JPH0918017A - 半導体加速度センサおよび半導体圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化による影響の少ない半導体加速度セ
ンサおよび半導体圧力センサを提供する。 【構成】 半導体加速度センサは，上部固定基板２，下
部固定基板４およびこれらに挟まれたシリコン半導体基
板３から構成される。シリコン半導体基板３には，方形
枠状のフレーム部31，支持部34，重り部32，支持部34か
らのび重り部32を支持する梁（第１の連結部）33，およ
び支持部34をフレーム部31の一側に連結する弾性を有す
る薄膜状梁（第２の連結部）35が形成されている。支持
部34の上，下面は上，下固定基板２，４の内面に接して
いるが，接合されていない。このため，周囲温度の変化
によって上，下固定基板２，４，半導体基板３のフレー
ム部31が変形しても，これによる歪みは薄膜条梁35によ
って吸収され，支持部34の変形が抑制されるので，重り
部32の位置は殆ど変動しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，一般的には半導体センサに関
し，より具体的には半導体加速度センサおよび半導体圧
力センサに関する。

【０００２】

【背景技術】半導体加速度センサは，半導体基板，たと
えばシリコン半導体基板を含んでいる。半導体基板に
は，エッチング加工により，方形枠状のフレーム部と，
このフレーム部内に配置され，外力（加速度，振動等）
に応じて変位する重り部と，この重り部をフレーム部に
連結する弾性を有する連結部とが形成される。この半導
体基板を挟むようにその両面にガラス等の絶縁性材料か
らなる固定基板が接合される。連結部には，重り部をそ
の一部で片持ち状に支持する片持ち梁，重り部をその両
部で両持ち状に支持する両持ち梁，重り部をその全周に
わたって連続的に支持するダイアフラム等の態様があ
る。

【０００３】重り部の変位（加速度の変化を表わす）の
検出方式の観点から半導体加速度センサは，静電容量
型，ピエゾ型等に分けられる。静電容量型は重り部を可
動電極とし，固定基板に固定電極を設け，これらの可動
電極と固定電極との間の静電容量（またはその変化）を
計測するものである。一方の固定基板にのみ固定電極を
設けるものと，両方の固定基板に固定電極を設けるもの
（差動タイプ）とがある。ピエゾ型では，連結部にピエ
ゾ抵抗素子が設けられる，または形成される。ピエゾ抵
抗素子はその部分に生じる歪みに応じて抵抗値が変化す
るので，この抵抗値（またはその変化）を測定すること
により加速度を知ることができる。

【０００４】半導体圧力センサでは，上述の半導体加速
度センサの構造において，重り部に代えて，圧力に応じ
て変形または変位する感圧ダイアフラム部が設けられ
る。圧力検出方式には静電容量型，ピエゾ型等がある。

【０００５】図３９（Ａ）は従来の静電容量型半導体加
速度センサの一例を示す一部切欠き平面図，図３９
（Ｂ）および（Ｃ）は図３９（Ａ）のXXXIX −XXXIX 線
にそう断面図である。図３９（Ｂ）は常温下での状態
を，図３６（Ｃ）は高温下での状態をそれぞれ示してい
る。

【０００６】図３９（Ｂ）および（Ｃ）において，作図
の便宜上および分りやすくするために，肉厚が実際より
も厚めに強調して描かれている。このことは，後に説明
するこの発明の実施例を示す図面（断面図）においても
同様である。

【０００７】静電容量型加速度センサは，ガラス等の絶
縁性材料からなる上部固定基板102および下部固定基板1
04 ならびにこれらの固定基板102 と104 との間に挟ま
れた導電性をもつシリコン半導体基板103 から構成され
ている。

【０００８】シリコン半導体基板103 には，方形枠状の
フレーム部131 ，重り部132 およびこれらを連結する２
つの連結部（片持梁）133 が形成されている。フレーム
部131 は，その上下の面において固定基板102 ，104 と
陽極接合され，これによって加速度センサ内に重り部13
2 および後述する固定電極121 を収める閉空間が形成さ
れている。重り部132 は，上面の面積が下面の面積に比
べて大きい逆メサ状で，重り部132 と上部固定基板102
および下部固定基板104 との間には微小な間隙が形成さ
れている。重り部132 は梁133 によって支持され，かつ
フレーム部131のほぼ中央に位置し，与えられる外力
（加速度）に応じて上述した閉空間内において変位（振
動）する。

【０００９】梁133 は，フレーム部131 や重り部132 に
比べてかなり薄く形成され，弾性を有している。連結部
133 は後述するように製造工程上の制約から一般に，フ
レーム部131 の一側の上部と重り部132 の上部と連結す
るように形成される。

【００１０】重り部132 はシリコン半導体基板103 によ
って形成されているために導電性をもち，可動電極とし
て用いられる。

【００１１】上部固定基板102 の重り部132 に対向する
内面に，固定電極121 が設けられている。固定電極121
は，好ましくは上部固定基板102 上にアルミニウム等を
蒸着することによって形成される（必要に応じて下部固
定基板104 上にも固定電極が設けられる）。可動電極
（重り部）132 および固定電極121 は固定基板102 の適
所に形成された接続孔（図示略）を通して，固定基板10
2 の上面に形成された外部接続電極（図示略）にそれぞ
れ電気的に接続され，さらに外部接続電極にボンディン
グされたワイヤを通して静電容量計測回路（加速度検出
回路；図示略）に接続される。

【００１２】静電容量型加速度センサに外力（加速度）
が作用すると，これに応じて重り部（可動電極）132 が
変位（振動）する。重り部132 と固定電極121 との間隙
が変化することによりこれらの電極132 ，121 間の静電
容量が変化し，この静電容量の変化を電気信号として取
出すことにより加速度が検知される。

【００１３】上述したように，梁133 はフレーム部131
の一側の上部（上部固定基板102 寄り）に設けられてい
る。これは，シリコン半導体基板103 下面の深く掘る部
分は処理能力の高いウエット・エッチングを利用し，上
面の浅く掘る部分は加工精度の高いドライ・エッチング
（たとえばガスプラズマ・エッチング）を利用でき，設
計値に近くばらつきの少ない連結部133 を形成すること
ができるからである。

