JPH08271545A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
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- JPH08271545A JPH08271545A JP6936295A JP6936295A JPH08271545A JP H08271545 A JPH08271545 A JP H08271545A JP 6936295 A JP6936295 A JP 6936295A JP 6936295 A JP6936295 A JP 6936295A JP H08271545 A JPH08271545 A JP H08271545A
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- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】過大な加速度が印加された場合のカンチレバー
の破壊を防止する。 【構成】基部において撓み自在に支持されたカンチレバ
ー５を半導体基板を加工して形成し、このカンチレバー
５に圧電体から成る重り部７を形成する。加速度によっ
て変化するカンチレバー５を備えたセンサ部１の出力は
検出部２に入力され、検出部２において加速度が検出さ
れる。検出した加速度が所定値以上であると帰還部３よ
り検出部２の出力をセンサ部１に帰還する。帰還された
出力は重り部７に与えられ、その出力によって重り部７
をカンチレバー５の撓み方向と逆方向に撓ませる。すな
わち、カンチレバー５に過大な加速度が印加された場合
に、圧電体から成る重り部７に電圧を印加して逆方向に
撓ませることでカンチレバー５の撓みによる応力を緩和
し、カンチレバー５の破壊を防止している。
の破壊を防止する。 【構成】基部において撓み自在に支持されたカンチレバ
ー５を半導体基板を加工して形成し、このカンチレバー
５に圧電体から成る重り部７を形成する。加速度によっ
て変化するカンチレバー５を備えたセンサ部１の出力は
検出部２に入力され、検出部２において加速度が検出さ
れる。検出した加速度が所定値以上であると帰還部３よ
り検出部２の出力をセンサ部１に帰還する。帰還された
出力は重り部７に与えられ、その出力によって重り部７
をカンチレバー５の撓み方向と逆方向に撓ませる。すな
わち、カンチレバー５に過大な加速度が印加された場合
に、圧電体から成る重り部７に電圧を印加して逆方向に
撓ませることでカンチレバー５の撓みによる応力を緩和
し、カンチレバー５の破壊を防止している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板を加工して
形成される半導体加速度センサに関するものである。
形成される半導体加速度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体基板を加工して形成され
る半導体加速度センサには大きく別けて静電容量式とひ
ずみゲージ式とがある。静電容量式の半導体加速度セン
サは、シリコン基板の表裏両面に酸化シリコン基板を接
合した３層構造を有し、シリコン基板と各酸化シリコン
基板との間に所定の距離を有するギャップが形成され、
さらに、シリコン基板上に重りを具備するカンチレバー
がその基部において撓み自在に支持されて形成されてい
る。カンチレバーに加速度が印加されるとその印加加速
度の大きさに応じてカンチレバーが撓み、カンチレバー
と酸化シリコン基板との間のギャップが変化するから、
このギャップの変化を各基板間の静電容量の変化として
検出し、印加された加速度を検出するようにしている。
る半導体加速度センサには大きく別けて静電容量式とひ
ずみゲージ式とがある。静電容量式の半導体加速度セン
サは、シリコン基板の表裏両面に酸化シリコン基板を接
合した３層構造を有し、シリコン基板と各酸化シリコン
基板との間に所定の距離を有するギャップが形成され、
さらに、シリコン基板上に重りを具備するカンチレバー
がその基部において撓み自在に支持されて形成されてい
る。カンチレバーに加速度が印加されるとその印加加速
度の大きさに応じてカンチレバーが撓み、カンチレバー
と酸化シリコン基板との間のギャップが変化するから、
このギャップの変化を各基板間の静電容量の変化として
