特許 6330777 容量式ＭＥＭＳセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6330777

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】容量式ＭＥＭＳセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01C 19/5762 20120101AFI20180521BHJP

   G01C 19/5747 20120101ALI20180521BHJP

   G01P 15/125 20060101ALI20180521BHJP

   G01P 15/18 20130101ALI20180521BHJP

   G01P 15/08 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   G01C19/5762

   G01C19/5747

   G01P15/125 Z

   G01P15/18

   G01P15/08 101C

【請求項の数】8

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-202141(P2015-202141)

(22)【出願日】2015年10月13日

(65)【公開番号】特開2017-75797(P2017-75797A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2016年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】明石 照久

(72)【発明者】

【氏名】藤吉 基弘

(72)【発明者】

【氏名】船橋 博文

(72)【発明者】

【氏名】大村 義輝

(72)【発明者】

【氏名】橋本 昭二

(72)【発明者】

【氏名】大平 喜恵

【審査官】 梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０９７１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１２９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００５９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６０３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１８９３５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １９／５６ − １９／５７８３

Ｂ８１Ｂ １／００ − ７／０４

Ｂ８１Ｃ １／００ − ９９／００

Ｇ０１Ｂ ７／００ − ７／３４

Ｇ０１Ｐ １５／００ − １５／１８

Ｈ０１Ｌ ２７／２０

Ｈ０１Ｌ ２９／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、第１基板に接合された第２基板を備えており、
第１基板に、第１櫛歯電極と、第１櫛歯電極と噛み合うように配置された第２櫛歯電極と、第１基板の面内で直線状に伸びる櫛歯電極支持部を介して第１櫛歯電極を支持する受圧部と、櫛歯電極支持部の長手方向と同じ方向に延びる梁を介して受圧部を両持ち支持する支持部を備えており、
第２基板に、受圧部に対応する押圧部を備えており、
受圧部および押圧部の一方に、受圧部および押圧部の他方に向けて突出する突起部を備えており、
押圧部が突起部を介して受圧部を押圧することで支持部が変形しており、
第１櫛歯電極と第２櫛歯電極が段違いに配置されている、容量式ＭＥＭＳセンサ。

【請求項2】

第１基板と、第１基板に接合された第２基板を備えており、
第１基板に、第１櫛歯電極と、第１櫛歯電極と噛み合うように配置された第２櫛歯電極と、第１基板の面内で直線状に伸びる櫛歯電極支持部を介して第１櫛歯電極を支持する受圧部と、第１基板の面内方向であって櫛歯電極支持部の長手方向に対して０度より大きく９０度より小さい角度を持った方向に延びる梁を介して受圧部を両持ち支持する支持部を備えており、
第２基板に、受圧部に対応する押圧部を備えており、
受圧部および押圧部の一方に、受圧部および押圧部の他方に向けて突出する突起部を備えており、
押圧部が突起部を介して受圧部を押圧することで支持部が変形しており、
第１櫛歯電極と第２櫛歯電極が段違いに配置されている、容量式ＭＥＭＳセンサ。

【請求項3】

第１基板と、第１基板に接合された第２基板を備えており、
第１基板に、第１櫛歯電極と、第１櫛歯電極と噛み合うように配置された第２櫛歯電極と、第１基板の面内で直線状に伸びる櫛歯電極支持部を介して第１櫛歯電極を支持する受圧部と、櫛歯電極支持部の長手方向と同じ方向に延びる梁を介して受圧部を片持ち支持する支持部を備えており、
第２基板に、受圧部に対応する押圧部を備えており、
受圧部および押圧部の一方に、受圧部および押圧部の他方に向けて突出する突起部を備えており、
押圧部が突起部を介して受圧部を押圧することで支持部が変形しており、
第１櫛歯電極と第２櫛歯電極が段違いに配置されている、容量式ＭＥＭＳセンサ。

【請求項4】

第１基板と、第１基板に接合された第２基板を備えており、
第１基板に、第１櫛歯電極と、第１櫛歯電極と噛み合うように配置された第２櫛歯電極と、第１櫛歯電極を支持する受圧部と、受圧部を支持する支持部と、第３櫛歯電極と、第３櫛歯電極と噛み合うように配置された第４櫛歯電極と、第３櫛歯電極を支持する第２受圧部と、第２受圧部を支持する第２支持部を備えており、
第２基板に、受圧部に対応する押圧部と、第２受圧部に対応する第２押圧部を備えており、
受圧部および押圧部の一方に、受圧部および押圧部の他方に向けて突出する突起部を備えており、
押圧部が突起部を介して受圧部を押圧することで支持部が変形しており、
第１櫛歯電極と第２櫛歯電極が段違いに配置されており、
第２受圧部および第２押圧部の一方に、第２受圧部および第２押圧部の他方に向けて突出する第２突起部を備えており、
第２押圧部が第２突起部を介して第２受圧部を押圧することで第２支持部が変形しており、
第３櫛歯電極と第４櫛歯電極が段違いに配置されており、
第３櫛歯電極の第４櫛歯電極に対するオフセットの方向が、第１櫛歯電極の第２櫛歯電極に対するオフセットの方向とは反対方向である、容量式ＭＥＭＳセンサ。

【請求項5】

第１基板と第２基板が積層されており、
第２基板が、第１基板との接合面から所定の深さを有する凹部が形成された収容部を備えている、請求項１から４の何れか一項の容量式ＭＥＭＳセンサ。

【請求項6】

第１基板に接合された第３基板をさらに備えており、
第３基板と第１基板と第２基板が順に積層されており、
第３基板が、第１基板との接合面から所定の深さを有する凹部が形成された収容部を備えており、
第２基板の収容部と第３基板の収容部によって規定される空間が密封されている、請求項５の容量式ＭＥＭＳセンサ。

【請求項7】

第１基板と、第１基板に接合された第２基板を備えており、
第１基板に、第１マス部と、第１マス部に固定された第１可動櫛歯電極と、第１可動櫛歯電極と噛み合うように配置された第１固定櫛歯電極と、第１固定櫛歯電極を支持する第１受圧部と、第１受圧部を支持する第１支持部と、第２マス部と、第２マス部に固定された第２可動櫛歯電極と、第２可動櫛歯電極と噛み合うように配置された第２固定櫛歯電極と、第２固定櫛歯電極を支持する第２受圧部と、第２受圧部を支持する第２支持部と、第１マス部と第２マス部を連結する連結部を備えており、
連結部は、第１マス部と第２マス部の連結方向に関して、第１マス部と第２マス部が互いに逆方向に移動するように、第１マス部と第２マス部を連結しており、
第２基板に、第１受圧部に対応する第１押圧部と、第２受圧部に対応する第２押圧部を備えており、
第１受圧部および第１押圧部の一方に、第１受圧部および第１押圧部の他方に向けて突出する第１突起部を備えており、
第２受圧部および第２押圧部の一方に、第２受圧部および第２押圧部の他方に向けて突出する第２突起部を備えており、
第１押圧部が第１突起部を介して第１受圧部を押圧することで第１支持部が変形しており、
第２押圧部が第２突起部を介して第２受圧部を押圧することで第２支持部が変形しており、
第１可動櫛歯電極と第１固定櫛歯電極が段違いに配置されており、
第２可動櫛歯電極と第２固定櫛歯電極が段違いに配置されている、容量式ＭＥＭＳセンサ。