【００１４】しかしながら，上下固定基板（ガラス基
板）102 ，104 とシリコン半導体基板103 は材質が異な
る（熱膨張率が異なる）ため，周囲の温度変化によって
図３９（Ｃ）に示すような熱歪み（反り）が発生し，連
結部133 をフレーム部131 の一側の上部に設けた機構に
おいては，重り部132 と固定電極121 との間隙が変化し
てしまうといった問題がある。これにより重り部132 と
固定電極121 との間の静電容量（そのオフセット値）が
変化し，加速度センサの温度特性が悪くなり信頼性が低
下する。

【００１５】このような問題点を解消するために，梁13
3 をフレーム部131 の上下方向の中央部に設ける構造が
考えられる。しかしながらこのような構造においては，
シリコン半導体基板103 に連結部133 を形成する際にウ
エット・エッチングによって半導体基板103 を上下両方
向から深く掘り進める必要がある。ウエット・エッチン
グ（水酸化カリウム等のアルカリ水溶液を用いる）は加
工精度が低いため，梁133 の厚さの制御が難しくばらつ
きも大きい。

【００１６】

【発明の開示】この発明は，温度変化による影響の少な
い半導体加速度センサおよび半導体圧力センサを提供す
ることを目的とする。

【００１７】この発明はまた，半導体センサを高精度に
作製する方法を用いるのに適した構造で，しかも温度変
化によって特性が影響を受けないようにすることを目的
とする。

【００１８】この発明は，フレーム部およびこのフレー
ム部内に設けられかつ変位可能に支持されたセンサ部を
有する半導体基板と，この半導体基板のフレーム部の少
なくとも一面に接合された固定基板とを備えた半導体セ
ンサにおいて，上記半導体基板の上記フレーム部の内側
であって，上記フレーム部から離れた位置に，上記セン
サ部を支持する支持部が上記固定基板と接合されない状
態で設けられ，上記支持部が上記フレーム部の少なくと
も一側に連結部を介して連結されていることを特徴とす
る。

【００１９】この発明は加速度センサおよび圧力センサ
に適用することができる。加速度センサの場合には，上
記センサ部は重り部を含み，この重り部が梁（片持ちも
しくは両持ち）またはダイアフラムを介して上記支持部
に支持される。圧力センサの場合には，上記センサ部は
ダイアフラム部を含み，このダイアフラム部が上記支持
部に支持される。

【００２０】支持部は一本の直線状であっても，平行な
二本の直線状であっても，方形枠状であってもよい。

【００２１】上記センサ部（重り部およびダイアフラム
部）の変位の検出方式には静電容量型，ピエゾ型等があ
る。

【００２２】この発明によると，上記センサ部を支持す
る支持部が上記固定基板に接合されない状態で上記連結
部によって保持されている。したがって，上記固定基板
等が周囲温度の変化によって変形したとしても，この変
形の影響は上記支持部および上記センサ部までは殆ど及
ばない。これにより，温度変化の影響の少ない半導体セ
ンサが実現できる。

【００２３】上記連結部には種々の態様がある。その一
は，上記連結部が上記支持部の高さの中央から上，下い
ずれかに偏った位置に設けられ，薄膜状で弾性を有して
いるものである。その二は，上記連結部が上記半導体基
板に溝を形成することにより弾性をもつように形成され
ているものである。その三は，上記支持部が方形枠状で
ある場合において，上記連結部が上記フレーム部と上記
支持部とを上記フレーム部の少なくとも二辺において連
結しかつ弾性をもつように形成されているものである。

【００２４】これらのいずれの態様においても，上記連
結部は半導体基板等における熱歪みによる変形を吸収す
る作用をする。上記第一の態様においては，高精度のド
ライ・エッチングと高速のウエット・エッチングとを併
用できるので，迅速にかつ精度の高いセンサの製作が可
能となる。

【００２５】第四の態様においては，上記連結部が上記
支持部の高さの中央の位置に設けられた支持腕によって
実現される。上記支持部は支持腕によってしっかりとそ
の中央部で支持されているので，熱による基板の変形の
影響を受けにくい。

【００２６】上記支持部は上記固定基板に接していて
も，固定基板から離れていても（この場合には上記連結
部は上記第四の態様で実現されるであろう）よい。

【００２７】特に上記支持部が上記固定基板に接してい
る場合において，上記固定基板がガラス基板であり，こ
のガラス基板と上記半導体基板のフレーム部とが陽極接
合されるときには，上記支持部と上記固定基板が接して
いる部分において，上記支持部と上記固定基板の少なく
ともいずれか一方に陽極接合によって接合されていない
層または膜が形成される。この非接合層または非接合膜
の具体例は実施例の説明において明らかにされよう。

【００２８】半導体センサが圧力センサである場合に
は，好ましくは上記支持部と上記固定基板の接している
部分に気密構造が形成される。

【００２９】他の実施態様では，上記固定基板および上
記半導体基板がシリコン基板によって実現される。これ
らの基板の接合すべき一方の部分に陽極接合のためのガ
ラス層が設けられる。シリコン同士なので上記支持部は
上記固定基板に接合しない。

【００３０】この発明の他の特徴は図面を参照した実施
例の説明において明らかになるであろう。

【００３１】

【実施例】以下，この発明を半導体加速度センサおよび
半導体圧力センサに適用した実施例について説明する。

【００３２】（１） 半導体加速度センサ 第１実施例 第１実施例は原理的な構造を示すものである。図１
（Ａ）は第１実施例の静電容量型半導体加速度センサの
一部切欠き平面図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩ
−Ｉ線にそう断面図である。図１（Ｃ）は外部の温度変
化によって熱歪みによる形状変化が発生した状態を示す
もので，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【００３３】加速度センサは，ガラス等の絶縁性材料か
ら形成される上部固定基板２および下部固定基板４（以
下の説明において上下とは図１（Ｂ）を基準とする，他
の実施例についても同じ），ならびにこれらの上，下固
定基板２，４間に挟まれた導電性のあるシリコン半導体
基板３から構成されている。

【００３４】シリコン半導体基板３には，方形枠状のフ
レーム部31，肉薄の梁（第２連結部）35，支持部34，２
つの梁（第１連結部）33および重り部32が形成されてい
る。梁35はフレーム部31と支持部34を，梁33は支持部34
と重り部32をそれぞれ連結している。

【００３５】シリコン半導体基板３はそのフレーム部31
の上，下面において上，下の固定基板２，３と結合され
ている。これによってフレーム部31の内部に閉空間が形
成されている。支持部34の上，下の面は固定基板２，４
の内面と接してはいるが，固定（接合）されてはいな
い。

