JPH10122869A - 外力検出装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外力を検出するための検出部が収容された密
閉室内の酸素を簡単な構成によって除去することによ
り、密閉室内を十分に減圧させ、検出部の検出感度を向
上させる。 【解決手段】 ガラス基板５の凹陥部５Ｂ底部にモリブ
デンからなる酸素吸収用金属膜３２を蒸着して設け、シ
リコン基板２とガラス基板５との陽極接合時に発生し、
密閉室６内に残留した酸素ガスを、該酸素吸収用金属膜
３２により吸収する。これにより、密閉室６内を十分に
減圧させ、角速度検出部３による角速度の検出感度を向
上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加速度、角
速度等の外力を検出する外力検出装置およびその製造方
法に関し、特に、ガラス基板とシリコン基板とを減圧雰
囲気中で陽極接合することにより、該ガラス基板とシリ
コン基板との間に形成される密閉室内に検出部を収容す
るようにした外力検出装置およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両等に作用する加速度、角速
度の検出や、カメラの手ぶれ検出等を行う外力検出装置
は、例えば、特開昭６２−１１８２６０号、特開平４−
２４２１１４号、特開平７−２４５４１６号公報等によ
り知られている。

【０００３】以下、従来技術による外力検出装置として
角速度検出装置を例に挙げ、図８および図９に基づいて
説明する。

【０００４】１はマイクロマシニング技術により製造さ
れた角速度検出装置である。２は高抵抗なシリコン材料
からなるシリコン基板である。

【０００５】３は検出部としての角速度検出部であり、
該角速度検出部３は低抵抗シリコン（例えばポリシリコ
ン）からなり、シリコン基板２上に設けられている。そ
して、この角速度検出部３は、図８に示すように回転軸
Ｙ−Ｙの回転が作用したとき、この回転軸Ｙ−Ｙ周りの
角速度Ωを検出するものである。

【０００６】４は前記角速度検出部３と同様の低抵抗シ
リコン（例えばポリシリコン）からなる枠部であり、該
枠部４は前記角速度検出部３を取り囲むようにシリコン
基板２上に設けられている。

【０００７】５はガラス材料からなるガラス基板を示
し、該ガラス基板５の下面は、後述する角速度検出部３
の電極支持部１０および前記枠部４と接合するための接
合面５Ａとなり、このガラス基板５の接合面５Ａ側の中
央には凹陥部５Ｂが形成されている。そして、該ガラス
基板５は、図９に示すように、角速度検出部３および枠
部４と陽極接合され、シリコン基板２とガラス基板５と
の間に密閉室６を構成している。

【０００８】ここで、角速度検出部３の構成について説
明するに、７，７はシリコン基板２上に設けられた支持
部である。８はシリコン基板２の表面から離間した状態
で設けられ、支持梁９，９，…を介して各支持部７に支
持された振動子を示し、該振動子８は図８中の矢示Ａ方
向、矢示Ｂ方向に変位可能となっている。また、該振動
子８の両側面には、くし状電極８Ａ，８Ａが設けられて
いる。

【０００９】１０，１０は振動子８の両側に位置し、シ
リコン基板２上に設けられた電極支持部であり、該各電
極支持部１０の側面には、くし状電極１０Ａが設けら
れ、該各くし状電極１０Ａは、振動子８の各くし状電極
８Ａと離間した状態で噛合している。

【００１０】１１は振動子８の下側に位置してシリコン
基板２の表面に設けられた電極板を示し、該電極板１１
は、振動子８がコリオリ力により矢示Ｂ方向に変位した
ときに、その変位量を検出するものである。

【００１１】また、前記各支持部７，振動子８，各支持
梁９，各電極支持部１０は、例えば、Ｐ（リン），Ｂ
（ホウ素），Ｓｂ（アンチモン）等の不純物がドーピン
グされた低抵抗なポリシリコン膜をシリコン基板２上に
成膜し、このポリシリコン膜にエッチングを施すことに
より形成されるか、あるいは、ポリシリコン膜を形成し
た後に、このポリシリコン膜に上記不純物をドーピング
することにより、このポリシリコン膜を低抵抗化し、そ
の後、エッチング等により形成される。なお、前記枠部
４は、このポリシリコン膜にエッチングを施す際に、同
時に形成される。

