JPH11500528A - 超小形化機構加速度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一枚の基板と、基板の平面に直角な第１の方向に動くように基板に設けられて第１の検知電極を担う検出おもりと、基板に設けられた第２の検知電極とを含む加速度計において、上記第１及び第２の検知電極が基板に対してある角度で延在する表面を含み、それら表面間に画定される検出間隙の幅が第１の方向における検出おもりの動きに応じて変化する加速度計が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 超小形化機構加速度計 発明の技術分野 本発明は超小形化機構技術を使い、望ましくはシリコンから作られる、超小形 化機構加速度計(micromechanical accelerometer)に関する。 発明の背景 超小形製造技術によるシリコン加速度計は低コスト一括製造の可能性があるの で集中的に開発されている。このような加速度計は、超小形化機構懸架装置によ りシリコン基板に固定された振動性すなわち力検出用のおもり(proof mass)を有 する。市販のチップ（ＡＤＸＬ５０）において、検出おもりの位置は差動容量測 定により検出される。圧力平衡型構成(force-balance configuration)を使うこ とにより、チップが応答すべき加速度に応じて検出おもり(proof mass)は片寄り 、検出おもりを静電的に片寄らせて加速度の効果を相殺するために、差動容量測 定から生ずる検出信号が増幅され帰還される。加速度計からの出力は加速度の効 果を相殺するために必要な帰還電圧である。 検出信号が検出先端部と対向電極の間とのトンネル電流から導出されるトンネ ルベースの加速度計も提案されている。このようなトンネルベース・センサは、 第７回固体センサ・アクチュエーター国際会議におけるハワード・ケー・ロック スタット他による「電子トンネル変換器による小形高感度広帯域加速度計」と題 する論文の８３６乃至８３９ページに提案されている。このようなトンネルベー スの加速度 計は容量性の加速度計よりも大きな感度を有するが、製造上１枚以上のシリコン ウエーハを必要とする。ロックスタット他による前記論文に記述された解決方法 では、加速度計を作るのに３枚のウエーハを必要とする。各ウエーハは加速度計 の構成要素を含み、ウエーハを一緒に固定する時には、注意深く配列されなけれ ばならない。このような加速度計の製造コストは、３枚のウエーハに構成要素を 作り込み、加速度計の組み立ての時はウエーハを注意深く配列しなければならな いために高くなる。 本発明の目的は、高感度で低生産コストの加速度計を提供することである。 発明の概要 本発明の一つの局面において、一枚の基板と、基板の平面に直角の第１の方向 に動くように設けられ第１の検出電極を有する検出おもり（あるいは試験質量） と、基板に対応して設けられた第２の検出電極とからなる加速度計において、第 １及び第２の検出電極は、基板に相対して延伸し、それ等の間に第１の方向にお ける検出おもりの動きに応じてその幅が変化する検出間隙を画定する表面からな る加速度計が提供される。 基板への検出おもりの搭載と比較して相対的に剛性のある方法で、第２の検出 電極が一般的に基板に設けられることは明白であろう。 説明する実施例においては、検出おもりは片持ち梁形式(cantilevered fashio n)で実装される、すなわち、片持ち梁の一端は基板に固定され、他端は第１の方 向に自由に動く。１つの実施例においては、片持ち梁自身が検出おもりを形成し うる。他の実施例においては、片持ち梁は検出おもりを形成するよりも大きい断 面の領域を搭載する。さらに別の実施例においては、検出おもりの両側に２つの 片持ち梁を使用して、検出おもりを形成するより大きい断面の領域が基板に対し て形成される。この配置は基板の平面に平行する平面においてより曲りにくい。 加速度計は検出間隙の幅の変化を検出する回路を有しうる。