【００３６】重り部32は，上面の面積が下面の面積に比
べて大きい逆メサ状で，フレーム部31よりもやや薄く形
成されている。したがって，重り部32の上面と上部固定
基板２との間，および重り部32の下面と下部固定基板４
との間には微小な間隙がある。上，下固定基板２，４の
内面をドライ・エッチング等によって一定の深さに削
り，これによって重り部32との間に間隙を形成するよう
にしてもよい。重り部32はフレーム部31内に形成された
閉空間のほぼ中央に位置し，与えられる外力（加速度）
に応じて閉空間内において変位（振動）する。重り部32
はシリコン半導体によって形成されているため導電性を
もち，可動電極として用いられる。

【００３７】支持部34は，フレーム部31の一側と重り部
32との間に形成された部分であり，その長さは重り部32
の長さ（図１（Ａ）において上，下方向の長さ）に等し
く（またはほぼ等しく），厚さ（高さ）はフレーム部31
の厚さと等しい。上述のように支持部34の上下面は上下
固定基板２，４の内面に接している。

【００３８】梁35は，フレーム部31，支持部34および重
り部32に比べてかなり薄く梁33とほぼ同じ厚さに形成さ
れ，弾性を有しており，その長さは長く支持部34の長さ
に等しい（ほぼ等しくてもよい）。フレーム部31の一側
の上部（上部固定基板２寄りの位置）において支持部34
とフレーム部31の一側のほぼ全体とを連結している。

【００３９】梁33も薄く形成されており，弾性を有して
いる。この実施例においては，梁33は２本設けられてお
り，支持部34の一側の上部において重り部32をその一側
から支持している（片持梁）。

【００４０】上部固定基板２の重り部32に対向する内面
に，固定電極21が設けられている。固定電極21は，好ま
しくは上部固定基板２上にアルミニウム等を蒸着するこ
とによって形成される。下部固定基板４上にも鎖線41で
示すように固定電極を設けるようにしてもよい。この場
合には差動タイプの加速度センサとなる。

【００４１】可動電極（重り部）32および固定電極21は
上部固定基板２の適所に形成された接続孔（図示略）を
通して，上部固定基板２の上面に形成された外部接続電
極（図示略）にそれぞれ電気的に接続され，さらに外部
接続電極にボンディングされたワイヤを通して容量計測
回路（加速度検出回路）（図示略）に接続される。以下
の実施例においても，可動電極，固定電極，ピエゾ抵抗
素子等と外部接続電極との電気的接続，および外部接続
電極と加速度検出回路（または圧力検出回路）との電気
的接続については図示が省略される。

【００４２】静電容量型加速度センサに外力（加速度）
が作用すると，これに応じて重り部（可動電極）32が変
位（振動）する。重り部32と固定電極21との間隙が変化
することによりこれらの電極32，21間の静電容量が変化
し，この静電容量の変化を電気信号として取出すことに
より加速度が検知される。

【００４３】図１（Ｃ）を参照して，上下固定基板（ガ
ラス基板）２，４とシリコン半導体基板３は材質が異な
るので熱膨張係数も異なり，周囲の温度変化によって熱
歪みが発生する。一方，重り部32は梁33を介して支持部
34に支持されている。支持部34は薄膜状の弾性を持つ梁
35を通してフレーム部31の一側に連結されている。支持
部34の上，下面は上，下固定基板２，４と接触している
だけで固定されていない。したがって，熱歪みによって
たとえフレーム部31や上，下固定基板２，３が変形した
としてもこの変形は弾性を持つ梁35によって吸収され，
支持部34は変形したり，傾いたりすることなく，ほぼ初
期状態に保たれる。フレーム部31の変形が重り部32にま
で影響を及ぼすことは殆どない。半導体加速度センサの
特性は温度変化に殆ど影響を受けなくなる。

【００４４】下部固定基板４の内面にも電極41が設けら
れた差動タイプの半導体加速度センサにおいて，この効
果は一層顕著になる。差動タイプにおいては，固定電極
41と可動電極32との間の静電容量との差に基づいて加速
度が算出される。熱歪みによって図１（Ｃ）に誇張して
示されているように，固定基板２，４が多少変形して
も，この変形による電圧間の静電容量の変化分は，２つ
の静電容量の差をとることによってほぼ相殺されるから
である。

【００４５】シリコン半導体基板３は好ましくは２種類
のエッチング処理を施すことによって作製される。その
一は，水酸化カリウム（ＫＯＨ）や水酸化ナトリウム
（ＮａＯＨ）等のアルカリ水溶液を用いたウエット・エ
ッチングである。ウエット・エッチングによって，シリ
コン半導体基板３の下面から，梁35および梁33に相当す
る部分，ならびに重り部32の周囲を深く削り取る。ウエ
ット・エッチングは能力が高い（エッチング速度が速
い）ので，効率よいエッチング処理が可能である。その
二は，反応性の高いガスプラズマ等を用いたドライ・エ
ッチングである。ドライ・エッチングによって，シリコ
ン半導体基板３の上面（すなわち反対側）から，梁35お
よび梁33に相当する部分を浅く削り取る。ドライ・エッ
チングは加工精度が高いので，梁35および梁33を正確な
厚さで加工することができる。微細加工が要求される工
程ではドライ・エッチングを利用し，微細加工が要求さ
れない工程ではエッチング速度の速いウエット・エッチ
ングを利用することにより，設計値に近くばらつきの少
ないシリコン半導体基板３を効率よく形成することがで
きる。

【００４６】半導体基板３のフレーム部31と上，下固定
基板２，４との接合は，これらの間に通電しかつこれら
を加熱する陽極接合によって実現される。この陽極接合
において，支持部34を上，下固定基板２，４に接合させ
ないでフリーな状態に保つためのいくつかの実施例につ
いて以下に説明する。

【００４７】図２から図９はそれぞれ第２実施例から第
９実施例を示すものであり，図１（Ｂ）に相当する断面
図である。これらの図において図１に示すものと同一物
には同一符号を付し，重複説明を避ける。

【００４８】第２実施例 図２において，上下固定基板２，４の支持部34に接触す
る部分に金属原子（たとえばＣｒ原子）の拡散層50があ
らかじめ形成されている。この拡散層50は熱拡散やイオ
ン注入により形成することができる。この拡散層の存在
により，支持部34の上，下面と上，下固定基板２，４は
陽極接合されず，支持部34は上，下固定基板２，４の拘
束を受けないフリー状態となる。上，下固定基板２，４
や半導体基板３のフレーム部31の熱歪みによる変形が重
り部32に影響を与えにくくなり，静電容量特性の温度変
化が抑えられる。以下に説明する第３実施例から第９実
施例においても同様の効果が得られる。