【００１２】このように構成される従来技術による角速
度検出装置では、振動子８のくし状電極８Ａと電極支持
部１０のくし状電極１０Ａとの間に駆動信号を印加し、
振動子８を矢示Ａ方向に振動させる。この状態で、角速
度検出装置に回転軸Ｙ−Ｙ周りの角速度Ωが作用する
と、振動子８にコリオリ力Ｆが作用し、このコリオリ力
Ｆの大きさに対応して振動子８が矢示Ｂ方向に変位す
る。これにより、振動子８と電極板１１との離間距離が
変化する。この離間距離の変化を、振動子８と電極板１
１との間の静電容量の変化により検出し、角速度の大き
さを測定する。

【００１３】ここで、角速度Ωが作用したときに振動子
８に発生するコリオリ力Ｆは、下記の数１により算定さ
れる。

【００１４】

【数１】Ｆ＝２ｍＶΩ ただし、上記数１中のｍは振動子の質量、Ｖは振動子の
矢示Ａ方向の振動速度、Ωは回転軸Ｙ−Ｙ周りの角速度
をそれぞれ示す。

【００１５】この数１から明らかなように、コリオリ力
Ｆの大きさは、振動子８の振動速度に比例する。従っ
て、角速度が作用したときに生じるコリオリ力Ｆをでき
るだけ大きくし、角速度の検出感度を向上させるために
は、振動子８の振動速度を高速にする必要がある。

【００１６】ところが、角速度検出部３の振動子８は、
図９に示すように、その幅寸法ａが例えば４００μｍ程
度であり、非常に微小に形成されている。このため、該
振動子８を空気中で振動させたのでは、空気のダンピン
グ作用により、振動子８を矢示Ａ方向に高速に振動させ
ることができず、角速度の検出感度が低下してしまう。
また、空気中では、空気抵抗により振動子８の振幅が小
さくなるため、コリオリ力Ｆによる変位も小さくなり、
これによっても、角速度の検出感度が低下する。

【００１７】そこで、シリコン基板２とガラス基板５と
を減圧雰囲気中で陽極接合することにより、密閉室６内
を減圧雰囲気とし、該密閉室６内に角速度検出部３を封
止することによって、角速度検出部３の振動子８を減圧
雰囲気中で高速に、かつ大きな振幅で振動させるように
している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、角速度検出部３を密閉室６内に封止するた
めに、シリコン基板２とガラス基板５とを減圧雰囲気中
で陽極接合している。この陽極接合時に、シリコン基板
２、ガラス基板５から酸素ガスが発生し、この酸素ガス
が密閉室６内に残留することにより、密閉室６内の圧力
が上昇してしまう。このため、角速度検出部３の振動子
８の振動が、残留酸素ガスによって妨げられ、振動子８
を高速に、大きく振動させることができず、角速度の検
出感度が低下する場合があるという問題がある。

【００１９】一方、真空パッケージ型のマイクロセンサ
技術においては、図１０に示すように、酸素吸収部材２
１を用いて、シリコン板とガラス板との間に形成された
空間内に残留した酸素を吸収する手段が知られている
（センサーズ アンド アクチュエーターズ Ａ，４３
（１９９４年）第２４３頁ないし第２４８頁「Ｓｅｎｓ
ｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ａ，４３（１９
９４）２４３−２４８」参照）。

【００２０】しかし、前記酸素吸収部材２１は、図１０
に示すように、ＮｉとＣｒからなる金属部材２２と、該
金属部材２２の外周側を包囲して設けられたＺｒ−Ｖ−
Ｆ合金とＴｉからなる被覆部材２３とから構成されてい
る。このため、該酸素吸収部材２１はサイズが大きく、
構造が複雑である。

【００２１】この結果、このような酸素吸収部材２１を
角速度検出装置１の密閉室６に配設すると、角速度検出
装置１のサイズが大きくなると共に、構成が複雑化し、
生産性が悪くなるという問題がある。

