JP6044320B2 - 物理量センサ - Google Patents

Description

本発明は、物理量に応じてセンサ信号を出力するセンシング部およびこのセンシング部と電気的に接続されるパッド部を備える物理量センサに関するものである。

従来より、この種の物理量センサとして、固定電極および可動電極を有するセンシング部および固定電極および可動電極と電気的に接続されるパッド部を備える加速度センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、このような加速度センサは、例えば、支持基板、埋込絶縁膜、半導体層が順に積層されたＳＯＩ基板を用いて構成されている。そして、半導体層には、支持基板に固定されたアンカー部と、アンカー部に梁部を介して接続され、側面に可動電極を有する錘部とを備える可動部が形成されていると共に、可動電極と所定間隔対向して配置される固定電極を有する固定部が形成されている。なお、可動部は、支持基板に対して浮遊状態とされており、加速度に応じて変位可能とされている。

また、アンカー部および固定部の所定領域には、回路チップ等の外部回路とボンディングワイヤを介して電気的に接続されるパッド部が形成されている。そして、梁部とパッド部（アンカー部）との間にはスリットが形成されている。

これによれば、外部温度が変化した際、パッド部とアンカー部との熱膨張係数の差に起因する応力がパッド部からアンカー部に印加されても、スリットにてこの応力が緩和されるため、可動部が変位することを抑制できる。つまり、可動電極が変位することを抑制でき、可動電極と固定電極との距離が変位することを抑制できる。したがって、検出精度が低下すること抑制できる。

特開２００９−２２４４６２号公報

しかしながら、上記特許文献１の加速度センサでは、パッド部からアンカー部に印加される応力の緩和能力を向上させるためにはスリットを大きくしなければならず、緩和能力を向上させるとスリットにてアンカー部と可動部とを繋ぐ半導体層（基板）の部分が細くなる。このため、パッド部とセンシング部（可動電極）とを繋ぐ細くなった部分で信号の伝達が悪くなる可能性があるという問題がある。

なお、上記では、加速度センサを例に挙げて説明したが、圧力センサ等のような他のセンサにおいてもパッド部とセンシング部とを繋ぐ基板の部分で信号の伝達が悪くなることなく、検出精度が低下することを抑制したいという要望がある。

本発明は上記点に鑑みて、パッド部からセンシング部に印加される応力を低減できる物理量センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１および６に記載の発明では、一面を有する基板（３４）と、基板の一面側に形成され、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（３６）と、基板の一面側に形成され、センシング部と電気的に接続されるパッド部（４５）と、を備える物理量センサにおいて、以下の点を特徴としている。

すなわち、請求項１に記載の発明では、基板の一面には、パッド部の熱膨張係数が基板の熱膨張係数より高い場合には熱膨張係数が基板の熱膨張係数より低くされていると共にパッド部の熱膨張係数が基板の熱膨張係数より低い場合には熱膨張係数が基板の熱膨張係数より高くされている緩和部（４６）がパッド部に隣接して配置されており、センシング部は、基板の平面方向における所定方向に変位する可動部（４０）を有し、パッド部および緩和部は、パッド部のうち基板と接触する部分の所定方向の長さをＬ１ｘ、パッド部の熱膨張係数をα１、緩和部のうち基板と接触する部分の所定方向の長さをＬ２ｘ、緩和部の熱膨張係数をα２、基板の熱膨張係数をα３としたとき、Ｌｌｘ×（α１−α３）＝Ｌ２×（α３−α２）が成立する形状とされていることを特徴としている。
また、請求項６に記載の発明では、基板の一面には、パッド部の熱膨張係数が基板の熱膨張係数より高い場合には熱膨張係数が基板の熱膨張係数より低くされていると共にパッド部の熱膨張係数が基板の熱膨張係数より低い場合には熱膨張係数が基板の熱膨張係数より高くされている緩和部（４６）がパッド部に隣接して配置されており、パッド部および緩和部は、一方の基板と接触する部分が円状とされ、他方の基板と接触する部分が一方の基板と接触する部分を囲む円環状とされており、パッド部のうち基板と接触する部分の径方向の長さをＬ１ｒ、パッド部の熱膨張係数をα１、緩和部のうち基板と接触する部分の径方向の長さをＬ２ｒ、緩和部の熱膨張係数をα２、基板の熱膨張係数をα３としたとき、Ｌｌｒ×（α１−α３）＝Ｌ２ｒ×（α３−α２）が成立する形状とされていることを特徴としている。