１つの配置におい ては、検出回路は第１及び第２の検出電極の間のトンネル電流の変化を検出する 。この配置においては、検出おもりと基板の間に電圧が印加される。検出間隙が トンネル電流を生じる幅をうるに必要な電界を発生するに十分な電圧の印加が容 易であるから、検出おもりがより大きい断面の領域を具備する配置はこれらの点 において有利である。 特に好ましい実施例においては、第２の検出電極は、検出おもりによって取囲 まれた内部に位置するように基板に設けられる。検出おもりは、基板に対して第 １の方向の動きのためにつるされる穿孔ダイアフラムを含むことができる。 本発明による加速度計は、検出おもり、第１の検出電極及び第２の検出電極を 単一のウエーハに構成部材として形成しうるから、従来技術による加速度計より も容易かつ安価に製造しうる。検出おもり、第１の検出電極及び第２の検出電極 は単結晶シリコンに形成することができる。 本発明は、また基板に関して反対側の端の領域で支持される構成部材を形成す る過程と、基板に相対した角度で延伸し、第１及び第２の検出電極を形成しその 間に検出間隙を画定する２つの傾斜表面を形成するために、基板平面に入射する 角度で構成部材の中に間隙を切る過程とから成る加速度計の製造方法を提供する 。 これらの過程を使うことにより、加速度計は、シリコン基板、二酸化シリコン 層及びシリコンの最上層から成る単一の複合ウエーハに形成することができる。 これは特別な長所を提供するが、二酸化シリコン層及びシリコン層をその上に堆 積した普通のウエーハ上に、加速度計を形成しうることは容易に理解されるであ ろう。 切削過程は集束された高エネルギーイオンビームあるいはレーザを使って実行 できる。 これらの技術は単純で費用効果が高い方法で傾斜切削を提供する。 本発明のより良い理解のために、また本発明がどのように実現されるかを示す ために、例として添付図面を参照する。 図面の簡単な説明 第１図ａ及び第１図ｂは、加速度計の検出電極の平面図及び側面図である。 第２図ａ及び第２図ｂは、加速度計の検出電極を有する検出おもりの平面図及 び側面図である。 第３図ａ及び第３図ｂは、加速度計の検出電極を有する検出おもりの他の実施 例の平面図及び側面図である。 第４図は、加速度計の検出おもりの他の配置の平面図である。 第５図は、加速度計の検出おもりのさらに別の配置である。 第６図ａ及び第６図ｂは、加速度計の検出電極の他の実施例の平面図及び側面 図である。 第７図は、加速度計用の検出回路の回路図である。 第８図ａ乃至第８図ｅは、加速度計の製造各過程におけるウエーハの断面図で ある。 実施の形態 第１図ａ及び第１図ｂは本発明の加速度計の基礎となる概念を示す。第１図ａ 及び第１図ｂにおいて、参照番号２は検出おもりに接続した構成部材を示し、そ れは検出先端部４の形の第１の検出電極を有する。参照番号６は基板に実装され 、対向電極８の形の第２の検出電極を有する構成部材を示す。第１図ａにおいて 、構成部材２及び６は基板の平面に平行している平面に形成される。上述したよ うに、検出先端部４及び対向電極８はそれぞれ基板に対して適切な角度で延伸す る表面から成ることが第１図ｂから判る。検出先端部４及び対向電極８の表面は それ等の間の検出間隙１０を画定し、その幅は、構成部材２が構成部材６に関し て動く時に変化す る。検出先端部４及び対向電極８の表面の角度は、基板の平面に対して例えば３ ０度と６０度の間に存在し、また、特に好ましい実施例においては、結晶（１１ １）方向と調整するために角度は５３度と５５度の間に存在する。 第２図ａ及び第２図ｂは、それぞれ平面図及び側面図により、第１図ａ及び第 １図ｂに関連して上述したように、傾斜表面を有する検出先端部と対向電極を用 いる加速度計の一実施例を例示する。 第２図ａにおいて、参照番号２１は片持ち梁２５の上に検出おもり２３を実装 した基板を示す。検出おもり２３は、第１図ｂにおける検出先端部４と同様の方 法で基板に関して傾斜した表面から成る検出先端部２４を搭載する。加速度計は 、基板２１に実装されまた検出おもりを搭載する片持ち梁２５に比較して比較的 剛性のある構成部材２６を含む。