【００２２】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、検出部が収容された密閉室内の酸素を簡
単な構成によって除去することができ、該密閉室内を減
圧させることにより検出部の検出感度を向上させること
ができる外力検出装置およびその製造方法を提供するこ
とを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１に係る発明は、シリコン基板と、該シリ
コン基板に陽極接合して設けられたガラス基板と、前記
シリコン基板と該ガラス基板との間に形成された密閉室
と、該密閉室内に収容され外力が作用したときの変位を
検出する検出部とからなる外力検出装置において、前記
密閉室内に位置して前記ガラス基板と前記シリコン基板
のうち少なくともいずれか一方の基板の表面に酸素吸収
用金属膜を設け、前記密閉室内の酸素を該酸素吸収用金
属膜によって吸収する構成としたことを特徴としてい
る。

【００２４】このように構成することによって、シリコ
ン基板とガラス基板を陽極接合するときに、シリコン基
板、ガラス基板から酸素が発生し、陽極接合後に、この
酸素が密閉室内に残留しても、該密閉室内の残留酸素を
酸素吸収用金属膜の酸化によって吸収することができ
る。

【００２５】請求項２に係る発明は、酸素吸収用金属膜
を、基板の表面に金属を蒸着することにより設ける構成
としたことにある。

【００２６】これにより、例えば、スパッタ、電子ビー
ム蒸着等の手段を用いて、酸素吸収用金属膜を前記基板
に容易に設けることができると共に、酸素吸収用金属膜
を薄膜形成することができる。

【００２７】請求項３に係る発明は、酸素吸収用金属膜
を、モリブデン，アルミ，チタン，バナジウム，タンタ
ル，ジルコニウム，タングステンの中から選択された金
属によって構成したことにある。

【００２８】上述した、モリブデン，アルミ，チタン，
バナジウム，タンタル，ジルコニウム，タングステンの
金属は、高温になるほど活発に酸化する性質を有する。
これにより、上記金属からなる酸素吸収用金属膜は、常
温ではほとんど酸化せず、シリコン基板とガラス基板を
陽極接合するときの温度では、酸化がやや促進される。
さらに、該酸素吸収用金属膜は、シリコン基板とガラス
基板を陽極接合するときの温度よりも高く、かつ、ガラ
スの軟化点温度よりも低い温度では、活発に酸化するよ
うになる。

【００２９】従って、シリコン基板とガラス基板とを陽
極接合した後に、該シリコン基板とガラス基板をガラス
の軟化点温度よりも低い温度に加熱し、密閉室内に設け
られた酸素吸収用金属膜を活発に酸化させることによ
り、密閉室内の酸素を該酸素吸収用金属膜によって吸収
することができ、密閉室内を減圧することができる。

【００３０】請求項４に係る発明は、シリコン基板に外
力を検出する検出部を形成する検出部形成工程と、ガラ
ス基板の接合面に凹陥部を形成する凹陥部形成工程と、
該凹陥部形成工程により形成された前記ガラス基板の凹
陥部内面に酸素吸収用金属膜を蒸着する金属膜形成工程
と、前記酸素吸収用金属膜を蒸着したガラス基板の凹陥
部内に前記検出部が収容されるように前記シリコン基板
の接合面と前記ガラス基板の接合面とを衝合させ、該シ
リコン基板と該ガラス基板とを減圧雰囲気中で接合温度
まで加熱して陽極接合する接合工程とを含むことを特徴
としている。

【００３１】上記構成の如く、検出部形成工程では、シ
リコン基板に検出部を形成する。一方、凹陥部形成工程
では、ガラス基板の接合面に凹陥部を形成し、金属膜形
成工程では、該ガラス基板の凹陥部内面に酸素吸収用金
属膜を蒸着させる。

【００３２】次いで、接合工程では、ガラス基板の凹陥
部内に検出部が収容されるようにシリコン基板の接合面
とガラス基板の接合面とを衝合させ、シリコン基板とガ
ラス基板とを減圧雰囲気中で接合温度まで加熱して陽極
接合する。このとき、シリコン基板、ガラス基板から酸
素が発生し、シリコン基板とガラス基板との間に形成さ
れた密閉室内に、この酸素が封じ込まれて残留しようと
するが、この残留しようとする酸素を酸素吸収用金属膜
の酸化によって吸収し、密閉室内を減圧させる。

