方向検出部は、第１枠体および第２枠体の内側に配置されている。
（特徴２）第１枠体と、Ｙ方向検出部と、Ｘ方向励振部は、同一平面内に配置されており、Ｙ方向検出部と、Ｘ方向励振部は、第１枠体の外側に配置されている。
（特徴３）第１枠体と、Ｙ方向検出部と、Ｘ方向検出部は、同一平面内に配置されており、Ｙ方向検出部と、Ｘ方向検出部は、第１枠体の外側に配置されている。

（実施例１）
図１は、実施例１に係る可動体を備える２軸角速度センサ１０の構成を示す。２軸角速度センサ１０は、Ｙ軸周りの角速度とＺ軸周りの角速度をそれぞれ検出する２軸の角速度センサである。

２軸角速度センサ１０は、図１に示す第１Ｓｉ層１００と、図２に示す第２Ｓｉ層２００と、図３に示す第３Ｓｉ層３００と、第１Ｓｉ層１００と第２Ｓｉ層２００の間に形成された第１酸化膜６００と、第２Ｓｉ層２００と第３Ｓｉ層３００の間に形成された第２酸化膜７００が積層された構造を有するＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板から構成されている。例えば、第１Ｓｉ層１００は、第２Ｓｉ層２００よりも厚みが大きくなるように形成されている。また、例えば、第３Ｓｉ層３００は、第１Ｓｉ層１００および第２Ｓｉ層２００の何れよりも厚みが大きくなるように形成されている。

図１に示すように、第１Ｓｉ層１００には、第１枠マス１０２と、第１枠マス１０２をＸ軸方向に振動させるＸ方向励振部１０４ａ、１０４ｂと、第１枠マス１０２のＹ方向の振動を検出するＹ方向検出部１０６ａ、１０６ｂと、後述するＺ方向検出部２４０の一部となる固定電極１０８ａ、１０８ｂおよび可動電極１１０が形成されている。Ｘ方向励振部１０４ａ、１０４ｂは、第１枠マス１０２の外側に、Ｘ軸方向に関して第１枠マス１０２を両側から挟み込むように配置されている。Ｙ方向検出部１０６ａ、１０６ｂは、第１枠マス１０２の外側に、Ｙ軸方向に関して第１枠マス１０２を両側から挟み込むように配置されている。固定電極１０８ａ、１０８ｂと可動電極１１０は、第１枠マス１０２の内側に配置されている。

Ｘ方向励振部１０４ａ、１０４ｂは、第１枠マス１０２を挟んで左右対称の構成を備えている。以下ではＸ方向励振部１０４ａを例として詳細な構成を説明し、Ｘ方向励振部１０４ｂについては詳細な説明を省略する。Ｘ方向励振部１０４ａは、結合部１１２ａと、励振電極１１４ａと、励振部ばね１１６ａ、１１８ａと、固定部１２０ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａと、第１連結用ばね１２４ａ、１２６ａを備えている。図に示すように、励振電極１１４ａと結合部１１２ａは、互いに対向する辺に櫛歯状の電極が互い違いに形成されている。励振電極１１４ａに通電すると、結合部１１２ａの櫛歯状電極が励振電極１１４ａの櫛歯状電極の隙間に吸引され、励振電極１１４ａの通電を解除すると、結合部１１２ａの櫛歯状電極の吸引も解除される。結合部１１２ａは、Ｘ軸方向に沿って伸びる第１連結用ばね１２４ａ、１２６ａを介して第１枠マス１０２と連結している。第１連結用ばね１２４ａ、１２６ａは、Ｙ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＹ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＹ軸方向ばねである。従って、第１枠マス１０２と結合部１１２ａは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に関しては一体的に振動し、Ｙ軸方向に関しては互いに独立して振動する。結合部１１２ａのＹ軸方向の一端は、励振部ばね１１６ａを介して、固定部１２０ａ、１２１ａに接続している。結合部１１２ａのＹ軸方向の他端は、励振部ばね１１８ａを介して、固定部１２２ａ、１２３ａに接続している。励振部ばね１１６ａ、１１８ａは、Ｘ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＸ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＸ軸方向ばねである。従って、結合部１１２ａは固定部１２０ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａに対して、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の相対変位が拘束されており、Ｘ軸方向に関しては自由に変位することができる。励振電極１１４ａと固定部１２０ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａは、第１酸化膜６００を介して、後述する第２Ｓｉ層２００の外側固定部２３０に固定されている。なお、Ｘ方向励振部１０４ａの結合部１１２ａと、励振部ばね１１６ａ、１１８ａと、固定部１２０ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａと、第１連結用ばね１２４ａ、１２６ａは、第１枠マス１０２と一体的に形成されており、これらの部材は電気的に導通している。