【００４９】第３実施例 図３において，上下固定基板２，４の支持部34に接触す
る部分に樹脂膜（たとえばポリイミド薄膜）51があらか
じめ形成されている。ポリイミド薄膜51の存在により支
持部34の上，下面と上，下固定基板２，４とは陽極接合
されない。

【００５０】第４実施例 図４において，上，下固定基板２，４の内面上に，フレ
ーム部31の一部に接する部分から支持部34に接する部分
の全部にかけて連続的に導電性薄膜（たとえばＣｒＡｕ
二層構造）52が形成されている。この導電性薄膜52は，
重り部32に対向する上，下固定基板２，４内面に形成さ
れた固定電極21，41（たとえばＣｒＡｕ二層構造）とは
電気的に絶縁されている。

【００５１】導電性薄膜52の存在により支持部34と上，
下固定基板２，４は陽極接合されない。導電性薄膜52と
固定電極21，41とを同時に上下固定基板２，４上に形成
することができるので，作製プロセスが簡素になる。ま
た，フレーム部31と支持部34とは導電性薄膜52によって
電気的に接続される。可動電極32の電気的引出しをフレ
ーム部31を通して行なう構成においては，可動電極32と
フレーム部31との間の電気的抵抗が導電性薄膜52の存在
により低下するという利点もある。

【００５２】第５実施例 図５において，上，下固定基板２，４の支持部34に接触
する部分に導電性の高い金属薄膜（たとえばＣｒ薄膜）
53があらかじめ形成されている。Ｃｒ薄膜53の存在によ
り支持部34と上下固定基板２，４は陽極接合されない。

【００５３】第６実施例 図６において，支持部34の上，下面にＳｉＮ膜54があら
かじめ形成されている。ＳｉＮ膜54は，ドライ・エッチ
ングまたはウエット・エッチングに際して，シリコン半
導体基板３にマスクとして形成されたものを，支持部34
の上，下面の部分のものだけをそのまま残しておくこと
により，実現できる。ＳｉＮ膜54の存在により支持部34
と上，下固定基板２，４は陽極接合されない。またエッ
チング・マスクであるＳｉＮ膜54をそのまま残して用い
るので，作製プロセスが簡素になる。

【００５４】第７実施例 図７において，支持部34の上，下面に樹脂膜（たとえば
ポリイミド薄膜）51があらかじめ形成されている。

【００５５】第８実施例 図８において，上，下固定基板２，４の支持部34に接触
する部分には導電性の高いＣｒ薄膜53が，支持部34の
上，下面にはＳｉＯ₂ 膜55がそれぞれあらかじめ形成さ
れている。これにより，上下固定基板２，４と支持部34
は，より確実に接合されなくなる。

【００５６】第９実施例 図９において，上，下固定基板２，４がシリコンで形成
されている。フレーム部31の上，下固定基板２，４と接
合すべき面にガラス層56が設けられている。好ましく
は，ガラス層56はＮａを含んだものが用いられる。ガラ
ス層56を介してフレーム部31と上，下固定基板２，４は
接合されるが，支持部34と上，下固定基板２，４はシリ
コン同士なので陽極接合されず，支持部34は上下固定基
板２，４の拘束を受けないフリー状態となる。上，下固
定基板２，４と半導体基板３が全て同じ材料（シリコ
ン）なので熱膨張係数も同じであり，熱歪みが起きにく
くなる。上，下固定基板２，４として絶縁性の高いシリ
コン基板を用いるが，支持部34と上，下固定基板２，４
との間に絶縁層を設けておく。

【００５７】第１０実施例 以下に示す第１０実施例から第１６実施例は，薄膜状の
梁によってフレームに連結された支持部を持つ半導体加
速度センサの構成のバリエーションである。これらの実
施例においても，図２から図９（第２実施例から第９実
施例）に示された支持部を上，下固定基板からフリーな
状態に保つ構造のいずれかが採用される。

【００５８】図１０において，シリコン半導体基板３の
フレーム部の一例と支持部34とがＶ溝36によって隔てら
れている。Ｖ溝36は基板３の両面から，好ましくは異方
性エッチングによって形成される。上，下のＶ溝36の間
の部分が第２連結部35Ａとなっている。第２連結部35Ａ
は弾性を有しているので，熱歪みによる変形が重り部32
の傾きに影響を与えにくくなり，第１実施例と同様に静
電容量特性の温度変化を抑えることができる。溝36の断
面はＶ字形に限らず他の形状でもよい。

【００５９】第１１実施例 第１１実施例は重り部32を両持ち状に支持したものであ
る。

【００６０】図１１において，半導体基板３のフレーム
部31内に形成された閉空間のほぼ中央に，方形枠状の支
持部34Ａが形成されている。支持部34Ａの厚さはフレー
ム部31の厚さと等しく，その上，下面は上，下固定基板
２，４の内面にそれぞれ接しているが，接合されていな
い。さらに支持部34Ａ内の空間のほぼ中央には，逆メサ
状の重り部32が形成されている。重り部32はその両側上
部において２本ずつの梁33によって支持されている。す
なわち，支持部34Ａの一側の上部およびそれに対向する
他側の上部からそれぞれ２本ずつ梁33が重り部32の方に
のび，重り部33に一体的につながり重り部33を支持して
いる。方形枠状の支持部34Ａの上記一側はフレーム部31
の一側に薄膜状の梁35によって連結されている。このよ
うな構造の半導体基板もエッチングによって形成するこ
とができる。

【００６１】このような両持ち梁構造のセンサにおいて
も，加速度の検出が可能である。特に，この構造のもの
においては，重り部32が上下方向に平行に変位（振動）
するので，静電容量の変化が線形性を示すので，加速度
計測の線形性が向上する。この実施例においても，固定
基板２，４やフレーム部31の熱による変形は薄膜梁35に
よって吸収される。支持部34Ａは上，下固定基板２，４
に接合されていないので，重り部32が熱歪みによって傾
くことが防止される。

