JP5737454B2 - 機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器に関するものである。

機能素子としては、固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隔を隔てて対向するとともに変位可能に設けられた可動電極とを有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出する物理量センサー素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の物理量センサー素子は、単層の半導体基板、またはＳＯＩ基板を用い、固定電極および可動電極が、それぞれ櫛歯状をなすように並ぶ複数の電極指を有し、互いに噛み合うように配置されている。

また、特許文献１に記載の物理量センサー素子では、可動電極の隣り合う２つの電極指間に、固定電極の２つの電極指が臨むように設けられているとともに、当該固定電極の２つの電極指が互いに電気的に絶縁されている。これにより、固定電極の当該２つの電極指の一方の電極指とそれに対向する可動電極の電極指との間の静電容量と、固定電極の当該２つの電極指の他方の電極指とそれに対向する可動電極の電極指との間の静電容量とを別々に測定し、それらの測定結果に基づいて（いわゆる差動検出方式を用いて）、物理量を検出することができる。

しかし、特許文献１に記載の物理量センサー素子では、固定電極および可動電極の各々が導通しないように電極指を個別に絶縁分離する必要があり製造効率が悪い。また、上述の差動検出方式において、固定電極および可動電極の厚みが大きい（アスペクト比が高い）と感度が高くなる。しかし、特許文献１の場合、基板の厚み方向に第１のエッチングを施してから、横方向に第２のエッチングを施す必要があり、固定電極および可動電極の厚みを大きくするには基板を予め厚くする必要があり、製造効率の観点から電極の厚みを大きくすることが困難であった。また、ＳＯＩ基板は一般的に高価であり、製品コストが高くなる問題があった。

特許第４２３８４３７号公報

本発明の目的は、高感度化、製造効率の改善、低コスト化、高信頼性化の少なくとも１つを実現した機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサー、および、この物理量センサーを備える電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の機能素子は、絶縁基板と、
前記絶縁基板上に設けられた固定電極と、を含み、
前記絶縁基板には、凹部が設けられ、
前記凹部内には、前記固定電極に電気的に接続された配線が設けられ、
前記配線の厚さをｔとし、前記凹部の深さをｄとしたときに、ｄ＞ｔなる関係を満たし、
前記固定電極は、金属を含んでいる突起を介して前記配線に接続され、
前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことを特徴とする。
本発明の機能素子では、前記固定電極に対向して配置された可動電極を含み、
前記固定電極は、前記可動電極の一方の側に配置された第１固定電極と、他方の側に配置された第２固定電極と、を含み、
前記第１固定電極と前記第２固定電極とは、互いに離間して配置され、
前記配線は、前記第１固定電極に電気的に接続された第１配線および前記第２固定電極に電気的に接続された第２配線の少なくとも一方を含むことが好ましい。

このような構成を有する本発明の機能素子によれば、絶縁基板上に固定電極指を形成しているので、可動電極指および固定電極指の各々に対し絶縁膜を埋め込んで絶縁分離する必要がなくなり製造効率が非常に良い。また、高価なＳＯＩ基板を用いる必要が無いので、製品コストを抑えることができる。
また、可動部、可動電極指および固定電極指を絶縁基板とは別体の基板から一括して形成することができるので製造効率が非常に良く、また、可動電極指および固定電極指の各々は基板の厚み方向のエッチングだけで形成することができるので、特許文献１と比較して電極指を容易に厚くすることができ、例えば機能素子を物理量センサー素子として用いた場合は高感度化を図ることができる。
また、絶縁基板に、第１固定電極指に電気的に接続された第１配線、および第２固定電極指に電気的に接続された第２配線の少なくとも一方の配線が設けられていることにより、例えば機能素子を物理量センサー素子として用いる場合、第１固定電極指と可動電極指との間の静電容量、および、第２固定電極指と可動電極指との間の静電容量を第１配線および第２配線により別々に測定し、それらの測定結果に基づいて例えば差動演算を行えば高精度に物理量を検出することができる。また、このような第１配線および第２配線などの配線は、絶縁基板の固定電極指側の面上に設けられているので、配線の形成領域の面積を大きく確保することができ、配線同士が短絡するのを防止できる。
また、絶縁基板に設けられた凹部内に配線が設けられていることにより、第１配線および第２配線が絶縁基板の表面から突出するのを防止することができる。そのため、第１配線および第２配線と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止できる。
また、ｄ＞ｔなる関係を満たすことにより、例えば、機能素子の製造において、絶縁基板と、固定電極指等を形成するための基板との間に、これらの陽極接合時に生じるガスを排出する隙間を形成することができる。

本発明の機能素子では、前記絶縁基板には固定部が設けられ、
前記可動電極は、連結部を介して前記固定部に接続されたことが好ましい。
これにより、例えば連結部にバネ部材を用いれば可動部を変位可能に支持することができ、機能素子を物理量センサー素子等に適用することができる。

本発明の機能素子では、前記固定電極は、導電性を有する突起を介して前記配線に接続されたことが好ましい。
これにより、例えば、第１配線と第１固定電極指との間を導電性の突起にて接続し、第２配線と第２固定電極指との間を導電性の突起にて接続することにより、固定電極指と配線との間を確実に導通を取ることができ、信頼性の高い機能素子を実現できる。

本発明の機能素子では、前記配線は、絶縁膜が設けられた部分を備えたことが好ましい。
これにより、配線と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を絶縁膜により確実に防止できるので、信頼性の高い機能素子を実現できる。
本発明の機能素子では、前記固定電極には、厚さ方向に貫通した導体部が設けられ、
前記導体部は、前記配線に接続されたことが好ましい。
これにより、例えば、絶縁基板の上に固定電極指を接合してから、固定電極指を貫通する孔の内部に導体部を成膜して、第１固定電極指と第１配線との電気的接続、および、第２固定電極指と第２配線との電気的接続をすれば、より確実に固定電極指と配線とを接続することができるので信頼性の高い機能素子を実現できる。

本発明の機能素子では、前記配線は、光透過性の電極材料で構成されたことが好ましい。
これにより、絶縁基板が例えばガラス等の透明基板である場合、絶縁基板の固定電極指側の面上に存在する異物等を絶縁基板の固定電極指とは反対の面側から容易に視認することができる。そのため、信頼性の優れた機能素子を提供することができる。