Ｙ方向検出部１０６ａ、１０６ｂは、第１枠マス１０２を挟んで上下対称の構成を備えている。以下ではＹ方向検出部１０６ａを例として詳細な構成を説明し、Ｙ方向検出部１０６ｂについては詳細な説明を省略する。Ｙ方向検出部１０６ａは、検出用枠体１３０ａと、検出部ばね１３２ａ、１３４ａ、１３６ａ、１３８ａと、固定部１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａと、固定電極１４８ａ、１５０ａと、可動電極１５２ａ、１５４ａと、検出電極１５６ａ、１５８ａと、第２連結用ばね１６０ａ、１６２ａを備えている。検出部ばね１３２ａ、１３４ａ、１３６ａ、１３８ａと、固定部１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａと、固定電極１４８ａ、１５０ａと、可動電極１５２ａ、１５４ａと、検出電極１５６ａ、１５８ａは、検出用枠体１３０ａの内側に配置されている。検出用枠体１３０ａのＸ軸方向の両端は、それぞれ第２連結用ばね１６０ａ、１６２ａを介して第１枠マス１０２に接続している。第２連結用ばね１６０ａ、１６２ａは、Ｘ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＸ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＸ軸方向ばねである。従って、第１枠マス１０２と検出用枠体１３０ａは、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に関しては一体的に振動し、Ｘ軸方向に関しては互いに独立して振動する。検出部ばね１３２ａ、１３４ａ、１３６ａ、１３８ａは、一端がそれぞれ検出用枠体１３０ａの四隅近傍に接続しており、他端がそれぞれ固定部１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａに接続している。検出部ばね１３２ａ、１３４ａ、１３６ａ、１３８ａは、Ｙ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＹ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＹ軸方向ばねである。従って、検出用枠体１３０ａは固定部１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａに対して、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の相対変位が拘束されており、Ｙ軸方向に関しては自由に変位することができる。可動電極１５２ａ、１５４ａは検出用枠体１３０ａからＸ軸方向に沿って伸びるように配置されている。固定電極１４８ａ、１５０ａは、検出電極１５６ａ、１５８ａからＸ軸方向に沿って伸びるように配置されている。可動電極１５２ａは固定電極１４８ａを両側から挟み込むように配置されており、可動電極１５２ａと固定電極１４８ａによって静電容量が構成されている。可動電極１５４ａは固定電極１５０ａを両側から挟み込むように配置されており、可動電極１５４ａと固定電極１５０ａによって静電容量が構成されている。検出用枠体１３０ａが検出電極１５６ａ、１５８ａに対してＹ軸方向に振動すると、固定電極１４８ａ、１５０ａと可動電極１５２ａ、１５４ａで構成される静電容量が変化する。この静電容量の変化は、図示しないＣＶ変換回路を用いて信号として検出することができる。検出電極１５６ａ、１５８ａと固定部１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａは、第１酸化膜６００を介して、後述する第２Ｓｉ層２００の外側固定部２３０に固定されている。なお、Ｙ方向検出部１０６ａの、検出用枠体１３０ａと、検出部ばね１３２ａ、１３４ａ、１３６ａ、１３８ａと、固定部１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａと、可動電極１５２ａ、１５４ａと、第２連結用ばね１６０ａ、１６２ａは、第１枠マス１０２に対して一体的に形成されており、これらの部材は電気的に導通している。

第１枠マス１０２は、矩形の枠状の形状（枠形状）を有する質量体である。第１枠マス１０２は、Ｘ方向励振部１０４ａ、１０４ｂによってＸ方向に加振される。具体的には、Ｘ方向励振部１０４ａの励振電極１１４ａに通電し、Ｘ方向励振部１０４ｂの励振電極１１４ｂの通電を解除すると、結合部１１２ａが図１の左側に向けて移動し、それに伴って第１枠マス１０２も図１の左側に向けて移動する。Ｘ方向励振部１０４ｂの励振電極１１４ｂの通電を解除し、Ｘ方向励振部１０４ｂの励振電極１１４ｂに通電すると、結合部１１２ｂが図１の右側に向けて移動し、それに伴って第１枠マス１０２も図１の右側に向けて移動する。このように、Ｘ方向励振部１０４ａ、１０４ｂの励振電極１１４ａ、１１４ｂに交互に通電することで、第１枠マス１０２はＸ軸方向に振動する。

第１枠マス１０２がＸ軸方向に振動している状況で、第１枠マス１０２にＺ軸周りの角速度が作用すると、第１枠マス１０２にＹ軸方向のコリオリ力が作用して、第１枠マス１０２はＹ軸方向についても振動する。この第１枠マス１０２のＹ軸方向の振動は、Ｙ方向検出部１０６ａ、１０６ｂの検出用枠体１３０ａ、１３０ｂにも伝達し、検出電極１５６ａ、１５８ａにおける信号出力の変化として検出される。

第１枠マス１０２がＸ軸方向に振動している状況で、第１枠マス１０２にＹ軸周りの角速度が作用する場合には、第１枠マス１０２にＺ軸方向のコリオリ力が作用する。しかし、励振部ばね１１６ａ、１１８ａ、１１６ｂ、１１８ｂや第１連結用ばね１２４ａ、１２６ａ、１２４ｂ、１２６ｂや第２連結用ばね１６０ａ、１６２ａ、１６０ｂ、１６２ｂや検出部ばね１３２ａ、１３４ａ、１３６ａ、１３８ａ、１３２ｂ、１３４ｂ、１３６ｂ、１３８ｂは、Ｚ軸方向に剛性が高い、すなわち、Ｚ軸方向のばね定数が大きい。このため、第１枠マス１０２はＸ方向励振部１０４ａ、１０４ｂの固定部１２０ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ、１２０ｂ、１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂやＹ方向検出部１０６ａ、１０６ｂの固定部１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａ、１４０ｂ、１４２ｂ、１４４ｂ、１４６ｂに対してＺ軸方向の変位が拘束される。従って、第１枠マス１０２はＺ軸方向にはほとんど振動しない。