【請求項8】

第１基板に、第３マス部と、第３マス部に固定された第３可動櫛歯電極と、第３可動櫛歯電極と噛み合うように配置された第３固定櫛歯電極と、第４マス部と、第４マス部に固定された第４可動櫛歯電極と、第４可動櫛歯電極と噛み合うように配置された第４固定櫛歯電極をさらに備えており、
連結部が、第１マス部と第２マス部の連結方向に関して、第１マス部と第２マス部が互いに逆方向に移動し、第３マス部と第４マス部の連結方向に関して、第３マス部と第４マス部が互いに逆方向に移動し、かつ第１マス部と第２マス部が近づくときに第３マス部と第４マス部が遠ざかり、第１マス部と第２マス部が遠ざかるときに第３マス部と第４マス部が近づくように、第１マス部、第２マス部、第３マス部および第４マス部を連結している、請求項７の容量式ＭＥＭＳセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、容量式ＭＥＭＳセンサを開示する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、容量式ＭＥＭＳセンサが開示されている。その容量式ＭＥＭＳセンサは、第１櫛歯電極と、第１櫛歯電極と噛み合うように配置された第２櫛歯電極を備える基板を備えている。その容量式ＭＥＭＳセンサでは、第１櫛歯電極と第２櫛歯電極が段違いに配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−８４３２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の容量式ＭＥＭＳセンサでは、第１櫛歯電極を支持する梁の表面に圧縮応力を発生する圧縮応力層を形成し、その圧縮応力によって梁を反らせることで、第１櫛歯電極と第２櫛歯電極を段違いに配置している。このようにして第１櫛歯電極と第２櫛歯電極を段違いに配置する場合、圧縮応力層の応力特性にばらつきを生じやすく、従って第１櫛歯電極と第２櫛歯電極の間の段差量にばらつきを生じやすい。また、このようにして第１櫛歯電極と第２櫛歯電極を段違いに配置する場合、圧縮応力層の経時的な変化によって、第１櫛歯電極と第２櫛歯電極の間の段差量も経時的に変化してしまう。段違いの櫛歯電極を有する容量式ＭＥＭＳセンサにおいて、櫛歯電極間の段差量のばらつきや経時的変化を抑制することが可能な技術が期待されている。

【0005】

本明細書では、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書では、段違いの櫛歯電極を有する容量式ＭＥＭＳセンサにおいて、櫛歯電極間の段差量のばらつきや経時的変化を抑制することが可能な技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書が開示する容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板と、第１基板に接合された第２基板を備えている。その容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板に、第１櫛歯電極と、第１櫛歯電極と噛み合うように配置された第２櫛歯電極と、第１櫛歯電極を支持する受圧部と、受圧部を支持する支持部を備えており、第２基板に、受圧部に対応する押圧部を備えている。その容量式ＭＥＭＳセンサは、受圧部および押圧部の一方に、受圧部および押圧部の他方に向けて突出する突起部を備えている。その容量式ＭＥＭＳセンサでは、押圧部が突起部を介して受圧部を押圧することで支持部が変形しており、第１櫛歯電極と第２櫛歯電極が段違いに配置されている。

【0007】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサでは、受圧部および押圧部の一方に形成された突起部が、受圧部および押圧部の他方を押圧することで支持部が変形し、それによって第１櫛歯電極と第２櫛歯電極が段違いに配置されている。突起部は、スパッタリングやＣＶＤなどの膜厚の制御性がよい方法により形成することができるので、高さ（厚み）形状にばらつきを生じ難く、高さ均一性がよい。また経時的な変化も生じ難い。加えて、突起部が受圧部を押圧することによる支持部の変形は、圧縮応力層を利用した反りによる変形に比べて、ばらつきや経時的な変化を生じ難い。従って、上記のＭＥＭＳセンサによれば、第１櫛歯電極と第２櫛歯電極の間の段差量にばらつきや経時的変化を生じることを抑制することができ、個体差が少なく、機械的に一意に決まる段差量を得ることができる。つまり、その段差量は突起部の厚みによって決定する。そして、突起部は、無機物から構成されるので、経時変化が少ない。そのため、上記の容量式ＭＥＭＳセンサは、経時変化が小さい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１のＭＥＭＳセンサ２の外観を示す斜視図。

【図2】実施例１のＭＥＭＳセンサ２のＩＩ−ＩＩに沿ってＸＺ平面に平行に切った断面図。

【図3】実施例１のＭＥＭＳセンサ２の支持基板４の平面図。

【図4】実施例１のＭＥＭＳセンサ２のＩＶ−ＩＶに沿ってＸＹ平面に平行に切った断面図。

【図5】実施例１のＭＥＭＳセンサ２のキャップ基板８の平面図。

【図6】実施例１のＭＥＭＳセンサ２のＶＩ−ＶＩ断面から見た要部断面図。

【図7】櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８が段違いとなっていない場合の動作の様子を説明する図。

【図8】櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８が段違いとなっている場合の動作の様子を説明する図。

【図9】実施例２のＭＥＭＳセンサ８２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図10】実施例３のＭＥＭＳセンサ９２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図11】実施例４のＭＥＭＳセンサ１０２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図12】実施例５のＭＥＭＳセンサ１１２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図13】実施例６のＭＥＭＳセンサ１２２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図14】実施例７のＭＥＭＳセンサ１３２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図15】実施例８のＭＥＭＳセンサ１４２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図16】実施例９のＭＥＭＳセンサ１５２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図17】実施例１０のＭＥＭＳセンサ１６２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図18】実施例１１のＭＥＭＳセンサ１７２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図19】実施例１１のＭＥＭＳセンサ１７２の断面図。

【図20】実施例１２のＭＥＭＳセンサ２０２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図21】実施例１３のＭＥＭＳセンサ２２２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【図22】実施例１４のＭＥＭＳセンサ２４２のセンサ基板６と突起部７４のみを図示した平面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書が開示する容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板の面内方向であって、受圧部が第１櫛歯電極を支持する方向に関して、支持部が受圧部を両持ち支持しているように構成することができる。

【0010】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサによれば、押圧部が突起部を介して受圧部を押圧する際に、受圧部が第１櫛歯電極を支持する方向に関して、受圧部が傾斜することを抑制することができる。従って、受圧部が第１櫛歯電極を支持する方向に関して、第１櫛歯電極が第２櫛歯電極に対して傾斜してしまうことを抑制することができる。

【0011】

本明細書が開示する容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板の面内方向であって、受圧部が第１櫛歯電極を支持する方向に直交する方向に関して、支持部が受圧部を両持ち支持しているように構成することができる。

【0012】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサによれば、押圧部が突起部を介して受圧部を押圧する際に、受圧部が第１櫛歯電極を支持する方向に直交する方向に関して、受圧部が傾斜することを抑制することができる。従って、受圧部が第１櫛歯電極を支持する方向に直交する方向に関して、第１櫛歯電極が第２櫛歯電極に対して傾斜してしまうことを抑制することができる。

【0013】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板に、第３櫛歯電極と、第３櫛歯電極と噛み合うように配置された第４櫛歯電極と、第３櫛歯電極を支持する第２受圧部と、第２受圧部を支持する第２支持部を備えており、第２基板に、第２受圧部に対応する第２押圧部を備えており、第２受圧部および第２押圧部の一方に、第２受圧部および第２押圧部の他方に向けて突出する第２突起部を備えており、第２押圧部が第２突起部を介して第２受圧部を押圧することで第２支持部が変形しており、第３櫛歯電極と第４櫛歯電極が段違いに配置されており、第３櫛歯電極の第４櫛歯電極に対するオフセットの方向が、第１櫛歯電極の第２櫛歯電極に対するオフセットの方向とは反対方向であるように構成することができる。

【0014】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサでは、第３櫛歯電極の第４櫛歯電極に対するオフセットの方向が、第１櫛歯電極の第２櫛歯電極に対するオフセットの方向が反対方向となっているため、差動構造のセンサを実現することができる。