本発明の機能素子では、前記絶縁基板はアルカリ金属イオンを含む材料で構成され、
前記固定電極は半導体で構成され、
前記固定電極は、前記絶縁基板に対して陽極接合法により接合されたことが好ましい。
これにより、例えば、絶縁基板と半導体基板とを陽極接合により接合してからエッチング処理を施せば、一括して可動部、可動電極指および固定電極指を形成することができるので製造効率の優れた機能素子を実現できる。

本発明の機能素子では、前記固定電極は、単一の部材で構成されたことが好ましい。
これにより、例えば、半導体基板を用いて第１固定電極指同士または第２固定電極指同士を一体に形成すれば、固定電極指間の電気抵抗を低めることができる。その結果、機能素子を物理量センサー素子として用いる場合は検出精度を高めることができる。
本発明の機能素子では、前記固定電極は複数設けられ、
複数の前記固定電極同士は、一体に設けられたことが好ましい。
これにより、特許文献１のように固定電極指および可動電極指の一部に絶縁膜を埋め込んで絶縁分離する必要が無く、製造効率の優れた機能素子を実現できる。

本発明の機能素子の製造方法は、第１基板に凹部を形成する工程と、
前記凹部内に配線を形成する工程と、
前記配線上に金属を含んでいる突起を形成する工程と、
前記第１基板の前記凹部側の面に第２基板を載置する工程と、
前記第２基板をエッチングすることにより、前記第１基板上に設けられた固定電極を形成する工程と、
を含み、
前記配線の厚さをｔとし、前記凹部の深さをｄとしたときに、ｄ＞ｔなる関係を満たし、
前記固定電極は、前記突起を介して前記配線に電気的に接続され、
前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことを特徴とする。
これにより、エッチング処理で一括して固定部、可動部、連結部、固定電極指、および可動電極指を形成することができるので製造効率の優れた機能素子の製造方法を提供できる。
本発明の物理量センサーは、本発明の機能素子を備えたことを特徴とする。
これにより、上述の効果を備えた物理量センサーを実現できる。
本発明の電子機器は、本発明の機能素子を備えたことを特徴とする。
これにより、上述の効果を備えた電子機器を実現できる。

本発明の第１実施形態に係る機能素子を示す斜視図である。 図１に示す機能素子を示す平面図である。 図２中のＡ−Ａ線断面図である。 図３の部分拡大図（部分拡大断面図）である。 図２中のＢ−Ｂ線断面図である。 図５の部分拡大図（部分拡大断面図）である。 図１に示す機能素子の製造方法を説明するための図である。 図１に示す機能素子の製造方法を説明するための図である。 図７（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る機能素子を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る機能素子を示す平面図である。 図１１に示す機能素子の部分拡大断面図である。 本発明の物理量センサーの一例を示す模式図である。 本発明の電子機器（ノート型パーソナルコンピュータ）である。 本発明の電子機器（携帯電話機）である。 本発明の電子機器（ディジタルスチルカメラ）である。

以下、本発明の機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る機能素子を示す斜視図、図２は、図１に示す機能素子を示す平面図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、図３の部分拡大図（部分拡大断面図）、図５は、図２中のＢ−Ｂ線断面図、図６は、図５の部分拡大図（部分拡大断面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図２中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図１〜３、５では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向（左右方向）を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向（上下方向）を「Ｚ軸方向」と言う。また、図１〜３、５、７、８では、説明の便宜上、後述する絶縁膜６およびそれに対応するもの（絶縁膜１０６、１０６Ａ）の図示を省略している。なお、本実施形態では、機能素子を加速度、角速度等の物理量を測定するための物理量センサー素子として用いる場合の例について説明する。
（機能素子）
図１に示す機能素子１は、絶縁基板２と、この絶縁基板２に接合・支持された素子片（基体）３と、素子片３に電気的に接続された導体パターン４と、素子片３を覆うように設けられた蓋部材５とを有する。

以下、機能素子１を構成する各部を順次詳細に説明する。
（絶縁基板）
絶縁基板２は、素子片３を支持する機能を有する。
この絶縁基板２は、板状をなし、その上面（一方の面）には、空洞部２１が設けられている。この空洞部２１は、絶縁基板２を平面視したときに、後述する素子片３の可動部３３、可動電極部３６、３７および連結部３４、３５を包含するように形成されていて、内底を有する。このような空洞部２１は、素子片３の可動部３３、可動電極部３６、３７および連結部３４、３５が絶縁基板２に接触するのを防止する逃げ部を構成する。これにより、素子片３の可動部３３の変位を許容することができる。
なお、この逃げ部は、空洞部２１（凹部）に代えて、絶縁基板２をその厚さ方向に貫通する開口部であってもよい。また、本実施形態では、空洞部２１の平面視形状は、四角形（具体的には長方形）をなしているが、これに限定されるものではない。

また、絶縁基板２の上面には、前述した空洞部２１の外側に、その外周に沿って、凹部２２、２３、２４が設けられている。この凹部２２、２３、２４は、平面視で導体パターン４に対応した形状をなしている。具体的には、凹部２２は、後述する導体パターン４の配線４１および電極４４に対応した形状をなし、凹部２３は、後述する導体パターン４の配線４２および電極４５に対応した形状をなし、凹部２４は、後述する導体パターン４の配線４３および電極４６に対応した形状をなす。

また、凹部２２の電極４４が設けられた部位の深さは、凹部２２の配線４１が設けられた部位よりも深くなっている。同様に、凹部２３の電極４５が設けられた部位の深さは、凹部２３の配線４２が設けられた部位よりも深くなっている。また、凹部２４の電極４６が設けられた部位の深さは、凹部２４の配線４３が設けられた部位よりも深くなっている。

このように凹部２２、２３、２４の一部の深さを深くすることにより、後述する機能素子１の製造時において、素子片３を形成する前の基板１０３を基板１０２Ａに接合したとき（図７参照）、その基板１０３が電極４４、４５、４６と接合してしまうのを防止することができる。
このような絶縁基板２の構成材料としては、具体的には、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料を用いるのが好ましく、特に、素子片３がシリコン材料を主材料として構成されている場合、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。これにより、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。

また、絶縁基板２の構成材料は、素子片３の構成材料との熱膨張係数差ができるだけ小さいのが好ましく、具体的には、絶縁基板２の構成材料と素子片３の構成材料との熱膨張係数差が３ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、絶縁基板２と素子片３との接合時等に高温化にさらされても、絶縁基板２と素子片３との間の残留応力を低減することができる。