構成部材２６は、第１図ｂの対向電極８と同様 な方法で傾斜表面を有する対向電極２８を搭載する。第２図ａ及び第２図ｂの加 速度計が加速力を受けると、基板の平面に実質的に直角の方向に検出おもりは動 く。（第２図ａの紙面の平面の中へ、また中から）この動きは検出先端部２４と 対向電極２８の間に画定した検出間隙３０の幅を変化させる。この変化は後によ り完全に記述される方法で検出される。 検出おもりの実装が、基板平面に平行に第２図ａに示す実施例よりも大きな剛 性を具備する加速度計の他の実施例を第３図ａ及び第３図ｂに例示する。第３図 ａにおいて、参照番号３３は２つの片持ち梁３５ａ、３５ｂの上に基板３１（第 ３図ｂ）に対して片持ち梁形式で実装された検出おもりを示す。検出おもり３３ は検出先端部３４を搭載する。基板に実装され、また検出おもり実装に関して比 較的剛性のある構成部材３６は対向電極３８を搭載する。第１図ａ及び第１図ｂ 並びに第２図ａ及び第２図ｂに関連して上に記述したように、検出先端部３４及 び対向電極３８は基板に関して傾斜し、またその間に検出間隙４０を画定する表 面から成る。 第２図ａ及び第２図ｂ並びに第３図ａ及び第３図ｂの解決方法において、比較 的剛性のある構成部材２６、３６は検出おもり２３及び３３の外部に配列される 。 第４図は、参照番号４３により指示された検出おもりが、検出おもりの取り付 けに関して比較的剛性のあるように基板に実装された参照番号４６により指示さ れた構成部材の周囲に対称的に組み立てられる一実施例を、平面図により例示す る。既に説明したと同様の方法で、比較的剛性のある構成部材４６は対向電極４ ８を搭載し、検出おもり４３は検出先端部４４を搭載する。検出先端部４４及び 対向電極４８はその間に検出間隙５０を画定する。第４図の配置は、第２図ａ及 び第２図ｂ並びに第３図ａ及び第３図ｂよりも高い面内剛性を有する。 第５図は、参照番号５３により示される検出おもりが基板に関して支持された 連続ダイアフラムとして形成される配置を平面図により例示する。構成部材５６ は、検出おもりの実装と比較して比較的剛性のある方法で、基板に実装されたダ イアフラムの中央に配列され、また検出おもり５３の上に設けられた検出先端部 ５４により検出間隙６０を画定する対向電極５８を搭載する。第４図及び第５図 の解決方法において、検出先端部４４及び５４並びに対向電極４８及び５８は、 第１図ａ及び第１図ｂ、第２図ａ及び第２図ｂ並びに第３図ａ及び第３図ｂを参 照して既に論じられたように、傾斜表面を有する。 第６図ａ及び第６図ｂは、それぞれ検出電極の異なる実施例の平面図及び側面 図である、図において、検出先端部は側面図で見ると傾斜表面７４ａを有する先 端７４から成り、また対向電極７８は傾斜した平面表面７８ａを有する。先端の 鋭さは調整可能で、また多数の先端が使用されうる。 第６図ａ及び第６図ｂの検出先端部７４及び対向電極７８は、前記図面におけ る平らな傾斜表面の代わりに使うことができる。 第７図は、前記配置の検出間隙の幅の変化を検出するために使われる回路を形 成する帰還ループのブロック・ダイアグラムである。トンネル電流が検出先端部 と対向電極の間を通過する距離に、検出間隙の幅を動かすように、検出おもりと 片持ち梁を形成している構造と基板との間に電圧が印加される。例えば、検出間 隙を約５ｎｍに保持するために約８ボルトの電圧が印加される。加速度計が加速 力に支配 される時、検出おもりは基板の平面に直角の方向に動き、検出間隙の幅を変える 。この幅の変化はトンネル電流の大きさを変え、したがって基板と検出先端部の 間に印加される電圧を変化させる。電圧の変化は間隔を元の幅に戻すような方向 に電界を変化させる。検出器の出力は、トンネル電流の変化の結果の電圧の振幅 の変化であり、加速力の平方根に比例する。 第７図において、ｇ（ｓ）は検出おもり２３に印加される加速力関数を表す。 検出おもりの合成力Ｆｑ（ｓ）は、帰還力Ｆｏ（ｓ）と共に帰還コンパレータ８ ０への入力である。