【0015】

本明細書が開示する容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板の面内方向であって、受圧部が第１櫛歯電極を支持する方向に関して、支持部が受圧部を片持ち支持しているように構成することができる。

【0016】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサによれば、支持部を簡素な構成としつつ、段違いの櫛歯電極を実現することができる。

【0017】

本明細書が開示する容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板と第２基板が積層されており、第２基板が、第１基板との接合面から所定の深さを有する凹部が形成された収容部を備えているように構成することができる。

【0018】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサによれば、第２基板を、第１基板の支持構造として利用することができる。

【0019】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板に接合された第３基板をさらに備えており、第３基板と第１基板と第２基板が順に積層されており、第３基板が、第１基板との接合面から所定の深さを有する凹部が形成された収容部を備えており、第２基板の収容部と第３基板の収容部によって規定される空間が密封されているように構成することができる。

【0020】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサによれば、第２基板と第３基板を、第１基板の支持構造として利用することができる。第２基板と第３基板が、第１基板を両面から挟み込むように支持するため、第１基板が反りにより変形することを抑制することができる。また、上記の容量式ＭＥＭＳセンサによれば、櫛歯電極等の構成要素が収容されている空間内に外気や粉塵等が侵入することを防ぐことができるので、容量式ＭＥＭＳセンサの経時劣化を抑制することができる。

【0021】

本明細書は、別の容量式ＭＥＭＳセンサも開示する。その容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板と、第１基板に接合された第２基板を備えている。その容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板に、第１マス部と、第１マス部に固定された第１可動櫛歯電極と、第１可動櫛歯電極と噛み合うように配置された第１固定櫛歯電極と、第１固定櫛歯電極を支持する第１受圧部と、第１受圧部を支持する第１支持部と、第２マス部と、第２マス部に固定された第２可動櫛歯電極と、第２可動櫛歯電極と噛み合うように配置された第２固定櫛歯電極と、第２固定櫛歯電極を支持する第２受圧部と、第２受圧部を支持する第２支持部と、第１マス部と第２マス部を連結する連結部を備えている。連結部は、第１マス部と第２マス部の連結方向に関して、第１マス部と第２マス部が互いに逆方向に移動するように、第１マス部と第２マス部を連結している。その容量式ＭＥＭＳセンサは、第２基板に、第１受圧部に対応する第１押圧部と、第２受圧部に対応する第２押圧部を備えている。その容量式ＭＥＭＳセンサは、第１受圧部および第１押圧部の一方に、第１受圧部および第１押圧部の他方に向けて突出する第１突起部を備えており、第２受圧部および第２押圧部の一方に、第２受圧部および第２押圧部の他方に向けて突出する第２突起部を備えている。その容量式ＭＥＭＳセンサでは、第１押圧部が第１突起部を介して第１受圧部を押圧することで第１支持部が変形しており、第２押圧部が第２突起部を介して第２受圧部を押圧することで第２支持部が変形している。その容量式ＭＥＭＳセンサでは、第１可動櫛歯電極と第１固定櫛歯電極が段違いに配置されており、第２可動櫛歯電極と第２固定櫛歯電極が段違いに配置されている。

【0022】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサは、音叉構造の１軸センサとして利用することができる。

【0023】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサは、第１基板に、第３マス部と、第３マス部に固定された第３可動櫛歯電極と、第３可動櫛歯電極と噛み合うように配置された第３固定櫛歯電極と、第４マス部と、第４マス部に固定された第４可動櫛歯電極と、第４可動櫛歯電極と噛み合うように配置された第４固定櫛歯電極をさらに備えており、連結部が、第１マス部と第２マス部の連結方向に関して、第１マス部と第２マス部が互いに逆方向に移動し、第３マス部と第４マス部の連結方向に関して、第３マス部と第４マス部が互いに逆方向に移動し、かつ第１マス部と第２マス部が近づくときに第３マス部と第４マス部が遠ざかり、第１マス部と第２マス部が遠ざかるときに第３マス部と第４マス部が近づくように、第１マス部、第２マス部、第３マス部および第４マス部を連結しているように構成することができる。

【0024】

上記の容量式ＭＥＭＳセンサは、音叉構造の２軸センサとして利用することができる。

【0025】

（実施例１）
図１に示す本実施例のＭＥＭＳセンサ２は、容量式の１軸の角速度センサとして用いられる。ＭＥＭＳセンサ２は、支持基板４と、センサ基板６と、キャップ基板８が順に積層された、積層基板１０から構成されている。本実施例のＭＥＭＳセンサ２では、例えば、支持基板４の厚さは３００〜５００μｍであり、センサ基板６の厚さは４０〜１００μｍであり、キャップ基板８の厚さは３００〜５００μｍである。なお、支持基板４の厚さとキャップ基板８の厚さをほぼ同程度とすることで、熱膨張係数差による反りの発生を防止することができる。以下の説明では、積層基板１０の積層方向をＺ方向とし、積層基板１０の面内方向をＸ方向およびＹ方向とする。また、以下の説明では、Ｚ方向の正方向を上方向といい、Ｚ方向の負方向を下方向という。本実施例のＭＥＭＳセンサ２では、支持基板４の上方にセンサ基板６が積層されており、センサ基板６の上方にキャップ基板８が積層されている。

【0026】

図２に示すように、支持基板４は、例えば、単結晶シリコンからなるシリコン層１２と、シリコン層１２の下面を覆う酸化シリコン層１４と、シリコン層１２の上面を覆う酸化シリコン層１６から構成されている。支持基板４は、センサ基板６と接合される接合部１７と、接合部１７の上面から所定の深さを有する凹部１８が形成された収容部１９を備えている。図３に示すように、支持基板４を上方向から平面視したときに、接合部１７は収容部１９の周囲を覆うように配置されている。収容部１９の凹部１８は、支持基板４を上方向から平面視したときに、略長方形状となるように形成されている。凹部１８の深さは、例えば１０〜５０μｍである。凹部１８の内部には、複数の凸部２０が形成されている。凸部２０の上面は、接合部１７の上面と同一平面内に位置している。支持基板４は、シリコン層１２を上面から所定の深さだけエッチングすることによって複数の凸部２０を有する凹部１８を形成し、その後に熱酸化によってシリコン層１２の下面と上面を酸化して酸化シリコン層１４と酸化シリコン層１６を形成することによって、形成されている。

【0027】

センサ基板６は、例えば、導電性を付与された単結晶シリコンからなるシリコン層２２を備えている。図４に示すように、センサ基板６には、シリコン層２２をエッチングにより選択的に除去することで、マス部２４と、櫛歯電極部２６と、板状梁部２８と、中継部３０と、折返し梁部３２と、アンカ部３４と、櫛歯電極部３６と、櫛歯電極部３８と、櫛歯電極支持部４０と、受圧部４２と、直線梁部４４と、アンカ部４６と、導線部４８と、パッド部５０と、櫛歯電極部５２と、導線部５４と、パッド部５６と、周辺部５８が形成されている。このうち、マス部２４と、櫛歯電極部２６と、板状梁部２８と、中継部３０と、折返し梁部３２と、アンカ部３４と、櫛歯電極部３６と、導線部５４と、パッド部５６は、継ぎ目なく一体的に形成されており、これらは同電位に維持されている。また、櫛歯電極部３８と、櫛歯電極支持部４０と、受圧部４２と、直線梁部４４と、アンカ部４６と、導線部４８と、パッド部５０は、継ぎ目なく一体的に形成されており、これらは同電位に維持されている。