（素子片）
素子片３は、固定部３１、３２と、可動部３３と、連結部３４、３５と、可動電極部３６、３７と、固定電極部３８、３９とで構成されている。
このような素子片３は、例えば、加速度、角速度等の物理量の変化に応じて、可動部３３および可動電極部３６、３７が、連結部３４、３５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に変位する。このような変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の隙間、および、可動電極部３７と固定電極部３９との間の隙間の大きさがそれぞれ変化する。すなわち、このような変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の静電容量、および、可動電極部３７と固定電極部３９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。したがって、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することできる。

この固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５および可動電極部３６、３７は、一体的に形成されている。
固定部３１、３２は、それぞれ、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。具体的には、固定部３１は、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｘ方向側（図中左側）の部分に接合され、また、固定部３２は、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｘ方向側（図中右側）の部分に接合されている。また、固定部３１、３２は、平面視したときに、それぞれ、空洞部２１の外周縁を跨ぐように設けられている。

なお、固定部３１、３２の位置および形状等は、連結部３４、３５や導体パターン４等の位置および形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
このような２つの固定部３１、３２の間には、可動部３３が設けられている。本実施形態では、可動部３３は、Ｘ軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動部３３の形状は、素子片３を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。

このような可動部３３は、固定部３１に対して連結部３４を介して連結されるとともに、固定部３２に対して連結部３５を介して連結されている。より具体的には、可動部３３の左側の端部が連結部３４を介して固定部３１に連結されるとともに、可動部３３の右側の端部が連結部３５を介して固定部３２に連結されている。
この連結部３４、３５は、可動部３３を固定部３１、３２に対して変位可能に連結している。本実施形態では、連結部３４、３５は、図２にて矢印ａで示すように、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に可動部３３を変位し得るように構成されている。

具体的に説明すると、連結部３４は、２つの梁３４１、３４２で構成されている。そして、梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。言い換えると、梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に複数回（本実施形態では３回）折り返された形状をなしている。なお、各梁３４１、３４２の折り返し回数は、１回または２回であってもよいし、４回以上であってもよい。

同様に、連結部３５は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁３５１、３５２で構成されている。
なお、連結部３４、３５は、可動部３３を絶縁基板２に対して変位可能に支持するものであれば、上述したものに限定されず、例えば、可動部３３の両端部から＋Ｙ方向および−Ｙ方向にそれぞれ延出する１対の梁で構成されていてもよい。

このように絶縁基板２に対してＸ軸方向に変位可能に支持された可動部３３の幅方向での一方側（＋Ｙ方向側）には、可動電極部３６が設けられ、他方側（−Ｙ方向側）には、可動電極部３７が設けられている。
可動電極部３６は、可動部３３から＋Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３６１〜３６５を備えている。この可動電極指３６１、３６２、３６３、３６４、３６５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。同様に、可動電極部３７は、可動部３３から−Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３７１〜３７５を備える。この可動電極指３７１、３７２、３７３、３７４、３７５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。

このように複数の可動電極指３６１〜３６５および複数の可動電極指３７１〜３７５は、それぞれ、可動部３３の変位する方向（すなわちＹ軸方向）に並んで設けられている。これにより、後述する固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量、および、固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との静電容量を可動部３３の変位に応じて効率的に変化させることができる。同様に、後述する固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３６との間の静電容量、および、固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３６との静電容量を可動部３３の変位に応じて効率的に変化させることができる。そのため、機能素子１を物理量センサー素子として用いた場合に検出精度を優れたものとすることができる。
このような可動電極部３６は、固定電極部３８に対して間隔を隔てて対向する。また、可動電極部３７は、固定電極部３９に対して間隔を隔てて対向する。

固定電極部３８は、前述した可動電極部３６の複数の可動電極指３６１〜３６５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３８１〜３８８を備える。このような複数の固定電極指３８１〜３８８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３８１〜３８８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。

この固定電極指３８１〜３８８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３８１、３８２は、対をなし、前述した可動電極指３６１、３６２の間に、固定電極指３８３、３８４は、対をなし、可動電極指３６２、３６３の間に、固定電極指３８５、３８６は、対をなし、可動電極指３６３、３６４の間に、固定電極指３８７、３８８は、対をなし、可動電極指３６４、３６５の間に臨むように設けられている。

ここで、固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７は、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３８１〜３８８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。

このような第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７とは、絶縁基板２上で互いに分離している。言い換えると、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７は、絶縁基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７とを電気的に絶縁することができる。そのため、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量、および、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。

本実施形態では、固定電極指３８１〜３８８が絶縁基板２上で互いに分離している。言い換えると、固定電極指３８１〜３８８は、それぞれ、絶縁基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、固定電極指３８１〜３８８のＹ軸方向での長さを揃えることができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８と絶縁基板２との各接合部の十分な接合強度を得るのに必要な面積を確保しつつ、固定電極指３８１〜３８８の小型化を図ることができる。そのため、機能素子１の耐衝撃性を優れたものとしつつ、機能素子１の小型化を図ることができる。

同様に、固定電極部３９は、前述した可動電極部３７の複数の可動電極指３７１〜３７５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３９１〜３９８を備える。このような複数の固定電極指３９１〜３９８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３９１〜３９８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。

この固定電極指３９１、３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、３９７、３９８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３９１、３９２は、対をなし、前述した可動電極指３７１、３７２の間に、固定電極指３９３、３９４は、対をなし、可動電極指３７２、３７３の間に、固定電極指３９５、３９６は、対をなし、可動電極指３７３、３７４の間に、固定電極指３９７、３９８は、対をなし、可動電極指３７４、３７５の間に臨むように設けられている。

ここで、固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７は、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３９１〜３９８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。

このような第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７とは、前述した固定電極部３８と同様、絶縁基板２上で互いに分離している。これにより、第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量、および、第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。

本実施形態では、複数の固定電極指３９１〜３９８は、前述した固定電極部３８と同様、絶縁基板２上で互いに分離している。これにより、各固定電極指３９１〜３９８と絶縁基板２との各接合部の面積を十分なものとしつつ、固定電極指３９１〜３９８の小型化を図ることができる。そのため、機能素子１の耐衝撃性を優れたものとしつつ、機能素子１の小型化を図ることができる。

