WO2013187018A1 - 静電容量式物理量センサ - Google Patents

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WO2013187018A1
WO2013187018A1 PCT/JP2013/003546 JP2013003546W WO2013187018A1 WO 2013187018 A1 WO2013187018 A1 WO 2013187018A1 JP 2013003546 W JP2013003546 W JP 2013003546W WO 2013187018 A1 WO2013187018 A1 WO 2013187018A1
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damping
detection
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PCT/JP2013/003546
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小川　晃
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure is formed on a substrate, an anchor fixed to one surface of the substrate, a detection beam connected to the substrate through the anchor, a weight portion connected to the detection beam, and the weight portion.
  • the present invention relates to a capacitance type physical quantity sensor including a movable electrode and a fixed electrode facing the movable electrode.
  • Patent Document 1 a movable electrode formed on a weight, a fixed electrode facing the movable electrode, a first beam connected to the weight and displaceable according to acceleration
  • a semiconductor acceleration sensor including a first stopper that regulates the amount of displacement of the first beam and a second beam that supports the first stopper.
  • the first beam is composed of a plurality of beams having different spring constants, the displacement amount of each beam is regulated by the corresponding stopper, and the adjacent beam and the stopper are connected.
  • the displacement amount of the first beam is regulated by the first stopper. Therefore, even when a strong impact such as a rear-end collision is applied, the acceleration generated at that time can be detected.
  • the first beam is composed of a plurality of beams having different spring constants, the displacement amount of each beam is regulated by the corresponding stopper, and the adjacent beam and the stopper are connected. According to this, when the above-described strong impact is applied, there is a possibility that the weight on which the movable electrode is formed rotates and the posture of the weight fluctuates. When the posture of the weight varies, the facing area between the movable electrode and the fixed electrode varies, and the acceleration detection accuracy may be reduced.
  • an object of the present disclosure is to provide a capacitance-type physical quantity sensor in which a decrease in physical quantity detection accuracy is suppressed by attitude control.
  • a capacitance type physical quantity sensor includes a substrate whose one surface is along an xy plane defined by an x direction and a y direction that are orthogonal to each other; An anchor fixed to one surface of the substrate, a detection beam connected to the substrate via the anchor, a weight portion connected to the detection beam, a movable electrode formed on the weight portion, and the movable electrode And a fixed electrode opposed to each other in the xy plane, wherein the detection beam has flexibility in the y direction, and the movable electrode includes the first movable detection electrode, The second movable detection electrode and the first movable damping electrode are included.
  • the fixed electrode includes the first fixed detection electrode, the second fixed detection electrode, and the first fixed damping electrode.
  • the detection electrode is separated from the first movable detection electrode in the first y direction, which is one direction in the y direction.
  • the second fixed detection electrode is located away from the second movable detection electrode in the second y direction, which is opposite to the first y direction.
  • the second movable detection electrodes are opposed to each other in the second y direction, and each of the plurality of first movable damping electrodes is located at the center between the corresponding two first fixed damping electrodes, and one of the first fixed damping electrodes Are opposed to each other in the first y direction, and are opposed to each other in the second y direction, and the plurality of first movable damping electrodes are symmetric with respect to the center of the weight portion, or in the y direction. Along the center line passing through the center of the weight portion.
  • the damping when a speed is applied in the y direction, the damping is generated between the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode in the y direction of the weight portion. Excessive displacement is suppressed. Therefore, even when a strong impact such as a rear-end collision is applied, a physical quantity such as acceleration generated at that time can be detected.
  • the plurality of first movable damping electrodes are point-symmetrical via the center of the weight part or line-symmetrical via a center line passing through the center of the weight part along the y direction. positioned.
  • a capacitance type physical quantity sensor includes a substrate having one surface along an xy plane defined by an x direction and a y direction that are orthogonal to each other, and is fixed to the one surface of the substrate.
  • Anchors detection beams connected to the substrate via the anchors, weights connected to the detection beams, movable electrodes formed on the weights, and the movable electrodes on the xy plane
  • a capacitance type physical quantity sensor having fixed electrodes facing each other in the orthogonal z direction, and is configured as follows.
  • the detection beam has flexibility in the z direction.
  • the movable electrode includes a first movable detection electrode, a second movable detection electrode, and a first movable damping electrode.
  • the fixed electrode includes a first fixed detection electrode, a second fixed detection electrode, and a first fixed damping electrode.
  • the first fixed detection electrode is located away from the first movable detection electrode in the first z direction, which is one direction in the z direction, and faces the first movable detection electrode in the first z direction.
  • the second fixed detection electrode is located away from the second movable detection electrode in the second z direction, which is opposite to the first z direction, and faces the second movable detection electrode in the second z direction.
  • Each of the plurality of first movable damping electrodes is located in the center between the corresponding two first fixed damping electrodes, and one of the corresponding two first fixed damping electrodes and the first z direction Of the corresponding two first fixed damping electrodes and the other first fixed damping electrode in the second z direction.
  • the plurality of first movable damping electrodes are positioned point-symmetrically through the center of the weight portion or line-symmetrically through a center line passing through the center of the weight portion along the z direction.
  • FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of the acceleration sensor according to the first embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 for detecting acceleration in the y direction.
  • FIG. 3 is a top view showing a modification of the acceleration sensor.
  • FIG. 4 is a top view showing another modification of the acceleration sensor.
  • FIG. 5 is a top view showing another modification of the acceleration sensor.
  • FIG. 6 is a top view showing a modification of the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode.
  • FIG. 7 is a top view showing another modification of the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode.
  • FIG. 8 is a top view showing another modification of the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an acceleration sensor that detects acceleration in the z direction.
  • FIG. 10 is a top view showing a schematic configuration of the first semiconductor layer and the fifth semiconductor shown in FIG.
  • FIG. 11 is a top view showing a schematic configuration of the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer shown in FIG.
  • FIG. 12 is a top view illustrating a schematic configuration of the third semiconductor layer illustrated in FIG. 9.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process for the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a process for manufacturing the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a process for manufacturing the acceleration sensor shown in FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process for the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining a process for manufacturing the acceleration sensor shown in FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining a process for manufacturing the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining a process for manufacturing the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 23 is a top view showing a modification of the third semiconductor layer.
  • FIG. 24 is a top view showing another modification of the third semiconductor layer.
  • FIG. 25 is a top view showing a modification of the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer.
  • 26 is a cross-sectional view showing a modification of the acceleration sensor shown in FIG. 27 is a cross-sectional view showing another modification of the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the acceleration sensor shown in FIG.
  • FIG. 29 is a top view showing a schematic configuration of the angular velocity sensor.
  • FIG. 1 Based on FIG.1 and FIG.2, the acceleration sensor which concerns on this embodiment is demonstrated.
  • FIGS. 1 and 2 hatching is applied as necessary to clarify the configuration.
  • two directions orthogonal to each other are indicated as an x direction and a y direction, and a plane defined by these two directions is indicated as an xy plane.
  • a line passing along the center of the acceleration sensor 100 (center CP of the weight portion 17) along the y direction is indicated as a center line CL.
  • the acceleration sensor 100 is formed by forming a fine structure on a semiconductor substrate 10.
  • the semiconductor substrate 10 is an SOI substrate in which an insulating layer 13 is sandwiched between two semiconductor layers 11 and 12, and a sensor element 14 corresponding to the fine structure described above is formed on the semiconductor substrate 10.
  • the first semiconductor layer 11 corresponds to an example of a substrate.
  • the sensor element 14 is formed by etching the second semiconductor layer 12 and the insulating layer 13 into a predetermined shape using a known exposure technique.
  • the sensor element 14 includes the floating portion 15 in which the second semiconductor layer 12 is floated with respect to the first semiconductor layer 11 without the insulating layer 13, and the first semiconductor layer 11 with respect to the first semiconductor layer 11. 2 and a fixing portion 16 to which the semiconductor layer 12 is fixed.
  • the floating portion 15 includes a weight portion 17 that forms the center of mass, a movable electrode 18 formed on the weight portion 17, a fixed electrode 19 that faces the movable electrode 18, and a detection beam 20 that has a spring property in the y direction.
  • the fixed portion 16 includes a first anchor 30 that supports the weight portion 17 via the detection beam 20 and a second anchor 31 that supports the fixed electrode 19.
  • the second anchor 31 supports a third anchor 32 that supports a first fixed detection electrode 24 described later, a fourth anchor 33 that supports a second fixed detection electrode 25 described later, and a first fixed damping electrode 26 described later.
  • a fifth anchor 34 is a fifth anchor 34.
  • the weight portion 17 has two first rod portions 17a along the y direction and two second rod portions 17b along the x direction, and a frame in which the respective end portions are connected. It has a shape.
  • the detection beam 20 is connected to the inner surface of each of the two second rod portions 17b constituting the weight portion 17, and each of the detection beams 20 is connected to the end portion of the first anchor 30 having a shape extending in the y direction. Yes.
  • the weight portion 17 can be displaced in the y direction.
  • acceleration along the y direction is applied to the acceleration sensor 100
  • the weight portion 17 is displaced according to the magnitude of the applied acceleration, and the amount of displacement is converted into the capacitance of a detection capacitor described later. .
  • This converted capacitance is output to an external element as an acceleration detection signal.
  • the movable electrode 18 includes a first movable detection electrode 21, a second movable detection electrode 22, and a first movable damping electrode 23.
  • a first movable detection electrode 21 whose longitudinal direction extends in the x direction is formed in a comb shape, and the other first rod is formed.
  • the second movable detection electrode 22 whose longitudinal direction extends in the x direction is formed in a comb shape.
  • the 1st movable damping electrode 23 which a longitudinal direction extends in ax direction on each outer surface of the two 1st rod parts 17a is formed in the comb-tooth shape.
  • the plurality of first movable damping electrodes 23 are positioned point-symmetrically via the center CP of the weight portion 17 and are also positioned line-symmetrically via the center line CL in the present embodiment.
  • the fixed electrode 19 has a first fixed detection electrode 24, a second fixed detection electrode 25, and a first fixed damping electrode 26.
  • the first fixed detection electrode 24 whose longitudinal direction extends in the x direction is formed in a comb-tooth shape on the surface facing the first rod portion 17 a of the third anchor 32 having a shape extending in the y direction.
  • the second fixed detection electrode 25 whose longitudinal direction extends in the x direction is formed in a comb-tooth shape on the surface of the fourth anchor 33 that is formed in the y direction and that faces the other first rod portion 17a.
  • a first fixed damping electrode 26 whose longitudinal direction extends in the x direction is formed in a comb-teeth shape on the surface of the fifth anchor 34 having a frame shape facing the first rod portion 17a.
  • the first fixed detection electrode 24 is located away from the corresponding first movable detection electrode 21 in the first y direction that is one direction of the y direction (the direction from the lower side of the paper to the upper side of the paper).
  • the second fixed detection electrodes 25 are located away from the corresponding second movable detection electrodes 22 in the second y direction (the direction from the upper side of the paper toward the lower side of the paper), which is opposite to the first y direction.
  • the first detection electrodes 21 and 24 having a comb shape are engaged with each other so as to face each other in the first y direction, thereby forming a plurality of first detection capacitors, and facing each other in the second y direction.
  • a plurality of second detection capacitors are configured by the comb-shaped second detection electrodes 22 and 25 meshing with each other.
  • the first movable damping electrode 23 is positioned at the center between the two first fixed damping electrodes 26, and is opposed to one first fixed damping electrode 26 in the first y direction, and the other first fixed damping electrode. 26 and the second y direction.
  • the first movable damping electrode 23 and the first fixed damping electrode 26 are similar to each other, and the facing distance between the first movable damping electrode 23 and the first fixed damping electrode 26 is constant.