図２に示すように、第２Ｓｉ層２００には、第２枠マス２０２と、第３連結用ばね２０４ａ、２０４ｂ、２０６ａ、２０６ｂと、可動電極２０８ａ、２０８ｂと、固定電極２０９と、検出部連結用ばね２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂと、検出部支持用ばね２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂと、固定部２１８、２２０、２２２ａ、２２２ｂ、２２４ａ、２２４ｂ、２２６ａ、２２６ｂと、外側固定部２３０を備えている。外側固定部２３０は、後述する第３Ｓｉ層３００に第２酸化膜７００を介して固定されている。以下では、可動電極２０８ａ、２０８ｂと、固定電極２０９と、検出部連結用ばね２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂと、検出部支持用ばね２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂと、固定部２１８、２２０、２２２ａ、２２２ｂ、２２４ａ、２２４ｂ、２２６ａ、２２６ｂと、図１の固定電極１０８ａ、１０８ｂと、可動電極１１０を合わせて、Ｚ方向検出部２４０という。

第３連結用ばね２０４ａ、２０６ａは、第２枠マス２０２のＸ軸方向の一方の端部（図２の左側の端部）からＸ軸方向に沿って伸びている。第３連結用ばね２０４ａ、２０６ａの端部は、図１のＸ方向励振部１０４ａの結合部１１２ａと、第１酸化膜６００を介して接続している。第３連結用ばね２０４ｂ、２０６ｂは、第２枠マス２０２のＸ軸方向の他方の端部（図２の右側の端部）からＸ軸方向に沿って伸びている。第３連結用ばね２０４ｂ、２０６ｂの端部は、図１のＸ方向励振部１０４ｂの結合部１１２ｂと、第１酸化膜６００を介して接続している。第３連結用ばね２０４ａ、２０４ｂ、２０６ａ、２０６ｂは、Ｚ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＺ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＺ軸方向ばねである。従って、第２枠マス２０２とＸ方向励振部１０４ａの結合部１１２ａ、および第２枠マス２０２とＸ方向励振部１０４ｂの結合部１１２ｂは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に関しては一体的に振動し、Ｚ軸方向に関しては互いに独立して振動する。

さらに、第３連結用ばね２０４ａ、２０６ａの端部は、Ｘ方向励振部１０４ａの結合部１１２ａと、それぞれ貫通電極２３２ａ、２３４ａを介して電気的に導通している。第３連結用ばね２０４ｂ、２０６ｂの端部は、Ｘ方向励振部１０４ｂの結合部１１２ｂと、それぞれ貫通電極２３２ｂ、２３４ｂを介して電気的に導通している。Ｘ方向励振部１０４ａ、１０４ｂの結合部１１２ａ、１１２ｂは第１枠マス１０２と電気的に導通しているから、第１枠マス１０２と第２枠マス２０２は、同電位に維持されている。

可動電極２０８ａ、２０８ｂは、第２枠マス２０２の内側に形成されている。可動電極２０８ａは、検出部連結用ばね２１０ａ、２１２ａを介して、第２枠マス２０２に接続している。可動電極２０８ｂは、検出部連結用ばね２１０ｂ、２１２ｂを介して、第２枠マス２０２に接続している。検出部連結用ばね２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂは、Ｘ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＸ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＸ軸方向ばねである。従って、可動電極２０８ａ、２０８ｂは第２枠マス２０２に対して、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に関しては一体的に振動し、Ｘ軸方向に関しては互いに独立して振動する。

可動電極２０８ａは、検出部支持用ばね２１４ａ、２１６ａを介して、固定部２２２ａ、２２４ａに接続している。可動電極２０８ｂは、検出部支持用ばね２１４ｂ、２１６ｂを介して、固定部２２２ｂ、２２４ｂに接続している。検出部支持用ばね２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂは、Ｚ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＺ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＺ軸方向ばねである。従って、可動電極２０８ａは固定部２２２ａ、２２４ａに対して、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の相対変位が拘束されており、Ｚ軸方向に関しては自由に変位することができる。また、可動電極２０８ｂは固定部２２２ｂ、２２４ｂに対して、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の相対変位が拘束されており、Ｚ軸方向に関しては自由に変位することができる。固定部２２２ａ、２２４ａは、第２酸化膜７００を介して、後述する第３Ｓｉ層３００の凸部３０６ａに固定されている。固定部２２２ｂ、２２４ｂは、第２酸化膜７００を介して、後述する第３Ｓｉ層３００の凸部３０６ｂに固定されている。なお、可動電極２０８ａ、２０８ｂ、検出部連結用ばね２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂ、検出部支持用ばね２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂ、固定部２２２ａ、２２２ｂ、２２４ａ、２２４ｂは、第２枠マス２０２と一体的に形成されており、これらの部材は電気的に導通している。また、可動電極２０８ａ、２０８ｂは、何れも第１酸化膜６００を介して図１の可動電極１１０に機械的に接続しており、さらに貫通電極２３６ａ、２３６ｂを介して電気的に導通している。なお可動電極２０８ａのＸＹ面で平面視したときに図１の固定電極１０８ａが重なり合う部分、および可動電極２０８ｂのＸＹ面で平面視したときに図１の固定電極１０８ｂが重なり合う部分には、それぞれエッチング用の孔が形成されている。可動電極２０８ａと固定電極１０８ａの間の第１酸化膜６００はエッチングによって除去されており、両者は機械的にも電気的にも切り離されている。また、可動電極２０８ｂと固定電極１０８ｂの間の第１酸化膜６００もエッチングによって除去されており、両者は機械的にも電気的にも切り離されている。