このような素子片３（すなわち、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５）は、後述する１つの基板１０３をエッチングすることより形成されたものである。
これにより、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の厚さを厚くすることができる。また、これらの厚さを簡単かつ高精度に揃えることができる。このようなことから、機能素子１の高感度化を図ることができるとともに、機能素子１の耐衝撃性を向上させることができる。

また、素子片３の構成材料としては、前述したような静電容量の変化に基づく物理量の検出が可能であれば、特に限定されないが、半導体が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いるのが好ましい。
すなわち、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されているのが好ましい。

シリコンはエッチングにより高精度に加工することができる。そのため、素子片３をシリコンを主材料として構成することにより、素子片３の寸法精度を優れたものとし、その結果、物理量センサー素子である機能素子１の高感度化を図ることができる。また、シリコンは疲労が少ないため、機能素子１の耐久性を向上させることもできる。
また、素子片３を構成するシリコン材料には、リン、ボロン等の不純物がドープされているのが好ましい。これにより、素子片３の導電性を優れたものとすることができる。

また、素子片３は、前述したように、絶縁基板２の上面に固定部３１、３２および固定電極部３８、３９が接合されることにより、絶縁基板２に支持されている。本実施形態では、後述する絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とが接合されている。
このような素子片３（具体的には、前述した固定部３１、３２および各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）と絶縁基板２との接合方法は、特に限定されないが、陽極接合法を用いるのが好ましい。これにより、固定部３１、３２および固定電極部３８、３９（各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）を絶縁基板２に強固に接合することができる。そのため、機能素子１の耐衝撃性を向上させることができる。また、固定部３１、３２および固定電極部３８、３９（各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）を絶縁基板２の所望の位置に高精度に接合することができる。そのため、物理量センサー素子である機能素子１の高感度化を図ることができる。この場合、前述したようにシリコンを主材料として素子片３を構成し、かつ、アルカリ金属イオンを含むガラス材料で絶縁基板２を構成する。

（導体パターン）
導体パターン４は、前述した絶縁基板２の上面（固定電極部３８、３９側の面）上に設けられている。
この導体パターン４は、配線４１、４２、４３と、電極４４、４５、４６とで構成されている。
配線４１は、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側に設けられ、空洞部２１の外周に沿うように形成されている。そして、配線４１の一端部は、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４４に接続されている。

このような配線４１は、前述した素子片３の第１固定電極指である各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８および各固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８に電気的に接続されている。ここで、配線４１は、各第１固定電極指に電気的に接続された第１配線である。
また、配線４２は、前述した配線４１の内側、かつ、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして、配線４２の一端部は、前述した電極４４に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４５に接続されている。

配線４３は、絶縁基板２上の固定部３１との接合部から、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上に延びるように設けられている。そして、配線４３の固定部３１とは反対側の端部は、前述した電極４４、４５に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４６に接続されている。

このような配線４１〜４３の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ_３Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｓｂ含有ＳｎＯ_２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物（透明電極材料）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

中でも、配線４１〜４３の構成材料としては、透明電極材料（特にＩＴＯ）を用いるのが好ましい。配線４１、４２がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、絶縁基板２が透明基板である場合、絶縁基板２の固定電極部３８、３９側の面上に存在する異物等を絶縁基板２の固定電極部３８、３９とは反対の面側から容易に視認することができる。そのため、高感度な物理量センサー素子として機能素子１をより確実に提供することができる。

また、電極４４〜４６の構成材料としては、それぞれ、前述した配線４１〜４３と同様、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。本実施形態では、電極４４〜４６の構成材料として、後述する突起４７１、４７２、４８１、４８２の構成材料と同じものが用いられている。
このような配線４１、４２（第１配線および第２配線）が絶縁基板２の上面に設けられていることにより、配線４１を介して第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量および第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定するとともに、配線４２を介して第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量および第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。

本実施形態では、電極４４および電極４６を用いることにより、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量および第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。また、電極４５および電極４６を用いることにより、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量および第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
また、このような配線４１、４２は、絶縁基板２の上面上（すなわち固定電極部３８、３９側の面上）に設けられているので、固定電極部３８、３９に対する電気的接続およびその位置決めが容易である。そのため、機能素子１の信頼性（特に、耐衝撃性および検出精度）を向上させることができる。

また、配線４１および電極４４は、前述した絶縁基板２の凹部（第１凹部）２２内に設けられ、配線４２および電極４５は、前述した絶縁基板２の凹部（第２凹部）２３内に設けられ、配線４３および電極４６は、前述した絶縁基板２の凹部（第３凹部）２４内に設けられている。これにより、配線４１〜４３が絶縁基板２の板面から突出するのを防止することができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続および固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。同様に、固定部３１と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。ここで、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｔ＜ｄなる関係を満たす。

特に、第１配線である配線４１上には、導電性を有する第１突起である複数の突起４８１および複数の突起４８２が設けられている。複数の突起４８１は、複数の第１固定電極指である固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８に対応して設けられ複数の突起４８２は、複数の第１固定電極指である固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８に対応して設けられている。

そして、複数の突起４８１を介して固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と配線４１とが電気的に接続されるとともに、複数の突起４８２を介して固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１とが電気的に接続されている。
これにより、配線４１と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続を行うことができる。

同様に、第２配線である配線４２上には、導電性を有する第２突起である複数の突起４７１および複数の突起４７２が設けられている。複数の突起４７１は、複数の第２固定電極指である固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７に対応して設けられ、複数の突起４７２は、複数の第２固定電極指である固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７に対応して設けられている。

そして、複数の突起４７１を介して固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と配線４２とが電気的に接続されるとともに、複数の突起４７２を介して固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２とが電気的に接続されている。
これにより、配線４２と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。

このような突起４７１、４７２、４８１、４８２の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属単体またはこれらを含む合金等の金属が好適に用いられる。このような金属を用いて突起４７１、４７２、４８１、４８２を構成することにより、配線４１、４２と固定電極部３８、３９との間の接点抵抗を小さくすることができる。

また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとし、突起４７１、４７２、４８１、４８２の高さをそれぞれｈとしたとき、d≒ｔ＋ｈなる関係を満たす。
また、図４、６に示すように、配線４１〜４３上には、絶縁膜６が設けられている。そして、前述した各突起４７１、４７２、４８１、４８２、５０上の絶縁膜６は形成せずに突起の表面が露出している。この絶縁膜６は、導体パターン４と素子片３との不本意な電気的接続（短絡）を防止する機能を有する。これにより、配線４１、４２と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、各第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続および各第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。また、配線４３と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。