  • the first detection electrodes 21 and 24 face each other in the first y direction
  • the second detection electrodes 22 and 25 face each other in the second y direction. Therefore, when the weight portion 17 moves in the first y direction, the first detection electrodes 21 and 24 are displaced so as to approach each other, while the second detection electrodes 22 and 25 are displaced so as to be separated from each other. On the contrary, when the weight portion 17 moves in the second y direction, the first detection electrodes 21 and 24 are displaced away from each other, while the second detection electrodes 22 and 25 are displaced so as to approach each other. In this way, the increase and decrease of the capacitances of the first detection capacitor and the second detection capacitor are reversed. Based on the difference between the capacitances of these two detection capacitors, the acceleration in the y direction is detected.
  • the first anchor 30 has a shape extending in the y direction, and the detection beams 20 are connected to both ends thereof.
  • the anchors 32 and 33 each have a shape extending in the y direction, and fixed detection electrodes 24 and 25 are formed on the side surfaces thereof.
  • the fifth anchor 34 has a frame shape, and the first fixed damping electrode 26 is formed on the inner surface thereof.
  • a movable detection pad 30a for applying a constant voltage is formed in the center of the first anchor 30, and a first fixed detection pad for taking out the capacitance change of the first detection capacitor in the center of the third anchor 32. 32a is formed, and a second fixed detection pad 33a for taking out the capacitance change of the second detection capacitor is formed at the center of the fourth anchor 33.
  • the fifth anchor 34 is formed with a damping pad 34a for applying a diagnostic voltage having a polarity different from that of the voltage applied to the movable detection pad 30a.
  • the acceleration sensor 100 performs a normal operation for detecting acceleration and a failure diagnosis operation for diagnosing its own failure.
  • a constant voltage is applied to the movable detection pad 30a, and the capacitance change of the detection capacitor caused by the application of acceleration is output from each of the fixed detection pads 32a and 33a.
  • the damping pad 34a is connected to the ground in order to maintain the potential of the acceleration sensor 100.
  • the first movable damping electrode 23 is formed on the weight portion 17 so as to be positioned point-symmetrically via the center CP of the weight portion 17, and the first movable damping electrode 23 is formed by two first fixed electrodes. It is located at the center between the damping electrodes 26 and faces one first fixed damping electrode 26 in the first y direction and faces the other first fixed damping electrode 26 in the second y direction. According to this, when a speed is applied in the y direction, excessive displacement in the y direction of the weight portion 17 is suppressed by damping that occurs between the first damping electrodes 23 and 26.
  • the plurality of first movable damping electrodes 23 are positioned point-symmetrically via the center CP of the weight portion 17. Thereby, when the above-described strong impact is applied, the weight portion 17 is suppressed from rotating in the xy plane, and the posture of the weight portion 17 is controlled. Therefore, the displacement of the weight portion 17 in the x direction is suppressed, and fluctuations in the facing area between the first detection electrodes 21 and 24 and between the second detection electrodes 22 and 25 are suppressed. As a result, a decrease in acceleration detection accuracy is suppressed.
  • the plurality of first movable damping electrodes 23 are also positioned symmetrically with respect to the center line CL. This also suppresses the rotation of the weight portion 17 in the xy plane, and the posture of the weight portion 17 is controlled. Therefore, a decrease in acceleration detection accuracy is suppressed.
  • the first movable damping electrode 23 and the first fixed damping electrode 26 have a similar relationship, and the facing distance between the first movable damping electrode 23 and the first fixed damping electrode 26 is constant. According to this, the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode are not similar, and the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode are not similar to each other, and the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode are indefinite. It is difficult for bias to occur in the damping generated between the damping electrode 23 and the first fixed damping electrode 26. Therefore, as compared with the comparative configuration described above, the weight portion 17 is suppressed from rotating in the xy plane, and the posture of the weight portion 17 is controlled. As a result, a decrease in acceleration detection accuracy is suppressed.
  • a diagnosis voltage is applied to the damping pad 34a to displace the weight portion 17 in the y direction, thereby determining whether or not the acceleration sensor 100 has failed.
  • the failure of the acceleration sensor 100 can be self-diagnosed by using the first damping electrodes 23 and 26 and the damping pad 34a.
  • the embodiment of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and includes variously modified embodiments without departing from the gist of the present disclosure.
  • the first movable damping electrode 23 is formed on the outer surface of the first rod portion 17a, and the first fixed damping electrode 26 is formed on the fifth anchor 34 having a frame shape.
  • the first movable damping electrode 23 is formed on the inner surface of the first rod portion 17a, and the first fixed damping electrode 26 is formed on the side surface of the fifth anchor 34 having a shape extending in the y direction. It is also possible to adopt the configuration described above.
  • the 1st movable damping electrode 23 is formed in the outer surface of the 1st rod part 17a, and the 1st fixed damping electrode 26 is formed in the surface facing the 1st rod part 17a in the 5th anchor 34 which comprises frame shape.
  • the example formed is shown.
  • the second movable damping electrode 27 is formed on the outer surface of the second rod portion 17b, and the second rod in the fifth anchor 34 having a frame shape.
  • a configuration in which the second fixed damping electrode 28 is formed on the surface facing the portion 17b can also be adopted.
  • the second movable damping electrode 27 is located at the center between the two second fixed damping electrodes 28 and is in one direction with the second fixed damping electrode 28 in the first x direction (from the left side to the right side on the page). In the 2x direction (the direction from the right side of the drawing to the left side of the drawing) opposite to the other second fixed damping electrode 28.
  • the plurality of second movable damping electrodes 27 are positioned point-symmetrically via the center CP of the weight portion 17. According to this, due to the damping that occurs between the second movable damping electrode 27 and the second fixed damping electrode 28, the weight portion 17 is more effective in the xy plane than the configuration described in the present embodiment. The rotation is suppressed and the posture of the weight portion 17 is controlled. As a result, a decrease in acceleration detection accuracy is further effectively suppressed.
  • the weight portion 17 has two first rod portions 17a along the y direction and two second rod portions 17b along the x direction, and has a frame shape in which respective end portions are connected.
  • An example is shown.
  • the weight portion 17 may have a shape extending in the y direction.
  • both end portions of the weight portion 17 are connected to the first anchor 30 via the detection beam 20, and movable electrodes 21 to 23 are formed on the side surfaces of the weight portion 17.
  • each of the first damping electrodes 23 and 26 is a rectangle.
  • the planar shapes of the first damping electrodes 23 and 26 may be similar to each other as long as the facing distance between them is constant.
  • the planar shape of each of the first damping electrodes 23 and 26 may be a zigzag shape, a crank shape, or a wave shape.
  • the opposing area of each of the first damping electrodes 23 and 26 is increased as compared with the configuration in which the planar shape of each of the first damping electrodes 23 and 26 is rectangular.
  • the configuration example of the acceleration sensor 100 that detects the acceleration in the y direction is shown.
  • an acceleration sensor 200 that detects acceleration in the z direction may be employed.
  • the acceleration sensor 200 will be described with reference to FIGS. 9 to 28.
  • the components are indicated by being surrounded by a broken line or a dot-dash line as necessary.
  • the semiconductor substrate 110 constituting the acceleration sensor 200 has five semiconductor layers 111 to 115 and insulating layers 116 to 119 provided between these semiconductor layers 111 to 115.
  • the semiconductor layers 111 and 115 correspond to the first semiconductor layer 11 shown in this embodiment, and the semiconductor layers 112 to 114 and the insulating layers 117 and 118 correspond to the second semiconductor layer 12 shown in this embodiment.
  • the insulating layers 116 and 119 correspond to the insulating layer 13 shown in this embodiment.
  • the first insulating layer 116 is provided between the first semiconductor layer 111 and the second semiconductor layer 112, and the second insulating layer 117 is provided between the second semiconductor layer 112 and the third semiconductor layer 113. Is provided.
  • a third insulating layer 118 is provided between the third semiconductor layer 113 and the fourth semiconductor layer 114, and a fourth insulating layer 119 is provided between the fourth semiconductor layer 114 and the fifth semiconductor layer 115.
  • the semiconductor layers 111 and 115 have the same thickness, and the semiconductor layers 112 and 114 have the same thickness.
  • the insulating layers 116 to 119 are also equal in thickness to each other, and the distance between two of the semiconductor layers 111 to 115 facing each other through one of the insulating layers 116 to 119 is equal.
  • the sensor element 120 is formed by etching the semiconductor substrate 110 into a predetermined shape using a known exposure technique.
  • the sensor element 120 includes the floating portion 121 in which the semiconductor layers 112 to 114 and the insulating layers 117 and 118 are floated with respect to the semiconductor layers 111 and 115 and the insulating layers 116 and 119 without the insulating layers 116 and 119 interposed therebetween.
  • the semiconductor layers 112 to 114 and the insulating layers 117 and 118 are fixed to the semiconductor layers 111 and 115, respectively.
  • the floating portion 121 includes a weight portion 123 that forms the center of mass, a movable electrode 124 formed on the weight portion 123, a fixed electrode 125 that faces the movable electrode 124 in the z direction, and a detection beam that is flexible in the z direction. 126.
  • the fixing part 122 has a first anchor 127 that supports the weight part 123 via the detection beam 126. Note that a fixed electrode 125 is also formed on a part of each of the semiconductor layers 111 and 115.
  • the weight portion 123 is formed by connecting the central portions of the semiconductor layers 112 to 114 with insulating layers 117 and 118. A part of each of the semiconductor layers 112 and 114 constituting the weight portion 123 carries the movable electrode 124.
  • the third semiconductor layer 113 constituting the weight portion 123 is connected to the first anchor 127 via the detection beam 126. With this configuration, the weight portion 123 can be displaced in the z direction. When acceleration along the z direction is applied to the acceleration sensor 200, the weight portion 123 is displaced in the z direction in accordance with the magnitude of the applied acceleration, and the amount of displacement corresponds to the capacitance of the detection capacitor described later. Converted. This converted capacitance is output to an external element as an acceleration detection signal.
  • the movable electrode 124 includes a first movable detection electrode 128, a second movable detection electrode 129, and a first movable damping electrode 130.
  • the first movable detection electrode 128 is formed on the second semiconductor layer 112 constituting the weight portion 123
  • the second movable detection electrode 129 is formed on the fourth semiconductor layer 114 constituting the weight portion 123. It is configured.
  • the first movable damping electrode 130 is configured at each end of the second semiconductor layer 112 and the fourth semiconductor layer 114 that configure the weight portion 123.
  • the plurality of first movable damping electrodes 130 are positioned symmetrically with respect to the center CP of the weight portion 123. In the present embodiment, the plurality of first movable damping electrodes 130 are also positioned symmetrically with respect to the center line CL passing through the center CP in the z direction.
  • the fixed electrode 125 includes a first fixed detection electrode 131, a second fixed detection electrode 132, and a first fixed damping electrode 133.
  • the first semiconductor layer 111 is formed with a portion insulated and separated by the insulating layer 111a, and this portion faces the first movable detection electrode 128 in the z direction.
  • a portion facing the first movable detection electrode 128 in the z direction corresponds to the first fixed detection electrode 131.
  • the fifth semiconductor layer 115 is formed with a portion that is insulated and separated by the insulating layer 115a, and this portion faces the second movable detection electrode 129 in the z direction.
  • a portion facing the second movable detection electrode 129 in the z direction corresponds to the second fixed detection electrode 132.
  • the detection electrodes 128, 129, 131, and 132 constitute a detection capacitor. Further, as shown in FIG. 9, the end portions of the semiconductor layers 111 and 115 to which the first anchor 127 is fixed and the end portions of the third semiconductor layer 113 are part of the first movable damping electrode in the z direction. 130. This facing portion corresponds to the first fixed damping electrode 133. As described above, only the first fixed damping electrode 133 including the end portion of the third semiconductor layer 113 among the fixed electrodes 131 to 133 is included in the floating portion 121.
  • the first fixed detection electrode 131 is located away from the corresponding first movable detection electrode 128 in the first z direction that is one direction of the z direction (the direction from the upper side to the lower side of the paper).
  • the second fixed detection electrodes 132 are positioned away from the corresponding second movable detection electrodes 129 in the second z direction (the direction from the lower side of the paper to the upper side of the paper), which is opposite to the first z direction.