検出し、印加された加速度を検出するようにしている。
【０００３】ここで、上記静電容量式の場合には、各酸
化シリコン基板とシリコン基板とは陽極接合により接合
される。この接合工程においては、基板表面に蓄積され
る電荷により各基板間に静電気力が生じ、シリコン基板
に形成されたカンチレバーが対向する酸化シリコン基板
に吸着されてしまい、上記静電容量の変化で印加加速度
を検出するのが不可能になってしまう。また、上記３層
構造の場合には各基板を接合した後に各チップにダイシ
ングしてセンサを製造するのが一般的であるが、このと
き切粉や水分が各基板間のギャップに流入し、ギャップ
において各基板が短絡したり、静電容量が変化してしま
う。このように、静電容量式の半導体加速度センサは製
造上の様々な問題を有しており、効率的な量産方法が現
時点では確立されておらず、このため、製造コストが高
くなってしまうという不具合があるので、通常は、次に
説明するひずみゲージ式の半導体加速度センサが広く用
いられている。
化シリコン基板とシリコン基板とは陽極接合により接合
される。この接合工程においては、基板表面に蓄積され
る電荷により各基板間に静電気力が生じ、シリコン基板
に形成されたカンチレバーが対向する酸化シリコン基板
に吸着されてしまい、上記静電容量の変化で印加加速度
を検出するのが不可能になってしまう。また、上記３層
構造の場合には各基板を接合した後に各チップにダイシ
ングしてセンサを製造するのが一般的であるが、このと
き切粉や水分が各基板間のギャップに流入し、ギャップ
において各基板が短絡したり、静電容量が変化してしま
う。このように、静電容量式の半導体加速度センサは製
造上の様々な問題を有しており、効率的な量産方法が現
時点では確立されておらず、このため、製造コストが高
くなってしまうという不具合があるので、通常は、次に
説明するひずみゲージ式の半導体加速度センサが広く用
いられている。
【０００４】ひずみゲージ式の半導体加速度センサは、
シリコンウェハ上に半導体微細加工技術を用いて厚みの
小さい領域を形成してカンチレバーとし、さらに、この
カンチレバーの基部にピエゾ抵抗体を形成することによ
り、加速度が印加されたときのカンチレバーの撓みによ
って基部に形成されたピエゾ抵抗体の抵抗値を変化さ
せ、その変化量によって加速度を検出するようにしてい
る。ピエゾ抵抗体としては、一般的にシリコンピエゾ抵
抗体が用いられる。この抵抗体はシリコンウェハ上に拡
散抵抗領域を形成したり、あるいはイオン注入により抵
抗領域を設けることで形成される。また、加速度を検出
するために、通常は４つのピエゾ抵抗体でブリッジ回路
を構成している。
シリコンウェハ上に半導体微細加工技術を用いて厚みの
小さい領域を形成してカンチレバーとし、さらに、この
カンチレバーの基部にピエゾ抵抗体を形成することによ
り、加速度が印加されたときのカンチレバーの撓みによ
って基部に形成されたピエゾ抵抗体の抵抗値を変化さ
せ、その変化量によって加速度を検出するようにしてい
る。ピエゾ抵抗体としては、一般的にシリコンピエゾ抵
抗体が用いられる。この抵抗体はシリコンウェハ上に拡
散抵抗領域を形成したり、あるいはイオン注入により抵
抗領域を設けることで形成される。また、加速度を検出
するために、通常は４つのピエゾ抵抗体でブリッジ回路
を構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ひずみ
ゲージ式の場合にも、印加加速度に対するカンチレバー
の撓み量を増大させる目的でカンチレバーに重りを形成
するのが一般的である。しかしながら、シリコンウェハ
の密度が約２．３ｇ／ｃｍ3 程度と極めて小さいため、
上記重りをある程度大きくする必要がある。このため、
過大な加速度が印加された場合に、カンチレバーが必要
以上に大きく撓み、薄肉のカンチレバーの基部に大きな
力がかかって破壊してしまう可能性があるという問題が
あった。
ゲージ式の場合にも、印加加速度に対するカンチレバー
の撓み量を増大させる目的でカンチレバーに重りを形成
するのが一般的である。しかしながら、シリコンウェハ
の密度が約２．３ｇ／ｃｍ3 程度と極めて小さいため、
上記重りをある程度大きくする必要がある。このため、
過大な加速度が印加された場合に、カンチレバーが必要
以上に大きく撓み、薄肉のカンチレバーの基部に大きな