固定部２２６ａは第１酸化膜６００を介して図１の固定電極１０８ａと機械的に接続している。また、固定部２２６ａは第２酸化膜７００を介して後述する第３Ｓｉ層３００の凸部３０４ａに機械的に接続されている。さらに、固定部２２６ａは固定電極１０８ａと、貫通電極２３８ａを介して電気的に導通している。
同様に、固定部２２６ｂは第１酸化膜６００を介して図１の固定電極１０８ｂと機械的に接続している。また、固定部２２６ｂは第２酸化膜７００を介して後述する第３Ｓｉ層３００の凸部３０４ｂに機械的に接続されている。さらに、固定部２２６ｂは固定電極１０８ｂと、貫通電極２３８ｂを介して電気的に導通している。

固定電極２０９は、そのＸ軸方向の両端が固定部２１８、２２０にそれぞれ接続している。固定部２１８、２２０は、第２酸化膜７００を介して、後述する第３Ｓｉ層３００の凸部３０６ａ、３０６ｂにそれぞれ機械的に接続している。なお固定電極２０９のＸＹ面で平面視したときに図１の可動電極１１０と重なり合う部分には、エッチング用の孔が形成されている。固定電極２０９と可動電極１１０の間の第１酸化膜６００はエッチングによって除去されており、両者は機械的にも電気的にも切り離されている。

図４に示すように、第１Ｓｉ層１００の可動電極１１０と第２Ｓｉ層２００の固定電極２０９はＺ軸方向に関して互いに対向して配置されており、両者の距離ｄ１に応じた静電容量が形成されている。また、第１Ｓｉ層１００の固定電極１０８ａと第２Ｓｉ層２００の可動電極２０８ａは互いに対向して配置されておき、両者の距離ｄ２に応じた静電容量が形成されている。同様に、第１Ｓｉ層１００の固定電極１０８ｂと第２Ｓｉ層２００の可動電極２０８ｂは互いに対向して配置されておき、両者の距離ｄ２に応じた静電容量が形成されている。第２枠マス２０２がＺ方向に変位すると、可動電極２０８ａ、２０８ｂ、１１０は第２枠マス２０２と一体的にＺ方向に変位する。図４に示すように、第２枠マス２０２が第１枠マス１０２から離れる方向に（図４の下方に）変位する場合、可動電極１１０と固定電極２０９の間の距離ｄ１は減少し、固定電極１０８ａ、１０８ｂと可動電極２０８ａ、２０８ｂの間の距離ｄ２は増加する。逆に、第２枠マス２０２が第１枠マス１０２に近づく方向に（図４の上方に）変位する場合、可動電極１１０と固定電極２０９の間の距離ｄ１は増加し、固定電極１０８ａ、１０８ｂと可動電極２０８ａ、２０８ｂの間の距離ｄ２は減少する。すなわち、Ｚ方向検出部２４０には差動静電容量が形成されている。第２枠マス２０２がＺ軸方向に振動すると、上記した静電容量が変化する。この静電容量の変化は、図示しないＣＶ変換回路を用いて、信号として検出することができる。

第２枠マス２０２は、第１枠マス１０２と同形状に形成された、矩形の枠状の形状（枠形状）を有する質量体である。第２枠マス２０２は、ＸＹ面で平面視したときに第１枠マス１０２と完全に重なり合うように配置されている。図１のＸ方向励振部１０４ａ、１０４ｂによって結合部１１２ａ、１１２ｂがＸ方向に加振されると、第２枠マス２０２もＸ軸方向に振動する。

第２枠マス２０２がＸ軸方向に振動している状況で、第２枠マス２０２にＹ軸周りの角速度が作用すると、第２枠マス２０２にＺ軸方向のコリオリ力が作用して、第２枠マス２０２はＺ軸方向についても振動する。この第２枠マス２０２のＺ軸方向の振動は、Ｚ方向検出部２４０の可動電極２０８ａ、２０８ｂ、１１０にも伝達し、固定電極１０８ａ、１０８ｂ、２０９における信号出力の変化として検出される。