  • a first detection capacitor is configured by the first detection electrodes 128 and 131 facing each other in the first z direction
  • a second detection capacitor is configured by the second detection electrodes 129 and 132 facing each other in the second z direction.
  • the first movable damping electrode 130 is located at the center between the two first fixed damping electrodes 133, and is opposed to one first fixed damping electrode 133 in the first z direction, and the other first fixed damping electrode. 133 and the second z-direction are opposed to each other. More specifically, the first movable damping electrode 130 made of the second semiconductor layer 112 has a first fixed damping electrode 133 made of the first semiconductor layer 111 and a first fixed damping electrode 133 made of the third semiconductor layer 113 in the z direction. Located between.
  • the first movable damping electrode 130 made of the fourth semiconductor layer 114 is located between the first fixed damping electrode 133 made of the third semiconductor layer 113 and the first fixed damping electrode 133 made of the fifth semiconductor layer 115 in the z direction. Is located. Thereby, even if the weight part 123 is displaced in either the first z direction or the second z direction, damping occurs between the damping electrodes 130 and 133.
  • the semiconductor layers 111 to 115 are respectively provided with annular insulating layers 111a and 115a for separating potentials.
  • the portions of the semiconductor layers 111 and 115 surrounded by the insulating layers 111a and 115a correspond to the fixed detection electrodes 131 and 132 described above.
  • each of the semiconductor layers 112 and 114 includes a part constituting the floating part 121 and a part constituting the fixing part 122 in order to mechanically separate the floating part 121 and the fixing part 122.
  • An annular etching is performed between the two.
  • the third semiconductor layer 113 is etched in a predetermined shape, and a part of each of the weight portion 123, the first anchor 127, the detection beam 126, and the first movable damping electrode 130 is formed.
  • the first anchor 127 has an annular shape
  • the weight portion 123 has a rectangular shape.
  • the first movable damping electrode 130 also has a rectangular shape, and the detection beam 126 has a zigzag shape. More specifically, the detection beam 126 extends in the x direction and connects the two L-shaped portions 126a and 126b having an L-shape in the xy plane and the two L-shaped portions 126a and 126b.
  • An installation portion 126c is provided in a predetermined shape, and a part of each of the weight portion 123, the first anchor 127, the detection beam 126, and the first movable damping electrode 130 is formed.
  • the first anchor 127 has an annular shape
  • the weight portion 123 has a rectangular shape.
  • Each of the L-shaped portions 126a and 126b has a portion extending in the x direction and a portion extending in the y direction, and the ends of the two portions are connected to each other, so that the shape in the xy plane is It is L-shaped.
  • One end of a portion extending in the x direction of the first L-shaped portion 126a is connected to the first anchor 127, and one end of a portion extending in the x direction of the second L-shaped portion 126b is connected to the weight portion 123.
  • each of the L-shaped portions 126a and 126b are arranged side by side in the x direction, and the end of the portion opposite to the connection end with the portion extending in the x direction is the extended portion 126c. It is connected through.
  • the detection beam 126 has a zigzag shape.
  • each of the semiconductor layers 112 to 114 has a plurality of notches for adjusting the etching rate.
  • FIG. 13 a substrate having a first insulating layer 116 formed on a first semiconductor layer 111 is prepared.
  • the central portions of the first semiconductor layer 111 and the first insulating layer 116 are etched.
  • etching for forming the first fixed detection electrode 131 is performed on the first semiconductor layer 111.
  • an insulating layer 111a is also formed, which is omitted.
  • the description of the insulating layer 111a is omitted.
  • the second semiconductor layer 112 on which the second insulating layer 117 is formed is stacked on the first semiconductor layer 111 with the first insulating layer 116 interposed therebetween. Then, as shown in FIG. 17, etching for mechanically separating the floating portion 121 and the fixing portion 122 is performed on each of the second semiconductor layer 112 and the second insulating layer 117.
  • the third semiconductor layer 113 in which the third insulating layer 118 is formed is stacked on the second semiconductor layer 112 with the second insulating layer 117 interposed therebetween. Then, as shown in FIG. 19, the third semiconductor layer 113 and the third insulating layer 118 are etched to form the weight portion 123, the first anchor 127, the detection beam 126, and the damping electrodes 130 and 133, respectively.
  • the fourth semiconductor layer 114 is stacked on the third semiconductor layer 113 with the third insulating layer 118 interposed therebetween. Then, as shown in FIG. 21, the fourth semiconductor layer 114 is subjected to etching for mechanically separating the floating portion 121 and the fixing portion 122.
  • the first movable damping is arranged so as to be point-symmetrical via the center CP of the weight portion 123 and line-symmetrical via the centerline CL.
  • An electrode 130 is formed on the weight portion 123.
  • this 1st movable damping electrode 130 is located in the center between the two 1st fixed damping electrodes 133, and is mutually opposed in the 1st z direction with one 1st fixed damping electrode 133, and the other 1st fixed damping electrode 133 and the second z-direction are opposed to each other.
  • the weight portion 123 when a speed is applied in the z direction, excessive displacement in the z direction of the weight portion 123 is suppressed by damping that occurs between the first damping electrodes 130 and 133. Therefore, even when a strong impact such as a rear-end collision is applied, the acceleration generated at that time can be detected.
  • the plurality of first movable damping electrodes 130 are positioned symmetrically about the center CP of the weight portion 123 and symmetrical about the center line CL. As a result, when the above-described strong impact is applied, the weight portion 123 is suppressed from rotating in the zx plane, and the posture of the weight portion 123 is controlled.
  • a plurality of first movable damping electrodes 130 are positioned in line symmetry and point symmetry via a first reference line passing through the center CP of the weight portion 123 in the x direction and a second reference line passing through the y direction. .
  • the weight portion 123 is suppressed from rotating in the zx plane, and the posture of the weight portion 123 is controlled. Therefore, the displacement of the weight portion 123 in the x direction is suppressed, and fluctuations in the facing area between the first detection electrodes 128 and 131 and between the second detection electrodes 129 and 132 are suppressed. As a result, a decrease in acceleration detection accuracy is suppressed.
  • the third semiconductor layer 113 has the shape shown in FIG.
  • the shape of the third semiconductor layer 113 is not limited to the above example.
  • the shapes shown in FIGS. 23 and 24 can be employed.
  • four first anchors 127 and four detection beams 126 are formed.
  • the first movable damping electrode 130 is formed on each of the four sides of the rectangular weight portion 123
  • the first movable damping electrode 130 is formed on each of two sides of the four sides of the weight portion 123. Has been.
  • FIG. 25 a configuration in which the detection beam 126 is formed in the semiconductor layers 112 and 114 may be employed.
  • the detection beam 126 shown in FIG. 25 is connected to an extending portion 126d extending in the y direction and both ends of the extending portion 126d connected to the central portions of the semiconductor layers 112 and 114 (part of the weight portion 123).
  • 1 connection part 126e and the 2nd connection part 126f which connects the center part of the extension part 126d to the edge part (a part of 1st anchor 127) of the semiconductor layers 112,114.
  • a plurality of rectangular cutouts are formed in each of the semiconductor layers 112 and 114, but these cutouts are for adjusting the etching rate.
  • the cross-sectional shape of the acceleration sensor 200 is the shape shown in FIG. In this case, the plurality of first movable damping electrodes 130 are positioned symmetrically with respect to the center line CL.
  • the cross-sectional shape of the acceleration sensor 200 is the shape shown in FIG. In this case, the plurality of first movable damping electrodes 130 are positioned symmetrically with respect to the center CP, and are also symmetrical with respect to the center line CL.
  • FIG. 27 shows the schematic configuration of the acceleration sensor 200
  • the configuration shown in FIG. 28 is adopted as a more specific configuration of the acceleration sensor 200.
  • the basic configuration is the same as that of the acceleration sensor 200 shown in FIG.
  • an acceleration sensor that detects acceleration as a physical quantity is exemplified as the capacitance type physical quantity sensor.
  • the configuration of the capacitance type physical quantity sensor is not limited to the example of the acceleration sensor.
  • an angular velocity sensor that detects an angular velocity as a physical quantity may be employed as the capacitance type physical quantity sensor.
  • the angular velocity sensor 300 shown in FIG. 29 will be outlined.
  • An angular velocity sensor 300 shown in FIG. 29 includes two vibrating portions 210, a coupled beam 220 for coupling the two vibrating portions 210 to couple the two vibrating portions 210, and an antiphase of the vibrating portion 210. And a detecting unit 240 for detecting displacement (vibration) of the vibrating unit 210 due to the Coriolis force generated by application of the angular velocity, and a damping unit 250 for maintaining the vibration posture of the vibrating unit 210.
  • the vibration part 210 has a first frame part 211 and a second frame part 212, and the second frame part 212 is provided in a space surrounded by the inner surface of the first frame part 211.
  • a fixed beam 213 for fixing to the anchor 214 is connected to the outer surface of the first frame portion 211, and the first frame portion 211 and the second frame portion 212 are connected via a detection beam 241 to be described later.
  • the fixed beam 213 has flexibility in the x direction
  • the detection beam 241 has flexibility in the y direction.
  • the two vibrating parts 210 are arranged side by side in the x direction, and both are mechanically connected via the coupled beam 220.
  • the coupled beam 220 has flexibility in the x direction so that the two vibrating sections 210 can couple and vibrate in opposite phases in the x direction.
  • the vibration unit 230 includes a first excitation electrode 231 provided on the outer surface of the portion along the x direction in the first frame portion 211 of each of the two vibration units 210, and a second excitation electrode 232 fixed to the anchor 214. Have.
  • the two vibrating parts 210 are coupled and vibrated in opposite phases in the x direction by the electrostatic force acting between the excitation electrodes 231 and 232.
  • the detection unit 240 is fixed to the detection beam 241 having one end connected to the inner surface of the first frame portion 211 and the other end connected to the outer surface of the second frame portion 212, and the second frame portion 212 of the vibration unit 210.
  • the two vibrating portions 210 vibrate in the x direction with opposite phases. Therefore, when an angular velocity is applied in the z direction, opposite Coriolis forces in the y direction are generated in each of the two vibrating portions 210.
  • the detection beams 241 corresponding to the two vibrating portions 210 are bent in the opposite directions in the y direction, and the two vibrating portions 210 are displaced in the opposite directions in the y direction.
  • the displacement in the reverse direction in the y direction of the two vibrating parts 210 is detected as the capacitance of the detection capacitor formed by the detection electrodes 242 and 243 described above.
  • the displacement of the vibrating part 210 in the y direction depends on the angular velocity.
  • the angular velocity is detected based on the difference between the capacitances of the detection capacitors corresponding to the two vibration units 210, respectively.
  • the vibration unit 210 vibrates in the x direction when the angular velocity is not applied, and is displaced in the y direction when the angular velocity is applied.
  • the angular velocity depends on the vibration state in the x direction and the amount of displacement in the y direction. For this reason, when the vibration unit 210 rotates in the xy plane, the angular velocity detection accuracy may be reduced.
  • the angular velocity sensor 300 includes the damping unit 250 that maintains the vibration posture of the vibration unit 210.
  • the damping unit 250 includes a first movable damping electrode 251 fixed to the outer surface of the first frame portion 211 of the vibration unit 210 and the first movable damping unit in order to suppress the rotational movement of the vibration unit 210 in the xy plane.
  • Each of the damping electrodes 251 and 252 is arranged point-symmetrically via the center CP of the two vibrating parts 210 forming the center of mass, and is also line-symmetrical via a center line CL that penetrates the center CP in the y direction. ing.
  • each of the damping electrodes 251 and 252 corresponding to one vibration part 210 is arranged point-symmetrically even through the center of the vibration part 210, and is line-symmetrical via a center line passing through the center in the y direction. It is also.
  • Each of the plurality of first movable damping electrodes 251 is positioned at the center between the corresponding two first fixed damping electrodes 252 and faces one of the first fixed damping electrodes 252 in the first y direction, The first fixed damping electrode 252 faces each other in the second y direction.
  • a capacitance-type physical quantity sensor is fixed to one surface of a substrate along one surface of an xy plane defined by an x direction and a y direction that are orthogonal to each other.