これによれば、パッド部から基板に応力が印加される場合には、緩和部からこの応力と反対向きの応力が基板に印加されるため、パッド部から基板に印加される応力が緩和される。このため、パッド部からセンシング部に応力が印加されることを抑制できる。

また、緩和部は、基板上に配置されており、基板を部分的に細くする必要もないため、パッド部とセンシング部とを繋ぐ基板の部分で信号の伝達が悪くなることもない。

さらに、パッド部からアンカー部に印加される応力に起因する基板の所定方向における歪みの度合いと、緩和部からアンカー部に印加される応力に起因する基板の所定における歪みの度合いとが等しくなる。このため、パッド部から可動部の変位応力に応力が印加されることをさらに抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲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ものである。

本発明の第１実施形態における物理量センサの断面図である。 図１に示すセンサ部３０の平面図である。 アンカー部４３ａの平面図である。 図３中のIV−IV線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態におけるアンカー部４３ａの平面図である。 図５中のVI−VI線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態におけるアンカー部４３ａの平面図である。 図７中のVIII−VIII線に沿った断面図である。 本発明の第４実施形態におけるアンカー部４３ａの平面図である。 図９中のX−X線に沿った断面図である。 本発明の第５実施形態におけるアンカー部４３ａの平面図である。 図１１中のXII−XII線に沿った断面図である。 本発明の他の実施形態におけるアンカー部４３ａの平面図である。 図１３中のXIV−XIV線に沿った断面図である。

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、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、可動電極および固定電極を有するセンシング部が形成されたセンサ部を備える加速度センサを例に挙げて説明する。

図１に示されるように、加速度センサは、回路チップ１０上に接着剤２０を介してセンサ部３０が搭載されて構成されている。

センサ部３０は、支持基板３１と、支持基板３１上に配置された埋込絶縁膜３２と、埋込絶縁膜３２を挟んで支持基板３１と反対側に配置された半導体層３３とを有するＳＯＩ基板３４を用いて構成され、ＳＯＩ基板３４に周知のマイクロマシン加工が施されている。

なお、本実施形態では、ＳＯＩ基板３４が本発明の基板に相当し、半導体層３３のうち埋込絶縁膜３２と反対側の表面が本発明の基板の一面に相当する。また、支持基板３１および半導体層３３はＳｉにて構成されている。

半導体層３３には、図１および図２に示されるように、溝部３５が形成されることによって可動部４０および固定部５０、６０よりなる櫛歯形状を有する梁構造体が構成されている。そして、この梁構造体によって加速度に応じたセンサ信号を出力するセンシング部３６が形成されている。

また、埋込絶縁膜３２のうち梁構造体４０〜６０の形成領域に対応した部位には、犠牲層エッチング等によって矩形状に除去された開口部３７が形成されている。

可動部４０は、図２に示されるように、開口部３７上を横断するように配置されており、矩形状の錘部４１における長手方向の両端が梁部４２を介してアンカー部４３ａ、４３ｂに一体に連結された構成とされている。アンカー部４３ａ、４３ｂは、埋込絶縁膜３２における開口部３７の開口縁部に固定されて支持基板３１に支持されている。これにより、錘部４１および梁部４２は、開口部３７に臨んだ状態とされている。

ここで、図２中のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各方向について説明する。図２中では、ｘ軸方向は錘部４１の長手方向である。ｙ軸方向はＳＯＩ基板３４の面内においてｘ軸と直交する方向である。ｚ軸方向は、ＳＯＩ基板３４の平面方向と直交する方向である。