【0028】

マス部２４は、センサ基板６を上方向から平面視したときに、長方形状に形成されている。マス部２４のＸ方向の両端には、櫛歯電極部２６が設けられている。櫛歯電極部２６は、マス部２４からＸ方向に沿って伸びる支持部２６ａと、支持部２６ａからＹ方向に沿って伸びる電極部２６ｂを備えている。マス部２４のＹ方向の両端には、板状梁部２８が設けられている。板状梁部２８はＹ方向に沿って伸びており、マス部２４と中継部３０の間を連結している。板状梁部２８は、Ｘ方向およびＹ方向の剛性が高く、Ｚ方向の剛性が低い形状に形成されている。中継部３０は、センサ基板６を上方向から平面視したときに、長手方向がＸ方向に沿った長方形状に形成されている。中継部３０のＸ方向の両端には、折返し梁部３２が設けられている。折返し梁部３２は、中継部３０とアンカ部３４の間を連結している。折返し梁部３２は、Ｘ方向およびＺ方向の剛性が高く、Ｙ方向の剛性が低い形状に形成されている。折返し梁部３２は、中継部３０からＸ方向に沿って伸びる第１直線部３２ａと、第１直線部３２ａからＹ方向に沿って伸びる折返し部３２ｂと、折返し部３２ｂからＸ方向に沿って伸びる第２直線部３２ｃを備えている。アンカ部３４は、支持基板４の凸部２０に固定されている。折返し梁部３２を用いることによって、支持基板４に反りを生じた場合であっても、その影響を抑制することができる。中継部３０のＹ方向の外側の端部には、櫛歯電極部３６が設けられている。櫛歯電極部３６は、中継部３０からＹ方向に沿って伸びている。

【0029】

櫛歯電極部３８は、長手方向がＹ方向に沿った長方形状の連結部３８ａと、連結部３８ａからＸ方向に沿って伸びる支持部３８ｂと、支持部３８ｂからＹ方向に沿って伸びる電極部３８ｃを備えている。櫛歯電極部３８の電極部３８ｃは、櫛歯電極部２６の電極部２６ｂと、Ｘ方向に関して対向して配置されている。櫛歯電極部３８と櫛歯電極部２６は、互いに噛み合うように配置されていると言える。櫛歯電極部３８の連結部３８ａのＸ方向の外側端部には、櫛歯電極支持部４０が設けられている。櫛歯電極支持部４０は、Ｘ方向に沿って伸びており、櫛歯電極部３８と受圧部４２の間を連結している。受圧部４２は、センサ基板６を上方向から平面視したときに、正方形状に形成されている。受圧部４２のＸ方向の外側端部には、直線梁部４４と、導線部４８が設けられている。直線梁部４４はＸ方向に沿って伸びており、受圧部４２とアンカ部４６の間を連結している。直線梁部４４は、Ｘ方向およびＹ方向の剛性が高く、Ｚ方向の剛性が低い形状に形成されている。アンカ部４６は、支持基板４の凸部２０に固定されている。導線部４８は、受圧部４２とパッド部５０の間を連結している。導線部４８は、蛇行形状に形成されており、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の剛性が低い形状に形成されている。パッド部５０は、支持基板４の接合部１７に固定されている。

【0030】

櫛歯電極部５２は、長手方向がＸ方向に沿った長方形状の支持部５２ａと、支持部５２ａからＹ方向に沿って伸びる電極部５２ｂを備えている。支持部５２ａは、支持基板４の接合部１７に固定されている。電極部５２ｂは、櫛歯電極部３６とＸ方向に関して対向して配置されている。櫛歯電極部３６と櫛歯電極部５２は、互いに噛み合うように配置されていると言える。

【0031】

アンカ部３４のうちの一つには、導線部５４が設けられている。導線部５４は、アンカ部３４とパッド部５６の間を連結している。パッド部５６は、支持基板４の接合部１７に固定されている。

【0032】

周辺部５８は、マス部２４と、櫛歯電極部２６と、板状梁部２８と、中継部３０と、折返し梁部３２と、アンカ部３４と、櫛歯電極部３６と、櫛歯電極部３８と、櫛歯電極支持部４０と、受圧部４２と、直線梁部４４と、アンカ部４６と、導線部４８と、パッド部５０と、櫛歯電極部５２と、導線部５４と、パッド部５６の周囲を覆うように配置されている。周辺部５８は、支持基板４の接合部１７に固定されている。

【0033】

図２に示すように、キャップ基板８は、例えば、単結晶シリコンからなるシリコン層６０と、シリコン層６０の下面を覆う酸化シリコン層６２と、シリコン層６０の上面を覆う酸化シリコン層６４から構成されている。キャップ基板８は、センサ基板６と接合する接合部６６と、接合部６６の下面から所定の深さを有する凹部６８が形成された収容部７０を備えている。図５に示すように、キャップ基板８を下方向から平面視したときに、接合部６６は収容部７０の周囲を覆うように配置されている。収容部７０の凹部６８は、キャップ基板８を下方向から平面視したときに、略長方形状となるように形成されている。凹部６８の深さは、例えば１０〜５０μｍである。凹部６８の内部には、センサ基板６の受圧部４２に対応する位置に、押圧部７２が形成されている。押圧部７２の上面は、接合部６６の上面と同一平面内に位置している。押圧部７２には、突起部７４が形成されている。突起部７４は、例えば多結晶シリコンから構成してもよいし、酸化シリコンから構成してもよいし、アルミニウムなどの金属から構成してもよい。突起部７４は、ＭＥＭＳセンサ２を上方向から平面視したときに、センサ基板６の受圧部４２の中央に位置するように配置されている。突起部７４の高さは、例えば１〜２μｍである。また、突起部７４の面積は、例えば１０μｍ×１０μｍである。接合部６６には、センサ基板６のパッド部５０、パッド部５６および櫛歯電極部５２の支持部５２ａに対応する位置に、複数の貫通電極部７６が形成されている。貫通電極部７６は、図２に示す、酸化シリコン層６４、シリコン層６０および酸化シリコン層６２を貫通しており、図１や図２に示す、酸化シリコン層６４の上面に形成された複数の電極パッド７８と、図４に示す、センサ基板６のパッド部５０、パッド部５６および櫛歯電極部５２の支持部５２ａの間を、電気的に接続している。貫通電極部７６は、例えば、酸化シリコンにより側面を覆われた導電性の多結晶シリコンからなる。電極パッド７８は、例えば、酸化シリコン層６４の上面に配置された導電性の多結晶シリコンと、その多結晶シリコンの上面に配置された金属（例えばアルミニウム）層からなる。

【0034】

本実施例のＭＥＭＳセンサ２を製造する際には、まず支持基板４およびキャップ基板８を、それぞれ別個にエッチングで加工し、形成しておく。次に、支持基板４に未加工のシリコン基板を接合で貼り付け、その後エッチングでシリコン基板を加工し、センサ基板６を形成する。その後に、センサ基板６の上面にキャップ基板８を接合する。これらの基板同士の接合は、例えばＯＨ基接合により行われる。具体的には、それぞれの基板の表面をアルゴンプラズマでクリーニングし、その後に酸素プラズマ中で基板表面を活性化して、窒素ガスをキャリアとして水蒸気を導入して基板表面をＯＨ基で終端させる。その後に、真空中においてウェハレベルで加圧接合し、必要に応じてアニールして接合強度を高める。なお、ＭＥＭＳセンサ２を組み立てた状態では、支持基板４の収容部１９とキャップ基板８の収容部７０により規定される内部空間は真空状態となり、気密に封止されている。