第２枠マス２０２がＸ軸方向に振動している状況で、第２枠マス２０２にＺ軸周りの角速度が作用する場合には、第２枠マス２０２にＹ軸方向のコリオリ力が作用する。しかし、励振部ばね１１６ａ、１１８ａ、１１６ｂ、１１８ｂや検出部支持用ばね２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂや第３連結用ばね２０４ａ、２０４ｂ、２０６ａ、２０６ｂや、検出部連結用ばね２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂは、Ｙ軸方向に剛性が高い、すなわち、Ｙ軸方向のばね定数が大きい。このため、第２枠マス２０２は図１のＸ方向励振部１０４ａ、１０４ｂの固定部１２０ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ、１２０ｂ、１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂや図２の固定部２２２ａ、２２４ａ、２２２ｂ、２２４ｂに対してＹ軸方向の変位が拘束される。従って、第２枠マス２０２はＹ軸方向にはほとんど振動しない。

図３に示すように、第３Ｓｉ層３００は、エッチングによって形成されたくぼみ３０２と、くぼみ３０２の内部に形成された凸部３０４ａ、３０４ｂ、３０６ａ、３０６ｂを備えている。凸部３０４ａは第２Ｓｉ層２００の固定部２２６ａに対応して形成されており、凸部３０４ｂは第２Ｓｉ層２００の固定部２２６ｂに対応して形成されている。凸部３０６ａは第２Ｓｉ層２００の固定部２１８、２２２ａ、２２２ｂに対応して形成されており、凸部３０６ｂは第２Ｓｉ層２００の固定部２２０、２２４ａ、２２４ｂに対応して形成されている。図４に示すように、くぼみ３０２は、Ｚ軸方向に振動する第２枠マス２０２、可動電極２０８ａ、２０８ｂに対応して形成されているので、第２枠マス２０２が可動電極２０８ａ、２０８ｂと一体的にＺ軸方向に振動する場合でも、第３Ｓｉ層３００の部材が干渉してしまうことがない。

以上のような構成を備える２軸角速度センサ１０は、以下のような動作をする。Ｘ方向励振部１０４ａ、１０４ｂによって結合部１１２ａ、１１２ｂがＸ方向に励振されると、その振動は第１連結用ばね１２４ａ、１２４ｂ、１２６ａ、１２６ｂを介して第１枠マス１０２に伝達し、第１枠マス１０２がＸ方向に振動する。第１枠マス１０２がＸ方向に振動している状況でＺ軸周りの角速度が第１枠マス１０２に作用すると、第１枠マス１０２にＹ軸方向に沿ったコリオリ力が作用し、第１枠マス１０２はＹ方向にも振動する。この第１枠マス１０２のＹ軸方向の振動は、第２連結用ばね１６０ａ、１６２ａ、１６０ｂ、１６２ｂを介してＹ方向検出部１０６ａ、１０６ｂの検出用枠体１３０ａ、１３０ｂに伝達し、検出電極１５６ａ、１５８ａ、１５６ｂ、１５８ｂにおける信号出力の変化として検出される。

また、結合部１１２ａ、１１２ｂのＸ方向の振動は、第３連結用ばね２０４ａ、２０４ｂ、２０６ａ、２０６ｂを介して第２枠マス２０２にも伝達し、第２枠マス２０２もＸ方向に振動する。第２枠マス２０２がＸ方向に振動しているときにＹ軸周りの角速度が第２枠マス２０２に作用すると、第２枠マス２０２にＺ軸方向に沿ったコリオリ力が作用し、第２枠マス２０２はＺ方向にも振動する。この第２枠マス２０２のＺ軸方向の振動は、検出用連結ばね２１０ａ、２１２ａ、２１０ｂ、２１２ｂを介して可動電極２０８ａ、２０８ｂ、１１０にも伝達し、固定電極１０８ａ、１０８ｂ、２０９における信号出力の変化として検出される。

なお、第１Ｓｉ層１００の第１枠マス１０２と、第２Ｓｉ層２００の第２枠マス２０２には、それぞれエッチング用の孔が形成されている。これらのエッチング用の孔が形成されていることによって、第１Ｓｉ層１００と第２Ｓｉ層２００の間の第１酸化膜６００や、第２Ｓｉ層２００と第３Ｓｉ層３００の間の第２酸化膜７００の除去を適切に行うことができる。

以上のように、本実施例の２軸角速度センサ１０によれば、Ｙ軸周りの角速度とＺ軸周りの角速度をそれぞれ検出することができる。

本実施例の２軸角速度センサ１０では、第１枠マス１０２と第２枠マス２０２が、同一平面上に配置されておらず、互いに対向して、かつ上下に重なり合うように配置されている。これによって、第１枠マス１０２および第２枠マス２０２の内側の領域を広く確保することができる。このような構成を採用することで、Ｚ方向検出部２４０の固定電極２０９と可動電極１１０が対向する面積、可動電極２０８ａと固定電極１０８ａが対向する面積、および可動電極２０８ｂと固定電極１０８ｂが対向する面積を広く確保することができ、Ｚ方向検出部２４０の検出感度を向上することができる。また、第１枠マス１０２と第２枠マス２０２を同一平面上に、例えば第１枠マス１０２を外側に、第２枠マス２０２を内側に配置した場合に比べて、可動体の全体としての面積を小さくすることができる。２軸角速度センサ１０をより小型化することができる。