梁部４２は、平行な２本の梁がその両端で連結された矩形枠状とされており、２本の梁の長手方向と直交する方向に変位するバネ機能を有している。具体的には、梁部４２は、ｘ軸方向の成分を含む加速度を受けたときに錘部４１をｘ軸方向へ変位させると共に、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。したがって、このような梁部４２を介して支持基板３１に連結された錘部４１（可動部４０）は、加速度の印加に応じて、開口部３７上にて梁部４２の変位方向（ｘ軸方向）へ変位可能とされている。

可動部４０は、ｙ軸方向（錘部４１の長手方向と直交した方向）に、錘部４１の両側面から互いに反対方向へ一体的に突出形成された複数個の可動電極４４を備えている。図２では、可動電極４４は、錘部４１の上側および下側に各々４個ずつ突出して形成されており、開口部３７に臨んだ状態とされている。また、各可動電極４４は、梁部４２および錘部４１と一体的に形成されており、梁部４２が変位することによって錘部４１と共にｘ軸方向に変位可能とされている。

また、アンカー部４３ａの所定領域には、パッド部４５が形成されている。そして、パッド部４５は、図１に示されるように、回路チップ１０に形成されたパッド部１１とボンディングワイヤ７０を介して電気的に接続されている。

固定部５０、６０は、図２に示されるように、埋込絶縁膜３２における開口部３７の開口縁部における対向辺部のうち、アンカー部４３ａ、４３ｂが支持されていないもう１組の対向辺部に支持されている。各固定部５０、６０は、錘部４１を挟んで設けられており、図２中の上側に固定部５０が配置され、図２中の下側に固定部６０が配置されている。そして、各固定部５０、６０は互いに電気的に独立している。

また、各固定部５０、６０は、可動電極４４の側面と所定の検出間隔を有するように平行した状態で対向配置された複数個（図示例では４個ずつ）の固定電極５１、６１と、埋込絶縁膜３２における開口部３７の開口縁部に固定されて支持基板３１に支持された配線部５２、６２とを有している。

そして、各固定電極５１、６１は、可動電極４４における櫛歯の隙間にかみ合うように櫛歯状に複数本配列され、各配線部５２、６２に片持ち状に支持されて開口部３７に臨んだ状態となっている。

また、配線部５２、６２の所定領域には、それぞれパッド部５３、６３が形成されている。そして、パッド部５３、６３は、図１とは別断面において、それぞれ回路チップ１０に形成されたパッドとボンディングワイヤを介して電気的に接続されている。

以上が本実施形態における加速度センサの基本的な構成である。そして、アンカー部４３ａには、図３および図４に示されるように、パッド部４５と共に緩和部４６が形成されている。以下に、本実施形態のパッド部４５と緩和部４６との構成について、図３および図４を参照しつつ具体的に説明する。

パッド部４５は、導電性を有する材料を用いて構成されており、本実施形態では、Ａｌ等のアンカー部４３ａ（半導体層３３）より熱膨張係数の高い材料を用いて構成されている。このため、例えば、外部温度が高温に変化したとき、パッド部４５からアンカー部４３ａには引っ張り応力が印加される。

緩和部４６は、ＳｉＯ_２等のアンカー部４３ａ（半導体層３３）より熱膨張係数の低い材料を用いて構成されている。このため、例えば、外部温度が高温に変化したとき、緩和部４６からアンカー部４３ａには圧縮応力が印加される。言い換えると、緩和部４６は、外部温度が高温に変化したとき、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される引っ張り応力と反対向きの圧縮応力を印加する材料にて構成されている。すなわち、この緩和部４６は、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される引っ張り応力を相殺（緩和）するものである。

そして、緩和部４６は、本実施形態では、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される引っ張り応力のうちｘ軸方向（可動部４０の変位方向）の引っ張り応力がキャンセルされるように、アンカー部４３ａに形成されている。

具体的には、緩和部４６は、本実施形態では、長手方向をｙ軸方向とし、ｘ軸方向の長さが所定長さとされた平面矩形状とされており、ｘ軸方向に所定距離だけ離間された状態で２つ配置されている。