【0035】

本実施例のＭＥＭＳセンサ２では、図２に示すように、センサ基板６の上面にキャップ基板８を接合する際に、センサ基板６の受圧部４２が、キャップ基板８の押圧部７２に形成された突起部７４と当接して押し下げられ、受圧部４２を支持する直線梁部４４が撓み変形して、受圧部４２、櫛歯電極支持部４０および櫛歯電極部３８が凹部１８に向けて押し下げられる。このとき、導線部４８はＺ方向に剛性が低いので、Ｚ方向に撓み変形する。そして、撓み変形しても、受圧部４２とパッド部５０の電気的接続は保たれる。なお、図２では、撓み変形した導線部４８の形状は、簡略化とともに分かりやすくするために、蛇行形状ではなく、直線形状で示してある。この結果、図６に示すように、ＭＥＭＳセンサ２を組み立てた状態では、マス部２４に設けられた櫛歯電極部２６の電極部２６ｂに対して、櫛歯電極部３８の電極部３８ｃは下方に沈み込んで配置される。これにより、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８が段違いの櫛歯電極を形成する。

【0036】

以下では図４を参照しながら、本実施例のＭＥＭＳセンサ２の１軸の角速度センサとしての動作について説明する。例えば、図４の上側の櫛歯電極部３６と櫛歯電極部５２に関して、両者の間に電圧を印加すると、櫛歯電極部３６を櫛歯電極部５２の間に引き込もうとする静電引力が作用して、中継部３０と、板状梁部２８と、マス部２４が、Ｙ方向の正方向に向けて、一体的に変位する。逆に、図４の下側の櫛歯電極部３６と櫛歯電極部５２に関して、両者の間に電圧を印加すると、櫛歯電極部３６を櫛歯電極部５２の間に引き込もうとする静電引力が作用して、中継部３０と、板状梁部２８と、マス部２４が、Ｙ方向の負方向に向けて、一体的に変位する。このような電圧の印加を交互に行なうことによって、マス部２４はＹ方向に励振される。

【0037】

マス部２４がＹ方向に振動している状態で、ＭＥＭＳセンサ２にＸ軸周りの角速度が作用すると、マス部２４にはＺ方向のコリオリ力が作用して、マス部２４はＺ方向に振動する。この際のマス部２４のＺ方向の振動の振幅は、ＭＥＭＳセンサ２に作用するＸ軸周りの角速度の大きさに比例する。マス部２４がＺ方向に振動すると、櫛歯電極部２６が櫛歯電極部３８に対してＺ方向（図６の上下方向）に振動し、両者の対向面積が変化する。この対向面積の変化は、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化として検出することができる。これによって、ＭＥＭＳセンサ２に作用するＸ軸周りの角速度を検出することができる。

【0038】

仮に、図７の（ａ）に示すように、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８が段違いの櫛歯電極として形成されていない場合を考える。この場合に、櫛歯電極部２６が櫛歯電極部３８に対して上方向（Ｚ方向の正方向）に移動すると、図７の（ｂ）に示すように、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の対向面積は減少し、両者の間の静電容量も減少する。逆に、櫛歯電極部２６が櫛歯電極部３８に対して下方向（Ｚ方向の負方向）に移動すると、図７の（ｃ）に示すように、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の対向面積は減少し、両者の間の静電容量も減少する。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８が段違いの櫛歯電極として形成されていない場合には、ＭＥＭＳセンサ２のマス部２４がＺ方向の正方向に動いたか、負方向に動いたかを判別できない。

【0039】

これに対して、本実施例のＭＥＭＳセンサ２では、図８の（ａ）に示すように、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８が段違いの櫛歯電極として形成されている。この場合、櫛歯電極部２６が櫛歯電極部３８に対して上方向（Ｚ方向の正方向）に移動すると、図８の（ｂ）に示すように、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の対向面積は減少して、両者の間の静電容量は減少する。逆に、櫛歯電極部２６が櫛歯電極部３８に対して下方向（Ｚ方向の負方向）に移動すると、図８の（ｃ）に示すように、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の対向面積は増加し、両者の間の静電容量も増加する。このように、動く向きによって静電容量の増減が変わる。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８が段違いの櫛歯電極として形成されている場合には、ＭＥＭＳセンサ２のマス部２４がＺ方向の正方向に動いたか負方向に動いたかを判別することができる。

【0040】

本実施例の容量式の１軸角速度センサとしてのＭＥＭＳセンサ２では、キャップ基板８の押圧部７２に形成された突起部７４が、センサ基板６の受圧部４２に当接して受圧部４２を押し下げることで、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を段違いとしている。突起部７４はスパッタリングやＣＶＤなどの膜厚の制御性がよい方法により形成することができるので、形状にばらつきを生じ難く、経時的な変化も生じ難い。加えて、突起部７４が受圧部４２を押圧することによる直線梁部４４、受圧部４２、櫛歯電極支持部４０、櫛歯電極部３８の変形量は、圧縮応力層を利用して直線梁部４４、受圧部４２、櫛歯電極支持部４０、櫛歯電極部３８に反りを生じさせる場合の変形量に比べて、ばらつきや経時的な変化を生じ難い。従って、本実施例のＭＥＭＳセンサ２によれば、櫛歯電極部３８と櫛歯電極部２６の間の段差量にばらつきや経時的変化を生じることを抑制することができる。

【0041】

（実施例２）
図９は、実施例２の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ８２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ８２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ８２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図９では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ８２では、受圧部４２とアンカ部４６が、折返し梁部８４によって連結されている。折返し梁部８４は、受圧部４２の外側の角部に接続されている。折返し梁部８４を用いることによって、支持基板４に反りを生じた場合であっても、その影響が抑制され、受圧部４２や櫛歯電極部３８が反ることはない。また、本実施例のＭＥＭＳセンサ８２では、１つの受圧部４２に対して、４つの突起部７４が配置されている。このような構成とすることによって、個々の突起部７４の位置や形状がばらついた場合でも、突起部７４の当接による直線梁部４４、受圧部４２、櫛歯電極支持部４０、櫛歯電極部３８の変形量がばらつくことを抑制することができる。

【0042】

（実施例３）
図１０は、実施例３の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ９２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ９２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ９２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１０では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ９２では、受圧部４２とアンカ部４６が、Ｘ方向に沿って伸びる直線梁部９４によって連結されている。直線梁部９４は、受圧部４２のＸ方向の両側の端部にそれぞれ接続されている。すなわち、受圧部４２は、Ｘ方向に関して、直線梁部９４によって両持ち支持されている。このような構成とすると、突起部７４によって受圧部４２が押し下げられる際に、受圧部４２はＹ軸周りに傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部３８も、Ｙ軸周りに傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を平行に維持したまま、段違いの櫛歯電極を形成することができる。

【0043】

（実施例４）
図１１は、実施例４の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ１０２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ１０２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ１０２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１１では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ１０２では、受圧部４２とアンカ部４６が、折返し梁部１０４によって連結されている。折返し梁部１０４は、受圧部４２のＸ方向の両側の端部にそれぞれ接続されている。すなわち、受圧部４２は、Ｘ方向に関して、折返し梁部１０４によって両持ち支持されている。折返し梁部１０４は、Ｘ方向の剛性が高く、Ｙ方向およびＺ方向の剛性が低い形状に形成されている。折返し梁部１０４は、受圧部４２からＸ方向に沿って伸びる第１直線部と、第１直線部からＹ方向に沿って伸びる折返し部と、折返し部からＸ方向に沿って伸びる第２直線部を備えている。折返し梁部１０４を用いることによって、支持基板４に反りを生じた場合であっても、その影響が抑制され、受圧部４２や櫛歯電極部３８が反ることはない。また、受圧部４２のＸ方向の両側の端部を折返し梁部１０４で支持することによって、突起部７４によって受圧部４２が押し下げられる際に、受圧部４２はＹ軸周りに傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部３８も、Ｙ軸周りに傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を平行に維持したまま、段違いの櫛歯電極を形成することができる。