本実施形態では、絶縁膜６は、後述する突起４７１、４７２、４８１、４８２、５０および電極４４〜４６の形成領域を除いて、絶縁基板２の上面の略全域に亘って形成されている。なお、絶縁膜６の形成領域は、配線４１〜４３を覆うことができれば、これに限定されず、例えば、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位や蓋部材５との接合部位を除くような形状をなしていてもよい。

また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｄ＞ｔなる関係を満たす。これにより、例えば、図４に示すように、固定電極指３９１と配線４１上の絶縁膜６との間には、隙間２２１が形成されている。図示しないが、この隙間２２１と同様の隙間が他の各固定電極指と配線４１、４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。このような隙間は、後述する機能素子１の製造において、基板１０２と基板１０３との間にも同様に形成され、陽極接合時に生じるガスを排出することができる。

また、図６に示すように、蓋部材５と配線４３上の絶縁膜６との間には、隙間２２２が形成されている。図示しないが、この隙間２２２と同様の隙間が蓋部材５と配線４１、４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。これらの隙間は、蓋部材５内を減圧したり、不活性ガスを充填したりするのを用いることができる。なお、これらの隙間は、蓋部材５と絶縁基板２とを接着剤により接合する際に、接着剤により塞いでもよい。

このような絶縁膜６の構成材料としては、特に限定されず、絶縁性を有する各種材料を用いることができるが、絶縁基板２がガラス材料（特に、アルカリ金属イオンが添加されたガラス材料）で構成されている場合、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）を用いるのが好ましい。これにより、前述したような不本意な電気的接続を防止するとともに、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。

また、絶縁膜６の厚さ（平均厚さ）は、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの範囲で絶縁膜６を形成すると、前述したような不本意な電気的接続を防止することができる。また、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。

（蓋部材）
蓋部材５は、前述した素子片３を保護する機能を有する。
この蓋部材５は、板状をなし、その一方の面（下面）に凹部５１が設けられている。この凹部５１は、素子片３の可動部３３および可動電極部３６、３７等の変位を許容するように形成されている。

そして、蓋部材５の下面の凹部５１よりも外側の部分は、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。本実施形態では、前述した絶縁膜６を介して絶縁基板２と蓋部材５とが接合されている。
蓋部材５と絶縁基板２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合法、直接接合法等を用いることができる。
また、蓋部材５の構成材料としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料等を好適に用いることができる。

（機能素子の製造方法）
次に、本発明の機能素子の製造方法を説明する。なお、以下では、前述した機能素子１を製造する場合の一例を説明する。
図７および図８は、それぞれ、図１に示す機能素子の製造方法を説明するための図、図９は、図７（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。なお、図７および図８は、それぞれ、図１中のＡ−Ａ線断面に対応する断面を示している。
なお、以下では、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンで構成されている場合を例に説明する。

［１］
まず、図７（ａ）に示すように、第１基板である基板１０２を用意する。
この基板１０２は、後述する工程を経て絶縁基板２となるものである。
また、基板１０２は、アルカリ金属を含むガラス材料で構成されている。
［２］
次に、図７（ｂ）に示すように、基板１０２の上面をエッチングすることにより、空洞部２１と凹部２２、２３を形成する。このとき、図７（ｂ）では図示しないが、上記エッチングにより凹部２４も同時に形成する。これにより、空洞部２１と凹部２２〜２４が形成された基板１０２Ａを得る。

このような空洞部２１と凹部２２〜２４の形成方法（エッチング方法）としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。

また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数繰り返し、空洞部２１と凹部２２〜２４を順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に、除去される。このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。
なお、マスクとして、例えば、グレースケールマスクを用いることにより、空洞部２１と凹部２２〜２４（深さの異なる複数の凹部）を一括形成してもよい。

［３］
次に、図７（ｃ）に示すように、基板１０２Ａの上面上に、導体パターン４を形成する。その後、図７（ｃ）では図示しないが、絶縁膜１０６Ａを形成する。
ここで、絶縁膜１０６Ａは、後述する個片化を経て絶縁膜６となるものである。
以下、図９に基づき、導体パターン４および絶縁膜１０６Ａの形成について詳述する。なお、図９では、基板１０２Ａの固定電極指３９１との接合部近傍における導体パターン４および絶縁膜１０６Ａの形成を代表的に図示している。

導体パターン４を形成するに際しては、まず、図９（ａ）に示すように、凹部２２内に配線４１を形成するとともに、凹部２３内に配線４２を形成する。このとき、図９では図示しないが、凹部２４内に配線４３を配線４１、４２と同時に形成する。
配線４１、４２、４３の形成方法（成膜方法）としては、特に限定されないが、例えば、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、薄膜の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における成膜においても、同様の方法を用いることができる。
そして、図９（ｂ）に示すように、配線４２上に複数の突起４７２を形成（成膜）する。このとき、図９（ｂ）では図示しないが、配線４２上に複数の突起４７１および電極４５を突起４７２と同時に形成する。また、配線４１上に複数の突起４８１、複数の突起４８２および電極４４を突起４７２と同時に形成する。また、配線４３上に突起５０および電極４６を突起４７２と同時に形成する。

次に、図９（ｃ）に示すように、配線４１、４２等を覆うように、基板１０２Ａの上面に絶縁膜１０６を形成（成膜）する。
次に、図９（ｄ）に示すように、絶縁膜１０６の各突起４７２に対応する部分を除去する。また、図９（ｄ）では図示しないが、絶縁膜１０６の各突起４７１、突起５０および電極４４〜４６に対応する部分も除去する。これにより、電極４４〜４６を露出させるとともに、各突起４７１、４７２、５０が貫通する絶縁膜１０６Ａが得られる。
以上のようにして、導体パターン４および絶縁膜１０６Ａが得られる。

［４］
次に、図７（ｄ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、第２基板である基板１０３を陽極接合法により接合する。これにより、基板１０３と各突起４７１、４７２、５０とが接続される。
この基板１０３は、後述する薄肉化、パターンニングおよび個片化を経て素子片３となるものである。
また、基板１０３は、シリコン基板である。
また、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さよりも厚くなっている。これにより、基板１０３の取り扱い性を向上させることができる。なお、基板１０３の厚さが素子片３の厚さと同じであってもよい。この場合、後述する薄肉化工程［５］を省略すればよい。