【００６２】支持部34Ａの四方向から重り部32を梁によ
って弾性的に支持するようにしてもよい。

【００６３】第１２実施例 図１２に示す第１２実施例は第２連結部を，両持ち梁33
に代えて，薄肉のダイアフラム33Ａとしたものである。
他の構成は図１１に示す第１１実施例のものと同じであ
る。ダイアフラム33Ａは，支持部34Ａの内周面全体で重
り部32を支持するように，重り部32の全周にわたって設
けられている。弾性を有するダイアフラム33に支持され
た重り部32は，センサに加えられる外力に応じて，閉空
間内で上下方向に平行に変位（振動）するので加速度の
検出が可能であり，かつ静電容量の線形性が向上する。
また，温度変化による特性の変化も抑えられる。

【００６４】第１３実施例 図１３に示す第１３実施例においては，第２連結部がば
ね35Ｂによって実現されている。すなわち，方形枠状の
フレーム部31内に方形枠状の支持部34Ａが形成されてい
る。支持部34Ａは，蛇行状のばね35Ｂによってフレーム
部31にその四方向で連結されている。重り部32は両持ち
梁33によって支持部34Ａに支持されている。この構造の
ものではバランスを保つ観点から両持ち梁が好ましい。
熱歪みによる変形はばね35Ｂによって吸収される。両持
ち梁に代えて第１２実施例に示すようにダイアフラムを
用いることもできる。

【００６５】第１４実施例 支持部34Ａをフレーム部31に連結するばね35Ｂは図１３
に示す蛇行状のもののみならず，図１４に示すように，
ダイアフラムに多数の穴があけられたものでも実現でき
る。このようにばねの形状には種々のものが採用でき
る。穴の形状も円に限定されない。

【００６６】第１５実施例 上述したすべての実施例の加速度センサは静電容量型の
ものである。第１５実施例はピエゾ型のものである。

【００６７】図１５に示す第１５実施例の加速度センサ
の半導体基板３，上，下固定基板２，４の構造は図１１
（第１１実施例）に示すものと同じである。図１１に示
された固定電極21（および41）に代えて，図１５におい
ては，両持ち梁33のそれぞれの上に２つずつピエゾ抵抗
素子57が梁33の軸方向および軸に垂直な方向に設けられ
ている。

【００６８】ピエゾ抵抗素子57はシリコンの梁33表面上
に不純物をドープ（たとえば拡散）して抵抗体を形成す
ることにより実現することができる。ピエゾ抵抗素子57
は配線パターンを通して外部に引出され，または半導体
基板32上で配線パターンにより，ブリッジ回路を構成す
るように接続される。

【００６９】外部から加えられる力（加速度）に応じて
重り部32が変位（振動）し，これによって梁33が伸縮す
る。梁33の伸縮に応じてピエゾ抵抗素子57の抵抗値が変
化する。抵抗値の変化はブリッジ回路の不平衡状態とし
て現れるので，これにより加速度が計測される。

【００７０】重り部32が片持ち梁（たとえば図１に示す
構造）によって支持されている場合であって，この梁上
にピエゾ抵抗素子が設けられている場合には，熱歪みに
よってたとえ半導体基板，上，下固定基板が変形してと
しても，その影響がピエゾ抵抗素子に及ぶことは殆どな
い。これに対して，図１５に示すような両持ち梁の構造
においては，半導体基板，上，下固定基板に加わる熱歪
みは場所によって異なり，必ずしも左右対称にはならな
い。そのために，左右（図１５において）のピエゾ抵抗
素子に加わる歪みが異なることになる。

【００７１】図１５に示す構造によると，方形枠上の支
持部34Ａは上，下固定基板２，４とは接合されていず，
かつ半導体基板３のフレーム部31とは弾性を持つ梁35に
よって連結されているから，温度変化によって上，下固
定基板２，４，半導体基板３が変形したとしても，この
変形が梁33に悪影響を及ぼすことは殆どない。梁33には
熱による歪みは殆ど加わらない。したがって，この発明
は特に両持ち梁（または次に示すダイアフラムによって
重り部を支持する構造）のピエゾ型センサに有効であ
る。

【００７２】第１６実施例 図１６に示す第１６実施例の基板の構造は図１２（第１
２実施例）に示すものと同じである。ここでは，重り部
32を支持するダイアフラム33Ａ上の４箇所（重り部32の
四辺の各辺の中央に相当する箇所）にピエゾ抵抗素子57
が形成されている。この構造においても第１５実施例と
同じ効果が得られる。

【００７３】第１７実施例 次に示す第１７実施例から第２２実施例は支持部を半導
体基板のフレーム部に連結する第２連結部の構造が上述
した第１実施例から第１６実施例のものと異なってい
る。すなわち，第１から第１６実施例では第２連結部は
薄膜状の弾性を持つ梁で構成されているのが，第１７か
ら第２２実施例では第２連結部は変形しにくい剛体のよ
うな腕によって構成されている。図１７から図２２にお
いても，既に説明したものと同一物には同一符号を付し
重複説明を避ける。

【００７４】図１７（Ａ）は第１７実施例の静電容量型
加速度センサの一部切欠き平面図である。図１７（Ｂ）
は図１７（Ａ）のXVII−XVII線にそう断面図である。図
１７（Ｃ）は外部の温度変化によって熱歪みが発生した
ときの図１７（Ｂ）に相当する断面図である。

【００７５】支持部34は腕35Ｃによって半導体基板３の
フレーム部31の一側に支持されている。この腕35Ｃは加
速度センサの中心線上であって，かつ高さの中央に形成
されており，力が加えられても変形しない程度の固さを
持っている。支持部34はフレーム部31の一側の中央部に
おいて支持されている。他の構成は図１に示すものと同
じである。

【００７６】図１７（Ｃ）を参照して，上，下固定基板
（ガラス基板）２，４とシリコン半導体基板３の材質が
異なることによる熱歪みが発生しても，上，下固定基板
２，４に接合されていない支持部34の中央部を，剛体で
ある腕35Ｃがフレーム部31の一側の高さの中央部におい
て支持しているため，重り部32の位置は殆ど変化しな
い。したがって熱歪みによって重り部32が傾いたりする
ことが防止され，静電容量の温度変化を抑えることがで
きる。

【００７７】図２から図９を参照して説明した支持部を
上，下固定基板からフリーに保持するための構成は図１
７に示す実施例，および図１９から図２２に示す実施例
の構造にも適用されるのはいうまでもない。