パッド部４５は、２つの緩和部４６の間から露出するアンカー部４３ａと接触（接続）するように直接緩和部４６上に配置されている。そして、アンカー部４３ａと接触する部分のｙ軸方向の長さが緩和部４６と同じとされている。

言い換えると、パッド部４５のうちアンカー部４３ａと接触する部分は、緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分に挟まれている。そして、緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分は、パッド部４５および緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分の中心を通り、ｙ軸方向に延びる基準線に対して対称形状とされている。

さらに、パッド部４５および緩和部４６は、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される引っ張り応力に起因するアンカー部４３ａのｘ軸方向における歪みの度合いと、２つの緩和部４６からアンカー部４３ａに印加される圧縮応力に起因するアンカー部４３ａのｘ軸方向における歪みの度合いとの大きさが等しくなるように、アンカー部４３ａと接触する部分のｘ軸方向における長さが規定されている。

詳しくは、パッド部４５および緩和部４６は、図４に示されるように、
（数１）Ｌ１ｘ×（α１−α３）＝２×Ｌ２´ｘ×（α３−α２）
が成立する形状とされている。

なお、上記数式１において、Ｌ１ｘはパッド部４５におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうちｘ軸方向の長さ、α１はパッド部４５の熱膨張係数である。また、Ｌ２´ｘは緩和部４６におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうちｘ軸方向の長さ（緩和部４６のｘ軸方向の長さ）、α２は緩和部４６の熱膨張係数である。α３はアンカー部４３ａ（Ｓｉ）の熱膨張係数である。また、緩和部４６におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうちｘ軸方向の長さ（緩和部４６のｘ軸方向の長さ）の総和をＬ２ｘとすると、Ｌ２ｘ＝２×Ｌ２´ｘであるため、上記数式１を変形すると、
（数２）Ｌ１ｘ×（α１−α３）＝Ｌ２ｘ×（α３−α２）
とも示せる。

そして、一般的に、α１＝２３ｐｐｍ、α２＝０．５ｐｐｍ、α３＝３ｐｐｍで示される。このため、Ｌ２´ｘ＝４Ｌ１ｘ（Ｌ２ｘ＝８Ｌ１ｘ）とされている。

以上説明したように、本実施形態では、アンカー部４３ａには、パッド部４５と共にアンカー部４３ａより熱膨張係数の低い緩和部４６が形成されている。このため、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される応力（引っ張り応力）が緩和部４６からアンカー部４３ａに印加される応力（圧縮応力）によって緩和され、パッド部４５からセンシング部３６（可動部４０）に応力が印加されることを抑制できる。

また、緩和部４６は、アンカー部４３ａ上に形成するものであり、アンカー部４３ａとセンシング部３６との間の部分を繋ぐ半導体層３３を細くする必要もない。したがって、パッド部４５とセンシング部３６とを繋ぐ半導体層３３の部分で信号の伝達が悪くなることもない。

そして、本実施形態では、パッド部４５とアンカー部４３ａとは、上記数式１（数式２）が成立する形状とされており、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される引っ張り応力に起因するアンカー部４３ａのｘ軸方向における歪みの度合いと、２つの緩和部４６からアンカー部４３ａに印加される圧縮応力に起因するアンカー部４３ａのｘ軸方向における歪みの度合いとの大きさが等しくされている。このため、さらにパッド部４５からセンシング部３６（可動部４０）に応力が印加されることを抑制できる。

さらに、本実施形態では、パッド部４５のうちアンカー部４３ａと接触する部分は、緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分に挟まれている。そして、緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分は、パッド部４５および緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分の中心を通り、ｙ軸方向に延びる基準線に対して対称形状とされている。このため、基準線に対して対称に応力が緩和されることになり、アンカー部４３ａが反ってしまうことを抑制することができる。

