JPH09329621A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
- Publication number
- JPH09329621A JPH09329621A JP14687496A JP14687496A JPH09329621A JP H09329621 A JPH09329621 A JP H09329621A JP 14687496 A JP14687496 A JP 14687496A JP 14687496 A JP14687496 A JP 14687496A JP H09329621 A JPH09329621 A JP H09329621A
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- JP
- Japan
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- conductor electrode
- size
- facing
- weight portion
- weight
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】静電自己診断感度やダンピング特性を精密に設
定することの出来る半導体加速度センサを提供する。 【解決手段】重り部３および梁部２よりなる可動部を形
成した半導体基板１と、上記重り部底面と微小間隔７を
隔てて対向する導体電極９と、上記導体電極を支持する
台座４と、を備えた半導体加速度センサにおいて、導体
電極の重り部底面と対向する部分の面の広がり方向の大
きさを、重り部底面の大きさよりも小さく形成する。そ
れにより、対向面積の値は、重り部底面よりも寸法の小
さい導体電極の対向部分の大きさで決定されることにな
るが、対向部分の大きさは精密に設定可能な台座の溝部
によって設定できるので、重り部底面の大きさがばらつ
いても対向面積を精密に設定できることになり、静電自
己診断感度およびダンピング特性を精密に設定すること
が可能となる。
定することの出来る半導体加速度センサを提供する。 【解決手段】重り部３および梁部２よりなる可動部を形
成した半導体基板１と、上記重り部底面と微小間隔７を
隔てて対向する導体電極９と、上記導体電極を支持する
台座４と、を備えた半導体加速度センサにおいて、導体
電極の重り部底面と対向する部分の面の広がり方向の大
きさを、重り部底面の大きさよりも小さく形成する。そ
れにより、対向面積の値は、重り部底面よりも寸法の小
さい導体電極の対向部分の大きさで決定されることにな
るが、対向部分の大きさは精密に設定可能な台座の溝部
によって設定できるので、重り部底面の大きさがばらつ
いても対向面積を精密に設定できることになり、静電自
己診断感度およびダンピング特性を精密に設定すること
が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体加速度セン
サに関し、特に静電自己診断感度およびダンピング特性
を精密に設定することの出来る半導体加速度センサに関
する。
サに関し、特に静電自己診断感度およびダンピング特性
を精密に設定することの出来る半導体加速度センサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の半導体加速度センサの一
例の断面図である。図２において、１はシリコン基板で
ある。また、２はシリコン基板１上に形成された梁部、
３は重り部である。上記の梁部２および重り部３で構成
された可動部は、半導体基板１を異方性エッチングする
ことによって形成される。また、４は上記シリコン基板
１と一主面で接合された台座である。この台座４上には
上記梁部２と重り部３からなる可動部に相対する部分に
溝部６が形成されており、この溝部６内の上記重り部３
に対向する部分にはμmオーダーの微小な所定間隔７を
隔てて導体電極５が形成されている。また、導体電極５
の表面と上記重り部３の底面との間隔が上記の所定間隔
７を保つように、上記溝部６の深さと上記導体電極５の
厚さが制御されている。
例の断面図である。図２において、１はシリコン基板で
ある。また、２はシリコン基板１上に形成された梁部、
３は重り部である。上記の梁部２および重り部３で構成
された可動部は、半導体基板１を異方性エッチングする
ことによって形成される。また、４は上記シリコン基板
１と一主面で接合された台座である。この台座４上には
上記梁部２と重り部３からなる可動部に相対する部分に
溝部６が形成されており、この溝部６内の上記重り部３
に対向する部分にはμmオーダーの微小な所定間隔７を
隔てて導体電極５が形成されている。また、導体電極５
の表面と上記重り部３の底面との間隔が上記の所定間隔
７を保つように、上記溝部６の深さと上記導体電極５の
厚さが制御されている。
【０００３】上記のごとき半導体加速度センサにおいて
は、印加された加速度に応じて可動部が変位すると、所
定間隔７が変化するので、重り部３の底面と導体電極５
とで形成される静電容量が変化する。この静電容量の変
化は加速度に対応するので、これを電気回路的に検出す
ることにより、印加された加速度の大きさを検出するこ
とが出来る。
は、印加された加速度に応じて可動部が変位すると、所
定間隔７が変化するので、重り部３の底面と導体電極５
とで形成される静電容量が変化する。この静電容量の変
化は加速度に対応するので、これを電気回路的に検出す
ることにより、印加された加速度の大きさを検出するこ