  • An anchor a detection beam connected to the substrate via the anchor, a weight portion connected to the detection beam, a movable electrode formed on the weight portion, and the movable electrode and the xy plane
  • An electrostatic capacitance type physical quantity sensor having an opposing fixed electrode, wherein the detection beam has flexibility in the y direction
  • the movable electrode includes a first movable detection electrode, a second movable detection electrode, A fixed movable electrode having a first fixed detection electrode, a second fixed detection electrode, and a first fixed damping electrode, wherein the first fixed detection electrode is a first movable detection electrode.
  • the first movable detector is located away from the detection electrode in the first y direction, which is one direction of the y direction.
  • the second fixed detection electrode is positioned away from the second movable detection electrode in the second y direction opposite to the first y direction, and the second movable detection electrode and the second y detection electrode Facing each other in the direction, each of the plurality of first movable damping electrodes is located at the center between the corresponding two first fixed damping electrodes, facing each other in the first y direction with one of the first fixed damping electrodes,
  • the other first fixed damping electrode is opposed to each other in the second y direction, and the plurality of first movable damping electrodes are point-symmetric via the center of the weight part, or a center passing through the center of the weight part along the y direction. It is located symmetrically with respect to the line.
  • the damping when a speed is applied in the y direction, the damping is generated between the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode in the y direction of the weight portion. Excessive displacement is suppressed. Therefore, even when a strong impact such as a rear-end collision is applied, a physical quantity such as acceleration generated at that time can be detected.
  • the plurality of first movable damping electrodes are point-symmetrical via the center of the weight part or line-symmetrical via a center line passing through the center of the weight part along the y direction. positioned.
  • the weight portion has a frame shape by connecting two first rod portions along the y direction and two second rod portions along the x direction.
  • a first movable damping electrode is formed on the first rod portion, the movable electrode has a second movable damping electrode, the fixed electrode has a second fixed damping electrode, and the second rod portion has A second movable damping electrode is formed, and the second movable damping electrode is located at the center between the two second fixed damping electrodes, and is in the first x direction, which is one direction of the x direction with one second fixed damping electrode.
  • each other and facing each other in the second x direction opposite to the first x direction with the other first fixed damping electrode, and the plurality of second movable damping electrodes are symmetric with respect to the center of the weight part, or
  • the configuration is located symmetrically with respect to the center line. It may be. According to such a configuration, the damping generated between the second movable damping electrode and the second fixed damping electrode further effectively suppresses the weight part from rotating in the xy plane, The attitude is controlled more effectively. As a result, a decrease in physical quantity detection accuracy is further effectively suppressed.
  • the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode may have a similar relationship, and the opposed distance between the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode may be constant.
  • the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode are not similar, and the opposed distance between the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode is indefinite, It is difficult for bias to occur in the damping that occurs between the first movable damping electrode and the first fixed damping electrode. Therefore, as compared with the comparative configuration described above, the weight portion is suppressed from rotating and the posture of the weight portion is controlled. As a result, a decrease in physical quantity detection accuracy is suppressed.
  • the capacitance type physical quantity sensor may be configured as follows.
  • a first fixed detection pad for taking out the capacitance of the first detection capacitor formed by the first movable detection electrode and the first fixed detection electrode is formed on the first fixed detection electrode.
  • a second fixed detection pad for taking out the capacitance of the second detection capacitor constituted by the second movable detection electrode and the second fixed detection electrode is formed on the second fixed detection electrode.
  • a movable detection pad for applying a constant voltage is formed on the weight portion.
  • a damping pad for applying a diagnostic voltage having a polarity different from the voltage applied to the movable detection pad is formed on the first fixed damping electrode.
  • voltages having different polarities are applied to the first fixed detection pad and the second fixed detection pad for a predetermined time.
  • a diagnostic voltage is applied to the damping pad.
  • the capacitance of the detection capacitor is taken out from the first fixed detection pad, and the capacitance of the second detection capacitor is taken out from the second fixed detection pad.
  • a diagnosis voltage is applied to the damping pad to determine whether or not there is a failure in the capacitance type physical quantity sensor.
  • a capacitance type physical quantity sensor includes a substrate having one surface along an xy plane defined by an x direction and a y direction that are orthogonal to each other, and is fixed to the one surface of the substrate.
  • Anchors detection beams connected to the substrate via the anchors, weights connected to the detection beams, movable electrodes formed on the weights, and the movable electrodes on the xy plane
  • a capacitance type physical quantity sensor having fixed electrodes facing each other in the orthogonal z direction, and is configured as follows.
  • the detection beam has flexibility in the z direction.
  • the movable electrode includes a first movable detection electrode, a second movable detection electrode, and a first movable damping electrode.
  • the fixed electrode includes a first fixed detection electrode, a second fixed detection electrode, and a first fixed damping electrode.
  • the first fixed detection electrode is located away from the first movable detection electrode in the first z direction, which is one direction in the z direction, and faces the first movable detection electrode in the first z direction.