なお、配線部５２、６２は、支持基板３１に支持されており、パッド部５３、６３から引っ張り応力が印加されてもｘ軸方向に変位し難い。つまり、パッド部５３、６３から配線部５２、６２に引っ張り応力が印加されても固定電極５１、６１はｘ軸方向に変位し難い。このため、パッド部５３、６３の周囲に緩和部４６は形成されていないが、パッド部５３、６３の周囲に緩和部４６が形成されていてもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して緩和部４６の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図５および図６に示されるように、本実施形態では、緩和部４６は、ｙ軸方向が長手方向となるストライプ状となるように複数配置されており、隣接する間隔が全て等しくされている。そして、パッド部４５は、隣接する緩和部４６の間から露出するアンカー部４３ａと接触するように緩和部４６上に配置されている。

なお、本実施形態では、パッド部４５および緩和部４６は、図６に示されるように、
（数３）４Ｌ１´ｘ×（α１−α３）＝５×Ｌ２´ｘ×（α３−α２）
が成立する形状とされている。

なお、Ｌ１´ｘは、パッド部４５における隣接する緩和部４６の間からアンカー部４３ａと接触する部分のうちｘ軸方向の長さである。また、パッド部４５におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうちｘ軸方向の長さの総和をＬ１ｘとするとＬ１ｘ＝４Ｌ１ｘであり、Ｌ２ｘ＝５Ｌ２´ｘであるため、上記数式３を変形すると上記数式２と同様となる。

これによれば、ｘ軸方向において各緩和部４６からアンカー部４３ａに印加される圧縮応力が小さくなると共に、隣接する緩和部４６の間からアンカー部４３ａと接触するパッド部４５からアンカー部４３ａに印加される引っ張り応力も小さくなる。このため、互いの応力を相殺し易くすることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して緩和部４６の形状を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図７および図８に示されるように、本実施形態では、緩和部４６は平面矩形枠状とされている。パッド部４５は、枠内にて露出するアンカー部４３ａと接触するように緩和部４６上に配置されている。また、緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分は、パッド部４５および緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分の中心を通り、ｘ軸方向に延びる基準線に対して対称形状とされている。

そして、パッド部４５および緩和部４６は、図８に示されるように、
（数４）Ｌ１ｙ×（α１−α３）＝２×Ｌ２´ｙ×（α３−α１）
が成立する形状とされている。

なお、Ｌ１ｙは、パッド部４５におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうちｙ軸方向の長さ、Ｌ２´ｙは緩和部４６におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうちｙ軸方向の長さ（緩和部４６のｙ軸方向の長さ）である。また、緩和部４６におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうちｙ軸方向の長さの総和をＬ１ｙとするとＬ２ｙ＝２×Ｌ２´ｙであるため、上記数式４を変形すると
（数５）Ｌ１ｙ×（α１−α３）＝Ｌ２ｙ×（α３−α２）
となる。

これによれば、ｙ軸方向においても、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される引っ張り応力と、緩和部４６からアンカー部４３ａに印加される圧縮応力とを相殺しつつ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対して緩和部４６の形状を変更したものであり、その他に関しては第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図９および図１０に示されるように、本実施形態では、緩和部４６は平面円環状とされている。そして、パッド部４５は、円環内にて露出するアンカー部４３ａと接触するように緩和部４６上に配置されている。

また、パッド部４５および緩和部４６は、図１０に示されるように、
（数６）Ｌ１ｒ×（α１−α３）＝２×Ｌ２´ｒ×（α３−α１）
が成立する形状とされている。

なお、Ｌ１ｒはパッド部４５におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうち径方向の長さ、Ｌ２´ｒは緩和部４６におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうち径方向の長さである。また、緩和部４６におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうち径方向の長さの総和をＬ２ｒとするとＬ２ｒ＝２×Ｌ２´ｒであるため、上記数式６を変形すると
（数７）Ｌ１ｒ×（α１−α３）＝Ｌ２ｒ×（α３−α１）
となる。