とが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような半導体加
速度センサにおいては、上記梁部２の破損や上記重り部
３と上記導体電極５との間の異物の挟み込み等により、
梁部２と重り部３からなる可動部が正常に変位しない故
障が生じるおそれがある。そのため上記重り部３と上記
導体電極５との間に所定の電圧を印加し、疑似的に重り
部３を変位させて診断する、いわゆる静電アクチュエー
ション式目己診断機能を有している。
速度センサにおいては、上記梁部２の破損や上記重り部
３と上記導体電極５との間の異物の挟み込み等により、
梁部２と重り部３からなる可動部が正常に変位しない故
障が生じるおそれがある。そのため上記重り部３と上記
導体電極５との間に所定の電圧を印加し、疑似的に重り
部３を変位させて診断する、いわゆる静電アクチュエー
ション式目己診断機能を有している。
【０００５】上記のように、所定の電圧を印加した場合
に重り部３に加わる静電力は、重り部３と導体電極５と
の対向面積Ｓと、上記重り部３底面と導体電極５表面と
の間隔７とによって決定される。したがって静電自己診
断感度（所定の電圧を印加した場合のセンサの出力）
は、上記対向面積Ｓと上記間隔７で決定される。
に重り部３に加わる静電力は、重り部３と導体電極５と
の対向面積Ｓと、上記重り部３底面と導体電極５表面と
の間隔７とによって決定される。したがって静電自己診
断感度（所定の電圧を印加した場合のセンサの出力）
は、上記対向面積Ｓと上記間隔７で決定される。
【０００６】また、特に高周波の加速度が加わった場合
には、上記台座４上に形成された溝部６によるダンピン
グ効果のため、上記可動部の変位が減衰してセンサ出力
が低下するが、このようなダンピング特性も上記対向面
積Ｓと間隔７に大きく左右される。
には、上記台座４上に形成された溝部６によるダンピン
グ効果のため、上記可動部の変位が減衰してセンサ出力
が低下するが、このようなダンピング特性も上記対向面
積Ｓと間隔７に大きく左右される。
【０００７】しかし、上記のような梁部２および重り部
３を形成するＳｉ異方性エッチングプロセスでは、重り
部底面角部のアンダーカットが不可避であり、そのため
重り部３底面の大きさ寸法を精密に制御することは非常
に困難である。したがって、重り部底面の面積にばらつ
きが生じるので、上記所定間隔７を精度良く制御して
も、重り部３底面と導体電極５との対向面積Ｓがばらつ
いてしまい、結果として静電自己診断感度およびダンピ
ング特性がばらついてしまう、という問題点があった。
３を形成するＳｉ異方性エッチングプロセスでは、重り
部底面角部のアンダーカットが不可避であり、そのため
重り部３底面の大きさ寸法を精密に制御することは非常
に困難である。したがって、重り部底面の面積にばらつ
きが生じるので、上記所定間隔７を精度良く制御して
も、重り部３底面と導体電極５との対向面積Ｓがばらつ
いてしまい、結果として静電自己診断感度およびダンピ
ング特性がばらついてしまう、という問題点があった。
【０００８】本発明は、上記のごとき問題を解決するた
めになされたものであり、静電自己診断感度やダンピン
グ特性を精密に設定することの出来る半導体加速度セン
サを提供することを目的とする。
めになされたものであり、静電自己診断感度やダンピン
グ特性を精密に設定することの出来る半導体加速度セン
サを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、重り部および梁部よりなる可動部を形成した半
導体基板と、上記重り部底面と微小間隔を隔てて対向す
る導体電極と、上記導体電極を支持する台座と、を備え
た半導体加速度センサにおいて、上記導体電極の上記重
り部底面と対向する部分の面の広がり方向の大きさを、
上記重り部底面の大きさよりも小さく形成するように構
成している。
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、重り部および梁部よりなる可動部を形成した半
導体基板と、上記重り部底面と微小間隔を隔てて対向す
る導体電極と、上記導体電極を支持する台座と、を備え
た半導体加速度センサにおいて、上記導体電極の上記重
り部底面と対向する部分の面の広がり方向の大きさを、
上記重り部底面の大きさよりも小さく形成するように構
成している。
【００１０】また、請求項２に記載の発明においては、
請求項１の発明において、上記半導体基板は、異方性エ
ッチングを用いて重り部および梁部よりなる可動部を形
成したものであり、上記台座は、その構成材となるガラ
スをエッチングすることによって、上記導体電極が上記
重り部底面と対向する部分の周辺に上記対向する部分よ
りも深い溝部を形成し、上記導体電極の一部のみが上記
対向する部分となるようにすることにより、上記対向す
る部分の面の広がり方向の大きさを上記重り部底面の大
きさよりも小さく形成するように構成している。
請求項１の発明において、上記半導体基板は、異方性エ
ッチングを用いて重り部および梁部よりなる可動部を形
成したものであり、上記台座は、その構成材となるガラ
スをエッチングすることによって、上記導体電極が上記
重り部底面と対向する部分の周辺に上記対向する部分よ
りも深い溝部を形成し、上記導体電極の一部のみが上記
対向する部分となるようにすることにより、上記対向す
る部分の面の広がり方向の大きさを上記重り部底面の大
きさよりも小さく形成するように構成している。
【００１１】上記のように構成することにより、対向面
積Ｓの値は、重り部底面よりも寸法の小さい導体電極の