【0044】

（実施例５）
図１２は、実施例５の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ１１２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ１１２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ１１２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１２では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。図１２に示すＭＥＭＳセンサ１１２では、受圧部４２とアンカ部４６が、折返し梁部１１４によって連結されている。折返し梁部１１４は、受圧部４２のＸ方向の内側の角部と外側の角部にそれぞれ接続されている。すなわち、受圧部４２は、Ｘ方向に関して、折返し梁部１１４によって両持ち支持されているとともに、Ｙ方向に関しても、折返し梁部１１４によって両持ち支持されている。折返し梁部１１４を用いることによって、支持基板４に反りを生じた場合であっても、その影響が抑制され、受圧部４２や櫛歯電極部３８が反ることはない。また、受圧部４２のＸ方向の両側の角部を折返し梁部１１４で支持することによって、突起部７４によって受圧部４２が押し下げられる際に、受圧部４２はＸＹ平面に対して傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部３８も、ＸＹ平面に対して傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を平行に維持したまま、段違いの櫛歯電極を形成することができる。また、本実施例のＭＥＭＳセンサ１１２では、１つの受圧部４２に対して、４つの突起部７４が配置されている。このような構成とすることによって、個々の突起部７４の位置や形状がばらついた場合でも、突起部７４の当接による折返し梁部１１４、受圧部４２、櫛歯電極支持部４０、櫛歯電極部３８の変形量がばらつくことを抑制することができる。

【0045】

（実施例６）
図１３は、実施例６の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ１２２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ１２２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ１２２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１３では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ１２２では、受圧部４２とアンカ部４６が、直線梁部１２４によって連結されている。直線梁部１２４は、受圧部４２の角部にそれぞれ接続されている。すなわち、受圧部４２は、Ｘ方向に関して、直線梁部１２４によって両持ち支持されているとともに、Ｙ方向に関しても、直線梁部１２４によって両持ち支持されている。受圧部４２のそれぞれの角部を直線梁部１２４で支持することによって、突起部７４によって受圧部４２が押し下げられる際に、受圧部４２はＸＹ平面に対して傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部３８も、ＸＹ平面に対して傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を平行に維持したまま、段違いの櫛歯電極を形成することができる。また、本実施例のＭＥＭＳセンサ１２２では、１つの受圧部４２に対して、４つの突起部７４が配置されている。このような構成とすることによって、個々の突起部７４の位置や形状がばらついた場合でも、突起部７４の当接による直線梁部１２４、受圧部４２、櫛歯電極支持部４０、櫛歯電極部３８の変形量がばらつくことを抑制することができる。

【0046】

（実施例７）
図１４は、実施例７の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ１３２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ１３２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ１３２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１４では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ１３２では、受圧部４２とアンカ部４６が、Ｘ方向に沿って伸びる第１直線梁部１３４と、Ｙ方向に沿って伸びる第２直線梁部１３６によって連結されている。第１直線梁部１３４は、受圧部４２のＸ方向の両側の端部にそれぞれ接続されている。第２直線梁部１３６は、受圧部４２のＹ方向の両側の端部にそれぞれ接続されている。すなわち、受圧部４２は、Ｘ方向に関して、第１直線梁部１３４によって両持ち支持されているとともに、Ｙ方向に関して、第２直線梁部１３６によって両持ち支持されている。受圧部４２のＸ方向の両側の端部を第１直線梁部１３４で支持し、受圧部４２のＹ方向の両側の端部を第２直線梁部１３６で支持することによって、突起部７４によって受圧部４２が押し下げられる際に、受圧部４２はＸＹ平面に対して傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部３８も、ＸＹ平面に対して傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を平行に維持したまま、段違いの櫛歯電極を形成することができる。

【0047】

（実施例８）
図１５は、実施例８の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ１４２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ１４２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ１４２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１５では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ１４２では、受圧部４２とアンカ部４６が、蛇行梁部１４４によって連結されている。蛇行梁部１４４は、受圧部４２の角部にそれぞれ接続されている。すなわち、受圧部４２は、Ｘ方向に関して、蛇行梁部１４４によって両持ち支持されているとともに、Ｙ方向に関しても、蛇行梁部１４４によって両持ち支持されている。受圧部４２のそれぞれの角部を蛇行梁部１４４で支持することによって、突起部７４によって受圧部４２が押し下げられる際に、受圧部４２はＸＹ平面に対して傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部３８も、ＸＹ平面に対して傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を平行に維持したまま、段違いの櫛歯電極を形成することができる。

【0048】

（実施例９）
図１６は、実施例９の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ１５２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ１５２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ１５２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１６では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ１５２では、櫛歯電極部３８の連結部３８ａのＹ方向の両端に受圧部４２が設けられており、導線部４８は連結部３８ａとパッド部５０の間を連結している。受圧部４２とアンカ部４６は、Ｘ方向に沿って伸びる直線梁部１５４によって連結されている。直線梁部１５４は、受圧部４２のＸ方向の両側の端部にそれぞれ接続されている。すなわち、受圧部４２は、Ｘ方向に関して、直線梁部１５４によって両持ち支持されている。本実施例のＭＥＭＳセンサ１５２では、受圧部４２がＸ方向に関して直線梁部１５４に両持ち支持されているため、突起部７４によって受圧部４２が押し下げられる際に、受圧部４２はＹ軸周りに傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部３８も、Ｙ軸周りに傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。さらに、本実施例のＭＥＭＳセンサ１５２では、櫛歯電極部３８がＹ方向に関して２つの受圧部４２に両持ち支持されているため、突起部７４によって受圧部４２が押し下げられる際に、櫛歯電極部３８はＸ軸周りに傾斜することなく、下方向（Ｚ方向の負方向）へ沈み込む。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を平行に維持したまま、段違いの櫛歯電極を形成することができる。

【0049】

（実施例１０）
図１７は、実施例１０の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ１６２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ１６２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ１６２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１７では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ１６２は、受圧部４２近傍の構造に関して、図１４に示す実施例７のＭＥＭＳセンサ１３２と同様の構成子を備えている。図１７に示す本実施例のＭＥＭＳセンサ１６２は、板状梁部２８と中継部３０を備えておらず、マス部２４のＹ方向の両側の端部に、櫛歯電極部３６が設けられている。また、マス部２４のそれぞれの角部は、折返し梁部１６４を介して、アンカ部３４に連結されている。折返し梁部１６４は、マス部２４からＸ方向に沿って伸びる第１直線部１６４ａと、第１直線部１６４ａからＹ方向に沿って伸びる折返し部１６４ｂと、折返し部１６４ｂからＸ方向に沿って伸びてアンカ部３４に連結する第２直線部１６４ｃを備えている。折返し梁部１６４は、Ｘ方向の剛性が高く、Ｙ方向およびＺ方向の剛性が低い形状に形成されている。本実施例のＭＥＭＳセンサ１６２でも、図１４に示すＭＥＭＳセンサ１３２と同様に、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８を平行に維持したまま、段違いの櫛歯電極を形成することができる。