［５］
次に、基板１０３を薄肉化して、図７（ｅ）に示すように、基板１０３Ａを得る。
この薄肉化は、基板１０３Ａの厚さが素子片３の厚さと同じになるように行われる。
また、基板１０３の薄肉化方法は、特に限定されないが、例えば、ＣＭＰ法、ドライポリッシュ法を好適に用いることができる。

［６］
次に、基板１０３Ａをエッチングすることにより、図８（ａ）に示すように、素子片３を得る。
［７］
次に、図８（ｂ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、凹部５１を有する蓋部材１０５を接合する。これにより、基板１０２Ａと蓋部材１０５とが素子片３を収納するようにして接合された接合体１０１が得られる。
この蓋部材１０５は、後述する個片化を経て蓋部材５となるものである。
［８］
次に、接合体１０１を個片化（ダイシング）することにより、図８（ｃ）に示すように、機能素子１が得られる。

以上説明した第１実施形態に係る機能素子１によれば、複数の第１固定電極指（固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８）と複数の第２固定電極指（固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７）とが互いに電気的に絶縁されているため、第１固定電極指と可動電極部３６、３７との間の静電容量、および、第２固定電極指と可動電極部３６、３７との静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。

また、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５を絶縁基板２とは別体の基板から形成（特に一括形成）することができる。そのため、これらの各可動電極指および各固定電極指の厚さを厚くして、機能素子１の高感度化を図ることができる。また、固定部３１、３２、可動部３３および連結部３４、３５の厚さを厚くして、機能素子１の耐衝撃性を優れたものとすることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の機能素子の第２実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る機能素子を示す平面図である。
本実施形態にかかる機能素子は、固定電極部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかる機能素子と同様である。
なお、以下の説明では、第２実施形態の機能素子に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１０では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の機能素子１Ａは、絶縁基板２の上面に、素子片３Ａが接合されている。

素子片３Ａは、固定部３１、３２と、可動部３３と、連結部３４、３５と、可動電極部３６、３７と、固定電極部３８Ａ、３９Ａとで構成されている。
固定電極部３８Ａは、可動電極部３６の複数の可動電極指３６１〜３６５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３８１Ａ〜３８８Ａと、固定電極指３８２Ａ、３８４Ａ、３８６Ａ、３８８Ａと一体的に形成された基部３８９とを備える。

このような複数の固定電極指３８１Ａ〜３８８Ａの可動部３３とは反対側の端部および基部３８９は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３８１Ａ〜３８８Ａは、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。
この固定電極指３８１Ａ、３８２Ａ、３８３Ａ、３８４Ａ、３８５Ａ、３８６Ａ、３８７Ａ、３８８Ａは、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３８１Ａ、３８２Ａは、前述した可動電極指３６１、３６２の間に、固定電極指３８３Ａ、３８４Ａは、可動電極指３６２、３６３の間に、固定電極指３８５Ａ、３８６Ａは、可動電極指３６３、３６４の間に、固定電極指３８７Ａ、３８８Ａは、可動電極指３６４、３６５の間に臨むように設けられている。

ここで、固定電極指３８２Ａ、３８４Ａ、３８６Ａ、３８８Ａは、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３８１Ａ、３８３Ａ、３８５Ａ、３８７Ａは、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３８１Ａ〜３８８Ａは、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。

同様に、固定電極部３９Ａは、前述した可動電極部３７の複数の可動電極指３７１〜３７５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３９１Ａ〜３９８Ａと、固定電極指３９２Ａ、３９４Ａ、３９６Ａ、３９８Ａと一体的に形成された基部３９９とを備える。このような複数の固定電極指３９１Ａ〜３９８Ａの可動部３３とは反対側の端部および基部３９９は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３９１Ａ〜３９８Ａは、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。

この固定電極指３９１Ａ、３９２Ａ、３９３Ａ、３９４Ａ、３９５Ａ、３９６Ａ、３９７Ａ、３９８Ａは、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３９１Ａ、３９２Ａは、前述した可動電極指３７１、３７２の間に、固定電極指３９３Ａ、３９４Ａは、可動電極指３７２、３７３の間に、固定電極指３９５Ａ、３９６Ａは、可動電極指３７３、３７４の間に、固定電極指３９７Ａ、３９８Ａは、可動電極指３７４、３７５の間に臨むように設けられている。

ここで、固定電極指３９２Ａ、３９４Ａ、３９６Ａ、３９８Ａは、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３９１Ａ、３９３Ａ、３９５Ａ、３９７Ａは、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３９１Ａ〜３９８Ａは、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。

このような素子片３Ａでは、第１固定電極指である固定電極指３８２Ａ、３８４Ａ、３８６Ａ、３８８Ａが基部３８９から突出して一体的に形成されている。これにより、固定電極指３８２Ａ、３８４Ａ、３８６Ａ、３８８Ａの間の電気抵抗を小さくすることができる。その結果、機能素子１Ａの検出精度を高めることができる。同様に、第１固定電極指である固定電極指３９２Ａ、３９４Ａ、３９６Ａ、３９８Ａが基部３９９から突出して一体的に形成されている。これにより、固定電極指３９２Ａ、３９４Ａ、３９６Ａ、３９８Ａの間の電気抵抗を小さくすることができる。その結果、機能素子１Ａの検出精度を高めることができる。
以上説明したような第２実施形態に係る機能素子１Ａによっても、前述した第１実施形態に係る機能素子１と同様、高感度化を図るとともに、耐衝撃性を優れたものとすることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の機能素子の第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る機能素子を示す平面図、図１２は、図１１に示す機能素子の部分拡大断面図である。
本実施形態にかかる機能素子は、固定電極部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかる機能素子と同様である。

なお、以下の説明では、第３実施形態の機能素子に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１、１２では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の機能素子１Ｂは、絶縁基板２の上面に、素子片３Ｂが接合されている。
素子片３Ｂは、固定部３１、３２と、可動部３３と、連結部３４、３５と、可動電極部３６、３７と、固定電極部３８Ｂ、３９Ｂとで構成されている。