対向部分の大きさで決定されることになるが、上記の対
向部分の大きさは精密に設定可能な台座の溝部によって
設定できる。したがって重り部底面の大きさがばらつい
ても対向面積Ｓを精密に設定することが出来るので、静
電自己診断感度およびダンピング特性を精密に設定する
ことが可能となる。
積Ｓの値は、重り部底面よりも寸法の小さい導体電極の
対向部分の大きさで決定されることになるが、上記の対
向部分の大きさは精密に設定可能な台座の溝部によって
設定できる。したがって重り部底面の大きさがばらつい
ても対向面積Ｓを精密に設定することが出来るので、静
電自己診断感度およびダンピング特性を精密に設定する
ことが可能となる。
【００１２】
【発明の効果】重り部底面と導体電極表面との間の対向
面積Ｓを精度良く設定することが可能となるので、静電
自己診断感度およびダンピング特性の制御性を飛躍的に
改善することが出来、品質向上および製造歩留り向上の
効果が得られる。
面積Ｓを精度良く設定することが可能となるので、静電
自己診断感度およびダンピング特性の制御性を飛躍的に
改善することが出来、品質向上および製造歩留り向上の
効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図面に基づいて
説明する。図１は、この発明の一実施の形態を示す断面
図である。まず構成を説明すると、１はシリコン基板で
ある。２はシリコン基板１上に形成された梁部、３は重
り部である。該梁部２および重り部３で形成された可動
部は、半導体基板１を異方性エッチングすることによっ
て形成されている。また、４は上記シリコン基板１と一
主面で接合された台座である。台座４上には上記梁部２
および重り部３とからなる可動部に相対する部分に溝部
８が形成され、溝部８内の重り部３に対向する部分には
導体電極９が形成されている。
説明する。図１は、この発明の一実施の形態を示す断面
図である。まず構成を説明すると、１はシリコン基板で
ある。２はシリコン基板１上に形成された梁部、３は重
り部である。該梁部２および重り部３で形成された可動
部は、半導体基板１を異方性エッチングすることによっ
て形成されている。また、４は上記シリコン基板１と一
主面で接合された台座である。台座４上には上記梁部２
および重り部３とからなる可動部に相対する部分に溝部
８が形成され、溝部８内の重り部３に対向する部分には
導体電極９が形成されている。
【００１４】この溝部８は、導体電極９の重り部３底面
と微小な所定間隔７を隔てて対向する部分以外の部分が
深く形成され、上記対向する部分は凸部１０となってい
る。そしてこの凸部１０の上面（重り部底面と対向する
部分）の大きさは、重り部底面の大きさよりも小さく形
成されている。
と微小な所定間隔７を隔てて対向する部分以外の部分が
深く形成され、上記対向する部分は凸部１０となってい
る。そしてこの凸部１０の上面（重り部底面と対向する
部分）の大きさは、重り部底面の大きさよりも小さく形
成されている。
【００１５】導体電極９は、凸部１０の上面のみなら
ず、その側面および溝８の底面にも形成されており、ま
た、図示しないが溝８の底面に添って外部への引出部も
形成されているが、重り部３底面と微小間隔を隔てて対
向する部分、すなわち凸部１０の上面に形成された部分
のみが実効的な導体電極として作用することになる。ま
た、凸部１０の上面と重り部３底面との間隔および導体
電極９の厚さは、重り部３底面と導体電極９の間隔が所
定間隔７を保つように制御されている。
ず、その側面および溝８の底面にも形成されており、ま
た、図示しないが溝８の底面に添って外部への引出部も
形成されているが、重り部３底面と微小間隔を隔てて対
向する部分、すなわち凸部１０の上面に形成された部分
のみが実効的な導体電極として作用することになる。ま
た、凸部１０の上面と重り部３底面との間隔および導体
電極９の厚さは、重り部３底面と導体電極９の間隔が所
定間隔７を保つように制御されている。
【００１６】なお、凸部１０の上面の大きさは、上記の
実効的な導体電極として作用する部分が重り部３底面よ
りも小さくなるように設定すれば良い。すなわち、異方
性エッチングで重り部３底面を形成したときのばらつき
によって重り部３底面の大きさがばらつく範囲よりも小
さくなるように設定しておけば良い。
実効的な導体電極として作用する部分が重り部３底面よ
りも小さくなるように設定すれば良い。すなわち、異方
性エッチングで重り部３底面を形成したときのばらつき
によって重り部３底面の大きさがばらつく範囲よりも小
さくなるように設定しておけば良い。
【００１７】次に作用を説明する。梁部２および重り部
３を形成するＳｉ異方性エッチングプロセスでは、重り
部底面角部のアンダーカットが不可避であり、そのため
重り部３底面の面積を精密に制御することは非常に困難
である。一方、台座４に溝８を形成するプロセスにおい
ては、例えば台座４をパイレックスガラス等で形成した
場合、凸部１０の上面の大きさ寸法を非常に制御性良く
形成することが出来る。したがって重り部３底面と対向
する部分の面積を精度良く形成することが可能なので、
この部分に導体電極９を形成すれば、導体電極９の重り
部３底面と対向する部分の面積を精密に設定することが
出来る。
３を形成するＳｉ異方性エッチングプロセスでは、重り
部底面角部のアンダーカットが不可避であり、そのため
重り部３底面の面積を精密に制御することは非常に困難
である。一方、台座４に溝８を形成するプロセスにおい
ては、例えば台座４をパイレックスガラス等で形成した