  • the second fixed detection electrode is located away from the second movable detection electrode in the second z direction, which is opposite to the first z direction, and faces the second movable detection electrode in the second z direction.
  • Each of the plurality of first movable damping electrodes is located in the center between the corresponding two first fixed damping electrodes, and one of the corresponding two first fixed damping electrodes and the first z direction Of the corresponding two first fixed damping electrodes and the other first fixed damping electrode in the second z direction.
  • the plurality of first movable damping electrodes are positioned point-symmetrically through the center of the weight portion or line-symmetrically through a center line passing through the center of the weight portion along the z direction.

Abstract

　錘部（１７）に形成された可動電極（１８）と、可動電極と対向する固定電極（１９）とを有する静電容量式物理量センサを開示する。第１可動検出電極（２１）と第１固定検出電極（２４）は第１ｙ方向にて対向する。第２可動検出電極（２２）と第２固定検出電極（２５）は第２ｙ方向にて対向する。第１可動ダンピング電極（２３）は２つの第１固定ダンピング電極（２６）の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極と第１ｙ方向で対向し、他方の第１固定ダンピング電極と第２ｙ方向で対向する。複数の第１可動ダンピング電極は錘部の中心（ＣＰ）を介して点対称若しくは中心を通りｙ方向に沿う中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置している。

Description

静電容量式物理量センサ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１２年６月１３日に出願された日本国特許出願２０１２－１３４２２４号および２０１３年５月１５日に出願された日本国特許出願２０１３－１０３１８８号に基づくものであり、ここにそれらの記載内容を参照により援用する。
　本開示は、基板と、該基板の一面に固定されたアンカーと、該アンカーを介して基板に連結された検出梁と、該検出梁に連結された錘部と、該錘部に形成された可動電極と、該可動電極と対向する固定電極と、を備える静電容量式物理量センサに関するものである。
　従来、例えば特許文献１に示されるように、錘に形成された可動電極と、該可動電極と対向する固定電極と、錘に連結された、加速度に応じて変位可能な第１の梁と、第１の梁の変位量を規制する第１のストッパと、第１のストッパを支持する第２の梁と、を備える半導体加速度センサが提案されている。第１の梁はバネ定数の異なる複数の梁で構成され、各梁の変位量は対応するストッパにより規制され、隣接する梁とストッパとが連結されている。この構成により、加速度の印加によって可動電極が大きく変位した時の可動電極と固定電極とによって構成されるコンデンサの静電容量の直線性悪化が減少されるととともに、ダイナミックレンジが拡大されている。
日本国公開特許公報２００４－２８６６１５号（米国特許公報２００４０１８２１５７に対応）
　上記したように、特許文献１に示される半導体加速度センサでは、第１の梁の変位量が第１のストッパによって規制されている。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度を検出することができる。しかしながら、第１の梁はバネ定数の異なる複数の梁で構成され、各梁の変位量は対応するストッパにより規制され、隣接する梁とストッパとが連結された構成となっている。これによれば、上記した強い衝撃の印加時において、可動電極の形成された錘が回転し、錘の姿勢が変動する虞がある。錘の姿勢が変動すると、可動電極と固定電極との間の対向面積が変動し、加速度の検出精度が低下する虞がある。
　そこで、本開示は上記に鑑み、姿勢制御することで、物理量の検出精度の低下が抑制された静電容量式物理量センサを提供することを目的とする。
　上記した目的を達成するために、本開示の一例に係る静電容量式物理量センサは、互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ－ｙ平面に一面が沿う基板と、該基板の一面に固定されたアンカーと、該アンカーを介して基板に連結された検出梁と、該検出梁に連結された錘部と、該錘部に形成された可動電極と、該可動電極とｘ－ｙ平面にて対向する固定電極と、を有する静電容量式物理量センサであって、検出梁は、ｙ方向に可撓性を有し、可動電極は、第１可動検出電極と、第２可動検出電極と、第１可動ダンピング電極と、を有し、固定電極は、第１固定検出電極と、第２固定検出電極と、第１固定ダンピング電極と、を有し、第１固定検出電極は、第１可動検出電極から、ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、第１可動検出電極と第１ｙ方向にて互いに対向し、第２固定検出電極は、第２可動検出電極から、第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、第２可動検出電極と第２ｙ方向にて互いに対向し、複数の第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの第１固定ダンピング電極の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極と第２ｙ方向で互いに対向しており、複数の第１可動ダンピング電極は、錘部の中心を介して点対称、若しくは、ｙ方向に沿い錘部の中心を通る中心線を介して線対称に位置している。
　このような静電容量式物理量センサによれば、ｙ方向に可速度が印加された際に、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極との間で生じるダンピングによって、錘部のｙ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度などの物理量を検出することができる。また、上記静電容量式物理量センサでは、複数の第１可動ダンピング電極が、錘部の中心を介して点対称、若しくは、ｙ方向に沿い錘部の中心を通る中心線を介して線対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部がｘ－ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部の姿勢が制御される。そのため、錘部のｘ方向への変位が抑制され、検出電極の対向面積の変動が抑制される。この結果、物理量の検出精度の低下が抑制される。なお、本開示では、点対称、若しくは、線対称と記しているが、これは、点対称であり、且つ、線対称である構成も含んでおり、両者が成立する構成を除外しているわけではない。
　本開示の第２の例に係る静電容量式物理量センサは、互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ－ｙ平面に一面が沿う基板と、該基板の一面に固定されたアンカーと、該アンカーを介して基板に連結された検出梁と、該検出梁に連結された錘部と、該錘部に形成された可動電極と、該可動電極とｘ－ｙ平面に直交するｚ方向にて対向する固定電極と、を有する静電容量式物理量センサであって、次のように構成されている。検出梁は、ｚ方向に可撓性を有する。可動電極は、第１可動検出電極と、第２可動検出電極と、第１可動ダンピング電極と、を有する。固定電極は、第１固定検出電極と、第２固定検出電極と、第１固定ダンピング電極と、を有する。第１固定検出電極は、第１可動検出電極から、ｚ方向の一方向である第１ｚ方向に離れて位置して、第１可動検出電極と第１ｚ方向にて互いに対向する。第２固定検出電極は、第２可動検出電極から、第１ｚ方向の反対である第２ｚ方向に離れて位置して、第２可動検出電極と第２ｚ方向にて互いに対向する。複数の第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの第１固定ダンピング電極の間の中心に位置し、該対応する２つの第１固定ダンピング電極のうち一方の第１固定ダンピング電極と第１ｚ方向で互いに対向し、該対応する２つの第１固定ダンピング電極のうち他方の第１固定ダンピング電極と第２ｚ方向で互いに対向している。複数の第１可動ダンピング電極は、錘部の中心を介して点対称、若しくは、ｚ方向に沿い錘部の中心を通る中心線を介して線対称に位置している。
　このような静電容量式物理量センサによれば、ｚ方向に可速度が印加された際に、第１ダンピング電極の間で生じるダンピングによって、錘部のｚ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度を検出することができる。また、複数の第１可動ダンピング電極は、錘部の中心を介して点対称、若しくは、中心線を介して線対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部ｚ－ｘ平面にて回転することが抑制され、検出電極の対向面積の変動が抑制される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。
　本開示についての上記および他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照した下記の詳細な説明から、より明確になる。添付図面において
図１は、第１実施形態に係る加速度センサの概略構成を示す上面図である。 図２は、ｙ方向の加速度を検出する図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。 図３は、加速度センサの一変形例を示す上面図である。 図４は、加速度センサの他の変形例を示す上面図である。 図５は、加速度センサの他の変形例を示す上面図である。 図６は、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極の一変形例を示す上面図である。 図７は、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極の他の変形例を示す上面図である。 図８は、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極の他の変形例を示す上面図である。 図９は、ｚ方向の加速度を検出する加速度センサを示す断面図である。 図１０は、図９に示す第１半導体層および第５半導体の概略構成を示す上面図である。 図１１は、図９に示す第２半導体層および第４半導体層の概略構成を示す上面図である。 図１２は、図９に示す第３半導体層の概略構成を示す上面図である。 図１３は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図１４は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図１５は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図１６は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図１７は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図１８は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図１９は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図２０は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図２１は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図２２は、図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。 図２３は、第３半導体層の一変形例を示す上面図である。 図２４は、第３半導体層の他の変形例を示す上面図である。 図２５は、第２半導体層および第４半導体層の変形例を示す上面図である。 図２６は、図９に示す加速度センサの一変形例を示す断面図である。 図２７は、図９に示す加速度センサの他の変形例を示す断面図である。 図２８は、図２７に示す加速度センサの詳細な構成を示す断面図である。 図２９は、角速度センサの概略構成を示す上面図である。
　以下、本開示にかかる静電容量式物理量センサとしての加速度センサの実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
　図１及び図２に基づいて、本実施形態に係る加速度センサを説明する。図１及び図２では、構成を明りょうとするために、必要に応じてハッチングを施している。以下においては、互いに直交の関係にある２方向をｘ方向、ｙ方向と示し、これら２つの方向によって規定される平面をｘ－ｙ平面と示す。また、図１に破線で示すように、ｙ方向に沿い、加速度センサ１００の中心（錘部１７の中心ＣＰ）を通る線を中心線ＣＬと示す。
　図１及び図２に示すように、加速度センサ１００は、半導体基板１０に微細構造が形成されたものである。半導体基板１０は、２つの半導体層１１，１２の間に絶縁層１３が挟まれて成るＳＯＩ基板であり、この半導体基板１０に、上記した微細構造に相当するセンサ素子１４が形成されている。第１半導体層１１が、基板の一例に相当する。
　センサ素子１４は、周知の露光技術を用いて、第２半導体層１２と絶縁層１３とを所定形状にエッチングすることで形成される。センサ素子１４は、絶縁層１３を介さずに、第１半導体層１１に対して第２半導体層１２が浮いた浮遊部１５と、絶縁層１３を介して、第１半導体層１１に対して第２半導体層１２が固定された固定部１６と、を有する。
　浮遊部１５は、質量中心を成す錘部１７、該錘部１７に形成された可動電極１８、該可動電極１８と対向する固定電極１９、及び、ｙ方向にバネ性を有する検出梁２０を有する。固定部１６は、検出梁２０を介して錘部１７を支持する第１アンカー３０、及び、固定電極１９を支持する第２アンカー３１を有する。第２アンカー３１は、後述する第１固定検出電極２４を支持する第３アンカー３２と、後述する第２固定検出電極２５を支持する第４アンカー３３と、後述する第１固定ダンピング電極２６を支持する第５アンカー３４と、を有する。
　図１に示すように、錘部１７は、ｙ方向に沿う２つの第１棒部１７ａ、及び、ｘ方向に沿う２つの第２棒部１７ｂを有し、それぞれの端部が連結された枠形状を成している。錘部１７を構成する２つの第２棒部１７ｂそれぞれの内面に検出梁２０が連結され、この検出梁２０それぞれが、ｙ方向に延びた形状を成す第１アンカー３０の端部に連結されている。この構成により、錘部１７はｙ方向に変位可能となっている。ｙ方向に沿う加速度が加速度センサ１００に印加されると、その印加された加速度の大きさに応じて錘部１７が変位し、その変位量が、後述する検出コンデンサの静電容量に変換される。この変換された静電容量が、加速度の検出信号として外部素子に出力される。