【００３３】請求項５に係る発明は、さらに、前記接合
工程により接合されたシリコン基板とガラス基板とを接
合温度よりも高い温度でガラス基板の軟化点温度よりも
低い温度に加熱し、前記シリコン基板と前記ガラス基板
との間に形成された密閉室内の酸素を該酸素吸収用金属
膜の酸化により吸収する酸素吸収工程を含むことを特徴
としている。

【００３４】これにより、酸素吸収工程では、陽極接合
されたシリコン基板とガラス基板を接合温度よりも高い
温度でガラス基板の軟化点温度よりも低い温度に加熱す
ることにより、密閉室内の酸素を、酸素吸収用金属膜の
酸化をさらに促進させることにより吸収し、密閉室内を
より一層減圧させる。ここで、シリコン基板とガラス基
板との接合温度よりも高い温度でガラス基板の軟化点温
度よりも低い温度は、例えば４００度〜８００度程度の
温度である。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳述する。

【００３６】ここで、図１は本発明の第１の実施例によ
る外力検出装置として角速度検出装置を例に挙げて示し
ている。なお、本実施例では前述した従来技術の構成要
素と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。

【００３７】図において、３１は本実施例による角速度
検出装置である。３２は密閉室６内に設けられた酸素吸
収用金属膜を示し、該酸素吸収用金属膜３２は、ガラス
基板５の凹陥部５Ｂの底面（内面）に蒸着されている。

【００３８】また、該酸素吸収用金属膜３２は、モリブ
デン（Ｍｏ），アルミ（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），バナ
ジウム（Ｖ），タンタル（Ｔａ），ジルコニウム（Ｚ
ｒ），タングステン（Ｗ）の中から選択された金属、例
えば、モリブデンにより構成されている。さらに、該酸
素吸収用金属膜３２は、例えば、幅寸法ｂが１００μｍ
程度、厚さ寸法ｃが２μｍ程度の微細な薄膜として形成
されている。

【００３９】そして、該酸素吸収用金属膜３２は、後述
するように、シリコン基板２とガラス基板５とを陽極接
合した後に、密閉室６内に残留した酸素ガスを吸収する
ものである。

【００４０】ここで、酸素吸収用金属膜３２を構成する
モリブデンは、高温になるほど活発に酸化する性質を有
する。これにより、該酸素吸収用金属膜３２は、常温で
はほとんど酸化しない。また、酸素吸収用金属膜３２
は、シリコン基板２とガラス基板５とを陽極接合すると
きの温度、例えば３００度〜４００度程度（以下、「接
合温度」という）で酸化が促進し、密閉室６内の酸素ガ
スを吸収するようになる。さらに、該酸素吸収用金属膜
３２は、シリコン基板２とガラス基板５を陽極接合する
ときの温度よりも高く、かつ、ガラス基板５の軟化点温
度よりも低い温度、例えば４００度〜８００度程度（以
下、「酸化活性化温度」という）では、さらに活発に酸
化するようになり、密閉室６内の酸素ガスを多量に吸収
するようになる。

【００４１】なお、酸素吸収用金属膜３２を、モリブデ
ンに限らず、アルミ，チタン，バナジウム，タンタル，
ジルコニウム，タングステンによって構成してもよい。
これらの金属は、モリブデンと同様に、高温になるほど
活発に酸化する性質を有するため、酸素吸収用金属膜３
２をこれらの金属によって構成した場合でも、酸素吸収
用金属膜３２をモリブデンで構成した場合と同様の性質
を持つようになる。

【００４２】本実施例による角速度検出装置３１は上述
したような構成を有するもので、次に、その製造方法を
図２ないし図６に基づいて説明する。

【００４３】まず、角速度検出部形成工程では、図２に
示すように、エッチング等の手段を用いてシリコン基板
２に角速度検出部３および枠部４を形成する。即ち、シ
リコン基板２上の所定の位置に電極板１１を薄膜形成し
た後、電極板１１上に犠牲層（図示せず）を成膜する。
次いで、この犠牲層の上に、ポリシリコン膜を成膜した
後、Ｐ（リン），Ｂ（ホウ素），Ｓｂ（アンチモン）等
の不純物をドーピングして低抵抗化し、このポリシリコ
ン膜にエッチングを施し、角速度検出部３の振動子８，
各電極支持部１０等および枠部４を形成する。その後、
前記犠牲層を溶かして除去する。