力がかかって破壊してしまう可能性があるという問題が
あった。
【０００６】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、過大な加速度が印加された場合のカンチレバ
ーの破壊を防止した半導体加速度センサを提供しようと
するものである。
のであり、過大な加速度が印加された場合のカンチレバ
ーの破壊を防止した半導体加速度センサを提供しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、少なくとも基部において撓み自
在に支持されたカンチレバー及びカンチレバーの撓みに
よるひずみに応じて電気的抵抗値が変化する抵抗体を半
導体基板を加工して一体に形成して成るセンサ部と、抵
抗体の抵抗値変化に基づいてカンチレバーに印加された
加速度を検出する検出部とを備えた半導体加速度センサ
において、検出部で検出された加速度が所定値を越えた
ときに印加加速度による撓みを打ち消す方向にカンチレ
バーを撓ませてカンチレバーの撓みを緩和する緩和手段
を備えたことを特徴とする。
目的を達成するために、少なくとも基部において撓み自
在に支持されたカンチレバー及びカンチレバーの撓みに
よるひずみに応じて電気的抵抗値が変化する抵抗体を半
導体基板を加工して一体に形成して成るセンサ部と、抵
抗体の抵抗値変化に基づいてカンチレバーに印加された
加速度を検出する検出部とを備えた半導体加速度センサ
において、検出部で検出された加速度が所定値を越えた
ときに印加加速度による撓みを打ち消す方向にカンチレ
バーを撓ませてカンチレバーの撓みを緩和する緩和手段
を備えたことを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、極めて高いゲージ率を有する圧電体にて撓み自在に
カンチレバーに形成された重り部と、検出部で検出され
た加速度が所定値を越えたときに所定の出力を検出部か
ら重り部である圧電体に帰還する帰還部とから成り、帰
還される出力にて重り部を印加加速度に対するカンチレ
バーの撓み方向と逆方向に撓ませる上記緩和手段を備え
たことを特徴とする。
て、極めて高いゲージ率を有する圧電体にて撓み自在に
カンチレバーに形成された重り部と、検出部で検出され
た加速度が所定値を越えたときに所定の出力を検出部か
ら重り部である圧電体に帰還する帰還部とから成り、帰
還される出力にて重り部を印加加速度に対するカンチレ
バーの撓み方向と逆方向に撓ませる上記緩和手段を備え
たことを特徴とする。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、検出部で検出された加速度
が所定値を越えたときに印加加速度による撓みを打ち消
す方向にカンチレバーを撓ませてカンチレバーの撓みを
緩和する緩和手段を備えたから、必要以上に大きな加速
度がカンチレバーに印加された場合でも、緩和手段によ
ってカンチレバーの撓みが緩和されるので、カンチレバ
ーの基部にかかる力を抑制してカンチレバーの破壊を防
止できる。
が所定値を越えたときに印加加速度による撓みを打ち消
す方向にカンチレバーを撓ませてカンチレバーの撓みを
緩和する緩和手段を備えたから、必要以上に大きな加速
度がカンチレバーに印加された場合でも、緩和手段によ
ってカンチレバーの撓みが緩和されるので、カンチレバ
ーの基部にかかる力を抑制してカンチレバーの破壊を防
止できる。
【００１０】なお、請求項２の発明のように、極めて高
いゲージ率を有する圧電体にて撓み自在にカンチレバー
に形成された重り部と、検出部で検出された加速度が所
定値を越えたときに所定の出力を検出部から重り部であ
る圧電体に帰還する帰還部とで上記緩和手段を構成し、
帰還される出力にて重り部を印加加速度に対するカンチ
レバーの撓み方向と逆方向に撓ませるようにすれば、検
出感度を上げるためにカンチレバーに形成される重り部
を上記緩和手段に兼用して構成を簡素化することができ
る。
いゲージ率を有する圧電体にて撓み自在にカンチレバー
に形成された重り部と、検出部で検出された加速度が所
定値を越えたときに所定の出力を検出部から重り部であ
る圧電体に帰還する帰還部とで上記緩和手段を構成し、
帰還される出力にて重り部を印加加速度に対するカンチ
レバーの撓み方向と逆方向に撓ませるようにすれば、検
出感度を上げるためにカンチレバーに形成される重り部