合成力Ｆｓ（ｓ）は、検出おもり２３を支えるために用いら れる片持ち梁２５の剛性に依存する変位ｙ（ｓ）に変換される。変位ｙ（ｓ）は 、その出力ｖ（ｓ）が加速度計の出力である電流・電圧コンバータ８２に供給さ れるトンネル電流ｉ（ｓ）の対応する変化を起こす。また、出力ｖ（ｓ）は、帰 還ループの起動アームを通して帰還力Ｆｏ（ｓ）を発生するようにふるまう。 上述のように、片持ち梁と検出おもりを形成している構造及び基板との間に印 加される電圧差は、加速の無い場合に約５ｎｍに間隙を保持するように働く局部 電界をもたらす。これはいわゆる静電引力(electrostatic pulling)である。静 電引力は圧電気のような他の形式の作用に置換することができる。出力電圧は圧 電材料の中に帰還され、またその材料により生ずる力は電界からの力の代わりに 間隙幅を復旧させる。他の起動方法も同様に使われうる。 加速度計用の過負荷保護が物理的エンドストップにより設けられる。シリコン 基板２１自身は極端な下向きの動きを防止する。さらに付加された必ずしも単結 晶ではない硝子板、例えば第２図に２７と示された本質的には第２の基板を、上 向きの運動を制限するために設けることができる。第２の基板を上向きの運動を 制限するために設けることができるが、第２の基板の中には何等の素子も形成す る必要はない、したがって第２の基板を加速度計構成部材を搭載する基板と注意 深く位置合せをする必要がない。 検出電極に損害を与える過負荷の可能性に対して、もし検出おもり構成部材２ ３ が基板に衝突したら曲がるように、第２図ａの検出先端部２４に最も近い第２図 ａの片持ち梁２５の先端のばね定数を減少させることにより、さらにそれ以上の 保護を追加できる。同様に、第３図ａの検出先端部３４を搭載する検出おもり３ ３の延長部に対してもこれを行うことができる。 検出電極に損害を与える過負荷の可能性に対して、もし検出おもり構成部材２ ３が基板に衝突したら曲がるように、第２図ａの構成部材２６のばね定数を減少 させることにより、さらにそれ以上の保護を追加できる。同様に、第３図ａの構 成部材３６に対してもこれを行うことができる。 ここで、第８図ａ乃至第８図ｅにより本発明の一実施例による加速度計の製造 方法を説明する。第８図ａにおいて、参照番号１００はシリコン基板１０２、基 板１０４の上の二酸化シリコン層及びシリコン１０６の最上層から成る単一の複 合ウエーハを示す。説明例での基板の厚さは５００μｍの＜１００＞のＳｉ、酸 化層１０４の厚さは２μｍ、上部シリコン層１０６の厚さは７μｍである。この 構造を有する複合ウエーハは市販されている。最上層１０６は単結晶シリコンあ るいは多結晶シリコンである。単結晶シリコンは、シリコンを堆積しその後に再 結晶することにより、又は２つの酸化ウエーハを接合(bonding)し一方を薄くす ることにより製造することができる。窒化ケイ素層１０８が上部シリコン層１０ ６の上に形成される。感光性樹脂１１０が、例えば第２図ａの平面図に示すパタ ーンをシリコンからエッチングにより画定するために使われる。窒化ケイ素層１ ０８は感光性樹脂１１０をマスクとして使ってエッチングされ、第８図ｂに示す 構造を作る。窒化ケイ素層は、上部シリコン層を通じた次のエッチングに対する エッチング防止として使われ、検出おもりと支持する片持ち梁と固定接点構成部 材の形を画定する。断面の構造を第８図ｃに示す。片持ち梁形式で支持されアン ダー・カット領域１０３により基板から間隔を置かれたシリコン構成部材を形成 するため、上部シリコン層の下から酸化層を除去するべく、緩衝弗化水素酸を用 いた湿式エッチングが使われる。これが第８図ｄに断面で示されている。 第８図ａ乃至第８図ｄは、第２図ａ及び第２図ｂにおいて紙面を上下に移動す る線に沿った断面図である。第８図ｅは、これらの断面図を横断的に見た断面で あり、この断面は先端部及び対向電極を画定する切り込みをする前の、片持ちさ れて固定された構成部材を貫いて延伸している。切り込みの位置と角度は例とし て矢印Ａにより示される。