【００７８】第１８実施例 第２連結部として固い腕を用いた場合には，図１８に示
すように，支持部34の高さ（厚さ）を半導体基板３のフ
レーム部31の厚さよりも小さくして，支持部34の上，下
面と上，下固定基板２，４との間にわずかの間隙を保っ
て支持部34を浮かしておくこともできる。この構成によ
っても，上，下固定基板２，４と半導体基板３とを陽極
接合するときに，支持部34は上，下固定基板２，４に接
合されない。この構造は，第１７実施例および第１９か
ら第２２実施例にも適用できる。

【００７９】第１９実施例 図１９に示すように，方形枠上の支持部34Ａと，この支
持部34に両持ち梁33によって支持された重り部32を持つ
図１１に示すものと同じ構造において，支持部34が固い
腕35Ｃによってフレーム部31に支持されている。

【００８０】第２０実施例 両持ち梁33に代えてダイアフラム33Ａによって重り部32
を支持する図１２に示すものと同じ構成において，図２
０に示すように，支持部34が腕34Ｃによってフレーム部
31に連結されている。

【００８１】第２１実施例 図２１において，第２１実施例はピエゾ型の加速度セン
サであり，基本的構成は図１５に示すものと同じであ
る。このような構成においても第２連結部を腕35Ｃによ
って実現できる。

【００８２】第２２実施例 図１６に示す構造をもつピエゾ型センサにおいては，図
２２に示すように，梁35に代えて，剛性をもつ腕35Ｃに
よって支持部34Ａをフレーム部31に連結してもよい。

【００８３】（２） 半導体圧力センサ 第２３実施例 図２３（Ａ）は第２３実施例の静電容量型半導体圧力セ
ンサの一部切欠き平面図，図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）
のXXIII −XXIII 線にそう断面図である。これらの図は
半導体圧力センサの原理的な構造を示すものである。

【００８４】半導体圧力センサは，ガラス等の絶縁性材
料から形成される上部固定基板２，下部固定基板４，お
よびこれらの上下固定基板２，４との間に挟まれた導電
性のあるシリコン半導体基板３から構成されている。こ
の半導体圧力センサ１は，２つの異なった圧力状態（測
定圧力と基準圧力）の差を計測する差圧型圧力センサで
ある。

【００８５】シリコン半導体基板３には，方形枠状のフ
レーム部31，その内部に形成された方形枠状の支持部34
Ａ，フレーム部31と支持部34Ａを連結する薄膜状の梁3
5，ならびに支持部34Ａに支持された薄肉のダイアフラ
ム部38が形成されている。

【００８６】上部固定基板２および下部固定基板４の中
央部（ダイアフラム部38の中央部に対応する位置）には
圧力導入口22，42がそれぞれ形成されている。これらの
導入口22，42の一方は測定すべき圧力を，他方は基準圧
力を導入するものである。

【００８７】フレーム部31は，その上下の面において
上，下固定基板２，４と陽極接合され，これによって圧
力センサ１内に支持部34Ａ，およびダイアフラム部38を
収める閉空間が形成される。

【００８８】フレーム部31内に形成された閉空間のほぼ
中央に，方形枠状の支持部34Ａが設けられている。支持
部34Ａの厚さはフレーム部31の厚さと等しく，上下面は
上下固定基板２，４の内面に接しているが，接合されて
いない。支持部34Ａと上，下固定基板２，４とはそれら
の間に気体分子が通るほどの隙間もないほどに密接して
おり，圧力のリークは殆どないように形成される（具体
的構成については後述する）。

【００８９】薄肉のダイアフラム38は，支持部34Ａの上
部においてその内周面全体にわたって設けられており，
ダイアフラム38と上部固定基板２および下部固定基板４
との間には間隙が形成されている。弾性を有するダイア
フラム38は圧力導入口22，42に導入される圧力の差に応
じて上下方向にほぼ平行に変位（振動）する。ダイアフ
ラム38はシリコン半導体基板３の一部によって形成され
ているため導電性をもち，可動電極として用いられる。

【００９０】連結部35は，フレーム部31や支持部34Ａに
比べてかなり薄く，ダイアフラム38と同程度に形成さ
れ，弾性を有しており，フレーム部31の一側の上部（上
部固定基板２寄りの位置）において支持部34Ａをフレー
ム部31に連結している。

【００９１】上部固定基板２のダイアフラム38に対向す
る内面に，固定電極21が設けられている。固定電極21
は，好ましくは上部固定基板２上にアルミニウム等を蒸
着することによって形成される。下部固定基板４上にも
固定電極41を設けるようにしてもよい。これらの電極2
1，41は導入口42の周囲において切欠かれている。

【００９２】この静電容量型圧力センサに圧力導入口2
2，42を通じて外部から２つの圧力（たとえば測定圧力
と基準圧力）が導入されると，これに応じてダイアフラ
ム38が上下に平行に変位（振動）する。ダイアフラム38
と固定電極21との間隙が変化することによりこれらの電
極32，21間の静電容量が変化し，この静電容量の変化を
電気信号として取出すことにより圧力（差圧）が検知さ
れる。

【００９３】このような構造の圧力センサにおいても，
ダイアフラム38を支持する支持部34Ａが上，下の固定基
板２，４と密接しているだけで固定基板２，４に接合
（固定）されていない。

【００９４】支持部34Ａは弾性を有する梁35によってフ
レーム部31に連結されている。したがって，周囲温度の
変化によって固定基板２，４やフレーム部31が多少変形
しても支持部34Ａおよびダイアフラム部38は殆ど変形し
ない。固定電極21（および41）と可動電極（ダイアフラ
ム）38との間の静電容量の周囲温度の変化にともなう変
動が抑制される。

【００９５】上，下の固定基板２，４と半導体基板３の
フレーム部31を陽極接合しても，支持部34Ａの上，下面
と上，下固定基板２，４とが接合されないための構造の
具体例を，以下に第２４実施例から第３３実施例におい
て説明する。これらの構造の中には特に加圧気体の漏洩
を有効に阻止できるものである。

【００９６】第２４実施例 図２４において，上下固定基板２，４の支持部34Ａに接
触する部分に金属原子（たとえばＣｒ原子）の拡散層50
があらかじめ形成されている。この拡散層50は熱拡散や
イオン注入により形成することができる。この拡散層の
存在により，支持部34Ａの上，下面と上，下固定基板
２，４は陽極接合されず，支持部34Ａは上，下固定基板
２，４の拘束を受けないフリー状態となる。上，下固定
基板２，４や半導体基板３のフレーム部31の熱歪みによ
る変形が，ダイアフラム38の張力に影響を与えにくくな
る。