【0050】

（実施例１１）
図１８は、実施例１１の、容量式の１軸の角速度センサである、ＭＥＭＳセンサ１７２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ１７２は、実施例１のＭＥＭＳセンサ２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、本実施例のＭＥＭＳセンサ１７２について、実施例１のＭＥＭＳセンサ２と相違する点のみを説明する。なお、図１８では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。本実施例のＭＥＭＳセンサ１７２では、受圧部４２とアンカ部４６は、Ｙ方向に沿って伸びるねじり梁部１７４によって連結されている。ねじり梁部１７４は、受圧部４２のＹ方向の両端において、Ｘ方向の中央部に連結されている。すなわち、受圧部４２は、Ｙ方向に関して、ねじり梁部１７４によって両持ち支持されている。また、本実施例のＭＥＭＳセンサ１７２では、突起部７４が受圧部４２の中央には配置されていない。一方の受圧部４２（図１８の右側の受圧部４２）に対応する突起部７４は、受圧部４２のねじり梁部１７４との接続部１７４ａよりもＸ方向の外側（マス部２４から見て遠い側）に配置されており、他方の受圧部４２（図１８の左側の受圧部４２）に対応する突起部７４は、受圧部４２のねじり梁部１７４との接続部１７４ａよりもＸ方向の内側（マス部２４から見て近い側）に配置されている。

【0051】

図１９は、本実施例のＭＥＭＳセンサ１７２を組み立てた状態を示している。対応する突起部７４がねじり梁部１７４との接続部１７４ａよりも外側に位置する受圧部４２（図１９の右側の受圧部４２）は、突起部７４の当接によってねじり梁部１７４がねじり変形して、Ｘ方向の外側の端部が押し下げられ、Ｘ方向の内側の端部が持ち上げられるように、受圧部４２がＹ軸周りに傾斜する。このため、この受圧部４２に支持されている櫛歯電極部３８（図１９の右側の櫛歯電極部３８）は、Ｘ方向の内側の端部が持ち上げられるように、Ｙ軸周りに傾斜する。逆に、対応する突起部７４がねじり梁部１７４との接続部１７４ａよりも内側に位置する受圧部４２（図１９の左側の受圧部４２）は、突起部７４の当接によってねじり梁部１７４がねじり変形して、Ｘ方向の内側の端部が押し下げられ、Ｘ方向の外側の端部が持ち上げられるように、受圧部４２がＹ軸周りに傾斜する。このため、この受圧部４２に支持されている櫛歯電極部３８（図１９の左側の櫛歯電極部３８）は、Ｘ方向の内側の端部が押し下げられるように、Ｙ軸周りに傾斜する。このような構成とすることによって、一方の（図１８の右側の）櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間で形成される段差と、他方の（図１８の左側の）櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間で形成される段差を、逆向きに形成することができる。言い換えると、一方の櫛歯電極部３８の櫛歯電極部２６に対するオフセットの方向を、他方の櫛歯電極部３８の櫛歯電極部２６に対するオフセットの方向とは、反対方向にすることができる。このような構成とすることによって、差動構造を有するＭＥＭＳセンサ１７２を実現することができる。

【0052】

（実施例１２）
図２０は本実施例のＭＥＭＳセンサ２０２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ２０２は、図１６に示す実施例９のＭＥＭＳセンサ１５２と同様の構成を備える角速度センサ２０４，２０６を、Ｙ方向に２つ並べて配置し、両者の間を連結梁２０８によって連結した構成を有している。つまり、本構成で、差動型の容量式１軸角速度センサとなる。なお、図２０では、センサ基板６と、キャップ基板８の突起部７４のみを図示しており、支持基板４と、キャップ基板８の突起部７４以外の部分を図示していない。また、図２０では、上下方向をＸ方向とし、左右方向をＹ方向として図示している。連結梁２０８は、角速度センサ２０４の角速度センサ２０６に近い側の中継部３０と、角速度センサ２０６の角速度センサ２０４に近い側の中継部３０の間を連結している。

【0053】

連結梁２０８は、角速度センサ２０４の中継部３０からＹ方向に沿って伸びる直線部２０８ａと、角速度センサ２０６の中継部３０からＹ方向に沿って伸びる直線部２０８ｂと、直線部２０８ａと直線部２０８ｂが連結された、Ｘ方向に長手方向を有する長方形の枠形状を有する長方形枠部２０８ｃを備えている。直線部２０８ａと直線部２０８ｂは、それぞれ長方形枠部２０８ｃのＸ方向の中間部に接続している。また、角速度センサ２０４の角速度センサ２０６に近い側の櫛歯電極部３６は、直線部２０８ａの両側に配置された櫛歯電極部２１０、２１２に対向して配置されており、角速度センサ２０６の角速度センサ２０４に近い側の櫛歯電極部３６は、直線部２０８ｂの両側に配置された櫛歯電極部２１４，２１６に対向して配置されている。櫛歯電極部２１０，２１２，２１４，２１６は、それぞれ、長手方向がＸ方向に沿った長方形状の支持部２１０ａ，２１２ａ，２１４ａ，２１６ａと、支持部２１０ａ，２１２ａ，２１４ａ，２１６ａからＹ方向に沿って伸びる電極部２１０ｂ，２１２ｂ，２１４ｂ，２１６ｂを備えている。支持部２１０ａ，２１２ａ，２１４ａ，２１６ａは、それぞれ、支持基板４の接合部１７に固定されている。電極部２１０ｂ，２１２ｂ，２１４ｂ，２１６ｂは、それぞれ、櫛歯電極部３６とＸ方向に関して対向して配置されている。なお、支持部２１０ａ，２１２ａ，２１４ａ，２１６ａには、それぞれ別個に、対応する貫通電極部７６（図２参照）と電極パッド７８（図１参照）が設けられている。本実施例のＭＥＭＳセンサ２０２では、櫛歯電極部２１０，２１２は、角速度センサ２０４のＹ方向の励振をモニタするモニタ電極として機能し、櫛歯電極部２１４，２１６は、角速度センサ２０６のＹ方向の励振をモニタするモニタ電極として機能する。

【0054】

本実施例のＭＥＭＳセンサ２０２の動作について説明する。本実施例のＭＥＭＳセンサ２０２では、角速度センサ２０４の角速度センサ２０６から遠い側の（図２０の左側の）櫛歯電極部３６と櫛歯電極部５２の間へ電圧の印加を繰り返し、さらに角速度センサ２０６の角速度センサ２０４から遠い側の（図２０の右側の）櫛歯電極部３６と櫛歯電極部５２の間へ電圧の印加を繰り返すことで、角速度センサ２０４のマス部２４と角速度センサ２０６のマス部２４が、音叉振動する。すなわち、角速度センサ２０４のマス部２４と、角速度センサ２０６のマス部２４が、Ｙ方向に互いに逆向きに振動する。この際に、角速度センサ２０４と角速度センサ２０６は連結梁２０８によって連結されているので、両者の間に位相ズレを生じることなく、Ｙ方向に逆相モードで振動させ続けることができる。

【0055】

このように角速度センサ２０４と角速度センサ２０６を音叉振動させている状態で、ＭＥＭＳセンサ２０２にＸ軸周りの角速度が作用すると、角速度センサ２０４のマス部２４と角速度センサ２０６のマス部２４にはそれぞれＺ方向に逆向きのコリオリ力が作用して、角速度センサ２０４のマス部２４と角速度センサ２０６のマス部２４は互いに逆位相でＺ方向に振動する。例えば、角速度センサ２０４のマス部２４が上方向に動き、角速度センサ２０６のマス部２４が下方向に動くとする。このとき、角速度センサ２０４の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量は、図８の（ｂ）のように、減少する。逆に、角速度センサ２０６の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量は、図８の（ｃ）のように、増加する。従って、角速度センサ２０４の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化と、角速度センサ２０６の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化を、差動検出することによって、ＭＥＭＳセンサ２０２に作用するＸ軸周りの角速度を検出することができる。