切り込みは、加速度計の検出電極を形成する２つの傾 斜した平行な表面を画定するために、集束された高エネルギイオンビームあるい はレーザを使って行われる。初期間隙は約２００ｎｍの幅を有し、前に論じられ たように、電界の印加によりトンネル電流が流れるような幅、例えば約５ｎｍ迄 閉じられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月１６日 【補正内容】 計は容量性の加速度計よりも大きな感度を有するが、製造上１枚以上のシリコン ウエーハを必要とする。ロックスタット他による前記論文に記述された解決方法 では、加速度計を作るのに３枚のウエーハを必要とする。各ウエーハは加速度計 の構成要素を含み、ウエーハを一緒に固定する時には、注意深く配列されなけれ ばならない。このような加速度計の製造コストは、３枚のウエーハに構成要素を 作り込み、加速度計の組み立ての時はウエーハを注意深く配列しなければならな いために高くなる。 本発明の目的は、高感度で低生産コストの加速度計を提供することである。 発明の概要 本発明の一つの局面において、基板と、上記基板の面と直角な第１の方向に動 くように上記基板に対応して設けられて、第１の検出電極を有する検出おもりと 、及び上記基板に対応して設けられた第２の検出電極と、を備え、上記第１及び 第２の検出電極は、それぞれ上記基板に対してある角度で延在するような切込み によって形成された表面を含み、それ等表面間で画定される検出間隙は、基板と 、上記検出おもり及び上記第２の電極を構成している構造体との、相互間に加え られる力作用によって予め決定された幅に保持され、上記検出間隙の幅が前記第 １の方向における上記検出おもりの動きで変化する加速度計が提供される。 基板への検出おもりの搭載と比較して相対的に剛性のある方法で、第２の検出 電極が一般的に基板に設けられることは明白であろう。 説明する実施例においては、検出おもりは片持ち梁形式(cantilevered fashio n)で実装される、すなわち、片持ち梁の一端は基板に固定され、他端は第１の方 向に自由に動く。１つの実施例においては、片持ち梁自身が検出おもりを形成し うる。他の実施例においては、片持ち梁は検出おもりを形成するよりも大きい断 面の領域を搭載する。さらに別の実施例においては、検出おもりの両側に２つの 片持ち梁を使 用して、検出おもりを形成するより大きい断面の領域が基板に対して形成される 。この配置は基板の平面に平行する平面においてより曲りにくい。 加速度計は検出間隙の幅の変化を検出する回路を有しうる。１つの配置におい ては、検出回路は第１及び第２の検出電極の間のトンネル電流の変化を検出する 。この配置においては、検出おもりと基板の間に電圧が印加される。検出間隙が トンネル電流を生じる幅をうるに必要な電界を発生するに十分な電圧の印加が容 易であるから、検出おもりがより大きい断面の領域を具備する配置はこれらの点 において有利である。 特に好ましい実施例においては、第２の検出電極は、検出おもりによって取囲 まれた内部に位置するように基板に設けられる。検出おもりは、基板に対して第 １の方向の動きのためにつるされる穿孔ダイアフラムを含むことができる。 本発明による加速度計は、検出おもり、第１の検出電極及び第２の検出電極を 単一のウエーハに構成部材として形成しうるから、従来技術による加速度計より も容易かつ安価に製造しうる。検出おもり、第１の検出電極及び第２の検出電極 は単結晶シリコンに形成することができる。 本発明は、また、基板上の向い合う両端部の領域で支持されてその中央部の領 域で上記基板から離間するように構成部材を形成する過程と、上記基板の面に対 してある入射角度で上記構成部材に間隙を切込んで上記基板に対してある角度で 延在する２つの傾斜面を形成し、それによって検出間隙を画定する第１及び第２ の検出電極を構成する切削過程と、を含み、上記検出間隙は、上記基板と、上記 構成部材を構成する構造体との、相互間に加えられる力作用によって予め決定さ れた幅に保持され、上記構造体の少なくとも一部の動きによって変化する、加速 度計の製造方法を提供する。 