【００９７】第２５実施例 図２５において，上下固定基板２，４の支持部34Ａに接
触する部分に樹脂膜（ポリイミド薄膜）51があらかじめ
形成されている。ポリイミド薄膜51の存在により支持部
34Ａの上，下面と上，下固定基板２，４とは陽極接合さ
れない。

【００９８】第２６実施例 図２６において，上下固定基板２，４の支持部34Ａに接
触する部分にシリコン樹脂膜58があらかじめ形成されて
いる。フレーム部31と上，下固定基板２，４は陽極接合
されるが，支持部34Ａと上下固定基板２，４はシリコン
樹脂膜58の存在により陽極接合されない。

【００９９】第２７実施例 第２７実施例は上述した第２６実施例の変形例である。

【０１００】図２７を参照して，支持部34Ａの上部固定
基板２および下部固定基板４に接する部分に，２本の溝
60が形成されている。上，下固定基板２，４の支持部34
Ａに接する部分には，２本の凸条59を有する環状のシリ
コン樹脂膜58が形成されている。フレーム部31と上，下
固定基板２，４は陽極接合されるが，支持部34Ａと上下
固定基板２，４はシリコン樹脂膜58の存在により陽極接
合されない。また支持部34Ａに形成された溝60と，シリ
コン樹脂膜58上に形成された凸条59が噛み合うことによ
って，さらに圧力のリークが防止される。溝60（および
凸条59）の本数は２本以上でもよい。また溝60の断面は
矩形に限らず，Ｖ字形等でもよい。

【０１０１】第２８実施例 図２８において，上，下固定基板２，４の内面上に，フ
レーム部31の一部に接する部分から支持部34Ａに接する
部分の全部にかけて連続的に導電性薄膜（たとえばＣｒ
Ａｕ二層構造）52が形成されている。この導電性薄膜52
は，ダイアフラム38に対向する上，下固定基板２，４内
面に形成された固定電極21，41（たとえばＣｒＡｕ二層
構造）とは電気的に絶縁されている。

【０１０２】導電性薄膜52の存在により支持部34Ａと
上，下固定基板２，４は陽極接合されない。導電性薄膜
52と固定電極21，41とを同時に上，下固定基板２，４上
に形成することができるので，作製プロセスが簡素にな
る。また，フレーム部31と支持部34Ａとは導電性薄膜52
によって電気的に接続される。可動電極38の電気的引出
しをフレーム部31を通して行なう構成においては，可動
電極38とフレーム部31との間の電気的抵抗が導電性薄膜
52の存在により低下するという利点もある。

【０１０３】第２９実施例 図２９において，上，下固定基板２，４の支持部34Ａに
接触する部分に導電性の高い金属薄膜（たとえばＣｒ薄
膜）53があらかじめ形成されている。Ｃｒ薄膜53の存在
により支持部34Ａと上下固定基板２，４は陽極接合され
ない。

【０１０４】第３０実施例 図３０において，支持部34Ａの上，下面にＳｉＮ膜54が
あらかじめ形成されている。ＳｉＮ膜54は，ドライ・エ
ッチングまたはウエット・エッチングに際して，シリコ
ン半導体基板３にマスクとして形成されたものを，支持
部34Ａの上，下面の部分のものだけをそのまま残してお
くことにより，実現できる。ＳｉＮ膜54の存在により支
持部34Ａと上，下固定基板２，４は陽極接合されない。
またエッチング・マスクであるＳｉＮ膜54をそのまま残
して用いるので，作製プロセスが簡素になる。

【０１０５】第３１実施例 図３１において，支持部34Ａの上，下面に樹脂膜（たと
えばポリイミド薄膜）51があらかじめ形成されている。

【０１０６】第３２実施例 図３２において，上，下固定基板２，４の支持部34に接
触する部分には導電性の高いＣｒ薄膜53が，支持部34の
上，下面にはＳｉＯ₂ 膜55がそれぞれあらかじめ形成さ
れている。これにより，上下固定基板２，４と支持部34
は，より確実に接合されなくなる。

【０１０７】第３３実施例 図３３において，上，下固定基板２，４がシリコンで形
成されている。フレーム部31の上，下固定基板２，４と
接合すべき面にガラス層56が設けられている。好ましく
は，ガラス層56はＮａを含んだものが用いられる。ガラ
ス層56を介してフレーム部31と上，下固定基板２，４は
接合されるが，支持部34Ａと上，下固定基板２，４はシ
リコン同士なので陽極接合されず，支持部34Ａは上下固
定基板２，４の拘束を受けないフリー状態となる。上，
下固定基板２，４と半導体基板３が全て同じ材料（シリ
コン）なので熱膨張係数も同じであり，熱歪みが起きに
くくなる。上，下固定基板２，４として絶縁性の高いシ
リコン基板を用いるが，支持部34Ａと上，下固定基板
２，４との間に絶縁層を設けておく。

【０１０８】第３４実施例 図３４において，シリコン半導体基板３のフレーム部の
一例と支持部34ＡとがＶ溝36によって隔てられている。
Ｖ溝36は基板３の両面から，好ましくは異方性エッチン
グによって形成される。上，下のＶ溝36の間の部分が第
２連結部35Ａとなっている。第２連結部35Ａは弾性を有
しているので，熱歪みによる変形がダイアフラム38の張
力に影響を与えにくくなる。溝36の断面はＶ字形に限ら
ず他の形状でもよい。

【０１０９】第３５実施例 図３５おいて，第２連結部がばね35Ｂによって実現され
ている。すなわち，方形枠状のフレーム部31内に方形枠
状の支持部34Ａが形成されている。支持部34Ａは，蛇行
状のばね35Ｂによってフレーム部31にその四方向で連結
されている。熱歪みによる変形はばね35Ｂによって吸収
される。

【０１１０】第３６実施例 支持部34Ａをフレーム部31に連結するばね35Ｂは図３５
に示す蛇行状のもののみならず，図３６に示すように，
ダイアフラムに多数の穴があけられたものでも実現でき
る。このようにばねの形状には種々のものが採用でき
る。穴の形状も円に限定されない。

【０１１１】第３７実施例 図３７において，ダイアフラム38上の４箇所にピエゾ抵
抗素子57が設けられている。ダイアフラム38の上下変位
よってピエゾ抵抗素子57の抵抗値が変化し，この抵抗値
の変化に基づいて圧力が検知される。