【００４４】凹陥部形成工程では、図３に示すように、
ガラス基板５にエッチングを施し、ガラス基板５の接合
面５Ａに凹陥部５Ｂを形成し、さらに、サンドブラス
ト、エッチング、レーザー等によってスルーホールを形
成する。

【００４５】そして、金属膜形成工程では、図４に示す
ように、例えばスパッタ、電子ビーム蒸着等の手段を用
いて、ガラス基板５の凹陥部５Ｂ底面にモリブデン薄膜
を蒸着させた後、このモリブデン薄膜を、例えばフォト
リソグラフィー等の手段を用いて、図４に示すような形
状に成形し、酸素吸収用金属膜３２を形成する。

【００４６】接合工程では、図５に示すように、酸素吸
収用金属膜３２が設けられたガラス基板５を、上，下が
逆になるように回転させ、ガラス基板５の凹陥部５Ｂ内
に角速度検出部３が収容されるように、シリコン基板２
上に設けられた角速度検出部３の電極支持部１０および
枠部４をガラス基板５の接合面５Ａとを衝合させる。

【００４７】そして、これらを減圧雰囲気中で接合温度
まで加熱しつつ、シリコン基板２、ガラス基板５に例え
ば１０００Ｖ程度の電圧を印加し、角速度検出部３の電
極支持部１０および枠部４とガラス基板５とを陽極接合
する。これにより、角速度検出部３が密閉室６内に封止
される。なお、このとき、角速度検出部３の電極支持部
１０および枠部４とガラス基板５とを陽極接合したとき
に発生した酸素ガスが、密閉室６内に封じ込まれて残留
しようとするが、この残留しようとする酸素を酸素吸収
用金属膜３２の酸化によって吸収し、密閉室６内を減圧
させることができる。

【００４８】さらに、酸素吸収工程では、図６に示すよ
うに、陽極接合されたシリコン基板２とガラス基板５
を、接合温度よりも高い温度で、かつガラス基板５の軟
化点温度よりも低い温度に加熱し、図６中の矢示に示す
如く、密閉室６内の酸素ガスを酸素吸収用金属膜３２の
酸化によりさらに吸収し、密閉室６内をさらに減圧させ
る。

【００４９】最後に、銀等を主成分とした導電ペースト
を前記スルーホールに充填し、導電ペーストと各電極支
持部１０とを電気的に接合する。

【００５０】このようにして、角速度検出装置３１は製
造される。なお、本実施例による角速度検出装置３１の
動作は、前述した従来技術による角速度検出装置１と同
様であるため省略する。

【００５１】かくして、本実施例によれば、角速度検出
部３が収容される密閉室６内に酸素吸収用金属膜３２を
設けることにより、シリコン基板２とガラス基板５とを
陽極接合するときに発生し、密閉室６内に残留しようと
する酸素ガスを、該酸素吸収用金属膜３２で吸収するこ
とができ、密閉室６内を減圧させることができる。

【００５２】特に、本実施例では、酸素吸収工程におい
て、陽極接合されたシリコン基板２とガラス基板５を接
合温度よりも高い温度でガラス基板５の軟化点温度より
も低い温度に加熱し、密閉室６内の酸素ガスを、酸素吸
収用金属膜３２を活発に酸化させることによって多量に
吸収することができ、密閉室６内の圧力を大幅に減圧さ
せることができる。

【００５３】これにより、角速度検出部３を最適な減圧
雰囲気中に封止することができ、角速度検出部３の振動
子８の振動が、酸素ガスによって妨げられるのを防止す
ることができる。従って、振動子８を高速に、かつ、大
きな振幅で振動させることができ、角速度の検出感度を
向上させることができる。

【００５４】また、本実施例によれば、酸素吸収用金属
膜３２を単一の金属材料によって構成することにより、
酸素吸収用金属膜３２の構造を極めて簡単なものとする
ことができ、かつ、酸素吸収用金属膜３２を微細な薄膜
としてガラス基板５に蒸着させることが可能となる。こ
れにより、角速度検出装置３１の小型化を図ることがで
きる。