を上記緩和手段に兼用して構成を簡素化することができ
る。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。本実施例の半導体加速度センサは、後述するセン
サ部１と、センサ部１に印加される加速度を検出する検
出部２と、検出部２で検出された加速度が所定値を越え
たときに所定の出力（電流あるいは電圧）をセンサ部１
に帰還する帰還部３とを備えたひずみゲージ式の半導体
加速度センサであり、その検出出力は表示素子などを用
いて検出した加速度を表示する表示部４に与えられるよ
うになっている。
ある。本実施例の半導体加速度センサは、後述するセン
サ部１と、センサ部１に印加される加速度を検出する検
出部２と、検出部２で検出された加速度が所定値を越え
たときに所定の出力（電流あるいは電圧）をセンサ部１
に帰還する帰還部３とを備えたひずみゲージ式の半導体
加速度センサであり、その検出出力は表示素子などを用
いて検出した加速度を表示する表示部４に与えられるよ
うになっている。
【００１２】図２（ａ）及び（ｂ）はセンサ部１の要部
を示す側面図及び正面図である。センサ部１は、少なく
とも基部において撓み自在に支持されたカンチレバー５
と、カンチレバー５の撓みにより生じるひずみに応じて
電気的抵抗値が変化するピエゾ抵抗体６とを半導体基板
を加工して一体に形成し、カンチレバー５の自由端側に
極めて高いゲージ率を有する圧電体から成る重り部７を
形成して成るものである。カンチレバー５はピエゾ抵抗
体６が形成された基部が図示しない支持部によって支持
され、カンチレバー５に外部から加速度が印加されるこ
とによって重り部７が形成された自由端側が揺動し、そ
れによって基部に形成されたピエゾ抵抗体６にひずみが
生じるのである。このとき、カンチレバー５に形成され
た圧電体から成る重り部７にも同様にひずみが生じる。
なお、圧電体から成る重り部７とピエゾ抵抗体６とはク
ロム（Ｃｒ）配線８によって各々検出部２と帰還部３と
に電気的に接続してある。ピエゾ抵抗体６はブリッジ回
路を構成しており、ひずみによるピエゾ抵抗体６の抵抗
値変化をブリッジ回路から取り出して検出部２にて加速
度が検出できる。
を示す側面図及び正面図である。センサ部１は、少なく
とも基部において撓み自在に支持されたカンチレバー５
と、カンチレバー５の撓みにより生じるひずみに応じて
電気的抵抗値が変化するピエゾ抵抗体６とを半導体基板
を加工して一体に形成し、カンチレバー５の自由端側に
極めて高いゲージ率を有する圧電体から成る重り部７を
形成して成るものである。カンチレバー５はピエゾ抵抗
体６が形成された基部が図示しない支持部によって支持
され、カンチレバー５に外部から加速度が印加されるこ
とによって重り部７が形成された自由端側が揺動し、そ
れによって基部に形成されたピエゾ抵抗体６にひずみが
生じるのである。このとき、カンチレバー５に形成され
た圧電体から成る重り部７にも同様にひずみが生じる。
なお、圧電体から成る重り部７とピエゾ抵抗体６とはク
ロム（Ｃｒ）配線８によって各々検出部２と帰還部３と
に電気的に接続してある。ピエゾ抵抗体６はブリッジ回
路を構成しており、ひずみによるピエゾ抵抗体６の抵抗
値変化をブリッジ回路から取り出して検出部２にて加速
度が検出できる。
【００１３】ここで、印加加速度によってカンチレバー
５及び重り部７に作用する応力Ｆは、以下の式で表され
る。 Ｆ＝｛ＥｋＶｋ＋Ｅ0 （１−Ｖｋ）｝ε なお、Ｅｋはカンチレバー５の形成材料のヤング率、Ｅ
0 は重り部７を形成する圧電体のヤング率、Ｖｋはカン
チレバー５の形成材料の重り部７に対する体積率、εは
カンチレバー５に生じたひずみである。このカンチレバ
ー５に連続的に加速度を印加していくと、 Ｆｃ＝〔｛ＥｋＶｋ＋Ｅ0 （１−Ｖｋ）｝Ｇｃ〕1/2 の応力Ｆｃが作用したときにカンチレバー５が破壊され
てしまう。ここで、Ｇｃはカンチレバー５の形成材料の
靱性（単位面積当たりの割れを成長させるのに必要なエ
ネルギ）である。したがって、上記式で示される応力
Ｆｃ以上の応力がカンチレバー５に作用した場合にはカ
ンチレバー５が破壊してしまうことになる。
５及び重り部７に作用する応力Ｆは、以下の式で表され
る。 Ｆ＝｛ＥｋＶｋ＋Ｅ0 （１−Ｖｋ）｝ε なお、Ｅｋはカンチレバー５の形成材料のヤング率、Ｅ