本実施例の２軸角速度センサ１０では、第１枠マス１０２に接続する第１連結用ばね１２４ａ、１２４ｂ、１２６ａ、１２６ｂ、第２連結用ばね１６０ａ、１６０ｂ、１６２ａ、１６２ｂが、酸化膜を介さずに第１枠マス１０２と一体的に形成されており、第２枠マス２０２に接続する第３連結用ばね２０４ａ、２０４ｂ、２０６ａ、２０６ｂ、検出部連結用ばね２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂなどが、酸化膜を介さずに第２枠マス２０２と一体的に形成されている。このような構成とすることによって、酸化膜の残留応力が第１枠マス１０２や第２枠マス２０２に反りを発生させる事態を防ぐことができる。反りの発生による第１枠マス１０２および第２枠マス２０２の重心ずれを防止することができる。また、上記のように、各枠マスと各ばねの間を酸化膜を介さずに接続することによって、酸化膜の不用意なオーバーエッチングなどの製造時の不具合の発生を防ぐことができる。

なお上記の実施例では、ＸＹ面で平面視したときに第１枠マス１０２と第２枠マス２０２が完全に重なり合う場合について説明したが、第１枠マス１０２と第２枠マス２０２は部分的に重なり合うような構成としてもよい。第１Ｓｉ層１００の固定電極１０８ａ、１０８ｂ、可動電極１１０を第１枠マス１０２の内側に形成することができ、かつ固定電極１０８ａ、１０８ｂ、可動電極１１０をＺ方向検出部２４０の一部とすることができるような位置関係であればよく、第１枠マス１０２と第２枠マス２０２はＸＹ面で平面視したときに完全に重なり合っていなくともよい。

（実施例２）
実施例１の２軸角速度センサ１０は部分的な変更を加えることによって、３軸加速度センサとすることもできる。本実施例では、可動体を備える３軸加速度センサ２０について、実施例１の２軸角速度センサ１０と同様の構成を備える部分については同一の符号を付して説明を省略し、変更する部分のみについて説明する。

３軸加速度センサ２０は、図５に示す第１Ｓｉ層５００と、図２に示す第２Ｓｉ層２００と、図３に示す第３Ｓｉ層３００と、第１Ｓｉ層５００と第２Ｓｉ層２００の間に形成された第１酸化膜６００と、第２Ｓｉ層２００と第３Ｓｉ層３００の間に形成された第２酸化膜７００が積層された構造を有するＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板から構成されている。第２Ｓｉ層２００および第３Ｓｉ層３００の構成は、実施例１と同様である。例えば、第１Ｓｉ層５００は、第２Ｓｉ層２００よりも厚みが大きくなるように形成されている。また、例えば、第３Ｓｉ層３００は、第１Ｓｉ層５００および第２Ｓｉ層２００の何れよりも厚みが大きくなるように形成されている。

図５に示すように、第１Ｓｉ層５００には、第１枠マス１０２と、第１枠マス１０２のＸ方向の振動を検出するＸ方向検出部５０６ａ、５０６ｂと、第１枠マス１０２のＹ方向の振動を検出するＹ方向検出部１０６ａ、１０６ｂと、Ｚ方向検出部２４０の一部となる固定電極１０８ａ、１０８ｂおよび可動電極１１０が形成されている。Ｘ方向検出部５０６ａ、５０６ｂは、第１枠マス１０２の外側に、Ｘ軸方向に関して第１枠マス１０２を両側から挟み込むように配置されている。