【００５５】さらに、本実施例によれば、酸素吸収用金
属膜３２を密閉室６内に簡単に設けることができる。即
ち、金属膜形成工程において、例えばスパッタ、電子ビ
ーム蒸着等の手段を用いて、ガラス基板５の凹陥部５Ｂ
底面にモリブデン薄膜を蒸着させ、このモリブデン薄膜
を、例えばフォトリソグラフィー等の手段を用いて成形
するだけで、酸素吸収用金属膜３２を簡単に形成するこ
とができる。これにより、角速度検出装置３１の生産性
の悪化、コストの上昇を防止できる。

【００５６】次に、本発明の第２の実施例による外力検
出装置として角速度検出装置を例に挙げ、図７に基づい
て説明する。本実施例の特徴は、外力検出装置を、検出
部が設けられたシリコン基板の一側に第１のガラス基板
を陽極接合して設けると共に、該シリコン基板の他側に
第２のガラス基板を第２のガラス基板を陽極接合して設
ける構成としたことにある。

【００５７】４１は本実施例による角速度検出装置であ
る。４２は角速度検出装置４１の一部を構成するシリコ
ン基板を示し、該シリコン基板４２は、シリコン材料に
より形成され、該シリコン基板４２の上面は、一側接合
面としての上側接合面４２Ａとなり、該シリコン基板４
２の下面は、他側接合面としての下側接合面４２Ｂとな
っている。

【００５８】４３はシリコン基板４２の上側に陽極接合
して設けられた第１のガラス基板としての上側ガラス基
板を示し、該上側ガラス基板４３は、ガラス材料により
形成され、該上側ガラス基板４３の接合面４３Ａには、
凹陥部４３Ｂが設けられている。

【００５９】４４はシリコン基板４２の下側に陽極接合
して設けられた第２のガラス基板としての下側ガラス基
板を示し、該下側ガラス基板４４はガラス材料により形
成され、該下側ガラス基板４４の接合面４４Ａには、凹
陥部４４Ｂが設けられている。

【００６０】４５は密閉室としての密閉収容室であり、
前記シリコン基板４２の上側および下側にそれぞれ陽極
接合された上側ガラス基板４３と下側ガラス基板４４と
の間に構成されている。

【００６１】４６は密閉収容室４５内に設けられた検出
部としての角速度検出部を示し、該角速度検出部４６
は、前述した第１の実施例によるものと同様に、コリオ
リ力を利用して角速度を検出するもので、くし状電極４
７Ａ，４７Ａを有する振動子４７と、振動子４７の両側
に設けられ、くし状電極４８Ａを有する一対の電極支持
部４８，４８と、上側ガラス基板４３の凹陥部４３Ｂ底
面に設けられた電極板４９等とから構成されている。

【００６２】５０は密閉収容室４５内に設けられた酸素
吸収用金属膜を示し、該酸素吸収用金属膜５０は、下側
ガラス基板４４の凹陥部４４Ｂ底面に蒸着されている。
また、該酸素吸収用金属膜５０は、前述した第１の実施
例によるものと同様に、モリブデンからなる微細な薄膜
として形成されている。

【００６３】本実施例による角速度検出装置４１は上述
したような構成を有するもので、次に、その製造方法に
ついて説明する。

【００６４】まず、第１の凹陥部形成工程では、上側ガ
ラス基板４３にエッチングを施し、上側ガラス基板４３
の接合面４３Ａに凹陥部４３Ｂを形成する。その後、該
上側ガラス基板４３の凹陥部４３Ｂ底面に電極板４９を
形成する。

【００６５】一方、検出部形成工程では、エッチング等
の手段を用いてシリコン基板４２に角速度検出部４６を
形成する。

【００６６】そして、第１の接合工程では、電極板４９
が設けられた上側ガラス基板４３の接合面４３Ａと、角
速度検出部４６が設けられたシリコン基板４２の上側接
合面４２Ａとを陽極接合する。

【００６７】次いで、第２の凹陥部形成工程では、下側
ガラス基板４４にエッチングを施し、下側ガラス基板４
４の接合面４４Ａに凹陥部４４Ｂを形成する。

【００６８】さらに、金属膜形成工程で、例えばスパッ
タ、電子ビーム蒸着等の手段を用いて、下側ガラス基板
４４の凹陥部４４Ｂ底面にモリブデン薄膜を蒸着させた
後、このモリブデン薄膜を、例えばフォトリソグラフィ
ー等の手段を用いて成形し、酸素吸収用金属膜５０を形
成する。