0 は重り部７を形成する圧電体のヤング率、Ｖｋはカン
チレバー５の形成材料の重り部７に対する体積率、εは
カンチレバー５に生じたひずみである。このカンチレバ
ー５に連続的に加速度を印加していくと、 Ｆｃ＝〔｛ＥｋＶｋ＋Ｅ0 （１−Ｖｋ）｝Ｇｃ〕1/2 の応力Ｆｃが作用したときにカンチレバー５が破壊され
てしまう。ここで、Ｇｃはカンチレバー５の形成材料の
靱性（単位面積当たりの割れを成長させるのに必要なエ
ネルギ）である。したがって、上記式で示される応力
Ｆｃ以上の応力がカンチレバー５に作用した場合にはカ
ンチレバー５が破壊してしまうことになる。
【００１４】そこで、本発明は上記のような過大な応力
がカンチレバー５に作用するのを防止するため、検出部
２で検出された加速度が所定値を越えたときに印加加速
度による撓みを打ち消す方向にカンチレバー５を撓ませ
てカンチレバー５の撓みを緩和するようにしたのであ
り、この緩和手段として、カンチレバー５に形成した圧
電体から成る重り部７と、重り部７に検出部２の出力の
少なくとも一部を帰還する帰還部３とを備え、重り部７
を形成する圧電体を帰還部３の帰還出力にてカンチレバ
ー５の撓み方向と逆方向に撓ませることで、カンチレバ
ー５に生じる応力を抑制しているのである。
がカンチレバー５に作用するのを防止するため、検出部
２で検出された加速度が所定値を越えたときに印加加速
度による撓みを打ち消す方向にカンチレバー５を撓ませ
てカンチレバー５の撓みを緩和するようにしたのであ
り、この緩和手段として、カンチレバー５に形成した圧
電体から成る重り部７と、重り部７に検出部２の出力の
少なくとも一部を帰還する帰還部３とを備え、重り部７
を形成する圧電体を帰還部３の帰還出力にてカンチレバ
ー５の撓み方向と逆方向に撓ませることで、カンチレバ
ー５に生じる応力を抑制しているのである。
【００１５】本実施例では、カンチレバー５が破壊する
直前の応力Ｆ＝Ｆｃ／１０程度で帰還部３より重り部７
に出力が帰還されるようになっている。つまり、圧電体
から成る重り部７に生じる逆向きの力を考慮すると、カ
ンチレバー５に作用する応力Ｆは、 Ｆ＝｛ＥｋＶｋ＋Ｅ0 （１−Ｖｋ）｝ε−ｄＥ で表される。ここで、ｄは重り部７を形成する圧電体の
圧電定数、Ｅは電場の大きさである。上記式に示すよ
うに、重り部７をカンチレバー５と逆方向に撓ませるこ
とによってカンチレバー５に作用する応力を緩和し、カ
ンチレバー５の破壊を防止できる。カンチレバー５が破
壊する臨界応力Ｆｃは、カンチレバー５が酸化膜から形
成されている場合、カンチレバー５の外形寸法を幅１０
０μｍ×長さ４００μｍとすれば、Ｆｃ＝１００００ｇ
／ｍｍ2 程度である。したがって、圧電定数が１０Ｃ／
ｍ2 の圧電体で重り部７を形成することで重り部７のゲ
ージ率を極めて高くしており、重り部７に約１０Ｖの電
圧を帰還すれば印加加速度によるカンチレバー５の応力
を緩和できることになる。
直前の応力Ｆ＝Ｆｃ／１０程度で帰還部３より重り部７
に出力が帰還されるようになっている。つまり、圧電体
から成る重り部７に生じる逆向きの力を考慮すると、カ
ンチレバー５に作用する応力Ｆは、 Ｆ＝｛ＥｋＶｋ＋Ｅ0 （１−Ｖｋ）｝ε−ｄＥ で表される。ここで、ｄは重り部７を形成する圧電体の
圧電定数、Ｅは電場の大きさである。上記式に示すよ
うに、重り部７をカンチレバー５と逆方向に撓ませるこ
とによってカンチレバー５に作用する応力を緩和し、カ
ンチレバー５の破壊を防止できる。カンチレバー５が破
壊する臨界応力Ｆｃは、カンチレバー５が酸化膜から形
成されている場合、カンチレバー５の外形寸法を幅１０
０μｍ×長さ４００μｍとすれば、Ｆｃ＝１００００ｇ
／ｍｍ2 程度である。したがって、圧電定数が１０Ｃ／
ｍ2 の圧電体で重り部７を形成することで重り部７のゲ
ージ率を極めて高くしており、重り部７に約１０Ｖの電
圧を帰還すれば印加加速度によるカンチレバー５の応力
を緩和できることになる。
【００１６】次に、本実施例の半導体加速度センサの製
造工程について簡単に説明する。まず、シリコン基板
（１００）の表裏両面に熱拡散法により酸化シリコン膜
を形成し、さらに、Ｃｒ配線８及びピエゾ抵抗体６を酸
化シリコン膜上に形成する。それから、マグネトロンス
パッタ装置を用いて白金電極を形成する。なお、形成条
件は、導入ガスＡｒ１０ｓｃｃｍ、スパッタ圧３．０×