固定電極部３８Ｂは、可動電極部３６の複数の可動電極指３６１〜３６５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３８１Ｂ〜３８８Ｂを備える。
このような複数の固定電極指３８１Ｂ〜３８８Ｂの可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３８１Ｂ〜３８８Ｂは、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。

この固定電極指３８１Ｂ、３８２Ｂ、３８３Ｂ、３８４Ｂ、３８５Ｂ、３８６Ｂ、３８７Ｂ、３８８Ｂは、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３８１Ｂ、３８２Ｂは、前述した可動電極指３６１、３６２の間に、固定電極指３８３Ｂ、３８４Ｂは、可動電極指３６２、３６３の間に、固定電極指３８５Ｂ、３８６Ｂは、可動電極指３６３、３６４の間に、固定電極指３８７Ｂ、３８８Ｂは、可動電極指３６４、３６５の間に臨むように設けられている。

ここで、固定電極指３８２Ｂ、３８４Ｂ、３８６Ｂ、３８８Ｂは、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３８１Ｂ、３８３Ｂ、３８５Ｂ、３８７Ｂは、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３８１Ｂ〜３８８Ｂは、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。

特に、第１固定電極指である各固定電極指３８２Ｂ、３８４Ｂ、３８６Ｂ、３８８Ｂには、その厚さ方向に貫通する第１導体部である導体部７３が設けられている。この導体部７３を介して各固定電極指３８２Ｂ、３８４Ｂ、３８６Ｂ、３８８Ｂが配線４１に電気的に接続されている。また、第２固定電極指である各固定電極指３８１Ｂ、３８３Ｂ、３８５Ｂ、３８７Ｂには、その厚さ方向に貫通する第２導体部である導体部７１が設けられている。この導体部７１を介して各固定電極指３８１Ｂ、３８３Ｂ、３８５Ｂ、３８７Ｂが配線４２に電気的に接続されている。

同様に、固定電極部３９Ｂは、前述した可動電極部３７の複数の可動電極指３７１〜３７５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３９１Ｂ〜３９８Ｂを備える。このような複数の固定電極指３９１Ｂ〜３９８Ｂの可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３９１Ｂ〜３９８Ｂは、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。

この固定電極指３９１Ｂ、３９２Ｂ、３９３Ｂ、３９４Ｂ、３９５Ｂ、３９６Ｂ、３９７Ｂ、３９８Ｂは、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３９１Ｂ、３９２Ｂは、前述した可動電極指３７１、３７２の間に、固定電極指３９３Ｂ、３９４Ｂは、可動電極指３７２、３７３の間に、固定電極指３９５Ｂ、３９６Ｂは、可動電極指３７３、３７４の間に、固定電極指３９７Ｂ、３９８Ｂは、可動電極指３７４、３７５の間に臨むように設けられている。

ここで、固定電極指３９２Ｂ、３９４Ｂ、３９６Ｂ、３９８Ｂは、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３９１Ｂ、３９３Ｂ、３９５Ｂ、３９７Ｂは、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３９１Ｂ〜３９８Ｂは、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。

特に、第１固定電極指である各固定電極指３９２Ｂ、３９４Ｂ、３９６Ｂ、３９８Ｂには、その厚さ方向に貫通する第１導体部である導体部７４が設けられている。この導体部７４を介して各固定電極指３９２Ｂ、３９４Ｂ、３９６Ｂ、３９８Ｂが配線４１に電気的に接続されている。また、第２固定電極指である各固定電極指３９１Ｂ、３９３Ｂ、３９５Ｂ、３９７Ｂには、その厚さ方向に貫通する第２導体部である導体部７２が設けられている。この導体部７２を介して各固定電極指３９１Ｂ、３９３Ｂ、３９５Ｂ、３９７Ｂが配線４２に電気的に接続されている。
ここで、導体部７１〜７４について具体的に説明する。なお、導体部７１〜７４は、互いに同様の構成であるので、固定電極指３９１Ｂに設けられた導体部７１を代表して説明する。

図１２に示すように、固定電極指３９１Ｂには、その厚さ方向に貫通する貫通孔３９１１が形成されている。この貫通孔３９１１は、配線４２上の突起４７２に対応した位置に形成されており、貫通孔３９１１の内周面上および突起４７２上に導体部７１が形成されている。
このような導体部７１〜７４を設けることにより、第１固定電極指である各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と第１配線である配線４１との電気的接続、および、第２固定電極指である各固定電極指３８１、３８３、３８５、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と第２配線である配線４２との電気的接続をそれぞれより確実なものとすることができる。

このような導体部７１〜７４は、前述した成膜方法を用いることにより形成することができる。
以上説明したような第３実施形態に係る機能素子１Ｂによっても、前述した第１実施形態に係る機能素子１と同様、高感度化を図るとともに、耐衝撃性を優れたものとすることができる。

（物理量センサー）
次に、図１３に基づいて、本発明の機能素子を用いた物理量センサーを説明する。
図１３は、本発明の物理量センサーの一例を示す模式図である。
図１３に示す物理量センサー２００は、前述した機能素子１と、機能素子１に電気的に接続された電子部品２０１とを有する。

電子部品２０１は、例えば集積回路素子（ＩＣ）であり、機能素子１を駆動する機能を有する。この電子部品２０１に角速度検出回路や加速度検出回路を形成することにより物理量センサー２００をジャイロセンサーや加速度センサーとして構成することができる。
なお、図１３では、物理量センサー２００が１つの機能素子１を有する場合を図示しているが、物理量センサー２００が複数の機能素子１を有していてもよい。また、物理量センサー２００は、機能素子１と、機能素子１とは異なる構成の機能素子とを有していてもよい。
このような物理量センサー２００は、感度および耐衝撃性の優れた機能素子１を備えるので、優れた信頼性を有する。

（電子機器）
次に、本発明の電子機器を説明する。
図１４は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、機能素子１が内蔵されている。

図１５は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、機能素子１が内蔵されている。

図１６は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。

このようなディジタルスチルカメラ１３００には、機能素子１が内蔵されている。
このような電子機器は、高感および耐衝撃性に優れた機能素子１を備えるので、優れた信頼性を有する。
なお、本発明の電子機器は、図１４のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１５の携帯電話機、図１６のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。

以上、本発明の機能素子、機能素子の製造方法、物理量センサーおよび電子機器について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、固定電極部は、櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指の少なくとも１つの固定電極指がその他の固定電極指に対して絶縁基板上で分離していれば、前述した実施形態に限定されない。