【００６９】次いで、第２の接合工程で、上側ガラス基
板４３が接合されたシリコン基板４２の下側接合面４２
Ｂと、酸素吸収用金属膜５０が設けられた下側ガラス基
板４４の接合面４４Ａとを陽極接合する。これにより、
図７に示すように、角速度検出部４６が密閉収容室４５
内に封止される。なお、この段階で、密閉収容室４５内
には、陽極接合時に発生した酸素ガスが封じ込まれて残
留しようとするが、この残留しようとする酸素を酸素吸
収用金属膜５０の酸化によって吸収し、密閉収容室４５
内を減圧させる。

【００７０】そして、酸素吸収工程で、陽極接合された
シリコン基板４２、上側ガラス基板４３および下側ガラ
ス基板４４を、接合温度よりも高い温度でガラス基板４
３，４４の軟化点温度よりも低い温度に加熱し、密閉収
容室４５内の酸素ガスを酸素吸収用金属膜５０の酸化に
よりさらに吸収し、密閉収容室４５内を、さらに大幅に
減圧させる。

【００７１】このようにして、角速度検出装置４１は製
造される。なお、本実施例による角速度検出装置４１の
動作は、前述した従来技術による角速度検出装置１と同
様であるため省略する。

【００７２】かくして、本実施例によっても、密閉収容
室４５内に設けられた酸素吸収用金属膜５０により、密
閉収容室４５内の酸素ガスを吸収して密閉収容室４５内
を減圧することができ、前述した第１の実施例と同様の
効果を得ることができる。

【００７３】なお、前記各実施例では、ガラス基板５
（４４）の凹陥部５Ｂ（４４Ｂ）に酸素吸収用金属膜３
２（５０）を設けるものとして説明したが、本発明はこ
れに限らず、シリコン基板２（４２）に酸素吸収用金属
膜を蒸着して設けてもよい。

【００７４】また、前記各実施例では、酸素吸収用金属
膜３２（５０）をガラス基板５（４３，４４）に蒸着す
るものとして述べたが、本発明はこれに限らず、酸素吸
収用金属膜３２（５０）をガラス基板５（４３，４４）
に溶着または塗着してもよい。

【００７５】さらに、前記各実施例では、外力検出装置
として角速度検出装置３１（４１）を例に挙げて説明し
たが、本発明はこれに限らず、加速度検出装置にも適用
できる。

【００７６】さらにまた、前記各実施例では、角速度検
出装置３１（４１）の製造方法において、接合工程と酸
素吸収工程の両方を含むものを例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限らず、酸素吸収工程は、必ずしも必須
ではない。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したとおり、請求項１に係る発
明によれば、密閉室内に位置してガラス基板とシリコン
基板のうち少なくともいずれか一方の基板の表面に酸素
吸収用金属膜を設け、密閉室内の酸素を該酸素吸収用金
属膜によって吸収する構成としたから、検出部を最適な
減圧雰囲気中に封止することができ、外力の検出感度を
向上させることができる。

【００７８】請求項２に係る発明によれば、酸素吸収用
金属膜を、前記基板の表面に金属を蒸着することにより
設ける構成としたから、外力検出装置の製造過程におい
て、基板に酸素吸収用金属膜を蒸着するという簡単な手
段で、密閉室内の酸素を酸素吸収用金属膜で吸収でき、
密閉室内を減圧することができる。これにより、外力検
出装置の生産性の悪化、コストの上昇を防止でき、か
つ、外力検出装置の検出性能を高めることができる。ま
た、酸素吸収用金属膜を微細な薄膜として設けることが
でき、角速度検出装置の小型化を図ることができる。

【００７９】請求項３に係る発明によれば、酸素吸収用
金属膜を、モリブデン，アルミ，チタン，バナジウム，
タンタル，ジルコニウム，タングステンの中から選択さ
れた金属で形成したから、酸素吸収用金属膜の酸化によ
って、密閉室内の酸素を酸素吸収用金属膜で吸収するこ
とができ、密閉室を減圧することができると共に、該酸
素吸収用金属膜を基板に蒸着して設けることができ、該
酸素吸収用金属膜を薄膜化することができる。

