JPH07225243A - 加速度センサ及びその製造方法、当該加速度センサによる加速度検出方法、並びに加速度センサアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３次元型の加速度センサを提供する。 【構成】 角枠状のフレーム１の開口部分２中央に重り
部３を配設し、４本のビーム４により重り部３をフレー
ム１に支持させ、重り部３が揺動自在に変位できるよう
重り部３の周辺部に空間５を形成する。重り部３全体に
不純物を導入して、重り部３の側面やその上面及び下面
に可動電極６を形成する。フレーム１の内側面には可動
電極６と対向させて固定電極７を形成する。フレーム１
上面にカバー８ｂを接合し、カバー８ｂの内面には重り
部３上面の可動電極６と微小なギャップ１０ｂを隔てて
固定電極１１ｂを対向させる。フレーム１下面に窪み９
を形成したカバー８ａを接合し、窪み９の内面に重り部
３下面の可動電極６と対向させて固定電極１１ａを形成
し、加速度センサＡを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加速度センサ及びその製
造方法、当該加速度センサによる加速度検出方法、並び
に加速度センサアレイに関する。具体的にいうと、多軸
型の加速度センサ及びその製造方法に関する。また、当
該加速度センサによる加速度検出方法及び当該加速度セ
ンサを使った加速度センサアレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多軸型加速度センサとして、特開
平４−２７８４６４号公報に開示されたものがある。こ
の加速度センサは、同一平面、例えばＸ−Ｙ平面上の第
１象現、第２象現、第３象現、第４象現のそれぞれに固
定電極が設けられており、Ｚ軸方向の弾性を有する軸棒
状をした一本の支持棒によって重り部が揺動自在に支持
され、平面と平行な重り部底面にＸ−Ｙ平面上の４つの
固定電極と対向させて共通する１つの可動電極が設けら
れている。したがって、４つの固定電極と１つの可動電
極との間にはそれぞれコンデンサが形成されている。し
かして、加速度センサに加速度が加わり重り部が変位又
は振動すると、第１、第２、第３、第４の各象現の固定
電極と対向する可動電極との距離又は面積が変化し、そ
れぞれ４つのコンデンサの静電容量の大きさが変化す
る。したがって、この静電容量の変化をそれぞれ検知す
ることにより加速度センサに加わったＸ軸方向及びＹ軸
方向の加速度の大きさを知ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの加速
度センサにあっては、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の加速度し
か検出できず、Ｚ軸方向の加速度を同時に検出すること
はできなかった。

【０００４】また、重り部は支持棒によりその一点を支
持されているため、加えられた加速度により支持棒を中
心とした回転モーメントが重り部に働き、重り部はＸ軸
方向又は／及びＹ軸方向のみならずねじり方向つまりＺ
軸の回りに回転する。このため、加速度が加わり重り部
がＺ軸方向へ回転した場合には、４つの固定電極と可動
電極との間の静電容量はそれぞれ同じ大きさの静電容量
が変化し、Ｘ軸又はＹ軸方向の加速度検出精度に影響を
与える。

【０００５】また、サーボ構造の加速度センサを構成し
た場合には、同一平面に形成された４つの固定電極と１
つの可動電極とでは変位した重り部を元の位置に戻すこ
とは困難で、重り部の変位をフィードバック制御しする
ための構成（つまり、サーボ構造）が複雑なものとなっ
ていた。

【０００６】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、Ｚ軸回りの
回転を少なくして、感度のよい３次元加速度センサを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサ
は、六面体をした重り部を、弾性を有するビームによっ
て支持部に支持させて、前記重り部の３軸方向にそれぞ
れ少なくとも１つの前記重り部側面に設けた可動電極を
配置し、前記各可動電極と対向して固定電極を設けたこ
とを特徴としている。

【０００８】また、前記重り部を少なくとも２本の前記
ビームにより両持ち状に支持部に支持させることが好ま
しく、さらに、４本の前記ビームにより前記重り部端面
の４つの辺を支持させることが望ましい。また、前記ビ
ーム形状を非直線形状とすることが好ましい。

【０００９】前記重り部はシリコンの｛１１１｝面から
なる４つの側面とシリコンの｛１００｝面からなる上面
及び下面とから構成することができ、前記複数個の可動
電極を共通電極若しくは共通接地電極とすることとして
もよい。