　可動電極１８は、第１可動検出電極２１と、第２可動検出電極２２と、第１可動ダンピング電極２３と、を有する。図１に示すように、錘部１７を構成する一方の第１棒部１７ａの内面に、ｘ方向に長手方向が沿う第１可動検出電極２１が櫛歯状に形成され、他方の第１棒部１７ａの内面に、ｘ方向に長手方向が沿う第２可動検出電極２２が櫛歯状に形成されている。そして、２つの第１棒部１７ａそれぞれの外面に、ｘ方向に長手方向が沿う第１可動ダンピング電極２３が櫛歯状に形成されている。複数の第１可動ダンピング電極２３は、錘部１７の中心ＣＰを介して点対称に位置しており、本実施形態では、中心線ＣＬを介して線対称にも位置している。
　固定電極１９は、第１固定検出電極２４と、第２固定検出電極２５と、第１固定ダンピング電極２６と、を有する。図１に示すように、ｙ方向に延びた形状を成す第３アンカー３２における一方の第１棒部１７ａとの対向面に、ｘ方向に長手方向が沿う第１固定検出電極２４が櫛歯状に形成され、ｙ方向に延びた形状を成す第４アンカー３３における他方の第１棒部１７ａとの対向面に、ｘ方向に長手方向が沿う第２固定検出電極２５が櫛歯状に形成されている。そして、枠形状を成す第５アンカー３４における第１棒部１７ａとの対向面に、ｘ方向に長手方向が沿う第１固定ダンピング電極２６が櫛歯状に形成されている。
　図１に示すように、第１固定検出電極２４は、対応する第１可動検出電極２１から、ｙ方向の一方向である第１ｙ方向（紙面下方から紙面上方へ向かう方向）に離れて位置し、第２固定検出電極２５は、対応する第２可動検出電極２２から、第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向（紙面上方から紙面下方へ向かう方向）に離れて位置している。そして、第１ｙ方向にて互いに対向するように、櫛歯状の第１検出電極２１，２４が互いに噛み合わさることで複数の第１検出コンデンサが構成され、第２ｙ方向にて互いに対向するように、櫛歯状の第２検出電極２２，２５が互いに噛み合わさることで複数の第２検出コンデンサが構成されている。また、第１可動ダンピング電極２３が、２つの第１固定ダンピング電極２６の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極２６と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極２６と第２ｙ方向で互いに対向している。そして、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６とは、相似の関係にあり、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６との対向間隔は、一定となっている。
　上記したように、第１検出電極２１，２４は第１ｙ方向にて互いに対向し、第２検出電極２２，２５は第２ｙ方向にて互いに対向している。そのため、錘部１７が第１ｙ方向に移動した場合、第１検出電極２１，２４は互いに近づくように変位する一方、第２検出電極２２，２５は互いに離れるように変位する。これとは反対に、錘部１７が第２ｙ方向に移動した場合、第１検出電極２１，２４は互いに離れるように変位する一方、第２検出電極２２，２５は互いに近づくように変位する。このように、第１検出コンデンサと第２検出コンデンサそれぞれの静電容量の増減が逆となる。これら２つの検出コンデンサの静電容量の差分に基づいて、ｙ方向の加速度が検出される。
　上記したように、第１アンカー３０は、ｙ方向に延びた形状を成し、その両端部に検出梁２０が連結されている。そして、アンカー３２，３３それぞれは、ｙ方向に延びた形状を成し、その側面に固定検出電極２４，２５が形成されている。また、第５アンカー３４は、枠形状を成し、その内面に第１固定ダンピング電極２６が形成されている。
　第１アンカー３０の中央に、一定の電圧を印加するための可動検出パッド３０ａが形成され、第３アンカー３２の中央に、第１検出コンデンサの静電容量変化を取り出すための第１固定検出パッド３２ａが形成され、第４アンカー３３の中央に、第２検出コンデンサの静電容量変化を取り出すための第２固定検出パッド３３ａが形成されている。そして、第５アンカー３４に、可動検出パッド３０ａに印加される電圧とは極性の異なる診断電圧を印加するためのダンピングパッド３４ａが形成されている。
　本実施形態に係る加速度センサ１００は、加速度を検出する通常動作と、自身の故障を診断する故障診断動作と、を行う。
　通常動作時、可動検出パッド３０ａに一定電圧が印加され、加速度の印加によって生じた検出コンデンサの静電容量変化が、固定検出パッド３２ａ，３３ａそれぞれから出力される。そして、ダンピングパッド３４ａは、加速度センサ１００の電位を保つために、グランドに接続される。
　これとは異なり、故障診断時では、先ず、固定検出パッド３２ａ，３３ａそれぞれに、極性の異なる電圧が所定時間印加される。この電圧印加によって検出電極２１，２２，２４，２５に生じた静電気力によって、錘部１７をｙ方向に変位させる。この後、固定検出パッド３２ａ，３３ａそれぞれへの電圧の印加が休止されるとともに、ダンピングパッド３４ａに診断電圧が印加される。この電圧印加によって第１ダンピング電極２３，２６に生じた静電気力によって、錘部１７を更にｙ方向に変位させる。この静電気力によって生じた検出コンデンサの静電容量変化が、固定検出パッド３２ａ，３３ａそれぞれから取り出される。この取り出された静電容量変化が、期待値と一致するか否かを判定することで、加速度センサ１００の故障の有無が判定される。
　次に、本実施形態に係る加速度センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、錘部１７の中心ＣＰを介して点対称に位置するように、第１可動ダンピング電極２３が錘部１７に形成され、この第１可動ダンピング電極２３が、２つの第１固定ダンピング電極２６の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極２６と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極２６と第２ｙ方向で互いに対向している。これによれば、ｙ方向に可速度が印加された際に、第１ダンピング電極２３，２６の間で生じるダンピングによって、錘部１７のｙ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度を検出することができる。また、複数の第１可動ダンピング電極２３は、錘部１７の中心ＣＰを介して点対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部１７がｘ－ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部１７の姿勢が制御される。そのため、錘部１７のｘ方向への変位が抑制され、第１検出電極２１，２４間、及び、第２検出電極２２，２５間それぞれの対向面積の変動が抑制される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。なお、複数の第１可動ダンピング電極２３は、中心線ＣＬを介して線対称にも位置している。これによっても、錘部１７がｘ－ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部１７の姿勢が制御される。そのため、加速度の検出精度の低下が抑制される。
　第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６とは、相似の関係にあり、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６との対向間隔は、一定となっている。これによれば、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極とが、相似ではなく、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極との対向間隔が不定である構成と比べて、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６との間で生じるダンピングに偏りが生じ難くなる。そのため、上記した比較構成と比べて、錘部１７がｘ－ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部１７の姿勢が制御される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。
　上記したように、故障診断時において、ダンピングパッド３４ａに診断電圧を印加して、錘部１７をｙ方向に変位させることで、加速度センサ１００の故障の有無を判定する。このように、第１ダンピング電極２３，２６とダンピングパッド３４ａを活用することで、加速度センサ１００の故障を自己診断することができる。
　以上、本開示の実施形態について例示したが、本開示の実施形態は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形した実施形態をも包含する。
　本実施形態では、第１棒部１７ａの外面に第１可動ダンピング電極２３が形成され、枠形状を成す第５アンカー３４に第１固定ダンピング電極２６が形成された例を示した。しかしながら、図３に示すように、第１棒部１７ａの内面に第１可動ダンピング電極２３が形成され、ｙ方向に延びた形状を成す第５アンカー３４の側面に第１固定ダンピング電極２６が形成された構成を採用することもできる。
　本実施形態では、第１棒部１７ａの外面に第１可動ダンピング電極２３が形成され、枠形状を成す第５アンカー３４における第１棒部１７ａとの対向面に、第１固定ダンピング電極２６が形成された例を示した。しかしながら、図４に示すように、本実施形態に記載の構成に加えて、第２棒部１７ｂの外面に第２可動ダンピング電極２７が形成され、枠形状を成す第５アンカー３４における第２棒部１７ｂとの対向面に、第２固定ダンピング電極２８が形成された構成を採用することもできる。第２可動ダンピング電極２７は、２つの第２固定ダンピング電極２８の間の中心に位置し、一方の第２固定ダンピング電極２８とｘ方向の一方向である第１ｘ方向（紙面左方から紙面右方へ向かう方向）で互いに対向し、他方の第２固定ダンピング電極２８と第１ｘ方向の反対である第２ｘ方向（紙面右方から紙面左方へ向かう方向）で互いに対向している。そして、複数の第２可動ダンピング電極２７は、錘部１７の中心ＣＰを介して点対称に位置している。これによれば、第２可動ダンピング電極２７と第２固定ダンピング電極２８との間で生じるダンピングによって、本実施形態に記載の構成よりも更に効果的に、錘部１７がｘ－ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部１７の姿勢が制御される。この結果、加速度の検出精度の低下が更に効果的に抑制される。
　本実施形態では、錘部１７は、ｙ方向に沿う２つの第１棒部１７ａ、及び、ｘ方向に沿う２つの第２棒部１７ｂを有し、それぞれの端部が連結された枠形状を成す例を示した。しかしながら、図５に示すように、錘部１７は、ｙ方向に延びた形状を採用することもできる。図５に示す変形例では、錘部１７の両端部それぞれが、検出梁２０を介して第１アンカー３０に連結され、錘部１７の側面に、可動電極２１～２３が形成されている。
　本実施形態では、図１に示すように、第１ダンピング電極２３，２６それぞれの平面形状が、矩形である例を示した。しかしながら、第１ダンピング電極２３，２６の平面形状としては、両者が相似の関係にあり、両者の対向間隔が一定であれば良い。この構成としては、図６～図８に示すように、第１ダンピング電極２３，２６それぞれの平面形状が、ジグザグ状、クランク状、波状を採用することができる。これら変形例によれば、本実施形態で示したように、第１ダンピング電極２３，２６それぞれの平面形状が、矩形である構成と比べて、第１ダンピング電極２３，２６それぞれの対向面積が増大され、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６との間に生じるダンピングが強まる。これにより、錘部１７が回転することが更に効果的に抑制され、錘部１７の姿勢が更に効果的に制御される。この結果、加速度の検出精度の低下が更に効果的に抑制される。
　本実施形態では、ｙ方向の加速度を検出する加速度センサ１００の構成例を示した。しかしながら図９～図２８に示すように、ｚ方向の加速度を検出する加速度センサ２００を採用することもできる。以下、図９～図２８に基づいて加速度センサ２００を説明するが、各図面では構成要素を明瞭とするために、必要に応じて構成要素を破線や一点差線で囲って示している。
　加速度センサ２００を構成する半導体基板１１０は、５つの半導体層１１１～１１５と、これら半導体層１１１～１１５の間に設けられた絶縁層１１６～１１９と、を有する。半導体層１１１，１１５が本実施形態で示した第１半導体層１１に相当し、半導体層１１２～１１４および絶縁層１１７，１１８が本実施形態で示した第２半導体層１２に相当する。そして、絶縁層１１６，１１９が本実施形態で示した絶縁層１３に相当する。
　図９に示すように、第１半導体層１１１と第２半導体層１１２の間に第１絶縁層１１６が設けられ、第２半導体層１１２と第３半導体層１１３の間に第２絶縁層１１７が設けられている。そして、第３半導体層１１３と第４半導体層１１４の間に第３絶縁層１１８が設けられ、第４半導体層１１４と第５半導体層１１５の間に第４絶縁層１１９が設けられている。半導体層１１１，１１５は互いに厚さが等しく、半導体層１１２，１１４は互いに厚さが等しくなっている。そして、絶縁層１１６～１１９それぞれも互いに厚さが等しく、絶縁層１１６～１１９の内の１つを介して対向する半導体層１１１～１１５の内の２つの間の距離が等しくなっている。
　センサ素子１２０は、周知の露光技術を用いて半導体基板１１０を所定形状にエッチングすることで形成される。センサ素子１２０は、絶縁層１１６，１１９を介さずに、半導体層１１１，１１５に対して半導体層１１２～１１４および絶縁層１１７，１１８それぞれが浮いた浮遊部１２１と、絶縁層１１６，１１９を介して、半導体層１１１，１１５に対して半導体層１１２～１１４および絶縁層１１７，１１８それぞれが固定された固定部１２２と、を有する。
　浮遊部１２１は、質量中心を成す錘部１２３、錘部１２３に形成された可動電極１２４、可動電極１２４とｚ方向にて対向する固定電極１２５、および、ｚ方向に可撓性を有する検出梁１２６を有する。固定部１２２は、検出梁１２６を介して錘部１２３を支持する第１アンカー１２７を有する。なお、半導体層１１１，１１５それぞれの一部にも固定電極１２５が形成されている。
　図９に示すように、錘部１２３は半導体層１１２～１１４の中央部が絶縁層１１７，１１８によって連結されてなる。この錘部１２３を構成する半導体層１１２，１１４それぞれの一部が可動電極１２４を担っている。そして、錘部１２３を構成する第３半導体層１１３が、検出梁１２６を介して第１アンカー１２７に連結されている。この構成により、錘部１２３はｚ方向に変位可能となっている。ｚ方向に沿う加速度が加速度センサ２００に印加されると、その印加された加速度の大きさに応じて錘部１２３がｚ方向に変位し、その変位量が、後述する検出コンデンサの静電容量に変換される。この変換された静電容量が、加速度の検出信号として外部素子に出力される。
　可動電極１２４は、第１可動検出電極１２８と、第２可動検出電極１２９と、第１可動ダンピング電極１３０と、を有する。図９に破線で示すように、錘部１２３を構成する第２半導体層１１２に第１可動検出電極１２８が構成され、錘部１２３を構成する第４半導体層１１４に第２可動検出電極１２９が構成されている。また、図９に一点鎖線で示すように、錘部１２３を構成する第２半導体層１１２および第４半導体層１１４それぞれの端部に第１可動ダンピング電極１３０が構成されている。複数の第１可動ダンピング電極１３０は、錘部１２３の中心ＣＰを介して点対称に位置している。本実施形態では、複数の第１可動ダンピング電極１３０は、中心ＣＰをｚ方向に貫く中心線ＣＬを介して線対称にも位置している。