また、固定電極部の複数の固定電極指と、これに噛み合うように設けられた可動電極部の複数の可動電極指との本数、配置および大きさ等の形態は、前述した実施形態に限定されない。
また、可動部をＹ軸方向に変位させるように構成してもよいし、可動部をＸ軸に平行な軸線まわりに回動させるように構成してもよい。この場合、可動電極指と固定電極指との対向面積の変化による静電容量変化に基づいて物理量を検出すればよい。
また、上述の実施例では、機能素子１を物理量センサー素子として用いる場合について説明したが、物理量センサー素子に限らず、例えば固定電極指と可動電極指に異なる電圧を加えてクーロン力により可動電極指を駆動させることにより固有周波数を発振する共振子として本発明の機能素子を用いても良い。

１‥‥機能素子 １Ａ‥‥機能素子 １Ｂ‥‥機能素子 ２‥‥絶縁基板 ３‥‥素子片 ３Ａ‥‥素子片 ３Ｂ‥‥素子片 ４‥‥導体パターン ５‥‥蓋部材 ６‥‥絶縁膜 ２１‥‥空洞部 ２２‥‥凹部 ２３‥‥凹部 ２４‥‥凹部 ３１‥‥固定部 ３２‥‥固定部 ３３‥‥可動部 ３４‥‥連結部 ３５‥‥連結部 ３６‥‥可動電極部 ３７‥‥可動電極部 ３８‥‥固定電極部 ３８Ａ‥‥固定電極部 ３８Ｂ‥‥固定電極部 ３９‥‥固定電極部 ３９Ａ‥‥固定電極部 ３９Ｂ‥‥固定電極部 ４１‥‥配線 ４２‥‥配線 ４３‥‥配線 ４４‥‥電極 ４５‥‥電極 ４６‥‥電極 ５０‥‥突起 ５１‥‥凹部 ７１‥‥導体部 ７２‥‥導体部 ７３‥‥導体部 ７４‥‥導体部 １０１‥‥接合体 １０２‥‥基板 １０２Ａ‥‥基板 １０３‥‥基板 １０３Ａ‥‥基板 １０５‥‥蓋部材 １０６‥‥絶縁膜 １０６Ａ‥‥絶縁膜 ２００‥‥物理量センサー ２０１‥‥電子部品 ２２１‥‥隙間 ２２２‥‥隙間 ３４１、３４２‥‥梁 ３５１、３５２‥‥梁 ３６１〜３６５‥‥可動電極指 ３７１〜３７５‥‥可動電極指 ３８１〜３８８‥‥固定電極指 ３９１〜３９８‥‥固定電極指 ３８１Ａ〜３８８Ａ‥‥固定電極指 ３９１Ａ〜３９８Ａ‥‥固定電極指 ３８１Ｂ〜３８８Ｂ‥‥固定電極指 ３９１Ｂ〜３９８Ｂ‥‥固定電極指 ３８９、３９９‥‥基部 ４７１‥‥突起 ４７２‥‥突起 ４８１‥‥突起 ４８２‥‥突起 １１００‥‥パーソナルコンピューター １１０２‥‥キーボード １１０４‥‥本体部 １１０６‥‥表示ユニット １２００‥‥携帯電話機 １２０２‥‥操作ボタン １２０４‥‥受話口 １２０６‥‥送話口 １３００‥‥ディジタルスチルカメラ １３０２‥‥ケース １３０４‥‥受光ユニット １３０６‥‥シャッタボタン １３０８‥‥メモリ １３１２‥‥ビデオ信号出力端子 １３１４‥‥入出力端子 １４３０‥‥テレビモニタ １４４０‥‥パーソナルコンピューター ３９１１‥‥貫通孔

Claims (13)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に設けられた固定電極と、を含み、
   前記絶縁基板には、凹部が設けられ、
   前記凹部内には、前記固定電極に電気的に接続された配線が設けられ、
   前記配線の厚さをｔとし、前記凹部の深さをｄとしたときに、ｄ＞ｔなる関係を満たし、
   前記固定電極は、金属を含んでいる突起を介して前記配線に接続され、
   前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことを特徴とする機能素子。
2. 前記固定電極に対向して配置された可動電極を含み、
   前記固定電極は、前記可動電極の一方の側に配置された第１固定電極と、他方の側に配置された第２固定電極と、を含み、
   前記第１固定電極と前記第２固定電極とは、互いに離間して配置され、
   前記配線は、前記第１固定電極に電気的に接続された第１配線および前記第２固定電極に電気的に接続された第２配線の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の機能素子。
3. 前記絶縁基板には固定部が設けられ、
   前記可動電極は、連結部を介して前記固定部に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の機能素子。
4. 前記固定電極は、導電性を有する突起を介して前記配線に接続されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の機能素子。
5. 前記配線は、絶縁膜が設けられた部分を備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の機能素子。
6. 前記固定電極には、厚さ方向に貫通した導体部が設けられ、
   前記導体部は、前記配線に接続されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の機能素子。
7. 前記配線は、光透過性の電極材料で構成されたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の機能素子。
8. 前記絶縁基板はアルカリ金属イオンを含む材料で構成され、
   前記固定電極は半導体で構成され、
   前記固定電極は、前記絶縁基板に対して陽極接合法により接合されたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の機能素子。
9. 前記固定電極は、単一の部材で構成されたことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の機能素子。
10. 前記固定電極は複数設けられ、
    複数の前記固定電極同士は、一体に設けられたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の機能素子。
11. 第１基板に凹部を形成する工程と、
    前記凹部内に配線を形成する工程と、
    前記配線上に金属を含んでいる突起を形成する工程と、
    前記第１基板の前記凹部側の面に第２基板を載置する工程と、
    前記第２基板をエッチングすることにより、前記第１基板上に設けられた固定電極を形成する工程と、
    を含み、
    前記配線の厚さをｔとし、前記凹部の深さをｄとしたときに、ｄ＞ｔなる関係を満たし、
    前記固定電極は、前記突起を介して前記配線に電気的に接続され、
    前記配線の厚さと前記突起の高さとの合計が前記凹部の深さに等しいことを特徴とする機能素子の製造方法。
12. 請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の機能素子を備えたことを特徴とする物理量センサー。
13. 請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の機能素子を備えたことを特徴とする電子機器。

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