１０-3toor、基板温度６００℃、放電電力２００Ｗとす
る。そして、ピエゾ抵抗体６を保護するための保護膜を
プラズマＣＶＤ装置で堆積する。なお、形成条件は、Ｓ
ｉＨ4 ：５０ｓｃｃｍ、Ｎ2 Ｏ：８７５ｓｃｃｍのガス
供給量とし、反応圧１toor、基板温度１５０℃、放電電
力１５０Ｗとする。酸化シリコン膜をバッファードフッ
酸で幅１００μｍ×長さ４００μｍのカンチレバー５の
形状にエッチングし、さらにその下のシリコンを異方性
エッチングすることで酸化シリコン膜のカンチレバー５
を形成する。最後に、重り部７となる圧電定数６．５Ｃ
／ｍ2 の圧電体ＰＬＺＴをマグネトロンスパッタ法でメ
タルマスクを用いて形成する。したがって、本実施例で
は、帰還部３より圧電体から成る重り部７に約１０Ｖの
電圧を印加したとき、上記臨界応力Ｆｃの約２分の１の
力を緩和することができる。
造工程について簡単に説明する。まず、シリコン基板
（１００）の表裏両面に熱拡散法により酸化シリコン膜
を形成し、さらに、Ｃｒ配線８及びピエゾ抵抗体６を酸
化シリコン膜上に形成する。それから、マグネトロンス
パッタ装置を用いて白金電極を形成する。なお、形成条
件は、導入ガスＡｒ１０ｓｃｃｍ、スパッタ圧３．０×
１０-3toor、基板温度６００℃、放電電力２００Ｗとす
る。そして、ピエゾ抵抗体６を保護するための保護膜を
プラズマＣＶＤ装置で堆積する。なお、形成条件は、Ｓ
ｉＨ4 ：５０ｓｃｃｍ、Ｎ2 Ｏ：８７５ｓｃｃｍのガス
供給量とし、反応圧１toor、基板温度１５０℃、放電電
力１５０Ｗとする。酸化シリコン膜をバッファードフッ
酸で幅１００μｍ×長さ４００μｍのカンチレバー５の
形状にエッチングし、さらにその下のシリコンを異方性
エッチングすることで酸化シリコン膜のカンチレバー５
を形成する。最後に、重り部７となる圧電定数６．５Ｃ
／ｍ2 の圧電体ＰＬＺＴをマグネトロンスパッタ法でメ
タルマスクを用いて形成する。したがって、本実施例で
は、帰還部３より圧電体から成る重り部７に約１０Ｖの
電圧を印加したとき、上記臨界応力Ｆｃの約２分の１の
力を緩和することができる。
【００１７】上記構成では、カンチレバー５に印加され
る加速度が所定以上に大きい場合に、カンチレバー５に
形成された重り部７に所定の電圧を帰還することで圧電
体から成る重り部７をカンチレバー５の撓み方向と逆方
向に撓ませてカンチレバー５の撓みを重り部７によって
抑制し、カンチレバー５に生じる応力を重り部７に生じ
る逆向きの応力で緩和して、過大な加速度が印加された
場合のカンチレバー５の破壊を防止できる。また、過大
な加速度が印加された場合のカンチレバー５の破壊が防
止されることから、半導体加速度センサの歩留りの向上
を図ることもできる。
る加速度が所定以上に大きい場合に、カンチレバー５に
形成された重り部７に所定の電圧を帰還することで圧電
体から成る重り部７をカンチレバー５の撓み方向と逆方
向に撓ませてカンチレバー５の撓みを重り部７によって
抑制し、カンチレバー５に生じる応力を重り部７に生じ
る逆向きの応力で緩和して、過大な加速度が印加された
場合のカンチレバー５の破壊を防止できる。また、過大
な加速度が印加された場合のカンチレバー５の破壊が防
止されることから、半導体加速度センサの歩留りの向上
を図ることもできる。
【００１８】
【発明の効果】請求項１の発明は、少なくとも基部にお
いて撓み自在に支持されたカンチレバー及びカンチレバ
ーの撓みによるひずみに応じて電気的抵抗値が変化する
抵抗体を半導体基板を加工して一体に形成して成るセン
サ部と、抵抗体の抵抗値変化に基づいてカンチレバーに
印加された加速度を検出する検出部とを備えた半導体加
速度センサにおいて、検出部で検出された加速度が所定
値を越えたときに印加加速度による撓みを打ち消す方向
にカンチレバーを撓ませてカンチレバーの撓みを緩和す
る緩和手段を備えたので、必要以上に大きな加速度がカ
ンチレバーに印加された場合でもカンチレバーの撓みが
緩和され、カンチレバーの基部にかかる力を抑制してカ
ンチレバーの破壊を防止でき、歩留りを向上させること
ができるという効果がある。
いて撓み自在に支持されたカンチレバー及びカンチレバ
ーの撓みによるひずみに応じて電気的抵抗値が変化する
抵抗体を半導体基板を加工して一体に形成して成るセン
サ部と、抵抗体の抵抗値変化に基づいてカンチレバーに
印加された加速度を検出する検出部とを備えた半導体加