【００１０】さらに、少なくとも一つの前記固定電極
を、前記支持部に不純物を導入して形成したり、前記支
持部に形成した金属薄膜をパターニングして形成するこ
ととしてもよい。

【００１１】本発明の加速度センサによる加速度検出方
式は、上記の加速度センサを用いた加速度検出方式であ
って、前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量の
変化を検知することを特徴としている。

【００１２】本発明の加速度センサによる別な加速度検
出方式は、前記重り部を挟んで、２つの組の前記可動電
極と固定電極とを配置した上記加速度センサを用いた加
速度検出方式であって、前記重り部を挟んだ２つの組の
前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量の変化の
差を検知することを特徴としている。また、いずれか一
方の組の前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量
の変化を検知し、加速度によって生じる前記検知信号の
変化を打ち消すように残る一方の組の前記可動電極及び
前記固定電極の間に静電力を発生させ、当該両電極へ入
力するフィードバック信号から加速度を検出するように
してもよい。

【００１３】本発明の第１の加速度センサの製造方法
は、上記加速度センサを製造するための方法であって、
シリコンウエハにトレンチエッチングする工程とシリコ
ンウエハを研磨する工程とにより、前記ビーム及び前記
重り部を形成することを特徴としている。

【００１４】本発明の第２の加速度センサの製造方法
は、上記加速度センサを製造するための方法であって、
シリコンウエハに形成された多孔質シリコン層を熱酸化
処理し、熱酸化処理されたシリコン層をエッチングする
工程により、前記ビーム及び前記重り部を形成すること
を特徴としている。

【００１５】また、本発明の加速度センサアレイは、上
記加速度センサを多数２次元的に配置したことを特徴と
している。

【作用】本発明の加速度センサにあっては、弾性を有す
るビームにより支持された六面体の重り部の３軸方向
に、それぞれ少なくとも１つの重り部側面に設けた可動
電極を配置し、可動電極に対向してそれぞれ固定電極を
設けているので、加えられた加速度によって３軸方向例
えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に設けられた可動電極が
それぞれ変位若しくは振動する。したがって、それぞれ
の可動電極と固定電極の間の静電容量の変化を検出すれ
ば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向それぞれの加速度若しくは
加速度の変動を同時に測定することができる。さらに、
重り部を挟んで２つの組の可動電極と固定電極との組を
設けた加速度センサにあっては、その２つの組の静電容
量の大きさの差を比較すれば感度を上げることができ、
あるいは加速度によって生じたいずれか１つの組の静電
容量の変化を打ち消すように残る組の電極間に静電力を
発生させ、この電極間に入力するフィードバック信号か
ら加速度を検出することもできる。

【００１６】また、例えば重り部を少なくとも２本のビ
ームによって両持ち状に支持すれば、ビーム中心軸以外
の軸を中心とする回転を少なくすることができる。さら
に、４本のビームによって重り部端面の４つの辺をそれ
ぞれ支持すれば、重り部の軸回転を抑えることができ
る。このため、回転方向の可動電極の変位が少なくな
り、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の加速度をそれぞれ精度よ
く測定することができる。

【００１７】また、ビーム形状を非直線形状としている
ので、ビームの軸方向への伸縮が容易となり、重り部
（可動電極）はよりスムーズにビームの軸方向へ変位で
きる。このため、より感度よく加速度を測定することが
できる。

【００１８】さらに、重り部をシリコンの｛１１１｝面
からなる４つの側面とシリコンの｛１００｝面からなる
上面及び下面とから構成すれば、シリコンウエハを異方
性エッチングすることにより、簡単に重り部を形成する
ことができる。

【００１９】また、複数個の可動電極を共通電極若しく
は共通接地電極とすれば、可動電極を一個で済ませるこ
とができ、その構造及び製造工程を簡単にすることがで
きる。