場合、凸部１０の上面の大きさ寸法を非常に制御性良く
形成することが出来る。したがって重り部３底面と対向
する部分の面積を精度良く形成することが可能なので、
この部分に導体電極９を形成すれば、導体電極９の重り
部３底面と対向する部分の面積を精密に設定することが
出来る。
【００１８】そして本実施の形態においては、凸部１０
の上面（重り部３底面と対向する部分）の大きさを重り
部３底面の大きさよりも小さく形成することにより、導
体電極９の重り部底面と対向する部分の大きさを重り部
３底面よりも小さくするように設定しているので、重り
部３底面と導体電極９の対向面積Ｓは上記導体電極９の
対向部分の大きさで決まることになり、したがって重り
部３底面の大きさにばらつきが生じても影響を受けない
ことになる。そのため、静電自己診断感度およびダンピ
ング特性の制御性が飛躍的に改善され、品質の向上およ
び歩留まりが向上するという効果が得られる。
の上面（重り部３底面と対向する部分）の大きさを重り
部３底面の大きさよりも小さく形成することにより、導
体電極９の重り部底面と対向する部分の大きさを重り部
３底面よりも小さくするように設定しているので、重り
部３底面と導体電極９の対向面積Ｓは上記導体電極９の
対向部分の大きさで決まることになり、したがって重り
部３底面の大きさにばらつきが生じても影響を受けない
ことになる。そのため、静電自己診断感度およびダンピ
ング特性の制御性が飛躍的に改善され、品質の向上およ
び歩留まりが向上するという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図。
【図２】従来装置の一例の断面図。
１…シリコン基板 ２…梁部 ３…重り部 ４…台座 ５…導体電極 ６…溝部 ７…間隔 ８…溝部 ９…導体電極 １０…凸部
Claims (2)
- 【請求項１】重り部および梁部よりなる可動部を形成し
た半導体基板と、上記重り部底面と微小間隔を隔てて対
向する導体電極と、上記導体電極を支持する台座と、を
備えた半導体加速度センサにおいて、 上記導体電極の上記重り部底面と対向する部分の面の広
がり方向の大きさを、上記重り部底面の大きさよりも小
さく形成したことを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項２】上記半導体基板は、異方性エッチングを用
いて重り部および梁部よりなる可動部を形成したもので
あり、 上記台座は、その構成材となるガラスをエッチングする
ことによって、上記導体電極が上記重り部底面と対向す
る部分の周辺に上記対向する部分よりも深い溝部を形成
し、上記導体電極の一部のみが上記対向する部分となる
ようにすることにより、上記対向する部分の面の広がり
方向の大きさを上記重り部底面の大きさよりも小さく形
成したものである、ことを特徴とする請求項１に記載の
半導体加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14687496A JPH09329621A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14687496A JPH09329621A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329621A true JPH09329621A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15417526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14687496A Pending JPH09329621A (ja) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | 半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09329621A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009537803A (ja) * | 2006-05-16 | 2009-10-29 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 加速度センサ |
| US8312770B2 (en) | 2007-07-06 | 2012-11-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Capacitive acceleration sensor |
-
1996
- 1996-06-10 JP JP14687496A patent/JPH09329621A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009537803A (ja) * | 2006-05-16 | 2009-10-29 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 加速度センサ |
| US8312770B2 (en) | 2007-07-06 | 2012-11-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Capacitive acceleration sensor |
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