これによれば、アンカー部４３ａの平面方向における全方向において、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される引っ張り応力と、緩和部４６からアンカー部４３ａに印加される圧縮応力とを相殺しつつ、上記第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第４実施形態に対してパッド部４５および緩和部４６の配置方法を変更したものであり、その他に関しては第４実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図１１および図１２に示されるように、本実施形態では、パッド部４５のうちアンカー部４３ａと接触する部分が円環状とされている。そして、緩和部４６は、パッド部４５のうちアンカー部４３ａと接触する部分の内側に配置されている。言い換えると、緩和部４６は平面円状とされており、パッド部４５はアンカー部４３ａと接触する部分が円環状となるように緩和部４６を覆うように配置されている。

また、パッド部４５および緩和部４６は、図１２に示されるように、
（数８）２×Ｌ１´ｒ×（α１−α３）＝Ｌ２ｒ×（α３−α１）
が成立する形状とされている。

なお、Ｌ１´ｒはパッド部４５におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうち径方向の長さである。また、パッド部４５におけるアンカー部４３ａと接触する部分のうち径方向の長さの総和をＬ１ｒとするとＬ１ｒ＝２×Ｌ１´ｒであるため、上記数式８を変形すると上記数式７となる。

このように、パッド部４５のうちアンカー部４３ａと接触する部分の内側に緩和部４６が配置されていても、上記第４実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記各実施形態では、パッド部４５と緩和部４６とは、アンカー部４３ａの表面において接触している例を説明したが、図１３および図１４に示されるように、パッド部４５と緩和部４６とが僅かに離間して形成されていてもよい。言い換えると、パッド部４５と緩和部４６との間からアンカー部４３ａが露出していてもよく、パッド部４５は緩和部４６と直接接触していなくてもよい。すなわち、本発明の隣接とは、図１３および図１４に示されるような、パッド部４５と緩和部４６との間に若干の隙間が存在するものも含むものである。

そして、上記第１実施形態において、緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分は、パッド部４５および緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分の中心を通り、ｙ軸方向に延びる基準線に対して対称形状とされていなくてもよい。例えば、緩和部４６は１つのみで形成されていてもよい。この場合、緩和部４６が上記数式２を満たすように形成されていれば、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される応力と緩和部４６からアンカー部４３ａに印加される応力とをほぼ相殺することができる。また、第２〜第５実施形態においても同様である。そして、上記第３実施形態では、緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分は、パッド部４５および緩和部４６のうちアンカー部４３ａと接触する部分の中心を通り、ｘ軸方向に延びる基準線に対して対称形状とされていなくてもよい。

さらに、上記第１実施形態において、パッド部４５および緩和部４６は、上記数式１（数式２）が成立する形状とされていなくても、緩和部４６が形成されていることにより、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される応力を緩和することができる。また、上記第２〜第５実施形態においても、同様である。

また、上記各実施形態では、加速度センサを例に挙げて説明したが、例えば、次のようなセンサに本発明を適用することができる。つまり、本発明は、角速度を検出するセンシング部３６が形成されたセンサ部３０を備える角速度センサや、圧力を検出するセンシング部３６が形成されたセンサ部３０を備える圧力センサに適用することもできる。

そして、上記各実施形態では、パッド部４５をアンカー部４３ａ（半導体層３３）より熱膨張係数の高い材料を用いて構成し、緩和部４６をアンカー部４３ａ（半導体層３３）より熱膨張係数の低い材料を用いて構成したが、次のようにしてもよい。すなわち、パッド部４５をアンカー部４３ａ（半導体層３３）より熱膨張係数の低い材料を用いて構成し、緩和部４６をアンカー部４３ａ（半導体層３３）より熱膨張係数の高い材料を用いて構成してもよい。このようなにパッド部４５および緩和部４６を構成しても、パッド部４５からアンカー部４３ａに印加される応力と緩和部４６からアンカー部４３ａに印加される応力とが相殺されるため、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

３０ センサ部
３４ ＳＯＩ基板（基板）
３６ センシング部
４５ パッド部
４６ 緩和部

Claims (7)