速度センサにおいて、検出部で検出された加速度が所定
値を越えたときに印加加速度による撓みを打ち消す方向
にカンチレバーを撓ませてカンチレバーの撓みを緩和す
る緩和手段を備えたので、必要以上に大きな加速度がカ
ンチレバーに印加された場合でもカンチレバーの撓みが
緩和され、カンチレバーの基部にかかる力を抑制してカ
ンチレバーの破壊を防止でき、歩留りを向上させること
ができるという効果がある。
【００１９】請求項２の発明は、極めて高いゲージ率を
有する圧電体にて撓み自在にカンチレバーに形成された
重り部と、検出部で検出された加速度が所定値を越えた
ときに所定の出力を検出部から重り部である圧電体に帰
還する帰還部とから成り、帰還される出力にて重り部を
印加加速度に対するカンチレバーの撓み方向と逆方向に
撓ませる上記緩和手段を備えたので、検出感度を上げる
ためにカンチレバーに形成される重り部を上記緩和手段
に兼用して構成を簡素化することができ、製造コストの
削減が図れるという効果がある。
有する圧電体にて撓み自在にカンチレバーに形成された
重り部と、検出部で検出された加速度が所定値を越えた
ときに所定の出力を検出部から重り部である圧電体に帰
還する帰還部とから成り、帰還される出力にて重り部を
印加加速度に対するカンチレバーの撓み方向と逆方向に
撓ませる上記緩和手段を備えたので、検出感度を上げる
ためにカンチレバーに形成される重り部を上記緩和手段
に兼用して構成を簡素化することができ、製造コストの
削減が図れるという効果がある。
【図１】実施例を示すブロック図である。
【図２】同上を示すものであり、（ａ）は要部の側面
図、（ｂ）は要部の正面図である。
図、（ｂ）は要部の正面図である。
１ センサ部 ２ 検出部 ３ 帰還部 ５ カンチレバー ７ 重り部
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも基部において撓み自在に支持
されたカンチレバー及びカンチレバーの撓みによるひず
みに応じて電気的抵抗値が変化する抵抗体を半導体基板
を加工して一体に形成して成るセンサ部と、抵抗体の抵
抗値変化に基づいてカンチレバーに印加された加速度を
検出する検出部とを備えた半導体加速度センサにおい
て、検出部で検出された加速度が所定値を越えたときに
印加加速度による撓みを打ち消す方向にカンチレバーを
撓ませてカンチレバーの撓みを緩和する緩和手段を備え
たことを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項２】 極めて高いゲージ率を有する圧電体にて
撓み自在にカンチレバーに形成された重り部と、検出部
で検出された加速度が所定値を越えたときに所定の出力
を検出部から重り部である圧電体に帰還する帰還部とか
ら成り、帰還される出力にて重り部を印加加速度に対す
るカンチレバーの撓み方向と逆方向に撓ませる上記緩和
手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体加
速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6936295A JPH08271545A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6936295A JPH08271545A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271545A true JPH08271545A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=13400377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6936295A Withdrawn JPH08271545A (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08271545A (ja) |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP6936295A patent/JPH08271545A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |