JPH1022514A - 高感度加速度センサの製造方法及び高感度加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サブミクロン範囲のキャパシタギャップの形成
が安定、確実に行え、低加速度及び低角速度の検出を可
能とする。 【解決手段】 可動錘１０ｂは、上下の固定電極２６
ｅ，２６ｇ間で変位可能に支持梁１２ｂ，１３ｂにより
支持され、固定電極２６ｅ，２６ｇと可動錘１０ｂとの
間でコンデンサＣ1，Ｃ2がそれぞれ形成されるようにな
っており、その容量を決定する固定電極２６ｅ，２６ｇ
と可動錘１０ｂとの間隔は、可動錘１０ｂの近傍の包囲
ストッパ１９ｂの一部において、固定電極２６ｅ，２６
ｇと対向する面上に形成された間隙調整用シリコン酸化
膜３３の膜厚によって規制されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加速度、角速度を
検出するためのセンサに係り、特に、いわゆる容量型セ
ンサであって、低加速度、低角速度の検出を可能とした
高感度加速度センサの製造方法及びそのセンサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のセンサとしては、例え
ば、加速度により変位するシリコン等の半導体材からな
る錘と、固定電極との間の容量変化により加速度、角速
度を検出できるように構成されたセンサが種々公知・周
知となっている（例えば、特開平５−２５６８７１号公
報、特開平４−２５２９６１号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のセン
サにおいて、いわゆるセンシングのために重要となる容
量部分におけるキャパシタギャップの形成方法として
は、例えば、図２０（ａ）に示されたように、固定電極
５０ａ，５０ｂが配設される上下のガラス基板５１ａ，
５１ｂをエッチングして凹部５２を形成し、この凹部５
２に固定電極５０ａ，５０ｂを配することにより、固定
電極５０ａ，５０ｂと錘５３ａとの間に所望のキャパシ
タギャップを形成するようにしていた。

【０００４】また、他の方法としては、図２０（ｂ）に
示されたように、錘５３ｂを形成するシリコンを異方性
エッチングにより、その厚み（図２０において紙面上下
方向における厚み）を調節することで、ガラス基板５１
ａ，５１ｂに配設された固定電極５４ａ，５４ｂと錘５
３ｂとの間に所望のキャパシタギャップを得る方法があ
った。

【０００５】しかしながら、前者の場合、ガラスは、多
結晶であるために、いわゆるエッチングレートが不安定
となる傾向にあり、このため、加速度センサを高感度と
するために、キャパシタギャップを極めて小さなものに
設定しようとしても、自ずから限界があり、２μｍ前後
のキャパシタギャップを得るのが精々である。したがっ
て、特に、±１Ｇ程度のいわゆる低加速度や、±１deg/
s程度のいわゆる低角速度の検出を可能とするために、
１μｍ以下のサブミクロン範囲のキャパシタギャップを
形成することはできず、高感度センサを得ることができ
ない。

【０００６】また、後者の場合には、時間や温度等の条
件を調節しても、得られるキャパシタギャップは、精々
１乃至２μｍが限界であり、上述の場合と同様に、サブ
ミクロン範囲でのキャパシタギャップを形成することが
できず、そのため、センサの高感度化に限界を与えるこ
ととなっていた。

【０００７】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、サブミクロン範囲のキャパシタギャップの形成を安
定、確実に行える高感度加速度センサの製造方法を提供
するものである。また、本発明の他の目的は、±１Ｇ程
度のいわゆる低加速度や、±１deg/s程度のいわゆる低
角速度の検出が可能な高感度加速度センサを提供するこ
とにある。さらに、本発明の他の目的は、サブミクロン
の範囲で錘と固定電極との間隔の設定が、容易に、か
つ、確実にできる高感度加速度センサを提供することに
ある。またさらに、本発明の他の目的は、錘が変位等に
よって、固定電極に直接当たり、破損を生ずるようなこ
とを防止できる構成を有し、信頼性の高い高感度加速度
センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る高感度加速度センサの製造方法は、上部絶縁基板と下
部絶縁基板との間に、錘が前記上部絶縁基板と下部絶縁
基板の間で変位可能に支持され、前記上部絶縁基板及び
下部絶縁基板には、前記錘に対応する位置において固定
電極が設けられ、前記錘の近傍であって、前記上部絶縁
基板及び下部絶縁基板の各固定電極に挟まれる位置に前
記錘の必要以上の変位を阻止するようにストッパが設け
られ、前記上部絶縁基板と下部絶縁基板とで挟持され、
少なくとも前記錘、ストッパを囲むように形成されてな
る枠体を有してなる高感度加速度センサの製造方法であ
って、前記固定電極は、第１のシリコン基板の一方の面
側に所定の面積で高濃度の不純物を注入し、高濃度の不
純物を含むｐ型半導体膜を形成する工程と、前記第１の
シリコン基板の他方の面側において、前記工程において
形成されたｐ型半導体膜の位置に対応する位置に、シリ
コン酸化膜を形成する工程と、第２のシリコン基板の一
方の面側において、前記第１のシリコン基板に形成され
たｐ型半導体膜の位置に対応する部位を、当該ｐ型半導
体膜の面積よりも若干小さな開口面を有するようエッチ
ングする工程と、前記第２のシリコン基板の一方の面側
全体に金を蒸着する工程と、前記第２のシリコン基板の
金が蒸着された面と、前記第１のシリコン基板のｐ型半
導体膜が形成された面とを、前記第２のシリコン基板の
シリコンがエッチングにより除去されてなる開口に前記
ｐ型半導体膜が位置するように、共晶結合させる工程
と、ｐ型半導体膜の位置に対応する部位にのみシリコン
酸化膜が形成された前記第１のシリコン基板の他方の面
側において、前記シリコン酸化膜が形成された以外の部
位に対してシリコンエッチングを施し、この後、前記シ
リコン酸化膜を除去することによって、略角すい台状の
シリコンを前記ｐ型半導体膜に接合された状態に得る工
程と、上部絶縁基板又は下部絶縁基板となるガラス基板
の一方の面側において、前記工程により形成された略角
すい台状のシリコンの部位が収納可能な凹部をガラスエ
ッチングにより形成する工程と、前記ガラス基板の凹部
に前記略角すい台状に形成されたシリコン部分を収納す
るように前記第２のシリコン基板の面と前記ガラス基板
の面とを陽極接合する工程と、前記第２のガラス基板の
シリコンをエッチングにより除去し、この後、前記ガラ
ス基板面上の金をエッチングにより除去する工程と、を
経て形成されてなる一方、前記ストッパは、第３のシリ
コン基板に対してシリコンエッチングを施し、枠体を形
成すると共に、前記枠体と一体的にシリコンエッチング
によりストッパを形成する工程と、前記ストッパの前記
上部及び下部絶縁基板に対向する面上に、シリコン酸化
膜を所望の膜厚に形成する工程と、を経てなるものであ
る。

【０００９】かかる方法は、特に、錘の近傍であって、
上部及び下部絶縁基板の固定電極の間に位置するストッ
パの固定電極と対向する面に、シリコン酸化膜を形成
し、この膜厚によって、錘と固定電極との間隙、すなわ
ち、キャパシタンスギャップが規制されるようにした点
に特徴を有するもので、このようなシリコン酸化膜の形
成は、サブミクロンの精度で可能であるため、従来に比
して、微小なキャパシタギャップの形成が格段と容易と
なるものである。

【００１０】請求項３記載の発明に係る高感度加速度セ
ンサは、上部絶縁基板と下部絶縁基板との間に、錘が前
記上部絶縁基板と下部絶縁基板の間で変位可能に支持さ
れ、前記上部絶縁基板及び下部絶縁基板には、前記錘に
対応する位置において固定電極が設けられ、前記錘の近
傍にあって、前記上部絶縁基板及び下部絶縁基板の各固
定電極に挟まれる位置に前記錘の必要以上の変位を阻止
するようにストッパが設けられ、前記上部絶縁基板と下
部絶縁基板とで挟持され、少なくとも前記錘、ストッパ
を囲むようにして形成されてなる枠体を有し、前記固定
電極は、前記上部絶縁基板及び下部絶縁基板に形成され
た凹部に、当該凹部の内周面との間に間隙が生ずるよう
にして収納されるシリコンからなる電極本体部と、不純
物が高濃度に注入されてなるｐ型半導体膜であって、前
記凹部の開口部を覆うように設けられ、かつ、凹部側の
面には前記電極本体部が接合されてなるｐ型半導体膜と
を有してなり、前記ストッパの前記固定電極側の面に
は、シリコン酸化膜が形成されてなり、当該シリコン酸
化膜の膜厚によって、前記錘と前記固定電極との間隙が
規制されてなるものである。

【００１１】かかる構成においては、とりわけ、錘の近
傍であって、上部及び下部絶縁基板の固定電極の間に位
置するストッパの固定電極と対向する面に、シリコン酸
化膜が形成されており、この膜厚によって、錘と固定電
極との間隙、すなわち、キャパシタギャップが規制され
るような構成に特徴を有し、このようなシリコン酸化膜
の形成は、サブミクロンの精度で可能であるため、従来
に比して、微小なキャパシタギャップを有する高感度加
速度センサが容易に提供できるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１乃至図１９を参照しつつ説明する。なお、以下
に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではな
く、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができる
ものである。

【００１３】始めに、図１及び図２を参照しつつ本発明
の実施の形態における高感度加速度センサの構成につい
て説明する。なお、説明の都合上、図１において、紙面
左右方向をＸ軸方向、紙面上下方向をＹ軸方向、紙面表
裏方向をＺ軸方向とする（図１参照）。また、図２は、
センター構造部３の部分のみが端面図として表されてお
り、他の部分は断面図となっているものである。この高
感度加速度センサは、概括的には、主要部をなすセンタ
ー構造部３が上部ガラス基板１及び下部ガラス基板２に
より挟持されてなるものである（図２参照）。センター
構造部３には、相似形の第１及び第２のセンサ部４，５
が、例えば、図１に示されたセンター構造部３の平面図
において紙面上下方向に並列的に設けられている。

【００１４】以下、第１のセンサ部４の構成について説
明するが、この説明の中で対応する第２のセンサ部５の
構成要素の符号を第１のセンサ部４の構成要素の符号の
後に括弧書きで示すことで、第２のセンサ部５の構造の
説明に代えることとする。第１のセンサ部４の略中央に
は、角柱状に形成された中央柱６ａ（６ｂ）がＺ軸方向
に設けられており、その両端面は、上下のガラス基板
１，２に接合されるようになっている（図１及び図２参
照）。そして、この中央柱６ａ，６ｂには、トーション
バー７ａ（７ｂ）がＹＺ平面に位置するように設けられ
ている（図１参照）。

【００１５】このトーションバー７ａ（７ｂ）は、例え
ば、Ｘ軸方向の厚みが１５μｍと薄く、Ｚ軸方向の幅が
１８０μｍ、Ｙ軸方向の長さが７００μｍを有するもの
となっている。なお、第２のセンサ部５のトーションバ
ー７ｂは、Ｘ軸方向の厚みが１５μｍ、Ｚ軸方向の幅が
１８０μｍ、Ｙ軸方向の長さが１０００μｍを有するも
のとなっている。

【００１６】そして、トーションバー７ａ（７ｂ）のＹ
軸方向の両端は、錘部８ａ（８ｂ）の内周面９に接合さ
れる（図１参照）一方、上下のガラス基板１，２とトー
ションバー７ａ（７ｂ）との間には、所定の間隙が生じ
るように設けられている（図２参照）。すなわち、錘部
８ａ（８ｂ）は、第１及び第２の可動錘１０ａ，１１ａ
（１０ｂ，１１ｂ）を有し、これら第１及び第２の可動
錘１０ａ，１１ａ（１０ｂ，１１ｂ）が支持梁１２ａ，
１３ａ（１２ｂ，１３ｂ）により連結されてなり、ＸＹ
平面における外周形状が矩形状に形成されてなるもので
ある。そして、第１及び第２の可動錘１０ａ，１１ａ
（１０ｂ，１１ｂ）及び支持梁１２ａ，１３ａ（１２
ｂ，１３ｂ）で囲まれた部分が開口部となっている（図
１参照）。

【００１７】支持梁１２ａ，１３ａ（１２ｂ，１３ｂ）
は、板状に形成されてなるもので、ＸＺ平面における形
状が短冊状をなし、Ｚ軸方向の幅は、先のトーションバ
ー７ａ（７ｂ）と同程度に設定されて、上下のガラス基
板１，２と所定の間隙が生ずるようになっている（図２
参照）。第１及び第２の可動錘１０ａ，１１ａ（１０
ｂ，１１ｂ）は、Ｚ軸方向に穿設された貫通孔１４が複
数設けられたものとなっている（図１及び図２参照）。
この貫通孔１４は、第１及び第２の可動錘１０ａ，１１
ａ（１０ｂ，１１ｂ）のＺ軸方向での変位に対して、ダ
ンピング効果を与えるもので、その数を適宜選択するこ
とで、ダンピング効果の調整が行えるものとなってい
る。

【００１８】さらに、かかる構成の錘部８ａ（８ｂ）の
Ｘ軸方向の両端部は、補助支持梁１６ａ，１６ｂ（１７
ａ，１７ｂ）によって支持されるようになっている（図
１参照）。すなわち、ＹＺ平面に現れる第１の可動錘１
０ａ（１０ｂ）のＸ軸方向の端面と、枠体１５の内周面
とを連結するように補助支持梁１６ａ（１７ａ）が、Ｙ
Ｚ平面に現れる第２の可動錘１１ａ（１１ｂ）のＸ軸方
向の端面と、枠体１５の内周面とを連結するように補助
支持枠１６ｂ（１７ｂ）が、それぞれ設けられており
（図１及び図２参照）、錘部８ａ（８ｂ）が支持される
ようになっている。なお、本発明の実施の形態において
は、補助支持梁１６ａ，１６ｂ（１７ａ，１７ｂ）は、
Ｚ軸方向において比較的下部ガラス基板２に近い位置に
設けられるようになっている（図２参照）。

【００１９】また、錘部８ａ（８ｂ）の周囲には、枠体
１５から延設された包囲ストッパ１８ａ，１８ｂ（１９
ａ，１９ｂ）が設けられており、錘部８ａ（８ｂ）がＹ
軸方向で必要以上に変位しないようにその動きが押さえ
られるようになっている（図１参照）。すなわち、包囲
ストッパ１８ａ，１８ｂ（１９ａ，１９ｂ）は、ＸＺ面
に現れる錘部８ａ（８ｂ）の側面と所定間隔を介して平
行する直線部２０を有すると共に、その両端部は、錐部
８ａ（８ｂ）のＸ軸方向の両端部近傍で錘部８ａ（８
ｂ）側へ直角に折り曲げられた折曲部２１を有し、か
つ、直線部２０のＸ軸方向の中央付近において、枠体１
５との連結部２２を有する形状となっているものである
（図１参照）。

【００２０】さらに、この実施の形態における包囲スト
ッパ１８ａ，１８ｂ（１９ａ，１９ｂ）は、Ｚ軸方向の
幅が次のように各部位によって異なっている。すなわ
ち、直線部２０は、上部ガラス基板１及び下部ガラス基
板２に設けられている後述の電極本体部２９で挟まれる
ように位置する部位を除く部位は、トーションバー７
ａ，７ｂのＺ軸方向の幅と同一の幅に形成されている
（図２参照）。そして、上部ガラス基板１及び下部ガラ
ス基板２の電極本体部２９により挟まれるように位置す
る直線部２０の部位及び折曲部２１は、例えばシリコン
からなる本来のこれら直前部２０の部位及び折曲部２１
が、先の第１及び第２の可動錘１０ａ，１０ｂ，１１
ａ，１１ｂのＺ軸方向の幅と略同一の幅に形成されたう
え、上部ガラス基板１又は下部ガラス基板２に対向する
面上には、間隙調整用シリコン酸化膜３３が所定の膜厚
で形成された状態となっている（図２参照）。

【００２１】すなわち、この間隙調整用シリコン酸化膜
３３は、上部ガラス基板１又は下部ガラス基板２側の面
が、後述する固定電極２６ａ〜２６ｈの高濃度ｐ型膜２
８に接合する状態となっており、結局、この間隙調整用
シリコン酸化膜３３の膜厚を適宜設定することにより、
第１及び第２の可動錘１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ
と固定電極２６ａ〜２６ｈとの間隔、換言すればいわゆ
るキャパシタギャップが調整され得るような構造となっ
ている。

【００２２】第１センサ部４と第２のセンサ部５の間の
枠体１５の部位には、２つのゲッタ室２３ａ，２３ｂ
が、Ｘ軸方向で適宜な間隔を隔てて設けられている（図
１参照）。すなわち、ゲッタ室２３ａ，２３ｂは、後述
するように製造工程において生ずる内部ガスを吸収する
ゲッタ剤２４を収納するための収納空間としての機能を
果たすもので、このゲッタ室２３ａ，２３ｂと第１及び
第２のセンサ部４，５との間の枠体１５の上部ガラス基
板１側の部位には、連通路２５ａ〜２５ｄが形成されて
おり、第１及び第２のセンサ部４，５の空間とゲッタ室
２３ａ，２３ｂとが連通されるようになっている（図１
及び図２参照）。

【００２３】一方、上部ガラス基板１及び下部ガラス基
板２においては、第１のセンサ部４の第１及び第２の可
動錘１０ａ，１１ａ並びに第２のセンサ部５の第１及び
第２の可動錘１０ｂ，１１ｂに対応する部位に、固定電
極２６ａ〜２６ｈが設けられた構造となっている（図２
参照）。なお、図２においては、第２のセンサ部５の第
１の可動錘１０ｂに対向する固定電極２６ｅ，２６ｇ並
びに第２の可動錘１１ｂに対向する固定電極２６ｆ，２
６ｈのみが図示されている。

【００２４】この固定電極２６ａ〜２６ｈは、上部ガラ
ス基板１及び下部ガラス基板２にそれぞれ形成された凹
部２７の開口面を覆うように薄膜状に設けられた高濃度
ｐ型膜２８と、この高濃度ｐ型膜２８の凹部２７側の面
上に、略角すい台状に設けられたシリコン（Ｓｉ）から
なる電極本体部２９とからなるものである。ここで、高
濃度ｐ型膜２８は、ｐ型半導体に不純物イオンが高濃度
に注入されたｐ⁺⁺を用いてなるものである。

【００２５】この実施の形態においては、電極本体部２
９の高濃度ｐ型膜２８と接合される側の面の大きさは、
凹部２７の開口面よりも若干小さく形成されており、包
囲ストッパ１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂに形成され
た間隙調整用シリコン酸化膜３３が高濃度ｐ型膜２８に
当接した場合において、高濃度ｐ型膜２８が凹部２７側
へ変形され易くなっており（図２参照）、間隙調整用シ
リコン酸化膜３３の膜厚によるいわゆるキャパシタギャ
ップの調整が容易となっている。

【００２６】また、高濃度ｐ型膜２８のセンター構造部
３側の面には、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる微小
突起３０が複数設けられている。この発明の実施の形態
において、この微小突起３０（図１２参照）は、一辺が
１００μｍの立方体状に形成されたものとなっている。
なお、図１及び図２においては、微小突起３０は図示が
省略されている。この微小突起３０は、製造工程途中で
行われる陽極接合（詳細は後述）の際に、第１及び第２
の可動錘１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂが静電力によ
り固定電極２６ａ〜２６ｈに引き寄せられて接合状態と
なることを回避するためと、第１及び第２の可動錘１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂがＺ軸方向に変位した際、
変位が大きすぎて、固定電極２６ａ〜２６ｈに直接当接
して破損するようなことがないようにするためのもので
ある。

【００２７】上記構成により、この発明の実施の形態に
おいては、第１のセンサ部４の第１の可動錘１０ａと固
定電極２６ａとによりコンデンサＣ1が、第１のセンサ
部４の第２の可動錘１１ａと固定電極２６ｂとによりコ
ンデンサＣ2が、第２のセンサ部５の第１の可動錘１０
ｂと固定電極２６ｅとによりコンデンサＣ3が、第２の
センサ部５の第２の可動錘１１ｂと固定電極２６ｆとに
よりコンデンサＣ4が、それぞれ構成されるようになっ
ている。また、第１のセンサ部４の第１の可動錘１０ａ
と固定電極２６ｃとによりコンデンサＣ5が、第１のセ
ンサ部４の第２の可動錘１１ａと固定電極２６ｄとによ
りコンデンサＣ6が、第２のセンサ部５の第１の可動錘
１０ｂと固定電極２６ｇとによりコンデンサＣ7が、第
２のセンサ部５の第２の可動錘１１ｂと固定電極２６ｈ
とによりコンデンサＣ8が、それぞれ構成されるように
なっている。

【００２８】そして、第１及び第２の可動錘１０ａ，１
０ｂ，１１ａ，１１ｂは、枠体１５を介して電気的に導
通状態であり、枠体１５には、適宜な位置で上部ガラス
基板１側から外部に取り出されるように設けられたエナ
メル配線３２が接続されている。一方、各固定電極２６
ａ〜２６ｈの各高濃度ｐ型膜２８も、上部ガラス基板１
又は下部ガラス基板２側へ適宜な箇所で外部へ取り出さ
れるように設けられたエナメル配線３２に、それぞれ接
続されて、個別に外部接続が可能となっている。したが
って、コンデンサＣ1〜Ｃ8の等価回路は、図１９に示さ
れたように、各コンデンサＣ1〜Ｃ8の一端が共通に接続
された状態に等価なものとなっている。

【００２９】次に、この高感度加速度センサの製造プロ
セスについて図３乃至図１８を参照しつつ説明する。最
初に、図３を参照しつつ製造プロセスの全体的な流れに
ついて概括的に説明すれば、まず、この高感度加速度セ
ンサの製造プロセスの開始においては、製造プロセス
は、上部ガラス基板１の製造工程（図３の符号１００に
おいて「Glass(Top)」と表記）と、上部ガラス基板１に
おける固定電極２６ａ，２６ｂ，２６ｅ，２６ｆの製造
工程（図３の符号１０２において「Movable electrode
(Top)」と表記）と、上部ガラス基板１及び下部ガラス
基板２の固定電極２６ａ〜２６ｈの製造に用いられるウ
ェハ加工工程（図３の符号１０４において「Lost Wafer
(Top& Bottom)」と表記）と、下部ガラス基板２におけ
る固定電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｇ，２６ｈの製造工程
（図３の符号１０６において「Movable electrode(Bott
om)」と表記）と、下部ガラス基板２の製造工程（図３
の符号１０８において「Glass(Bottom)」と表記）と、
センター構造部３の製造工程（図３の符号１１０におい
て「Structure(Center)」と表記）の六つに大別するこ
とができる。

【００３０】そして、図３の符号１０４及び１０６の工
程で製造された部材の共晶による結合（図３の符号１１
２参照）並びに符号１０２及び１０４の工程で製造され
た部材の共晶による結合（図３の符号１１４参照）がそ
れぞれ行われ、この後、結合された部材に所定のエッチ
ングが施されて固定電極２６ａ〜２６ｈの形成が行われ
る（図３の符号１１６参照）。

【００３１】次に、下部ガラス基板２に対する固定電極
２６ｃ，２６ｄ，２６ｇ，２６ｈの取り付け（図３の符
号１１８参照）と、同様にして、上部ガラス基板１に対
する固定電極２６ａ，２６ｂ，２６ｅ，２６ｆの取り付
け（図３の符号１２０参照）とが、それぞれ行われる。
下部ガラス基板２に対する固定電極２６ｃ，２６ｄ，２
６ｇ，２６ｈの取り付けの後は、余分なシリコン等の除
去が行われる（図３の符号１２４参照）。また、上部ガ
ラス基板１においても同様に余分なシリコン等の除去が
行われる（図３の符号１２２参照）。

【００３２】この後、下部ガラス基板２にセンター構造
部３が接合され（図３の符号１２６参照）、レーザ光線
を用いて必要な部位の切断が行われ（図３の符号１２８
参照）、最後に、上部ガラス基板１との接合が行われて
（図３の符号１３０参照）、一連の製造プロセスが終了
されることとなる

【００３３】次に、主要な製造工程について図４乃至図
１８を参照しつつ説明することとする。最初に、図３の
符号１０６の下部ガラス基板２に設けられる固定電極２
６ｃ，２６ｄ，２６ｇ，２６ｈの製造工程について、図
４及び図５を参照しつつ説明する。まず、ミラー指数
（１００）を有し、厚み２００μｍ程度のシリコン基板
４０ａの両面に、例えば、熱酸化の一つであるウエット
酸化によって、厚み１．０μｍ程度のシリコン酸化膜
（ＳｉＯ₂）を生成させる（図４（ａ），（ｂ）参
照）。

【００３４】次に、フォト・リソグラフィー技術によ
り、所定のマスクを用いて、シリコン基板４０ａの裏面
は全面露光させて、シリコン酸化膜を残す一方、表面側
においては、最終的に下部ガラス基板２に設けられる固
定電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｇ，２６ｈの高濃度ｐ型膜
２８となる部分及び他の必要な部分のシリコン酸化膜を
エッチングできるように露光させた後、シリコン酸化膜
のエッチングを行い、レジストを除去して、所望のパタ
ーンを得る（図４（ｃ）参照）。なお、エッチングは、
例えば、エッチング液としてＢＨＦを用いるウェットエ
ッチングが好適である。

【００３５】次いで、上述のようにしてシリコン酸化膜
が除去されて、シリコン基板４０ａの面が現れている部
位に、イオン注入により例えば、不純物としてボロン
（Ｂ⁺）を打ち込み、拡散させることによって、その部
分をＰ⁺⁺からなる膜厚が７μｍ程度の高濃度ｐ型膜２８
とする（図４（ｄ）参照）。

【００３６】次に、図４（ｄ）の状態のシリコン基板４
０ａの裏面側にフォトレジストを塗布し（図５（ａ）参
照）、所定のパターンに露光した後、ＢＨＦを用いたウ
ェトエッチングによりシリコン酸化膜のエッチング行
い、所定のパターンを得、シリコン基板４０の洗浄を行
う（図５（ｂ）参照）。ここで、所定のパターンは、下
部ガラス基板２に配設される固定電極２６ｃ，２６ｄ，
２６ｇ，２６ｈの底部側の面（図２において高濃度ｐ型
膜２８と反対側の面）に対応するシリコン酸化膜の部位
を残して、シリコン酸化膜の他の部位はエッチングによ
り除去されるようなパターンである（図５（ｂ）参
照）。

【００３７】次いで、高濃度ｐ型膜２８上に複数のシリ
コン酸化膜からなる複数の微小突起３０を生成する。す
なわち、ウェット酸化によって、高濃度ｐ型膜２８の表
面に、例えば、厚み３０００オングストローム程度のシ
リコン酸化膜を生成させ、この後、いわゆるフォトエッ
チングにより、不要なシリコン酸化膜に対してエッチン
グを施し、レジストの除去を行うことにより、高濃度ｐ
型膜２８の表面に複数の微小突起３０を得る（図５
（ｂ）参照）。また、この際、裏面にもいわゆるフォト
エッチングを施して、ウェット酸化によって生成された
不要なシリコン酸化膜の除去を行う。

【００３８】次に、真空蒸着法により、シリコン基板４
０ａの表面側にＡuを０．５μｍ程度の膜厚に蒸着し、
この後、フォトエッチングにより不要な部分のＡuを除
去する（図５（ｃ）参照）ことで、先の図３の符号１０
６の製造工程が終了する。なお、図３の符号１０２の製
造工程も、基本的には、図４及び図５を参照しつつ上述
した製造工程と同様であるので、上述の説明を以て符号
１０２の製造工程の説明に代えることとする。

【００３９】次に、図３の符号１０４の上部ガラス基板
１及び下部ガラス基板２の固定電極２６ａ〜２６ｈの製
造に用いられるウェハ加工工程について図６及び図７を
参照しつつ説明する。まず、ミラー指数（１００）を有
し、厚み２００μｍ程度のシリコン基板４０ｂの両面
に、例えば、熱酸化の一つであるウエット酸化によっ
て、厚み５０００オングストローム程度のシリコン酸化
膜（ＳｉＯ₂）を生成させる（図６（ａ），（ｂ）参
照）。なお、上述のシリコン基板４０ｂは、上部ガラス
基板１側の固定電極２６ａ，２６ｂ，２６ｅ，２６ｆの
形成に用いるものと、下部ガラス基板２側の固定電極２
６ｃ，２６ｄ，２６ｇ，２６ｈの形成に用いるものと、
それぞれ用意して、以下同様な処理を施す。

【００４０】次に、シリコン酸化膜が形成された一方の
面において、フォトエッチングにより、高濃度ｐ型膜２
８の位置に対応する部位のシリコン酸化膜の除去を行う
（図６（ｃ）参照）。なお、この場合、エッチングは、
ＢＨＦを用いたウェトエッチングが好適である。

【００４１】続いて、シリコン酸化膜が除去された部分
に現れているシリコンのエッチングを行う。すなわち、
異方性エッチングにより、シリコン基板４０ｂの表面か
ら２０μｍ程度の深さで、シリコンを除去する（図６
（ｄ）参照）。なお、この際、エッチング液としては、
例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）が好適である。次
に、フォトエッチングにより、裏面側（シリコンがシリ
コン基板４０ｂの面から２０μｍ程度の深さでエッチン
グされた側の面）のシリコン酸化膜を除去し（図７
（ａ）参照）、裏面全面にＡuを真空蒸着により、０．
５μｍ程度の膜厚で蒸着する（図７（ｂ）参照）。

【００４２】次に、図３の符号１１２，１１６が付され
た共晶による結合工程について図８を参照しつつ説明す
る。最初に、図３の符号１０４の工程で得られたシリコ
ン基板４０ｂ（図７（ｂ）参照）の裏面側（Ａuが蒸着
された面側）と、図３の符号１０６の工程で得られたシ
リコン基板４０ａ（図５（ｃ）参照）の表面側（Ａuが
蒸着された面側）とを共晶接合させる（図８（ａ）参
照）。そして、下側のシリコン基板４０ａに対して例え
ば、エッチング液としてアミン系水溶液（例えばヒドラ
ジン）を用いてシリコンエッチングを施し、電極本体部
２９となる部分を除いてシリコンの除去を行う（図８
（ｂ）参照）。

【００４３】なお、図３の符号１１４が付された工程
も、基本的には、図８を参照しつつ上述した製造工程と
同様であるので、上述の説明を以て符号１１４の部分の
製造工程の説明に代えることとする。

【００４４】次に、図３の符号１０８が付された下部ガ
ラス基板２の製造工程について図９及び図１０を参照し
つつ説明する。まず、ガラス基板４１ａに電解放電加工
により、後に、エナメル配線３２を取り出すための配線
接続孔３１となる孔４２を穿設する（図９（ａ）参
照）。

【００４５】次に、ガラス基板４１ａの両面に、真空蒸
着により、Ｃr（クロム）を蒸着し、さらにその上に、
Ａu（金）を同様に蒸着する（図９（ｂ）参照）。そし
て、両面にレジストを塗布し、フォトエッチングによ
り、所定の部分のＣr及びＡu膜に対してエッチングを施
してＣr膜及びＡu膜を除去する（図９（ｂ）及び図１０
（ａ）参照）。ここで、所定の部分とは、具体的には、
後に、固定電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｇ，２６ｈが配設
されることとなる部分である。

【００４６】次に、上述のようにしてＣr膜及びＡu膜が
除去された部位のガラス基板４１ａに対してエッチング
を施し、３００μｍ程度の深さを有する凹部２７を形成
し、さらに、裏面側のＣr膜及びＡu膜をエッチングによ
り除去する（図１０（ｂ）参照）。なお、図３の符号１
００の上部ガラス基板１の製造工程も図９及び図１０を
参照しつつ上述した下部ガラス基板２の製造工程と基本
的に同じであるので、上述の説明を以て符号１００の工
程の説明に代えることとする。

【００４７】次に、図３の符号１１８，１２４が付され
た工程について図１１及び図１２を参照しつつ説明す
る。なお、図３の符号１２０，１２２が付された工程
は、基本的には、符号１１８，１２４が付された工程と
同じであるので、図１１及び図１２を用いた符号１１
８，１２４の工程についての説明を以て、符号１２０，
１２２の工程の説明に代えることとする。

【００４８】まず、図３の符号１１６の工程で得られた
部材（図８（ｂ）参照）の裏面側（Ａu膜が形成されて
いる面側）の電極本体部２９が、図３の符号１０８の工
程で得られたガラス基板（図１０（ｂ）参照）の表面側
の凹部２７に入り込むような状態で、高濃度ｐ型膜２８
の周縁部分にシリコン基板４０ｂのＡu膜を、陽極接合
法を用いて接合する（図１１（ａ）参照）。なお、陽極
接合法は公知・周知の方法であるが、概括的に言えば、
ガラス基板を所定の高温に熱した状態において、所定の
負の電圧を印加する一方、シリコン基板を接地又は所定
の正の電圧に保持することで、ガラス基板とシリコン基
板との界面に作用する静電力を利用して接合を行うもの
である。

【００４９】次に、シリコン基板４０ｂ側のシリコンに
対して、エッチング液としてアミン系水溶液（例えばヒ
ドラジン）を用いてシリコンエッチングを施し、シリコ
ンを除去する（図１１（ｂ）参照）。そして、Ａu膜を
エッチングにより除去し、下部ガラス基板２を得ること
となる（図１２参照）。

【００５０】次に、図３の符号１１０の工程、すなわ
ち、センター構造部３の製造工程について図１３乃至図
１７を参照しつつ説明する。まず、ミラー指数（１１
０）を有し、抵抗率が０．０１乃至０．０２（Ω−ｃ
ｍ）程度であって、厚み２００μｍ程度のシリコン基板
４０ｃの両面に、例えば、熱酸化の一つであるウエット
酸化によって、厚み０．４μｍ程度のシリコン酸化膜
（ＳｉＯ₂）を生成させる（図１３（ａ），（ｂ）参
照）。

【００５１】次に、シリコン基板４０ｃの両面に、例え
ば、ネガ型レジストを塗布し、一方の面には、所定のマ
スクを用いて所定箇所のみを露光されないようにして、
当該部分のレジストが除去できるようにする（図１３
（ｃ）参照）一方、他方の面側は、全面露光させて、全
面のレジストが残されるようにする。次いで、シリコン
酸化膜に対するエッチングを施し、その後、レジストの
除去を行うことで、上述の所定箇所のシリコン酸化膜の
みが除去された状態を得る（図１３（ｄ）参照）。

【００５２】次に、シリコンエッチングを施し、先の所
定箇所において、シリコン基板４０ｃに対して５０μｍ
程度の深さでシリコンの除去がなされるようにし（図１
４（ａ）参照）、その後、例えば、熱酸化の一つである
ウエット酸化によって、シリコン基板４０ｃの両面に、
厚さ１．２μｍ程度のシリコン酸化膜を再び形成する
（図１４（ｂ）参照）。

【００５３】続いて、所定のマスクを用いてフォトエッ
チングにより、シリコン酸化膜にエッチングを施し、所
定の箇所についてのシリコン酸化膜の厚みが３０００オ
ングストローム程度となるようにする（図１４（ｃ）参
照）。さらに、所定のマスクを用いたフォトエッチング
により、シリコン酸化膜にエッチングを施し、所定の箇
所の膜厚を７０００オングストローム、１．２μｍとす
る（図１４（ｄ）参照）。

【００５４】上述のエッチング終了後、ＣＶＤ（Chemic
al Vapor Deposition）法により、シリコン基板４０ｃ
の両面にシリコン窒化膜を１０００オングストロームの
膜厚で生成し、次いで、同様にＣＶＤ法により、シリコ
ン酸化膜を３０００オングストロームの膜厚で生成する
（図１５（ａ）参照）。

【００５５】次に、所定のマスクを用いてフォトエッチ
ングにより、表面側のシリコン酸化膜の所定の箇所をエ
ッチングし、さらに、シリコン窒化膜の所定の箇所をエ
ッチングする（図１５（ｂ）参照）。次いで、同じくシ
リコン基板４０ｃの表面側において、フォトリソエッチ
ングにより、所定のマスクを用いてシリコン酸化膜の所
定の箇所のみを残し、他の部分は除去する（図１５
（ｃ）及び図１６（ａ）参照）。

【００５６】さらに、シリコン基板４０ｃの表面に対し
て、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）をエッチング液
として用いた異方性エッチングを施し、所定の箇所にお
いてシリコン基板４０ｃの表面から６０μｍの深さでシ
リコンを除去する（図１６（ｂ）参照）。続いて、シリ
コン基板４０ｃの表面側の所定の箇所におけるシリコン
酸化膜をエッチングにより除去する（図１６（ｃ）参
照）。

【００５７】次に、シリコン基板４０ｃのシリコン自体
へのエッチングを施して、所定の箇所のシリコンを基板
表面から１４０μｍの深さで除去する（図１７（ａ）参
照）。続いて、シリコン基板４０ｃの両面のシリコン窒
化膜をエッチングにより除去し（図１７（ｂ）参照）、
さらに、両面において、シリコン酸化膜の所定の箇所を
エッチングにより除去する（図１７（ｂ）参照）。

【００５８】次いで、シリコンに対して、例えば、水酸
化カリウム（ＫＯＨ）をエッチング液として用いた異方
性エッチングを施し、所定の箇所におけるシリコンの厚
みを調整し、さらに、シリコン酸化膜に対してエッチン
グを施して、不要な部分を除去すると共に、最終的に残
ったシリコン酸化膜の膜厚を５０００オングストローム
に形成する（図１７（ｃ）参照）。

【００５９】次に、図３の符号１２６、１２８及び１３
０の工程、すなわち、下部ガラス基板２とセンター構造
部３とを接合する工程、レーザ光線を用いての切断工程
及び上部ガラス基板１とセンター構造部３とを接合する
工程について図１８を参照しつつ説明する。まず、図３
の符号１２４の工程で得られた下部ガラス基板２（図１
２参照）に、図３の符号１１０の工程で得られたセンタ
ー構造部３（図１７（ｃ）参照）を載せ、両者を図３の
符号１１８及び１２０の工程で用いられたと同じ陽極接
合法により接合する（図１８参照）。

【００６０】次に、例えば、ＹＡＧレーザ装置を用い
て、シリコンの所定箇所の切断を行う。すなわち、具体
的には、補助支持枠１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂと
包囲ストッパ１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂは、ここ
までの段階においては一体となっているため、レーザ光
による切断処理によって、図１に示されたような状態と
するものである。そして、ゲッタ室２３ａ，２３ｂに、
非蒸発型のゲッタ剤（例えば、Ｚr-Ｖ-Ｆe／Ｔi系）２
４を収納し、図３の符号１２２の工程で得られた上部ガ
ラス基板１をセンター構造部３に載置し、下部ガラス基
板２の場合と同様に陽極接合法により上部ガラス基板１
とセンター構造部３との接合を行う。

【００６１】この上部ガラス基板１とセンター構造部３
との接合により、上部ガラス基板１と下部ガラス基板２
との間に形成される空間は、略真空封止状態とされるこ
ととなるが、上部ガラス基板１の陽極接合の際に、内部
でガスが発生する虞があり、このガス発生に対して何等
方策を講じない場合には、完成後の内部気圧が所定の範
囲とならず、このため不良品となる虞がある。しかし、
本発明の実施の形態においては、ゲッタ室２３ａ，２３
ｂに収納されたゲッタ剤２４によって、上部ガラス基板
１の陽極接合の際に内部に生ずるガスが吸収されるた
め、上述のような不都合が確実に回避されることとな
る。

【００６２】最後に、各孔４２に、例えば、エナメル配
線３２を配した状態で、アルミニウムをスパッタリング
により充填して各配線接続孔３１を完成し、高感度加速
度センサの一連の製造プロセスが完了することとなり、
図１及び図２に示されたような高感度加速度センサが得
られることとなる。

【００６３】次に、上記構成における高感度加速度セン
サの動作について図１及び図１９を参照しつつ説明す
る。最初に加速度の検出原理について説明する。まず、
前提条件として、加速度は、例えば図１においてＺ軸方
向に作用するものとする。かかる前提の下、例えば、図
１において紙面裏面から表面方向へ加速度が作用したと
すると、第１のセンサ部４の第１及び第２の可動錘１０
ａ，１１ａ並びに第２のセンサ部５の第１及び第２の可
動錘１０ｂ，１１ｂは、慣性力のため加速度の作用方向
とは反対方向、すなわち、図１の例で言えば、紙面表面
から裏面方向へ変位することとなる。そして、この変位
により生ずる支持梁１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ及
び補助支持梁１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂにおける
撓みによるいわゆる撓み力と、先の慣性力とが釣り合う
ところまで、第１及び第２の可動錘１０ａ，１０ｂ，１
１ａ，１１ｂは変位することとなる。

【００６４】このため、第１の可動錘１０ａと固定電極
２６ａとの間隔、第２の可動錘１１ａと固定電極２６ｂ
との間隔、第１の可動錘１０ｂと固定電極２６ｅとの間
隔及び第２の可動錘１１ｂと固定電極２６ｆとの間隔は
共に広がる一方、第１の可動錘１０ａと固定電極２６ｃ
との間隔、第２の可動錘１１ａと固定電極２６ｄとの間
隔、第１の可動錘１０ｂと固定電極２６ｇとの間隔及び
第２の可動錘１１ｂと固定電極２６ｈとの間隔は減少す
ることとなる。したがって、コンデンサＣ1〜Ｃ4の容量
は減少し、コンデンサＣ5〜Ｃ8の容量は増加することと
なる。

【００６５】一方、加速度が上述とは逆方向に作用した
場合には、コンデンサＣ1〜Ｃ8の容量変化は上述したと
は逆となる。すなわち、コンデンサＣ1〜Ｃ4の容量は増
加し、コンデンサＣ5〜Ｃ8の容量は減少することとな
る。したがって、コンデンサＣ1〜Ｃ8の容量の増減とそ
の大小により、加速度の方向と大きさを知ることができ
ることとなる。本発明の実施の形態における高感度加速
度センサの場合には、第１及び第２の可動錘１０ａ，１
０ｂ，１１ａ，１１ｂと固定電極２６ａ〜２６ｈとの間
の間隔が従来と比して非常に狭く設定されているため、
従来では殆ど検出不可能であった特に低加速度（±１Ｇ
程度）の検出が可能となるものである。

【００６６】次に、角速度の検出について説明する。ま
ず、角速度の検出における中心軸を、図１を例に採り仮
定すれば、２つのトーションバー７ａ，７ｂを結ぶよう
にしてＹ軸方向の線上にあるものとする。このＹ軸方向
の仮想中心軸を中心に、例えば、図１において、高感度
加速度センサの右半分が紙面裏面から表面方向へ、ま
た、高感度加速度センサの左半分が逆に紙面表面から裏
面方向へ回転するような角加速度が作用したとする。

【００６７】かかる場合、第１のセンサ部４の第１の可
動錘１０ａと第２のセンサ部５の第１の可動錘１０ｂ
は、慣性力により、図１において紙面裏面から表面側へ
変位するようになる一方、第１のセンサ部４の第２の可
動錘１１ａと第２のセンサ部５の第２の可動錘１１ｂと
は、慣性力により、図１において紙面表面から裏面方向
へ変位するような状態となる。一方、各支持梁１２ａ，
１２ｂ，１３ａ，１３ｂ及び補助支持梁１６ａ，１６
ｂ，１７ａ，１７ｂには撓みが生ずるため、結局、この
撓みによる力と、各可動錘１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１
１ｂに作用する慣性力とが釣り合うところで、各可動錘
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの変位が停止すること
となる。

【００６８】このため、コンデンサＣ1，Ｃ3，Ｃ6，Ｃ8
の容量は角速度の大きさに応じて増加する一方、コンデ
ンサＣ2，Ｃ4，Ｃ5，Ｃ7の容量は角速度の大きさに応じ
て減少することとなる。また、上述とは逆方向に高感度
加速度センサに角速度が作用する場合には、上述したと
は逆に、コンデンサＣ1，Ｃ3，Ｃ6，Ｃ8の容量は減少す
る一方、コンデンサＣ2，Ｃ4，Ｃ5，Ｃ7の容量は増加す
ることとなる。したがって、コンデンサＣ1〜Ｃ8の容量
の増減とその大小により、角速度の方向と大きさを知る
ことができることとなる。本発明の実施の形態における
高感度加速度センサの場合には、第１及び第２の可動錘
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂと固定電極２６ａ〜２
６ｈとの間の間隔が従来と比して非常に狭く設定されて
いるため、従来では殆ど検出不可能であった特に低角速
度（±１deg／s程度）の検出が可能となるものである。

【００６９】上述した発明の実施の形態における各部の
寸法等の数値は、あくまでも一例であり、これに限定さ
れるものではないことは勿論である。また、各部材も上
述したものに限定される必要はなく、物理的、化学的に
等価なものであれば、他の部材に変えてもよいことは勿
論である。

【００７０】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
発明によれば、固定電極に対向するストッパの面上にシ
リコン酸化膜を形成するよな構成とすることにより、固
定電極と対向する錘と、固定電極とのいわゆるキャパシ
タギャップの形成が従来に比して格段と容易になり、し
かも、従来では容易でなかった１μｍ以下のいわゆるサ
ブミクロン範囲のキャパシタギャップの形成が安定、確
実に、しかも容易にできるので、そのため、従来では殆
ど困難であった低加速度、低角速度の検出が可能な高感
度加速センサを、比較的安価に提供することができる。

【００７１】請求項３記載の発明によれば、固定電極に
対向するストッパの面上にシリコン酸化膜を形成し、こ
のシリコン酸化膜により、錘と固定電極とのいわゆるキ
ャパシタギャップが規制されるような構成とすることに
より、加工が容易で、しかも、膜厚の調整がサブミクロ
ンの範囲で可能なシリコン酸化膜の膜厚によって、キャ
パシタギャップを設定することができるので、製造が容
易で、簡易な構成で、±１Ｇ程度のいわゆる低加速度
や、±１deg/s程度のいわゆる低角速度の検出が可能な
高感度加速度センサを、比較的安価に提供することがで
きる。また、錘部の錘は、上下の絶縁基板に挟持された
中央柱により支持される構成で、枠体からの外力が錘に
直接に影響しないようになっているため、安定、確実な
検出が可能となるものである。さらに、高濃度ｐ型膜の
錘と対向する面上には、シリコン酸化膜からなる微小突
起が設けれているため、例えば、陽極接合時に静電力に
より錘が固定電極に引き寄せれて接合されてしまう危険
性や、錘が変位によって固定電極へ直接当たり、破損す
る危険性が抑圧され、信頼性の高い高感度加速度センサ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における高感度加速度セン
サの主要部であるセンター構造部の平面図である。

【図２】図１のＡＡ線断面における一部端面図を含む断
面図である。

【図３】本発明の実施の形態における高感度加速度セン
サの製造プロセスの概略を示す説明図である。

【図４】下部ガラス基板に設けられる固定電極の製造工
程の前半の工程を模式的に示す模式図である。

【図５】下部ガラス基板に設けられる固定電極の製造工
程の後半の工程を模式的に示す模式図である。

【図６】固定電極の製造に用いられるウェハ加工工程の
前半工程を模式的に示す模式図である。

【図７】固定電極の製造に用いられるウェハ加工工程の
後半工程を模式的に示す模式図である。

【図８】共晶結合の工程を模式的に示す模式図である。

【図９】下部ガラス基板の前半の製造工程を模式的に示
す模式図である。

【図１０】下部ガラス基板の後半の製造工程を模式的に
示す模式図である。

【図１１】下部ガラス基板への固定電極の取付工程の前
半工程を模式的に示す模式図である。

【図１２】下部ガラス基板への固定電極の取付工程の後
半工程を模式的に示す模式図である。

【図１３】センター構造部の製造工程の一部を模式的に
示す模式図である。

【図１４】図１３に示されたセンター構造部の製造工程
の続きを模式的に示す模式図である。

【図１５】図１４に示されたセンター構造部の製造工程
の続きを模式的に示す模式図である。

【図１６】図１５に示されたセンター構造部の製造工程
の続きを模式的に示す模式図である。

【図１７】図１６に示されたセンター構造部の製造工程
の続きを模式的に示す模式図である。

【図１８】上部ガラス基板、下部ガラス基板及びセンタ
ー構造部の接合工程を模式的に示す模式図である。

【図１９】本発明の実施の形態における高感度加速度セ
ンサの等価回路を示す回路図である。

【図２０】従来の容量型センサにおけるキャパシタギャ
プの形成例を模式的に示す模式図である。

【符号の説明】

１…上部ガラス基板 ２…下部ガラス基板 ３…センター構造部 ４…第１のセンサ部 ５…第２のセンサ部 ８ａ…錘部 ８ｂ…錘部 １０ａ，１０ｂ…第１の可動錘 １１ａ，１１ｂ…第２の可動錘 １２ａ，１２ｂ…支持梁 １３ａ，１３ｂ…支持梁 １４…貫通孔 １５…枠体 １６ａ，１６ｂ…補助支持梁 １７ａ，１７ｂ…補助支持梁 １８ａ，１８ｂ…包囲ストッパ １９ａ，１９ｂ…包囲ストッパ ２３ａ，２３ｂ…ゲッタ室 ２６ａ〜２６ｈ…固定電極 ２８…高濃度ｐ型膜 ２９…電極本体部 ３０…微小突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨森 雅典 埼玉県東松山市箭弓町３−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 カイ ノットマイヤー 埼玉県東松山市箭弓町３−13−26 株式会 社ゼクセル東松山工場内 (72)発明者 江刺 正喜 宮城県仙台市太白区八木山南１−11−９

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部絶縁基板と下部絶縁基板との間に、
   錘が前記上部絶縁基板と下部絶縁基板の間で変位可能に
   支持され、 前記上部絶縁基板及び下部絶縁基板には、前記錘に対応
   する位置において固定電極が設けられ、 前記錘の近傍であって、前記上部絶縁基板及び下部絶縁
   基板の各固定電極に挟まれる位置に前記錘の必要以上の
   変位を阻止するようにストッパが設けられ、 前記上部絶縁基板と下部絶縁基板とで挟持され、少なく
   とも前記錘、ストッパを囲むように形成されてなる枠体
   を有してなる高感度加速度センサの製造方法であって、 前記固定電極は、 第１のシリコン基板の一方の面側に所定の面積で高濃度
   の不純物を注入し、高濃度の不純物を含むｐ型半導体膜
   を形成する工程と、 前記第１のシリコン基板の他方の面側において、前記工
   程において形成されたｐ型半導体膜の位置に対応する位
   置に、シリコン酸化膜を形成する工程と、 第２のシリコン基板の一方の面側において、前記第１の
   シリコン基板に形成されたｐ型半導体膜の位置に対応す
   る部位を、当該ｐ型半導体膜の面積よりも若干小さな開
   口面を有するようエッチングする工程と、 前記第２のシリコン基板の一方の面側全体に金を蒸着す
   る工程と、 前記第２のシリコン基板の金が蒸着された面と、前記第
   １のシリコン基板のｐ型半導体膜が形成された面とを、
   前記第２のシリコン基板のシリコンがエッチングにより
   除去されてなる開口に前記ｐ型半導体膜が位置するよう
   に、共晶結合させる工程と、 ｐ型半導体膜の位置に対応する部位にのみシリコン酸化
   膜が形成された前記第１のシリコン基板の他方の面側に
   おいて、前記シリコン酸化膜が形成された以外の部位に
   対してシリコンエッチングを施し、この後、前記シリコ
   ン酸化膜を除去することによって、略角すい台状のシリ
   コンを前記ｐ型半導体膜に接合された状態に得る工程
   と、 上部絶縁基板又は下部絶縁基板となるガラス基板の一方
   の面側において、前記工程により形成された略角すい台
   状のシリコンの部位が収納可能な凹部をガラスエッチン
   グにより形成する工程と、 前記ガラス基板の凹部に前記略角すい台状に形成された
   シリコン部分を収納するように前記第２のシリコン基板
   の面と前記ガラス基板の面とを陽極接合する工程と、 前記第２のガラス基板のシリコンをエッチングにより除
   去し、この後、前記ガラス基板面上の金をエッチングに
   より除去する工程と、を経て形成されてなる一方、 前記ストッパは、 第３のシリコン基板に対してシリコンエッチングを施
   し、枠体を形成すると共に、前記枠体と一体的にシリコ
   ンエッチングによりストッパを形成する工程と、 前記ストッパの前記上部及び下部絶縁基板に対向する面
   上に、シリコン酸化膜を所望の膜厚に形成する工程と、
   を経てなることを特徴とする高感度加速度センサの製造
   方法。
2. 【請求項２】 下部絶縁基板と枠体とを共晶結合する工
   程と、 上部絶縁基板と枠体とを共晶結合する工程と、 を具備してなることを特徴とする請求項１記載の高感度
   加速度センサの製造方法。
3. 【請求項３】 上部絶縁基板と下部絶縁基板との間に、
   錘が前記上部絶縁基板と下部絶縁基板の間で変位可能に
   支持され、 前記上部絶縁基板及び下部絶縁基板には、前記錘に対応
   する位置において固定電極が設けられ、 前記錘の近傍にあって、前記上部絶縁基板及び下部絶縁
   基板の各固定電極に挟まれる位置に前記錘の必要以上の
   変位を阻止するようにストッパが設けられ、 前記上部絶縁基板と下部絶縁基板とで挟持され、少なく
   とも前記錘、ストッパを囲むようにして形成されてなる
   枠体を有し、 前記固定電極は、前記上部絶縁基板及び下部絶縁基板に
   形成された凹部に、当該凹部の内周面との間に間隙が生
   ずるようにして収納されるシリコンからなる電極本体部
   と、 不純物が高濃度に注入されてなるｐ型半導体膜であっ
   て、前記凹部の開口部を覆うように設けられ、かつ、凹
   部側の面には前記電極本体部が接合されてなるｐ型半導
   体膜とを有してなり、 前記ストッパの前記固定電極側の面には、シリコン酸化
   膜が形成されてなり、当該シリコン酸化膜の膜厚によっ
   て、前記錘と前記固定電極との間隙が規制されてなるこ
   とを特徴とする高感度加速度センサ。
4. 【請求項４】 上部絶縁基板と下部絶縁基板とに両端部
   が接合するようにして挟持されてなる柱状部材を有し、 前記柱状部材に対して直交するように柱状部材にトーシ
   ョンバーが設けられ、 前記トーションバーの両端部に、それぞれトーションバ
   ーと直交するように支持梁が設けられ、 前記それぞれの支持梁の両端部には、可動錘がそれぞれ
   一体的に設けられてなる錘部を具備することを特徴とす
   る請求項３記載の高感度加速度センサ。
5. 【請求項５】 枠体には、錘部が配設される所定の空間
   が離間して２つ形成され、それぞれの空間において錘部
   が設けられてなることを特徴とする請求項４記載の高感
   度加速度センサ。
6. 【請求項６】 錘と対向する側のｐ型半導体膜の面上に
   は、シリコン酸化膜からなる微小突起が複数設けられて
   なることを特徴とする請求項３、４又は５記載の高感度
   加速度センサ。