【００２０】本発明の加速度センサの製造方法によれ
ば、上記加速度センサの重り部やビームなどの主要な構
造体を簡単に製造することができる。

【００２１】また、本発明の加速度センサアレイによれ
ば、加速度センサアレイに加わった加速度分布や振動分
布を正確に測定することができる。

【００２２】

【実施例】図１（ａ）（ｂ）に本発明の一実施例である
加速度センサＡを示す。図１（ａ）は加速度センサＡの
概略断面図、図１（ｂ）は加速度センサＡのフレーム１
を示す概略平面図である。加速度センサＡは、角枠状を
したフレーム１の開口部分２のほぼ中央に重り部３が配
設されており、重り部３はＸ軸方向やＹ軸方向に揺動自
在に変位できるようその周辺部には空間５が形成され、
伸縮可能な弾性を有するビーム４により重り部３の下端
部４辺がフレーム１に支持されている。重り部３やフレ
ーム１及びビーム４はシリコンウエハより一体として作
成されており、重り部３はシリコンウエハの導電性によ
って、重り部３全体つまり重り部３の４つの側面や下面
及び上面はそれぞれ可動電極６として機能している。ま
た、フレーム１の４つの内周面には可動電極６と微小な
ギャップを隔てて、それぞれ可動電極６と対向して４つ
の固定電極７が設けられている。この４つの固定電極７
は可動電極６と絶縁性を保つようにしてフレーム１に不
純物が導入され形成されている。また、フレーム１の内
周面にＡｌなどを蒸着させた金属薄膜をパターニングし
て固定電極７を作成してもよい。

【００２３】フレーム１の下面には例えばガラスからな
るカバー８ａが重ねられ、その周辺部はフレーム１に接
着剤や陽極接合法等により接合されている。カバー８ａ
には窪み９が形成され、窪み９の内面には重り部３下面
の可動電極６と微小なギャップ１０ａを隔てて固定電極
１１ａが対向して設けられている。また、フレーム１の
上面にも例えばガラスからなるカバー８ｂが重ねられ、
その周辺部をフレーム１に接合されている。カバー８ｂ
の内面にも重り部３上面の可動電極６と微小なギャップ
１０ｂを隔てて固定電極１１ｂが対向して設けられてい
る。

【００２４】しかして−Ｘ軸方向（−Ｙ軸方向）に加速
度が加わると、加えられた加速度の大きさに応じて重り
部３は＋Ｘ軸方向（＋Ｙ軸方向）に相対変位して、Ｙ軸
方向（Ｘ軸方向）に配設されたビーム４は＋Ｘ軸方向
（＋Ｙ軸方向）に撓みを生じ、Ｘ軸方向（Ｙ軸方向）に
配設されたビーム４はＸ軸方向（Ｙ軸方向）に伸縮す
る。重り部３が＋Ｘ軸方向（＋Ｙ軸方向）に変位する
と、Ｘ軸方向（Ｙ軸方向）にある重り部３側面の可動電
極６と固定電極７とのギャップが変化し、Ｘ軸方向（Ｙ
軸方向）にある２組の可動電極６と固定電極７とで構成
された２つのコンデンサの静電容量が増減する。また、
Ｙ軸方向（Ｘ軸方向）に設けられた可動電極６と固定電
極７との対向面積が減少し、Ｙ軸方向（Ｘ軸方向）にあ
る２組の可動電極６と固定電極７とで構成された２つの
コンデンサの静電容量が減少する。

【００２５】また、−Ｚ軸方向に加速度が加わると、加
えられた加速度の大きさに応じて重り部３は＋Ｚ軸方向
に変位し、重り部３を支持する４つのビーム４は＋Ｚ軸
方向に撓みを生じる。重り部３が＋Ｚ軸方向へ変位する
と重り部３の上面の可動電極６と固定電極１１ｂとのギ
ャップ１０ｂ及び重り部３下面の可動電極６と固定電極
１１ａとのギャップ１０ａがそれぞれ変化し、Ｚ軸方向
にある可動電極６，６と固定電極１１ｂ，１１ａとで構
成される２つのコンデンサの静電容量が増減する。ま
た、重り部３の側面６の可動電極６と固定電極７との対
向面積が減少し、可動電極６と固定電極７とで構成され
た４つのコンデンサの静電容量はそれぞれ減少する。

【００２６】したがって、これらの６つのコンデンサの
静電容量の変化をそれぞれ検知することにより、加速度
センサＡに加えられた加速度の大きさ及び方向を検出す
ることができる。

【００２７】この加速度センサＡにあっては、重り部３
がその周囲に配設された４つのビーム４により支持され
ているので、加えられた加速度によっても重り部３はＺ
軸を中心として回転せず加速度を正確に測定することが
できる。また、可動電極６を検知回路等の接地側に接続
すれば、可動電極６の電位を安定にすることができるの
で、安定に静電容量を検出でき、より測定誤差を少なく
することができる。さらに、重り部３の両側に設けられ
た２組の可動電極６と固定電極７との間の静電容量の変
化の差を検知することにすれば、測定感度を２倍にする
ことができる。もちろん、重り部３上下面に設けられた
２組の可動電極６，６と固定電極１１ｂ，１１ａとの間
の静電容量の変化の差を検知する場合も同様である。