　固定電極１２５は、第１固定検出電極１３１と、第２固定検出電極１３２と、第１固定ダンピング電極１３３と、を有する。図９に示すように、第１半導体層１１１には絶縁層１１１ａによって絶縁分離された部位が形成されており、この部位がｚ方向において第１可動検出電極１２８と対向している。この第１可動検出電極１２８とｚ方向にて対向する部位が第１固定検出電極１３１に相当する。また、第５半導体層１１５には絶縁層１１５ａによって絶縁分離された部位が形成されており、この部位がｚ方向において第２可動検出電極１２９と対向している。この第２可動検出電極１２９とｚ方向にて対向する部位が第２固定検出電極１３２に相当する。検出電極１２８，１２９，１３１，１３２によって検出コンデンサが構成されている。また図９に示すように、第１アンカー１２７が固定された半導体層１１１，１１５それぞれの端部、および、第３半導体層１１３の端部それぞれの一部は、ｚ方向において第１可動ダンピング電極１３０と対向している。この対向する部位が、第１固定ダンピング電極１３３に相当する。このように、固定電極１３１～１３３の内、第３半導体層１１３の端部から成る第１固定ダンピング電極１３３のみが浮遊部１２１に含まれる。
　図９に示すように、第１固定検出電極１３１は、対応する第１可動検出電極１２８から、ｚ方向の一方向である第１ｚ方向（紙面上方から紙面下方へ向かう方向）に離れて位置し、第２固定検出電極１３２は、対応する第２可動検出電極１２９から、第１ｚ方向の反対である第２ｚ方向（紙面下方から紙面上方へ向かう方向）に離れて位置している。第１ｚ方向にて第１検出電極１２８，１３１が互いに対向することで第１検出コンデンサが構成され、第２ｚ方向にて第２検出電極１２９，１３２が互いに対向することで第２検出コンデンサが構成されている。また、第１可動ダンピング電極１３０は、２つの第１固定ダンピング電極１３３の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極１３３と第１ｚ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極１３３と第２ｚ方向で互いに対向している。詳しく言えば、第２半導体層１１２から成る第１可動ダンピング電極１３０は、ｚ方向において、第１半導体層１１１から成る第１固定ダンピング電極１３３および第３半導体層１１３から成る第１固定ダンピング電極１３３の間に位置している。そして、第４半導体層１１４から成る第１可動ダンピング電極１３０は、ｚ方向において、第３半導体層１１３から成る第１固定ダンピング電極１３３および第５半導体層１１５から成る第１固定ダンピング電極１３３の間に位置している。これにより、錘部１２３が第１ｚ方向および第２ｚ方向いずれに変位したとしても、ダンピング電極１３０，１３３間でダンピングが生じる。
　以下、半導体層１１１～１１５の上面形状について個別に説明する。図１０に示すように、半導体層１１１，１１５それぞれには、電位を分離するための環状の絶縁層１１１ａ，１１５ａが設けられている。これら絶縁層１１１ａ，１１５ａによって囲まれた半導体層１１１，１１５の部位が、上記した固定検出電極１３１，１３２に相当する。
　図１１に示すように、半導体層１１２，１１４それぞれには、浮遊部１２１と固定部１２２とを機械的に分離するために、浮遊部１２１を構成する部位と固定部１２２とを構成する部位との間に環状のエッチングが施されている。
　図１２に示すように、第３半導体層１１３には所定形状のエッチングが成され、錘部１２３、第１アンカー１２７、検出梁１２６、および、第１可動ダンピング電極１３０それぞれの一部が形作られている。第１アンカー１２７は環状を成し、錘部１２３は矩形を成している。第１可動ダンピング電極１３０も矩形を成し、検出梁１２６はつづら折りの形状を成している。詳しく言えば、検出梁１２６は、ｘ－ｙ平面における形状がＬ字状の２つのＬ字部１２６ａ，１２６ｂと、これら２つのＬ字部１２６ａ，１２６ｂそれぞれを連結する、ｘ方向に延びた延設部１２６ｃと、を有する。Ｌ字部１２６ａ，１２６ｂそれぞれは、ｘ方向に延びた部位と、ｙ方向に延びた部位とを有し、それら２つの部位の端部同士が連結されることで、ｘ－ｙ平面における形状がＬ字を成している。第１Ｌ字部１２６ａのｘ方向に延びた部位の一端が第１アンカー１２７に連結され、第２Ｌ字部１２６ｂのｘ方向に延びた部位の一端が錘部１２３に連結されている。そして、Ｌ字部１２６ａ，１２６ｂそれぞれのｙ方向に延びた部位がｘ方向に並んで配置され、その部位におけるｘ方向に延びた部位との連結端とは反対側の端部が延設部１２６ｃを介して連結されている。上記構成により、検出梁１２６はつづら折りの形状を成している。加速度がｚ方向に印加されると、延設部１２６ｃとＬ字部１２６ａ，１２６ｂそれぞれのｙ方向に延びた部位がｚ方向に撓み、錘部１２３（可動電極１２４）がｚ方向に変位する。なお図１２に破線で示すように、第３半導体層１１３の中心（錘部１２３の中心ＣＰ）をｘ方向に貫く第１基準線、および、ｙ方向に貫く第２基準線それぞれを介して、複数の第１可動ダンピング電極１３０が線対称および点対称に位置している。また図１１および図１２では図示しないが、半導体層１１２～１１４それぞれには、エッチングレイトを調整するための切欠きが複数形成されている。
　次に、加速度センサ２００の製造工程を図１３～図２２に基づいて説明する。図１３に示すように、先ず、第１半導体層１１１に第１絶縁層１１６が形成された基板を用意する。次いで図１４に示すように、第１半導体層１１１と第１絶縁層１１６それぞれの中央部位をエッチングする。そして図１５に示すように、第１固定検出電極１３１を形作るためのエッチングを第１半導体層１１１に施す。この際、絶縁層１１１ａも形成するが、それについては省略する。図１５～図２２では絶縁層１１１ａの記載を省略している。
　その後図１６に示すように、第１絶縁層１１６を介して、第２絶縁層１１７が形成された第２半導体層１１２を第１半導体層１１１に積層する。そして図１７に示すように、浮遊部１２１と固定部１２２とを機械的に分離するためのエッチングを第２半導体層１１２と第２絶縁層１１７それぞれに施す。
　次いで図１８に示すように、第２絶縁層１１７を介して、第３絶縁層１１８が形成された第３半導体層１１３を第２半導体層１１２に積層する。そして図１９に示すように、錘部１２３、第１アンカー１２７、検出梁１２６、および、ダンピング電極１３０，１３３それぞれを形作るためのエッチングを第３半導体層１１３と第３絶縁層１１８それぞれに施す。
　その後図２０に示すように、第３絶縁層１１８を介して第４半導体層１１４を第３半導体層１１３に積層する。そして図２１に示すように、浮遊部１２１と固定部１２２とを機械的に分離するためのエッチングを第４半導体層１１４に施す。
　次いで図２２に示すように、今までに半導体層１１２～１１４および絶縁層１１６～１１８それぞれに施したエッチングによって形成された切欠きを介して等方エッチングを施す。こうすることで浮遊部１２１と固定部１２２とを形成する。最後に、図１５と同等の形状を成すようにエッチングされた第５半導体層１１５に第４絶縁層１１９が形成された基板を、第４絶縁層１１９を介して第４半導体層１１４に積層する。以上の工程を経ることで、図９に示す加速度センサ２００が製造される。
　以上説明したように、図９～図２２で示した変形例では、錘部１２３の中心ＣＰを介して点対称、および、中心線ＣＬを介して線対称に位置するように、第１可動ダンピング電極１３０が錘部１２３に形成されている。そしてこの第１可動ダンピング電極１３０が、２つの第１固定ダンピング電極１３３の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極１３３と第１ｚ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極１３３と第２ｚ方向で互いに対向している。これによれば、ｚ方向に可速度が印加された際に、第１ダンピング電極１３０，１３３の間で生じるダンピングによって、錘部１２３のｚ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度を検出することができる。また、複数の第１可動ダンピング電極１３０は、錘部１２３の中心ＣＰを介して点対称、および、中心線ＣＬを介して線対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部１２３がｚ－ｘ平面にて回転することが抑制され、錘部１２３の姿勢が制御される。そのため、錘部１２３のｘ方向への変位が抑制され、第１検出電極１２８，１３１間、および、第２検出電極１２９，１３２間それぞれの対向面積の変動が抑制される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。
　錘部１２３の中心ＣＰをｘ方向に貫く第１基準線、および、ｙ方向に貫く第２基準線それぞれを介して、複数の第１可動ダンピング電極１３０が線対称および点対称に位置している。これによれば、複数の第１可動ダンピング電極１３０が非対称に位置した構成と比べて、錘部１２３がｚ－ｘ平面にて回転することが抑制され、錘部１２３の姿勢が制御される。そのため、錘部１２３のｘ方向への変位が抑制され、第１検出電極１２８，１３１間、および、第２検出電極１２９，１３２間それぞれの対向面積の変動が抑制される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。
　なお、図９～図２２に示す変形例では、第３半導体層１１３が図１２に示す形状である例を示した。しかしながら、第３半導体層１１３の形状としては上記例に限定されない。例えば図２３および図２４に示す形状を採用することができる。図２３および図２４に示す第３半導体層１１３では、第１アンカー１２７と検出梁１２６それぞれが４つ形作られている。そして図２３では、矩形を成す錘部１２３の４辺それぞれに第１可動ダンピング電極１３０が形成され、図２４では、錘部１２３の４辺の内２辺それぞれに第１可動ダンピング電極１３０が形成されている。
　上記した変形例では、第３半導体層１１３に検出梁１２６が形成される例を示した。しかしながら図２５に示すように、半導体層１１２，１１４に検出梁１２６が形成された構成を採用することもできる。図２５に示す検出梁１２６は、ｙ方向に延設された延設部１２６ｄと、延設部１２６ｄの両端部を半導体層１１２，１１４の中央部（錘部１２３の一部）に連結する第１連結部１２６ｅと、延設部１２６ｄの中央部を半導体層１１２，１１４の端部（第１アンカー１２７の一部）に連結する第２連結部１２６ｆと、を有する。図２５では、複数の矩形の切り欠き部が半導体層１１２，１１４それぞれに形成されているが、この切欠き部が、エッチングレイトを調整するためのものである。
　図２５に示す第２半導体層１１２を採用した場合、加速度センサ２００の断面形状は図２６に示す形状となる。この場合、複数の第１可動ダンピング電極１３０は、中心線ＣＬを介して線対称に位置する。また、図２５に示す半導体層１１２，１１４それぞれを採用した場合、加速度センサ２００の断面形状は図２７に示す形状となる。この場合、複数の第１可動ダンピング電極１３０は、中心ＣＰを介して点対称に位置するとともに、中心線ＣＬを介して線対称にも位置する。
　なお、図２７では加速度センサ２００の概略構成を示したが、加速度センサ２００のより具体的な構成としては、図２８に示す構成が採用される。形状は複雑になっているが、基本的な構成は図２７に示す加速度センサ２００と同等なのでその記載を省略する。
　本実施形態では、静電容量式物理量センサとして、物理量として加速度を検出する加速度センサを例示した。しかしながら静電容量式物理量センサの構成としては、上記加速度センサの例に限定されない。例えば図２９に示すように、静電容量式物理量センサとして、物理量として角速度を検出する角速度センサを採用することもできる。以下、図２９に示す角速度センサ３００を概説する。
　図２９に示す角速度センサ３００は、２つの振動部２１０と、これら２つの振動部２１０を連結し、２つの振動部２１０を連成振動させるための連成梁２２０と、振動部２１０を逆位相で振動させる振動部２３０と、角速度の印加によって発生したコリオリ力による振動部２１０の変位（振動）を検出する検出部２４０と、振動部２１０の振動姿勢を保つダンピング部２５０と、を有する。
　振動部２１０は、第１枠部２１１と第２枠部２１２を有し、第１枠部２１１の内面によって囲まれた空間に第２枠部２１２が設けられている。第１枠部２１１の外面にはアンカー２１４と固定するための固定梁２１３が連結され、第１枠部２１１と第２枠部２１２とは後述する検出梁２４１を介して連結されている。固定梁２１３はｘ方向に可撓性を有し、検出梁２４１はｙ方向に可撓性を有する。
　２つの振動部２１０はｘ方向に並んで配置され、両者は連成梁２２０を介して機械的に連結されている。連成梁２２０は、２つの振動部２１０がｘ方向に逆位相で連成振動するように、ｘ方向に可撓性を有している。
　振動部２３０は、２つの振動部２１０それぞれの第１枠部２１１におけるｘ方向に沿う部位の外面に設けられた第１加振電極２３１と、アンカー２１４に固定された第２加振電極２３２と、を有する。これら加振電極２３１，２３２間に働く静電気力によって、２つの振動部２１０それぞれがｘ方向に逆位相で連成振動させられる。
　検出部２４０は、一端が第１枠部２１１の内面に連結され、他端が第２枠部２１２の外面に連結された検出梁２４１と、振動部２１０の第２枠部２１２に固定された可動検出電極２４２と、コリオリ力による振動部２１０のｙ方向の変位を検出するべく、可動検出電極２４２とｙ方向で対向する固定検出電極２４３と、を有する。上記したように、２つの振動部２１０は逆位相でｘ方向に連成振動する。そのためｚ方向に角速度が印加されると、２つの振動部２１０それぞれにｙ方向において逆向きのコリオリ力が発生する。これにより２つの振動部２１０それぞれに対応する検出梁２４１はｙ方向において逆方向に撓み、２つの振動部２１０はｙ方向において逆方向に変位する。この２つの振動部２１０のｙ方向への逆方向の変位が、上記した検出電極２４２，２４３によって構成された検出コンデンサの静電容量として検出される。この振動部２１０のｙ方向の変位は、角速度に依存する。角速度は、２つの振動部２１０それぞれに対応する検出コンデンサの静電容量の差分に基づいて検出される。
　振動部２１０は、角速度が印加されていない場合ｘ方向に振動し、角速度が印加された場合ｙ方向に変位する。角速度は、ｘ方向の振動状態とｙ方向の変位量とに依存する。そのため、振動部２１０がｘ－ｙ平面で回転運動すると、それによって角速度の検出精度が低下する虞がある。これに対して、上記したように角速度センサ３００は、振動部２１０の振動姿勢を保つダンピング部２５０を有する。このダンピング部２５０は、振動部２１０の第１枠部２１１の外面に固定された第１可動ダンピング電極２５１と、振動部２１０のｘ－ｙ平面での回転運動を抑制するべく、第１可動ダンピング電極２５１とｙ方向で対向する第１固定ダンピング電極２５２と、を有する。これらダンピング電極２５１，２５２それぞれは、質量中心を成す２つの振動部２１０の中心ＣＰを介して点対称に配置されており、中心ＣＰをｙ方向に貫く中心線ＣＬを介して線対称にもなっている。また、１つの振動部２１０に対応するダンピング電極２５１，２５２それぞれは、その振動部２１０の中心を介しても点対称に配置されており、その中心をｙ方向に貫く中心線を介して線対称にもなっている。そして、複数の第１可動ダンピング電極２５１それぞれは、対応する２つの第１固定ダンピング電極２５２の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極２５２と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極２５２と第２ｙ方向で互いに対向している。この構成により、振動部２１０がｘ－ｙ平面で回転運動しようとしても、ダンピング電極２５１，２５２間のダンピングによって、その回転運動が抑制される。
　本開示によれば様々な態様の静電容量式物理量センサが提供できる。