【０１１２】第３８実施例 図３８において，支持部34Ａは腕35Ｃによって半導体基
板３のフレーム部31の一側に支持されている。この腕35
Ｃは加速度センサの中心線上であって，かつ高さの中央
に形成されており，力が加えられても変形しない程度の
固さを持っている。支持部34はフレーム部31の一側の中
央部において支持されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は第１実施例の半導体加速度センサの一
部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線にそう断面
図，（Ｃ）は外部の温度変化によって熱歪みが発生した
ときの様子を示す（Ｂ）相当の断面図である。

【図２】第２実施例の半導体加速度センサを示すもの
で，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図３】第３実施例の半導体加速度センサを示すもの
で，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図４】第４実施例の半導体加速度センサを示すもの
で，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図５】第５実施例の半導体加速度センサを示すもの
で，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図６】第６実施例の半導体加速度センサを示すもの
で，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図７】第７実施例の半導体加速度センサを示すもの
で，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図８】第８実施例の半導体加速度センサを示すもの
で，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図９】第９実施例の半導体加速度センサを示すもの
で，図１（Ｂ）に相当する断面図である。

【図１０】（Ａ）は第１０実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線にそう
断面図である。

【図１１】（Ａ）は第１１実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXI−XI線にそう
断面図である。

【図１２】（Ａ）は第１２実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXII −XII 線に
そう断面図である。

【図１３】（Ａ）は第１３実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXIII−XIII線に
そう断面図である。

【図１４】（Ａ）は第１４実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXIV −XIV 線に
そう断面図である。

【図１５】（Ａ）は第１５実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXV−XV線にそう
断面図である。

【図１６】（Ａ）は第１６実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXVI −XVI 線に
そう断面図である。

【図１７】（Ａ）は第１７実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXVII−XVII線に
そう断面図，（Ｃ）は外部の温度変化によって熱歪みが
発生したときの様子を示す（Ｂ）相当の断面図である。

【図１８】（Ａ）は第１８実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXVIII −XVIII
線にそう断面図である。

【図１９】（Ａ）は第１９実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXIX −XIX 線に
そう断面図である。

【図２０】（Ａ）は第２０実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXX−XX線にそう
断面図である。

【図２１】（Ａ）は第２１実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXI −XXI 線に
そう断面図である。

【図２２】（Ａ）は第２２実施例の半導体加速度センサ
の一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXII−XXII線に
そう断面図である。

【図２３】（Ａ）は第２３実施例の半導体圧力センサの
一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXIII −XXIII 線
にそう断面図である。

【図２４】第２４実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図２５】第２５実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図２６】第２６実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図２７】（Ａ）は第２７実施例の半導体圧力センサを
示す断面図，（Ｂ）は支持部と下部固定基板との接触部
分の一部切欠き拡大図である。

【図２８】第２８実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図２９】第２９実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図３０】第３０実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図３１】第３１実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図３２】第３２実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図３３】第３３実施例の半導体圧力センサを示すもの
で，図２３（Ｂ）に相当する断面図である。

【図３４】（Ａ）は第３４実施例の半導体圧力センサの
一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXXIV −XXXIV 線
にそう断面図である。

【図３５】（Ａ）は第３５実施例の半導体圧力センサの
一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXXV−XXXV線にそ
う断面図である。

【図３６】（Ａ）は第３６実施例の半導体圧力センサの
一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXXVI −XXXVI 線
にそう断面図である。

【図３７】（Ａ）は第３７実施例の半導体圧力センサの
一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXXVII−XXXVII線
にそう断面図である。

【図３８】（Ａ）は第３８実施例の半導体圧力センサの
一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXXVIII −XXXVII
I 線にそう断面図である。

【図３９】（Ａ）は従来の静電容量型半導体加速度セン
サの一部切欠き平面図，（Ｂ）は（Ａ）のXXXIX −XXXI
X 線にそう断面図，（Ｃ）は外部の温度変化によって熱
歪みが発生したときの様子を示す（Ｂ）に相当する断面
図である。

【符号の説明】

２ 上部固定基板 ３ シリコン基板 ４ 下部固定基板 21 固定電極 31 フレーム部 32 重り部 33，33Ａ，35，35Ａ，35Ｂ，35Ｃ 梁 34，34Ａ 支持部 38 ダイアフラム 57 ピエゾ抵抗素子

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム部およびこのフレーム部内に設
   けられかつ変位可能に支持されたセンサ部を有する半導
   体基板と，この半導体基板のフレーム部の少なくとも一
   面に接合された固定基板とを備えた半導体センサにおい
   て，上記半導体基板の上記フレーム部の内側であって，
   上記フレーム部から離れた位置に，上記センサ部を支持
   する支持部が上記固定基板と接合されない状態で設けら
   れ，上記支持部が上記フレーム部の少なくとも一側に連
   結部を介して連結されていることを特徴とする，半導体
   センサ。
2. 【請求項２】 上記連結部が上記支持部の高さの中央か
   ら上，下いずれかに偏った位置に設けられ，薄膜状で弾
   性を有している，請求項１に記載の半導体センサ。
3. 【請求項３】 上記連結部が上記半導体基板に溝を形成
   することにより弾性をもつように形成されている，請求
   項１に記載の半導体センサ。
4. 【請求項４】 上記支持部が方形枠状であり，上記連結
   部が上記フレーム部と上記支持部とを上記フレーム部の
   少なくとも二辺において連結しかつ弾性をもつように形
   成されている請求項１に記載の半導体センサ。
5. 【請求項５】 上記連結部が上記支持部の高さの中央の
   位置に設けられた支持腕である，請求項１に記載の半導
   体センサ。
6. 【請求項６】 上記固定基板がガラス基板であり，この
   ガラス基板と上記半導体基板のフレーム部とが陽極接合
   されており，上記支持部が上記固定基板に接しており，
   この接している部分において上記支持部と上記固定基板
   の少なくともいずれか一方に陽極接合によって接合され
   ていない層または膜が形成されている請求項１に記載の
   半導体センサ。
7. 【請求項７】 圧力センサであり，上記支持部と上記固
   定基板の接している部分に気密構造が形成されている請
   求項６に記載の半導体センサ。
8. 【請求項８】 上記支持部が上記固定基板から離れてい
   る，請求項１に記載の半導体センサ。
9. 【請求項９】 上記固定基板および上記半導体基板がシ
   リコン基板であり，これらの接合すべき一方の部分にガ
   ラス層が設けられている，請求項１に記載の半導体セン
   サ。