【００２８】また、この加速度センサＡにあっては、重
り部３側面のいずれか一方の１組の可動電極６及び固定
電極７間の静電容量の変化を打ち消すように、重り部３
反対側の可動電極６及び固定電極７間に静電力を発生さ
せ、当該発生させた静電力の大きさを検知することによ
り加速度の大きさを求めることもできる。また、重り部
３の上面若しくは下面にあるいずれか１組の可動電極６
及び固定電極１１ｂ（１１ａ）間に静電力を発生させる
ことにしてもよい。このように、重り部３を挟むように
して可動電極６を設けているので、簡単にサーボ構造の
加速度センサとすることもできる。

【００２９】図２（ａ）〜（ｋ）に本発明の別な実施例
である加速度センサＢの製造方法を示す。加速度センサ
Ｂは、図２（ｋ）に示すように第１の実施例である加速
度センサＡと同様に、４本のビーム４により支持された
重り部３の側面及び上下面にそれぞれ可動電極６が設け
られており、側面の可動電極６と微小なギャップを隔て
て固定電極７が形成され、上下面の可動電極６，６とそ
れぞれ微小なギャップ１０ｂ，１０ａを隔てて固定電極
１１ｂ，１１ａが形成されている。以下図２（ａ）〜
（ｋ）に従って加速度センサＢの製造方法について詳述
する。

【００３０】まず、フレーム１となるシリコンウエハ２
１のセンサ一個分に固定電極７とフレーム１との絶縁を
図るためにリンなどをドーピングしてｎ領域２２を角枠
状に形成する（図２（ａ））。このｎ領域２２の内部に
ボロンなどを高濃度にドーピングしてｐ⁺領域２３を角
枠状に形成する（図２（ｂ））。次に空間５を形成させ
る領域にｐ⁺領域２３の側面を露出させるようにエッチ
ングしてトレンチ２４を形成する（図２（ｃ））。この
トレンチ２４の内周面からシリコンウエハ２１上面のｎ
領域２２の外周域にかけてＳｉＯ₂の酸化膜２５を形成
する（図２（ｄ））。さらにトレンチ２４内部を埋める
とともに酸化膜２５を覆うようにしてポリシリコン層２
６をシリコンウエハ２１上面に堆積し（図２（ｅ））、
堆積したポリシリコン層２６をパターニングして重り部
３の上面のギャップ１０ｂを形成させる領域にポリシリ
コン層２６を残す（図２（ｆ））。このポリシリコン層
２６が後に犠牲層として空洞化され空間５及びギャップ
１０ｂが形成される。次にポリシリコン層２６を覆うよ
うにしてシリコンウエハ２１上面にＳｉＮのパッシベー
ション膜２７を形成する（図２（ｇ））。さらにパッシ
ベーション膜２７の上面に蒸着形成した金属薄膜２８を
パターニングして固定電極１１ｂを形成し、さらにその
上からＳｉＮのパッシベーション膜２９を形成する（図
２（ｈ））。続いて所定の厚さとなるまでシリコンウエ
ハ２１の下面を研磨する（図２（ｉ））。この研磨量を
調整することによって、ビーム４の厚さを調整して加速
度センサＢの感度の調整を行なうことができる。次い
で、フレーム１下面のカバー８ａとなる基板３１例えば
ガラス基板やシリコン基板に窪み９及び電極引き出し用
凹部１２を設け、空間５及び凹部１２の内面に金属薄膜
３０を蒸着形成して固定電極１１ａ及び固定電極引き出
しパッド１３を形成する。この固定電極１１ａ等を形成
した基板３１をシリコンウエハ２１の下面に接合する
（図２（ｊ））。最後に、パッシベーション膜２７，２
９の適当な箇所にポリシリコン層２６に通じる穴を開口
し、ＫＯＨ水溶液などのアルカリエッチャントによって
ポリシリコン層２６を犠牲層エッチングして、重り部３
や空間５、重り部３上面のギャップ１０ｂ及びビーム４
を形成して、多数の加速度センサＢが２次元的に配置さ
れたシリコンウエハ２１を作成する。最後にこのシリコ
ンウエハ２１を切断して、加速度センサＢを同時に多数
作成することができる（図２（ｋ））。このようにする
ことにより、フレーム１上面のカバー８ａをフレーム１
と一体として作成することができる。

【００３１】また、図３（ａ）〜（ｇ）には別な実施例
である加速度センサＣの製造方法を示す。加速度センサ
Ｃも第２の実施例の加速度センサＢと主要な構造は同じ
であって、フレーム１上下面のカバー８ｂ及びカバー８
ａはフレーム１と一体として形成されている（なお、図
示した加速度センサＣにあってはビーム４が重り部３の
上端に配設されている。）。以下図３（ａ）〜（ｇ）に
従って加速度センサＣの製造方法について述べる。ま
ず、シリコンウエハ４１に、空間５や重り部３、ビーム
４や固定電極７などを形成させる領域にボロンなどを高
濃度にドーピングしてｐ⁺領域４２を形成させる（図３
（ａ））。次に、ｐ⁺領域４２の内周域にリンなどをド
ーピングしてｎ領域４３を形成する。このｎ領域４３は
のちに多孔質化シリコン領域４６へ電圧を印加するため
の電極となる。さらに、ｎ領域４３からｐ⁺領域４２に
かけて重り部３や空間５、重り部３下側のギャップ１０
ｂを形成する領域にリンなどを高濃度にドーピングして
ｎ⁺領域４４を形成させる（図３（ｂ））。次に、重り
部３及びビーム４を形成させる領域にボロンなどを導入
してｐ領域４５を形成させる（図３（ｃ））。次にシリ
コンウエハ４１の上面にｎ領域４３を露出させるように
マスクを施したのち、ＨＦ水溶液中において露出したｎ
領域４３からシリコンウエハ４１に電圧を印加し、ｎ⁺
領域４４を多孔質化して多孔質シリコン領域４６を形成
させる（図３（ｄ））。この多孔質シリコン領域４６を
熱処理して酸化シリコン領域４７を形成し、シリコンウ
エハ４１上面のｐ⁺領域４２の外周域まで酸化シリコン
層４８を形成する（図３（ｅ））。次に酸化シリコン層
４８を覆うようにしてＳｉＮのパッシベーション膜４９
をシリコンウエハ４１上面に形成し、さらにパッシベー
ション膜４９の上面に蒸着形成させた金属薄膜５０をパ
ターニングして固定電極１１ａを形成して、金属薄膜５
０の上に再度ＳｉＮのパッシベーション膜５１を形成す
る（図３（ｆ））。最後にパッシベーション膜４９，５
１の適当な位置に酸化シリコン領域４７及び酸化シリコ
ン層４８に達する穴を開口し、ＨＦ水溶液中で酸化シリ
コン領域４７及び酸化シリコン層４８を犠牲層エッチン
グをして、重り部３や空間５及び重り部３上下面のギャ
ップ１０ａ，１０ｂを形成する。このようにして加速度
センサＣを簡単に作成することができる。

【００３２】図４に示すものはさらに別な実施例である
加速度センサＤを示す断面図である。加速度センサＤの
重り部３は角錐台状に形成されていて、シリコンの｛１
１１｝面からなる４つの側面によって囲まれている。重
り部３全体は導電性を有しており、４つの側面及び上面
や下面はそれぞれ可動電極６として機能する。フレーム
１の上面にはガラス製のカバー８ａが接合されて、カバ
ー８ａに設けられた窪み９の内面には重り部３上面の可
動電極６と微小なギャップ１０ａを隔てて固定電極１１
ａが設けられている。また、フレーム１の下面には角枠
状をしたガラス製の接合部１４を挟んでシリコン製のカ
バー８ｂが接合されている。カバー８ｂには重り部３が
納まるように凹部１５が設けられており、凹部１５の内
側面には重り部３の４つの側面にある４つの可動電極６
と微小なギャップを隔てて固定電極７が設けられてい
る。また、凹部１５の底面には重り部３下面の可動電極
６と微小なギャップ１０ｂを隔てて固定電極１１ｂが設
けられている。

【００３３】この加速度センサＤの製造方法を図５
（ａ）〜（ｈ）に示す。なお、図５においてもセンサ１
個分について示している。まず、フレーム１となる第１
の導電型の｛１００｝面シリコンウエハ（例えばｐ型）
６１を準備し（図５（ａ））、異方性エッチング時のエ
ッチストップ層となる第２の導電層（例えばｎ型）６２
をシリコンウエハ６１の上面に形成する（図５
（ｂ））。次に、電気化学エッチング法（ＥＣＥ法）に
よりシリコンウエハ６１に異方性エッチングを施し、フ
レーム１やビーム４となる薄膜部６３及び角錐台状の重
り部３を形成する（図５（ｃ））。この時｛１００｝面
シリコンウエハ６１に異方性エッチングを施しているの
で、エッチング速度の違いにより｛１１１｝面が表わ
れ、重り部３は｛１１１｝面からなる４つの側面で囲ま
れることになる。

【００３４】また別なシリコンウエハ６４を準備し（図
５（ｄ））、重り部３と反転構造となるようにエッチン
グを施し、重り部３が納まる凹部１５を形成する。（図
５（ｅ））。このシリコンウエハ６４の凹部１５の４つ
の内側面にそれぞれ固定電極７を形成し、底面には一つ
の固定電極１１ｂを形成する（図５（ｆ））。なお、固
定電極７及び固定電極１１ｂはシリコンウエハ６４に不
純物をドーピングして形成することにしてもよい。次に
凹部１５が形成されたシリコンウエハ６４の薄膜部６３
に、接合部１４となる角枠状に形成されたガラス基板６
５を重ね合わせ、さらにガラス基板６５の上に重り部３
が配置されたシリコンウエハ６１を重ね合わせて、それ
ぞれを陽極接合法等により接合する（図５（ｇ））。ま
た、窪み９の内面に固定電極１１ａが形成されたガラス
基板６６をシリコンウエハ６１に接合する（図５
（ｈ））。最後に図５（ｈ）の一点破線で示した位置で
切断することにより、多数の加速度センサＤを同時に作
成することができる。

【００３５】図６には本発明のさらに別な実施例である
加速度センサＥのフレーム１を示す平面図である。重り
部３を支持する４本のビーム４は、それぞれ略矩形パル
ス状に形成されている。このように略矩形パルス状に形
成すれば、抵抗なく重り部３は上下左右方向に揺動自在
に変位することができ、加速度センサＥの感度を向上さ
せることができる。また、これ以外にも様々な形状が考
えられ、例えばビーム４のパルス形状に丸みを持たせて
略正弦波状などの非直線状に形成して、重り部３を揺動
自在に変位させるようにするとよい。

【００３６】図７に示すものは本発明の一実施例である
加速度センサアレイＦを示す概略構成図である。加速度
センサアレイＦは、ガラス基板などの基板７１上に例え
ば第１の実施例である加速度センサＡが多数２次元的に
配列されたものである。したがって、この加速度センサ
アレイＦを用いれば、加速度センサアレイに加わった加
速度や振動の分布を正確に知ることができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の加速度センサにあっては、重り
部の３軸方向例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向それぞれ
の加速度若しくは加速度の変動を同時に測定することが
できる。

【００３８】また、例えば重り部を少なくとも２本のビ
ームによって両持ち状に支持したり、４本のビームによ
って重り部端面の４つの辺を支持すれば、重り部の軸回
りの回転を抑えることができ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向
の加速度をそれぞれ精度よく測定することができる。

【００３９】また、ビーム形状を非直線形状とすれば、
ビームの軸方向への伸縮が容易となり、測定感度を上げ
ることができる。

【００４０】さらに、重り部をシリコンの｛１１１｝面
からなる４つの側面とシリコンの｛１００｝面からなる
上面及び下面とから構成すれば、シリコンウエハを異方
性エッチングすることによって簡単に重り部を形成する
ことができる。

【００４１】また、複数個の可動電極を共通電極若しく
は共通接地電極とすれば、可動電極を一個で済ませるこ
とができ、その構造及び製造工程を簡単にすることがで
きる。

【００４２】本発明の加速度センサの製造方法によれ
ば、上記加速度センサの重り部やビームなどの主要な構
造体を簡単に製造することができる。

【００４３】また、本発明の加速度センサアレイによれ
ば、加速度センサアレイに加わった加速度分布や振動分
布を正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例である加速度センサ
を示す断面図、（ｂ）は加速度センサのフレームを示す
平面図ある。

【図２】（ａ）〜（ｋ）は、同上の別な実施例である加
速度センサの製造方法を示す断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｇ）は、同上のさらに別な実施例で
ある加速度センサの製造方法を示す断面図である。

【図４】本発明のさらに別な実施例である加速度センサ
を示す断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｈ）は、同上のさらに別な実施例で
ある加速度センサの製造方法を示す断面図である。

【図６】本発明のさらに別な実施例である加速度センサ
のフレームを示す平面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施例で
ある加速度センサアレイを示す平面図及び断面図であ
る。

【符号の説明】

３ 重り部 ４ ビーム ６ 可動電極 １４ 接合部 ２１ シリコンウエハ ２４ トレンチ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年７月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 六面体をした重り部を、弾性を有するビ
   ームによって支持部に支持させて、前記重り部の３軸方
   向にそれぞれ少なくとも１つの前記重り部側面に設けた
   可動電極を配置し、前記各可動電極と対向して固定電極
   を設けたことを特徴とする加速度センサ。
2. 【請求項２】 少なくとも２本の前記ビームにより前記
   重り部を両持ち状に支持させたことを特徴とする請求項
   １に記載の加速度センサ。
3. 【請求項３】 ４本の前記ビームによって前記重り部端
   面の４つの辺をそれぞれ支持させたことを特徴とする請
   求項１又は２に記載の加速度センサ。
4. 【請求項４】 前記ビーム形状を非直線形状としたこと
   を特徴とする請求項１、２又は３に記載の加速度セン
   サ。
5. 【請求項５】 前記重り部はシリコンの｛１１１｝面か
   らなる４つの側面とシリコンの｛１００｝面からなる上
   面及び下面とからなることを特徴とする請求項１、２、
   ３又は４に記載の加速度センサ。
6. 【請求項６】 前記複数個の可動電極を共通電極若しく
   は接地共通電極としたことを特徴とする請求項１、２、
   ３、４又は５に記載の加速度センサ。
7. 【請求項７】 少なくとも一つの前記固定電極を前記支
   持部に不純物を導入して形成したことを特徴とする請求
   項１、２、３、４、５又は６に記載の加速度センサ。
8. 【請求項８】 少なくとも一つの前記固定電極を前記支
   持部に形成した金属薄膜をパターニングして形成したこ
   とを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載
   の加速度センサ。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５、６、７又は
   ８に記載の加速度センサを用いた加速度検出方式であっ
   て、 前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量の変化を
   測定することを特徴とする加速度センサによる加速度検
   出方式。
10. 【請求項１０】 前記重り部を挟んで２つの組の前記可
    動電極と固定電極を設けた請求項１、２、３、４、５、
    ６、７又は８に記載の加速度センサを用いた加速度検出
    方式であって、 前記重り部を挟んで設けられた２つの組の前記可動電極
    と前記固定電極との間の静電容量の変化の差を検知する
    ことを特徴とする加速度センサによる加速度検出方式。
11. 【請求項１１】 前記重り部を挟んで２つの組の前記可
    動電極と固定電極を設けた請求項１、２、３、４、５、
    ６、７又は８に記載の加速度センサを用いた加速度検出
    方式であって、 いずれか一つの組の前記可動電極と前記固定電極との間
    の静電容量の変化を検知し、加速度によって生じる前記
    検知信号の変化を打ち消すように、残る組の前記可動電
    極及び前記固定電極の間に静電力を発生させ、当該両電
    極へ入力するフィードバック信号から加速度を検出する
    ようにしたことを特徴とする加速度センサによる加速度
    検出方式。
12. 【請求項１２】 請求項１、２、３、４、５、６、７又
    は８に記載の加速度センサを製造するための方法であっ
    て、 シリコンウエハにトレンチエッチングする工程とシリコ
    ンウエハを研磨する工程とにより、前記ビーム及び前記
    重り部を形成することを特徴とする加速度センサの製造
    方法。
13. 【請求項１３】 請求項１、２、３、４、５、６、７又
    は８に記載の加速度センサを製造するための方法であっ
    て、 シリコンウエハに形成された多孔質シリコン層を熱酸化
    処理し、熱酸化処理されたシリコン層をエッチングする
    工程により、前記ビーム及び前記重り部を形成すること
    を特徴とする加速度センサの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１、２、３、４、５、６、７又
    は８に記載の加速度センサを多数２次元的に配置したこ
    とを特徴とする加速度センサアレイ。