例えば、本開示の一例に係る静電容量式物理量センサは、互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ－ｙ平面に一面が沿う基板と、該基板の一面に固定されたアンカーと、該アンカーを介して基板に連結された検出梁と、該検出梁に連結された錘部と、該錘部に形成された可動電極と、該可動電極とｘ－ｙ平面にて対向する固定電極と、を有する静電容量式物理量センサであって、検出梁は、ｙ方向に可撓性を有し、可動電極は、第１可動検出電極と、第２可動検出電極と、第１可動ダンピング電極と、を有し、固定電極は、第１固定検出電極と、第２固定検出電極と、第１固定ダンピング電極と、を有し、第１固定検出電極は、第１可動検出電極から、ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、第１可動検出電極と第１ｙ方向にて互いに対向し、第２固定検出電極は、第２可動検出電極から、第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、第２可動検出電極と第２ｙ方向にて互いに対向し、複数の第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの第１固定ダンピング電極の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極と第２ｙ方向で互いに対向しており、複数の第１可動ダンピング電極は、錘部の中心を介して点対称、若しくは、ｙ方向に沿い錘部の中心を通る中心線を介して線対称に位置している。
　このような静電容量式物理量センサによれば、ｙ方向に可速度が印加された際に、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極との間で生じるダンピングによって、錘部のｙ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度などの物理量を検出することができる。また、上記静電容量式物理量センサでは、複数の第１可動ダンピング電極が、錘部の中心を介して点対称、若しくは、ｙ方向に沿い錘部の中心を通る中心線を介して線対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部がｘ－ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部の姿勢が制御される。そのため、錘部のｘ方向への変位が抑制され、検出電極の対向面積の変動が抑制される。この結果、物理量の検出精度の低下が抑制される。なお、本開示では、点対称、若しくは、線対称と記しているが、これは、点対称であり、且つ、線対称である構成も含んでおり、両者が成立する構成を除外しているわけではない。
　更に、上記静電容量式物理量センサは、錘部は、ｙ方向に沿う２つの第１棒部、及び、ｘ方向に沿う２つの第２棒部それぞれの端部が連結されて枠形状を成し、第１棒部に第１可動ダンピング電極が形成されており、可動電極は、第２可動ダンピング電極を有し、固定電極は、第２固定ダンピング電極を有し、第２棒部に、第２可動ダンピング電極が形成され、第２可動ダンピング電極は、２つの第２固定ダンピング電極の間の中心に位置し、一方の第２固定ダンピング電極とｘ方向の一方向である第１ｘ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極と第１ｘ方向の反対である第２ｘ方向で互いに対向しており、複数の第２可動ダンピング電極は、錘部の中心を介して点対称、若しくは、中心線を介して線対称に位置した構成であってもよい。このような構成によれば、第２可動ダンピング電極と第２固定ダンピング電極との間で生じるダンピングによって、錘部がｘ－ｙ平面にて回転することが更に効果的に抑制され、錘部の姿勢が更に効果的に制御される。この結果、物理量の検出精度の低下が更に効果的に抑制される。
　なお、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極とは、相似の関係にあり、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極との対向間隔は、一定である構成であってもよい。このような構成によれば、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極とが、相似ではなく、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極との対向間隔が不定である構成と比べて、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極の間で生じるダンピングに偏りが生じ難くなる。そのため、上記した比較構成と比べて、錘部が回転することが抑制され、錘部の姿勢が制御される。この結果、物理量の検出精度の低下が抑制される。
　また、上記静電容量式物理量センサは、次のように構成されてもよい。第１固定検出電極に、第１可動検出電極と第１固定検出電極とによって構成される第１検出コンデンサの静電容量を取り出すための第１固定検出パッドが形成される。第２固定検出電極に、第２可動検出電極と第２固定検出電極とによって構成される第２検出コンデンサの静電容量を取り出すための第２固定検出パッドが形成される。錘部に、一定の電圧を印加するための可動検出パッドが形成される。第１固定ダンピング電極に、可動検出パッドに印加されている電圧とは極性の異なる診断電圧を印加するためのダンピングパッドが形成されている。故障診断時において、第１固定検出パッドと第２固定検出パッドそれぞれに、極性の異なる電圧が所定時間印加され、この電圧印加直後、ダンピングパッドに診断電圧が印加され、該電圧印加時における第１検出コンデンサの静電容量が第１固定検出パッドから取り出され、第２検出コンデンサの静電容量が第２固定検出パッドから取り出される。
　このような構成によれば、故障診断時において、ダンピングパッドに診断電圧を印加して、静電容量式物理量センサの故障の有無を判定する。このように、ダンピングパッドを活用することで、静電容量式物理量センサの故障を自己診断することができる。
　本開示の第２の例に係る静電容量式物理量センサは、互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ－ｙ平面に一面が沿う基板と、該基板の一面に固定されたアンカーと、該アンカーを介して基板に連結された検出梁と、該検出梁に連結された錘部と、該錘部に形成された可動電極と、該可動電極とｘ－ｙ平面に直交するｚ方向にて対向する固定電極と、を有する静電容量式物理量センサであって、次のように構成されている。検出梁は、ｚ方向に可撓性を有する。可動電極は、第１可動検出電極と、第２可動検出電極と、第１可動ダンピング電極と、を有する。固定電極は、第１固定検出電極と、第２固定検出電極と、第１固定ダンピング電極と、を有する。第１固定検出電極は、第１可動検出電極から、ｚ方向の一方向である第１ｚ方向に離れて位置して、第１可動検出電極と第１ｚ方向にて互いに対向する。第２固定検出電極は、第２可動検出電極から、第１ｚ方向の反対である第２ｚ方向に離れて位置して、第２可動検出電極と第２ｚ方向にて互いに対向する。複数の第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの第１固定ダンピング電極の間の中心に位置し、該対応する２つの第１固定ダンピング電極のうち一方の第１固定ダンピング電極と第１ｚ方向で互いに対向し、該対応する２つの第１固定ダンピング電極のうち他方の第１固定ダンピング電極と第２ｚ方向で互いに対向している。複数の第１可動ダンピング電極は、錘部の中心を介して点対称、若しくは、ｚ方向に沿い錘部の中心を通る中心線を介して線対称に位置している。
　このような静電容量式物理量センサによれば、ｚ方向に可速度が印加された際に、第１ダンピング電極の間で生じるダンピングによって、錘部のｚ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度を検出することができる。また、複数の第１可動ダンピング電極は、錘部の中心を介して点対称、若しくは、中心線を介して線対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部ｚ－ｘ平面にて回転することが抑制され、検出電極の対向面積の変動が抑制される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。
　以上、本開示に係る実施の形態および構成を例示したが、本開示に係る実施の形態および構成は、上述した各実施の形態および各構成に限定されるものではない。異なる実施の形態および構成にそれぞれ開示された技術的要素を適宜組み合わせて得られる実施の形態および構成についても本開示に係る実施の形態および構成の範囲に含まれる。

Claims (6)

  1. 　互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ－ｙ平面に一面が沿う基板（１１）と、該基板（１１）の一面に固定されたアンカー（３０）と、該アンカー（３０）を介して前記基板（１１）に連結された検出梁（２０）と、該検出梁（２０）に連結された錘部（１７）と、該錘部（１７）に形成された可動電極（１８）と、該可動電極（１８）と前記ｘ－ｙ平面にて対向する固定電極（１９）と、を有する静電容量式物理量センサであって、
    　前記検出梁（２０）は、前記ｙ方向に可撓性を有し、
    　前記可動電極（１８）は、第１可動検出電極（２１）と、第２可動検出電極（２２）と、第１可動ダンピング電極（２３）と、を有し、
    　前記固定電極（１９）は、第１固定検出電極（２４）と、第２固定検出電極（２５）と、第１固定ダンピング電極（２６）と、を有し、
    　前記第１固定検出電極（２４）は、前記第１可動検出電極（２１）から、前記ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、前記第１可動検出電極（２１）と前記第１ｙ方向にて互いに対向し、
    　前記第２固定検出電極（２５）は、前記第２可動検出電極（２２）から、前記第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、前記第２可動検出電極（２２）と前記第２ｙ方向にて互いに対向し、
    　複数の前記第１可動ダンピング電極（２３）それぞれは、対応する２つの前記第１固定ダンピング電極（２６）の間の中心に位置し、該対応する２つの前記第１固定ダンピング電極のうち一方の前記第１固定ダンピング電極（２６）と前記第１ｙ方向で互いに対向し、該対応する２つの前記第１固定ダンピング電極のうち他方の前記第１固定ダンピング電極（２６）と前記第２ｙ方向で互いに対向しており、
    　複数の前記第１可動ダンピング電極（２３）は、前記錘部（１７）の中心（ＣＰ）を介して点対称、若しくは、前記ｙ方向に沿い前記錘部（１７）の中心を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置している静電容量式物理量センサ。
  2. 　前記錘部（１７）は、前記ｙ方向に沿う２つの第１棒部（１７ａ）、及び、前記ｘ方向に沿う２つの第２棒部（１７ｂ）それぞれの端部が連結されて枠形状を成し、
    　前記第１棒部（１７ａ）に前記第１可動ダンピング電極（２３）が形成されている請求項１に記載の静電容量式物理量センサ。
  3. 　前記可動電極（１８）は、第２可動ダンピング電極（２７）を有し、
    　前記固定電極（１９）は、第２固定ダンピング電極（２８）を有し、
    　前記第２棒部（１７ｂ）に、前記第２可動ダンピング電極（２７）が形成され、
    　前記第２可動ダンピング電極（２７）は、２つの前記第２固定ダンピング電極（２８）の間の中心に位置し、該２つの前記第２固定ダンピング電極（２８）のうち一方の前記第２固定ダンピング電極（２８）と前記ｘ方向の一方向である第１ｘ方向で互いに対向し、該２つの前記第２固定ダンピング電極（２８）のうち他方の前記第２固定ダンピング電極（２８）と前記第１ｘ方向の反対である第２ｘ方向で互いに対向しており、
    　複数の前記第２可動ダンピング電極（２７）は、前記錘部（１７）の中心を介して点対称、若しくは、前記ｙ方向に沿い前記錘部（１７）の中心を通る中心線を介して線対称に位置している請求項２に記載の静電容量式物理量センサ。
  4. 　前記第１可動ダンピング電極（２３）と前記第１固定ダンピング電極（２６）とは、相似の関係にあり、
    　前記第１可動ダンピング電極（２３）と前記第１固定ダンピング電極（２６）との対向間隔は、一定である請求項１～３いずれか１項に記載の静電容量式物理量センサ。
  5. 　前記第１固定検出電極（２４）に、前記第１可動検出電極（２１）と前記第１固定検出電極（２４）とによって構成される第１検出コンデンサの静電容量を取り出すための第１固定検出パッド（３２ａ）が形成され、
    　前記第２固定検出電極（２５）に、前記第２可動検出電極（２２）と前記第２固定検出電極（２５）とによって構成される第２検出コンデンサの静電容量を取り出すための第２固定検出パッド（３３ａ）が形成され、
    　前記錘部（１７）に、一定の電圧を印加するための可動検出パッド（３０ａ）が形成され、
    　前記第１固定ダンピング電極（２６）に、前記可動検出パッド（３０ａ）に印加されている電圧とは極性の異なる診断電圧を印加するためのダンピングパッド（３４ａ）が形成されており、
    　故障診断時において、前記第１固定検出パッド（３２ａ）と前記第２固定検出パッド（３３ａ）それぞれに、極性の異なる電圧が所定時間印加され、該電圧印加直後、前記ダンピングパッド（３４ａ）に前記診断電圧が印加され、該電圧印加時における前記第１検出コンデンサの静電容量が第１固定検出パッド（３２ａ）から取り出され、前記第２検出コンデンサの静電容量が第２固定検出パッド（３３ａ）から取り出される請求項１～４いずれか１項に記載の静電容量式物理量センサ。
  6. 　互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ－ｙ平面に一面が沿う基板（１１）と、該基板（１１）の一面に固定されたアンカー（３０）と、該アンカー（３０）を介して前記基板（１１）に連結された検出梁（２０）と、該検出梁（２０）に連結された錘部（１７）と、該錘部（１７）に形成された可動電極（１８）と、該可動電極（１８）と前記ｘ－ｙ平面に直交するｚ方向にて対向する固定電極（１９）と、を有する静電容量式物理量センサであって、
    　前記検出梁（２０）は、前記ｚ方向に可撓性を有し、
    　前記可動電極（１８）は、第１可動検出電極（２１）と、第２可動検出電極（２２）と、第１可動ダンピング電極（２３）と、を有し、
    　前記固定電極（１９）は、第１固定検出電極（２４）と、第２固定検出電極（２５）と、第１固定ダンピング電極（２６）と、を有し、
    　前記第１固定検出電極（２４）は、前記第１可動検出電極（２１）から、前記ｚ方向の一方向である第１ｚ方向に離れて位置して、前記第１可動検出電極（２１）と前記第１ｚ方向にて互いに対向し、
    　前記第２固定検出電極（２５）は、前記第２可動検出電極（２２）から、前記第１ｚ方向の反対である第２ｚ方向に離れて位置して、前記第２可動検出電極（２２）と前記第２ｚ方向にて互いに対向し、
    　複数の前記第１可動ダンピング電極（２３）それぞれは、対応する２つの前記第１固定ダンピング電極（２６）の間の中心に位置し、該対応する２つの前記第１固定ダンピング電極（２６）のうち一方の前記第１固定ダンピング電極（２６）と前記第１ｚ方向で互いに対向し、該対応する２つの前記第１固定ダンピング電極（２６）のうち他方の前記第１固定ダンピング電極（２６）と前記第２ｚ方向で互いに対向しており、
    　複数の前記第１可動ダンピング電極（２３）は、前記錘部（１７）の中心を介して点対称、若しくは、前記ｚ方向に沿い前記錘部（１７）の中心を通る中心線を介して線対称に位置している静電容量式物理量センサ。
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