Ｘ方向検出部５０６ａ、５０６ｂは、第１枠マス１０２を挟んで左右対称の構成を備えている。以下ではＸ方向検出部５０６ａを例として詳細な構成を説明し、Ｘ方向検出部５０６ｂについては詳細な説明を省略する。Ｘ方向検出部５０６ａは、検出用枠体５３０ａと、検出部ばね５３２ａ、５３４ａ、５３６ａ、５３８ａと、固定部５４０ａ、５４２ａ、５４４ａ、５４６ａと、固定電極５４８ａ、５５０ａと、可動電極５５２ａ、５５４ａと、検出電極５５６ａ、５５８ａと、第４連結用ばね５６０ａ、５６２ａを備えている。検出部ばね５３２ａ、５３４ａ、５３６ａ、５３８ａと、固定部５４０ａ、５４２ａ、５４４ａ、５４６ａと、固定電極５４８ａ、５５０ａと、可動電極５５２ａ、５５４ａと、検出電極５５６ａ、５５８ａは、検出用枠体５３０ａの内側に配置されている。検出用枠体５３０ａのＹ軸方向の両端は、それぞれ第４連結用ばね５６０ａ、５６２ａを介して結合部１１２ａに接続している。第４連結用ばね５６０ａ、５６２ａは、Ｙ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＹ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＹ軸方向ばねである。従って、第１枠マス１０２、結合部１１２ａおよび検出用枠体５３０ａは、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に関しては一体的に振動し、Ｙ軸方向に関しては互いに独立して振動する。検出部ばね５３２ａ、５３４ａ、５３６ａ、５３８ａは、一端がそれぞれ検出用枠体５３０ａの四隅近傍に接続しており、他端がそれぞれ固定部５４０ａ、５４２ａ、５４４ａ、５４６ａに接続している。検出部ばね５３２ａ、５３４ａ、５３６ａ、５３８ａは、Ｘ軸方向のばね定数を他の方向のばね定数よりも顕著に小さくなるように構成し、実質的にＸ軸方向の相対変位のみを許容するように構成されたＸ軸方向ばねである。従って、検出用枠体５３０ａは固定部５４０ａ、５４２ａ、５４４ａ、５４６ａに対して、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の相対変位が拘束されており、Ｘ軸方向に関しては自由に変位することができる。可動電極５５２ａ、５５４ａは検出用枠体５３０ａからＹ軸方向に沿って伸びるように配置されている。固定電極５４８ａ、５５０ａは、検出電極５５６ａ、５５８ａからＹ軸方向に沿って伸びるように配置されている。可動電極５５２ａは固定電極５４８ａを両側から挟み込むように配置されており、可動電極５５２ａと固定電極５４８ａによって静電容量が構成されている。可動電極５５４ａは固定電極５５０ａを両側から挟み込むように配置されており、可動電極５５４ａと固定電極５５０ａによって静電容量が構成されている。検出用枠体５３０ａが検出電極５５６ａ、５５８ａに対してＸ軸方向に振動すると、固定電極５４８ａ、５５０ａと可動電極５５２ａ、５５４ａで構成される静電容量が変化する。この静電容量の変化は、図示しないＣＶ変換回路を用いて信号として検出することができる。検出電極５５６ａ、５５８ａと固定部５４０ａ、５４２ａ、５４４ａ、５４６ａは、第１酸化膜６００を介して、第２Ｓｉ層２００の外側固定部２３０に固定されている。なお、Ｘ方向検出部５０６ａの、検出用枠体５３０ａと、検出部ばね５３２ａ、５３４ａ、５３６ａ、５３８ａと、固定部５４０ａ、５４２ａ、５４４ａ、５４６ａと、可動電極５５２ａ、５５４ａと、第４連結用ばね５６０ａ、５６２ａは、結合部１１２ａおよび第１枠マス１０２に対して一体的に形成されており、これらの部材は電気的に導通している。

以上のような構成を備える３軸加速度センサ２０は、以下のような動作をする。３軸加速度センサ２０にＸ軸方向の加速度が作用すると、第１枠マス１０２、第２枠マス２０２および結合部１１２ａ、１１２ｂが、一体的にＸ軸方向に振動する。その振動は第４連結用ばね５６０ａ、５６２ａを介してＸ方向検出部５０６ａ、５０６ｂの検出用枠体５３０ａ、５３０ｂに伝達し、検出電極５５６ａ、５５８ａ、５５６ｂ、５５８ｂにおける信号出力の変化として検出される。

３軸加速度センサ２０にＹ軸方向の加速度が作用すると、第１枠マス１０２はＹ方向に振動する。この第１枠マス１０２のＹ軸方向の振動は、第２連結用ばね１６０ａ、１６２ａ、１６０ｂ、１６２ｂを介してＹ方向検出部１０６ａ、１０６ｂの検出用枠体１３０ａ、１３０ｂに伝達し、検出電極１５６ａ、１５８ａ、１５６ｂ、１５８ｂにおける信号出力の変化として検出される。

３軸加速度センサ２０にＺ軸方向の加速度が作用すると、第２枠マス２０２はＺ方向に振動する。この第２枠マス２０２のＺ軸方向の振動は、検出用連結ばね２１０ａ、２１２ａ、２１０ｂ、２１２ｂを介して可動電極２０８ａ、２０８ｂ、１１０にも伝達し、固定電極１０８ａ、１０８ｂ、２０９における信号出力の変化として検出される。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０ ２軸角速度センサ
２０ ３軸加速度センサ
１００ 第１Ｓｉ層
１０２ 第１枠マス
１０４ａ、１０４ｂ Ｘ方向励振部
１０６ａ、１０６ｂ Ｙ方向検出部
１０８ａ、１０８ｂ 固定電極
１１０ 可動電極
１１２ａ、１１２ｂ 結合部
１１４ａ、１１４ｂ 励振電極
１１６ａ、１１８ａ、１１６ｂ、１１８ｂ 励振部ばね
１２０ａ、１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ、１２０ｂ、１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂ 固定部
１２４ａ、１２６ａ、１２４ｂ、１２６ｂ 第１連結用ばね
１３０ａ、１３０ｂ 検出用枠体
１３２ａ、１３４ａ、１３６ａ、１３８ａ、１３２ｂ、１３４ｂ、１３６ｂ、１３８ｂ 検出部ばね
１４０ａ、１４２ａ、１４４ａ、１４６ａ、１４０ｂ、１４２ｂ、１４４ｂ、１４６ｂ 固定部
１４８ａ、１５０ａ、１４８ｂ、１５０ｂ 固定電極
１５２ａ、１５４ａ、１５２ｂ、１５４ｂ 可動電極
１５６ａ、１５８ａ、１５６ｂ、１５８ｂ 検出電極
１６０ａ、１６２ａ、１６０ｂ、１６２ｂ 第２連結用ばね
２００ 第２Ｓｉ層
２０２ 第２枠マス
２０４ａ、２０４ｂ、２０６ａ、２０６ｂ 第３連結用ばね
２０８ａ、２０８ｂ 可動電極
２０９ 固定電極
２１０ａ、２１０ｂ、２１２ａ、２１２ｂ 検出部連結用ばね
２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂ 検出部支持用ばね
固定部 ２１８、２２０、２２２ａ、２２２ｂ、２２４ａ、２２４ｂ、２２６ａ、２２６ｂ
２３０ 外側固定部
２３２ａ、２３４ａ、２３６ａ、２３８ａ、２３２ｂ、２３４ｂ、２３６ｂ、２３８ｂ 貫通電極
２４０ Ｚ方向検出部
３００ 第３Ｓｉ層
３０４ａ、３０６ａ、３０４ｂ、３０６ｂ 凸部
５００ 第１Ｓｉ層
５０６ａ、５０６ｂ Ｘ方向検出部
５３０ａ、５３０ｂ 検出用枠体
５３２ａ、５３４ａ、５３６ａ、５３８ａ、５３２ｂ、５３４ｂ、５３６ｂ、５３８ｂ 検出部ばね
５４０ａ、５４２ａ、５４４ａ、５４６ａ、５４０ｂ、５４２ｂ、５４４ｂ、５４６ｂ 固定部
５４８ａ、５５０ａ、５４８ｂ、５５０ｂ 固定電極
５５２ａ、５５４ａ、５５２ｂ、５５４ｂ 可動電極
５５６ａ、５５８ａ、５５６ｂ、５５８ｂ 検出電極
５６０ａ、５６２ａ、５６０ｂ、５６２ｂ 第４連結用ばね
６００ 第１酸化膜
７００ 第２酸化膜

本発明は、装置全体が小型でありながら、検出感度の高いセンサを製造することが可能な技術を提供する。

本発明はＭＥＭＳセンサとして具現化される。そのＭＥＭＳセンサは、第１層に形成された励振部と、第２層に形成されたマス部と、前記マス部のＹ軸周りの角速度を検出する手段を備えている。そのＭＥＭＳセンサでは、前記マス部は前記励振部とＺ軸方向ばねで連結され、前記マス部は前記励振部によりＸ軸方向へ励振される。

上記のＭＥＭＳセンサは、前記Ｙ軸周りの角速度を検出する手段が、前記第１層に形成された固定電極と、前記第２層に形成されており、前記固定電極と対向して配置された可動電極を備えており、前記Ｙ軸周りの角速度を、前記固定電極における信号出力の変化として検出可能に構成することができる。

上記のＭＥＭＳセンサは、前記第１層が前記第２層よりも厚いように構成することができる。

上記のＭＥＭＳセンサは、前記励振部が、励振部ばねおよび結合部から構成され、前記励振部ばねの一端が、前記結合部に連結され、前記結合部が前記マス部と、前記Ｚ軸方向ばねで連結されるように構成することができる。

本発明のＭＥＭＳセンサによれば、装置全体が小型でありながら、検出感度の高いセンサを製造することができる。

Claims (6)

1. 基板上に形成される可動体であって、
   第１枠体と、
   前記第１枠体に対して、互いに対向して、かつ部分的にあるいは完全に重なり合うように配置されている第２枠体と、
   第１ばね部を介して前記第１枠体と接続しており、かつ第２ばね部を介して前記第２枠体と接続している結合部と、
   第３ばね部を介して前記結合部と接続している、前記基板に固定された固定部を備えており、
   前記第１ばね部、前記第２ばね部および前記第３ばね部は、一方向のばね定数が他の方向のばね定数に比べて顕著に低く、実質的に当該一方向のみの相対変位を許容し、
   前記第１ばね部、前記第２ばね部および前記第３ばね部が相対変位を許容する方向が、互いに直交している可動体。
2. 前記基板に平行な方向にＸ軸およびＹ軸を、前記基板に垂直な方向にＺ軸を設定した場合に、
   前記第１枠体および前記第２枠体が、それぞれＸ軸に沿った辺とＹ軸に沿った辺を有する矩形形状に形成されており、
   前記第１ばね部が相対変位を許容する方向がＹ軸方向であり、
   前記第２ばね部が相対変位を許容する方向がＺ軸方向であり、
   前記第３ばね部が相対変位を許容する方向がＸ軸方向である請求項１の可動体。
3. 前記第１枠体のＹ軸方向の運動を検出するＹ方向検出部をさらに備える請求項２の可動体。
4. 前記第２枠体のＺ軸方向の運動を検出するＺ方向検出部を備える請求項３の可動体。
5. 請求項４の可動体と、
   前記結合部をＸ軸方向に励振するＸ方向励振部を備える２軸角速度センサ。
6. 請求項４の可動体と、
   前記結合部のＸ軸方向の運動を検出するＸ方向検出部を備える３軸加速度センサ。

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