これらの過程を使うことにより、加速度計は、シリコン基板、二酸化シリコン 層及びシリコンの最上層から成る単一の複合ウエーハに形成することができる。 これは特別な長所を提供するが、二酸化シリコン層及びシリコン層をその上に堆 積した 普通のウエーハ上に、加速度計を形成しうることは容易に理解されるであろう。 切削過程は集束された高エネルギーイオンビームあるいはレーザを使って実行 できる。 これらの技術は単純で費用効果が高い方法で傾斜切削を提供する。 本発明のより良い理解のために、また本発明がどのように実現されるかを示す ために、例として添付図面を参照する。 図面の簡単な説明 第１図ａ及び第１図ｂは、加速度計の検出電極の平面図及び側面図である。 第２図ａ及び第２図ｂは、加速度計の検出電極を有する検出おもりの平面図及 び側面図である。 第３図ａ及び第３図ｂは、加速度計の検出電極を有する検出おもりの他の実施 例の平面図及び側面図である。 第４図は、加速度計の検出おもりの他の配置の平面図である。 第５図は、加速度計の検出おもりのさらに別の配置である。 第６図ａ及び第６図ｂは、加速度計の検出電極の他の実施例の平面図及び側面 図である。 第７図は、加速度計用の検出回路の回路図である。 第８図ａ乃至第８図ｅは、加速度計の製造各過程におけるウエーハの断面図で ある。 実施の形態 第１図ａ及び第１図ｂは本発明の加速度計の基礎となる概念を示す。第１図ａ 及び第１図ｂにおいて、参照番号２は検出おもりに接続した構成部材を示し、そ れは 請求の範囲 １． 基板と、 前記基板の面と直角な第１の方向に動くように前記基板に対応して設けられて 、第１の検出電極を有する検出おもりと、及び 前記基板に対応して設けられた第２の検出電極と、を備え、 前記第１及び第２の検出電極は、それぞれ前記基板に対してある角度で延在す るような切込みによって形成された表面を含み、それ等表面間で画定される検出 間隙は、基板と、前記検出おもり及び前記第２の電極を構成している構造体との 、相互間に加えられる力作用によって予め決定された幅に保持され、前記検出間 隙の幅が前記第１の方向における前記検出おもりの動きで変化する加速度計。 ２． 前記検出おもりと前記第１及び第２の検出電極が単一のウエーハ上に構成 部材として形成される、 ことを特徴とする請求項１記載の加速度計。 ３． 前記加速度計が単結晶シリコンに形成される、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の加速度計。 ４． 前記検出間隙の幅の変化を検出する検出回路を含む、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の加速度計。 ５． 前記検出回路は、前記第１及び第２の検出電極の間のトンネル電流の変化 を検出する、 ことを特徴とする請求項４記載の加速度計。 ６． 前記第２の検出電極が、取囲むように構成された検出おもりの内部に位置 するように基板に設けられる、 ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の加速度計。 ７． 前記検出おもりは、前記基板に対して前記第１の方向に動くようつるされ た、穴があけられたダイアフラムを含む、 ことを特徴とする請求項６項記載の加速度計。 ８． 前記基板から離れる前記検出おもりの動きを制限するように配置されたリ ミットプレートを含む、 ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の加速度計。 ９． 基板上の向い合う両端部の領域で支持されてその中央部の領域で前記基板 から離間するように構成部材を形成する過程と、 前記基板の面に対してある入射角度で前記構成部材に間隙を切込んで前記基板 に対してある角度で延在する２つの傾斜面を形成し、それによって検出間隙を画 定する第１及び第２の検出電極を構成する切削過程と、を含み、 前記検出間隙は、前記基板と、前記構成部材を構成する構造体との、相互間に 加えられる力作用によって予め決定された幅に保持され、前記構造体の少なくと も一部の動きによって変化する、加速度計の製造方法。 １０． 前記加速度計が、シリコン基板、二酸化シリコン層及びシリコンの上部 層を含む単一の複合ウエーハに形成される、 ことを特徴とする請求項９に記載の方法。 １１． 前記切削過程は、集束された高エネルギイオンビームを使用する切削を 含む、 ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。 １２． 前記切削過程は、レーザを使用する切削を含む、 ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウベルト，ヘザー イギリス国，ケンブリッジ シービー３ ０ディーエス，ストレイス レーン，チャ ーチル カレッジ (72)発明者 チャン，ヒャン−スウィー イギリス国，ケンブリッジ シービー２ アイピー２，トランピングトン ストリー ト，デパートメント オブ エンジニアリ ング，ユニバーシティー オブ ケンブリ ッジ (72)発明者 芝池 成人 川崎市多摩区東三田３丁目10番１号 ＭＲ ＩＴ (72)発明者 桐山 孝司 東京都目黒区駒場４丁目６番１号 ＲＡＣ Ｅ 東京大学

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 基板と、 前記基板の面と直角な第１の方向に動くように前記基板に設けられて、第１の 検知電極を有する検出おもりと、 前記基板に対応して設けられた第２の検知電極と、 を含む加速度計であって、 前記第１及び第２の検知電極は、前記基板に対してある角度で延在し、それら の間に第１の方向における検出おもりの動きで幅が変化する検知間隙を画定する 表面を含む加速度計。 ２． 前記検出おもりと前記第１及び第２の検知電極が単一のウエーハ上に構成 要素として形成される、 ことを特徴とする請求項１記載の加速度計。 ３． 前記加速度計が単結晶シリコンに形成される、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の加速度計。 ４． 前記検知間隙の幅の変化を検知する検知回路を含む、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の加速度計。 ５． 前記検知回路は、前記第１及び第２の検知電極の間のトンネル電流の変化 を検出する、 ことを特徴とする請求項４記載の加速度計。 ６． 前記第２の検知電極が、取囲むように構成された検出おもりの内部に位置 するように基板に設けられる、 ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の加速度計。 ７． 前記検出おもりは、前記基板に対して第１の方向に動くようつるされた、 穴があけられたダイアフラムを含む、 ことを特徴とする請求項６項記載の加速度計。 ８． 前記基板から離れる前記検出おもりの動きを制限するように配置されたリ ミットプレートを含む、 ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の加速度計。 ９． 基板に関して反対側の端の領域で支持される構成要素を形成する過程と、 前記基板の面に対してある入射角度で前記構成要素に間隙を切って前記基板に 対してある角度で延在する２つの傾斜面を形成し、これにより検知間隙を画定す る第１及び第２の検知電極を形成する切削過程と、 を含む加速度計の製造方法。 １０． 前記加速度計が、シリコン基板、二酸化シリコン層及びシリコンの上部 層を含む単一の複合ウエーハに形成される、 ことを特徴とする請求項９に記載の方法。 １１． 前記切削過程は、集束された高エネルギイオンビームを使用する切削を 含む、 ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。 １２． 前記切削過程は、レーザを使用する切削を含む、 ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。