1. 一面を有する基板（３４）と、
   前記基板の一面側に形成され、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（３６）と、
   前記基板の一面側に形成され、前記センシング部と電気的に接続されるパッド部（４５）と、を備える物理量センサにおいて、
   前記基板の一面には、前記パッド部の熱膨張係数が前記基板の熱膨張係数より高い場合には熱膨張係数が前記基板の熱膨張係数より低くされていると共に前記パッド部の熱膨張係数が前記基板の熱膨張係数より低い場合には熱膨張係数が前記基板の熱膨張係数より高くされている緩和部（４６）が前記パッド部に隣接して配置されており、
   前記センシング部は、前記基板の平面方向における所定方向に変位する可動部（４０）を有し、
   前記パッド部および前記緩和部は、前記パッド部のうち前記基板と接触する部分の前記所定方向の長さをＬ１ｘ、前記パッド部の熱膨張係数をα１、前記緩和部のうち前記基板と接触する部分の前記所定方向の長さをＬ２ｘ、前記緩和部の熱膨張係数をα２、前記基板の熱膨張係数をα３としたとき、Ｌｌｘ×（α１−α３）＝Ｌ２×（α３−α２）が成立する形状とされていることを特徴とする物理量センサ。
2. 前記パッド部および前記緩和部は、前記所定方向において、前記パッド部および前記緩和部のうち一方の前記基板と接触する部分が他方の前記基板と接触する部分に挟まれており、
   前記パッド部および前記緩和部のうち前記基板と接触する部分の中心を通り、前記所定方向と垂直方向に延びる基準線に対して前記他方の基板と接触する部分が対称形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサ。
3. 前記パッド部および前記緩和部は、前記基板と接触する部分が前記所定方向において交互となる状態で配置されていることを特徴とする請求項２に記載の物理量センサ。
4. 前記パッド部および前記緩和部は、前記基板の平面方向における前記所定方向と垂直方向において、前記パッド部および前記緩和部のうち一方の前記基板と接触する部分が他方の前記基板と接触する部分に挟まれており、
   前記パッド部および前記緩和部のうち前記基板と接触する部分の中心を通り、前記所定方向に延びる基準線に対して前記他方の基板と接触する部分が対称形状とされていることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサ。
5. 前記パッド部および前記緩和部は、前記パッド部のうち前記基板と接触する部分の前記垂直方向の長さをＬ１ｙ、前記緩和部のうち前記基板と接触する部分の前記垂直方向の長さをＬ２ｙとしたとき、Ｌ１ｙ×（α１−α３）＝Ｌ２ｙ×（α３−α２）が成立する形状とされていることを特徴とする請求項４に記載の物理量センサ。
6. 一面を有する基板（３４）と、
   前記基板の一面側に形成され、物理量に応じたセンサ信号を出力するセンシング部（３６）と、
   前記基板の一面側に形成され、前記センシング部と電気的に接続されるパッド部（４５）と、を備える物理量センサにおいて、
   前記基板の一面には、前記パッド部の熱膨張係数が前記基板の熱膨張係数より高い場合には熱膨張係数が前記基板の熱膨張係数より低くされていると共に前記パッド部の熱膨張係数が前記基板の熱膨張係数より低い場合には熱膨張係数が前記基板の熱膨張係数より高くされている緩和部（４６）が前記パッド部に隣接して配置されており、
   前記パッド部および前記緩和部は、一方の前記基板と接触する部分が円状とされ、他方の前記基板と接触する部分が前記一方の前記基板と接触する部分を囲む円環状とされており、前記パッド部のうち前記基板と接触する部分の径方向の長さをＬ１ｒ、前記パッド部の熱膨張係数をα１、前記緩和部のうち前記基板と接触する部分の径方向の長さをＬ２ｒ、前記緩和部の熱膨張係数をα２、前記基板の熱膨張係数をα３としたとき、Ｌｌｒ×（α１−α３）＝Ｌ２ｒ×（α３−α２）が成立する形状とされていることを特徴とする物理量センサ。
7. 前記パッド部と前記緩和部とは、直接接触していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の物理量センサ。

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