【００８０】請求項４の発明によれば、金属膜形成工程
において、ガラス基板の凹陥部内面に酸素吸収用金属膜
を蒸着し、その後、接合工程において、シリコン基板、
ガラス基板を減圧雰囲気中で接合温度まで加熱して陽極
接合することにより、シリコン基板、ガラス基板から発
生して密閉室内に残留しようとする酸素を、酸素吸収用
金属膜によって吸収することができ、密閉室内を減圧さ
せることができる。

【００８１】請求項５の発明によれば、前記接合工程に
より接合されたシリコン基板とガラス基板とを接合温度
よりも高い温度でガラス基板の軟化点温度よりも低い温
度に加熱し、シリコン基板とガラス基板との間に形成さ
れた密閉室内の酸素を該酸素吸収用金属膜の酸化により
吸収する酸素吸収工程を設ける構成としたから、酸素吸
収用金属膜の酸化をさらに促進させ、密閉室内の酸素を
酸素吸収用金属膜の酸化により、さらに吸収でき、密閉
室内をより一層減圧させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による角速度検出装置を
示す断面図である。

【図２】検出部形成工程を示す断面図である。

【図３】凹陥部形成工程を示す断面図である。

【図４】金属膜形成工程を示す断面図である。

【図５】接合工程を示す断面図である。

【図６】酸素吸収工程を示す断面図である。

【図７】本発明の第２の実施例による角速度検出装置を
示す断面図である。

【図８】従来技術による角速度検出装置を示す分解斜視
図である。

【図９】図８中の角速度検出装置をシリコン基板にガラ
ス基板を接合した状態で矢示IX−IX方向からみた断面図
である。

【図１０】従来技術による酸素吸収部材を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

３１，４１ 角速度検出装置（外力検出装置） ２，４２ シリコン基板 ３，４６ 角速度検出部（検出部） ４ 枠部 ５，４３，４４ ガラス基板 ６ 密閉室 ４５ 密閉収容室（密閉室）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコン基板と、該シリコン基板に陽極
   接合して設けられたガラス基板と、前記シリコン基板と
   該ガラス基板との間に形成された密閉室と、該密閉室内
   に収容され外力が作用したときの変位を検出する検出部
   とからなる外力検出装置において、 前記密閉室内に位置して前記ガラス基板と前記シリコン
   基板のうち少なくともいずれか一方の基板の表面に酸素
   吸収用金属膜を設け、前記密閉室内の酸素を該酸素吸収
   用金属膜によって吸収する構成としたことを特徴とする
   外力検出装置。
2. 【請求項２】 前記酸素吸収用金属膜は、前記基板の表
   面に金属を蒸着することにより設けてなる請求項１に記
   載の外力検出装置。
3. 【請求項３】 前記酸素吸収用金属膜は、モリブデン，
   アルミ，チタン，バナジウム，タンタル，ジルコニウ
   ム，タングステンの中から選択された金属である請求項
   １または２に記載の外力検出装置。
4. 【請求項４】 シリコン基板に外力を検出する検出部を
   形成する検出部形成工程と、 ガラス基板の接合面に凹陥部を形成する凹陥部形成工程
   と、 該凹陥部形成工程により形成された前記ガラス基板の凹
   陥部内面に酸素吸収用金属膜を蒸着する金属膜形成工程
   と、 前記酸素吸収用金属膜を蒸着したガラス基板の凹陥部内
   に前記検出部が収容されるように前記シリコン基板の接
   合面と前記ガラス基板の接合面とを衝合させ、該シリコ
   ン基板と該ガラス基板とを減圧雰囲気中で接合温度まで
   加熱して陽極接合する接合工程とからなる外力検出装置
   の製造方法。
5. 【請求項５】 前記接合工程により接合されたシリコン
   基板とガラス基板とを前記接合温度よりも高い温度でガ
   ラス基板の軟化点温度よりも低い温度に加熱し、前記シ
   リコン基板と前記ガラス基板との間に形成された密閉室
   内の酸素を該酸素吸収用金属膜の酸化により吸収する酸
   素吸収工程とを含む請求項４に記載の外力検出装置の製
   造方法。