【0056】

なお、ＭＥＭＳセンサ２０２にＺ軸方向の加速度が作用した場合も、角速度センサ２０４のマス部２４と角速度センサ２０６のマス部２４はそれぞれＺ方向に変位するが、この場合、角速度センサ２０４のマス部２４と角速度センサ２０６のマス部２４は互いに同位相でＺ方向に変位する。従って、角速度センサ２０４の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化と、角速度センサ２０６の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化を、差動検出することによって、ＭＥＭＳセンサ２０２に作用するＺ方向の加速度の影響を排除して、ＭＥＭＳセンサ２０２に作用するＸ軸周りの角速度を正確に検出することができる。

【0057】

（実施例１３）
図２１は本実施例の、容量式の２軸角速度センサであるＭＥＭＳセンサ２２２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ２２２は、図２０に示す実施例１２のＭＥＭＳセンサ２０２の角速度センサ２０４，２０６と同様の構成を備える角速度センサ２２４，２２６を、Ｙ方向に２つ並べて配置し、実施例１２のＭＥＭＳセンサ２０２の角速度センサ２０４，２０６を一部変更して、Ｚ軸周りに９０度回転させた角速度センサ２２８，２３０を、Ｘ方向に２つ並べて配置し、これらの角速度センサ２２４，２２６，２２８，２３０を、連結梁２３２によって連結した構成を有している。角速度センサ２２８，２３０は、受圧部４２および対応する突起部７４を有しておらず、角速度センサ２２８，２３０の櫛歯電極部３８は、櫛歯電極支持部４０を介してパッド部５０に連結されている。すなわち、角速度センサ２２８，２３０では、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８は、段違いの櫛歯電極を形成していない。また、図２１においてＸ方向の正方向を上にして紙面を見たとき、角速度センサ２２８，２３０の左側に配置される櫛歯電極部２６では、櫛歯電極部２６の電極部は、Ｙ方向の負方向で隣接する櫛歯電極部３８の電極部との距離が近く、Ｙ方向の正方向で隣接する櫛歯電極部３８の電極部との距離が遠くなるように配置されている。一方、図２１においてＸ方向の正方向を上にして紙面を見たとき、角速度センサ２２８，２３０の右側に配置される櫛歯電極部２６では、櫛歯電極部２６の電極部は、Ｙ方向の正方向で隣接する櫛歯電極部３８の電極部との距離が近く、Ｙ方向の負方向で隣接する櫛歯電極部３８の電極部との距離が遠くなるように配置されている。また、角速度センサ２２８，２３０では、Ｙ方向の剛性が低い直線梁２３４によって、マス部２４と中継部３０が連結されている。角速度センサ２２８，２３０では、マス部２４がＹ方向に変位したときに、互いに近接する櫛歯電極部２６の電極部と櫛歯電極部３８の電極部の間の距離が変化し、両者の間の静電容量が変化する。なお、角速度センサ２２８の櫛歯電極部２３５，２３６は、角速度センサ２２８のＸ方向の励振をモニタするモニタ電極として機能し、角速度センサ２３０の櫛歯電極部２３７，２３８は、角速度センサ２３０のＸ方向の励振をモニタするモニタ電極として機能する。

【0058】

連結梁２３２は、角速度センサ２２４の中継部３０からＹ方向に沿って伸びる直線部２３２ａと、角速度センサ２２６の中継部３０からＹ方向に沿って伸びる直線部２３２ｂと、角速度センサ２２８の中継部３０からＸ方向に沿って伸びる直線部２３２ｃと、角速度センサ２３０の中継部３０からＸ方向に沿って伸びる直線部２３２ｄと、Ｘ方向の両端部およびＹ方向の両端部に頂点を有する菱形形状の菱形枠部２３２ｅを備えている。直線部２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ，２３２ｄは、それぞれ菱形枠部２３２ｅの頂点に接続している。

【0059】

本実施例のＭＥＭＳセンサ２２２の動作について説明する。本実施例のＭＥＭＳセンサ２２２では、角速度センサ２２４，２２６，２２８，２３０が連結梁２３２によって連結されているので、それぞれの角速度センサ２２４，２２６，２２８，２３０の櫛歯電極部３６と櫛歯電極部５２への電圧の印加を繰り返すことで、それぞれの角速度センサ２２４，２２６，２２８，２３０が音叉振動する。すなわち、角速度センサ２２４のマス部２４と角速度センサ２２６のマス部２４が、Ｙ方向に互いに逆位相で振動するとともに、角速度センサ２２８のマス部２４と角速度センサ２３０のマス部２４が、Ｘ方向に互いに逆位相で振動する。加えて、角速度センサ２２４のマス部２４と角速度センサ２２６のマス部２４がＹ方向に互いに近づくときには、角速度センサ２２８のマス部２４と角速度センサ２３０のマス部２４はＸ方向に互いに離れ、角速度センサ２２４のマス部２４と角速度センサ２２６のマス部２４がＹ方向に互いに離れるときには、角速度センサ２２８のマス部２４と角速度センサ２３０のマス部２４はＸ方向に互いに近づく。

【0060】

このように音叉振動させている状態で、ＭＥＭＳセンサ２２２にＸ軸周りの角速度が作用すると、角速度センサ２２４のマス部２４と角速度センサ２２６のマス部２４にはそれぞれＺ方向に逆向きのコリオリ力が作用して、角速度センサ２２４のマス部２４と角速度センサ２２６のマス部２４は互いに逆位相でＺ方向に振動する。例えば、角速度センサ２２４のマス部２４が上方向に動き、角速度センサ２２６のマス部２４が下方向に動くとする。このとき、角速度センサ２２４の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量は、図８の（ｂ）のように、減少する。逆に、角速度センサ２２６の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量は、図８の（ｃ）のように、増加する。従って、角速度センサ２２４の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化と、角速度センサ２２６の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化を、差動検出することによって、ＭＥＭＳセンサ２２２に作用するＸ軸周りの角速度を検出することができる。なお、ＭＥＭＳセンサ２２２にＺ方向の加速度が作用した場合も、角速度センサ２２４のマス部２４と角速度センサ２２６のマス部２４はそれぞれＺ方向に変位するが、この場合、角速度センサ２２４のマス部２４と角速度センサ２２６のマス部２４は互いに同位相でＺ方向に変位する。従って、角速度センサ２２４の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化と、角速度センサ２２６の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化を、差動検出することによって、ＭＥＭＳセンサ２２２に作用するＺ方向の加速度の影響を排除して、ＭＥＭＳセンサ２２２に作用するＸ軸周りの角速度を正確に検出することができる。

【0061】

また、上記のように音叉振動させている状態で、ＭＥＭＳセンサ２２２にＺ軸周りの角速度が作用すると、角速度センサ２２８のマス部２４と角速度センサ２３０のマス部２４にはそれぞれＹ方向に逆向きのコリオリ力が作用して、角速度センサ２２８のマス部２４と角速度センサ２３０のマス部２４は互いに逆位相でＹ方向に振動する。例えば、角速度センサ２２８のマス部２４がＹ方向正方向に動き、角速度センサ２３０のマス部２４がＹ方向負方向に動くとする。このとき、角速度センサ２２８の左側にある櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量は、電極間隔が増加するため、減少する。逆に、角速度センサ２２８の右側にある櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量は、電極間隔が減少するため、増加する。一方、角速度センサ２３０の左側にある櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量は、電極間隔が減少するため、増加する。逆に、角速度センサ２３０の右側にある櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量は、電極間隔が増加するため、減少する。このように、角速度センサ２２８、２３０のそれぞれで、左側と右側の櫛歯電極が差動電極構造になっている。従って、角速度センサ２２８の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化と、角速度センサ２３０の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化を、差動検出することによって、ＭＥＭＳセンサ２２２に作用するＺ軸周りの角速度を検出することができる。なお、ＭＥＭＳセンサ２２２にＹ方向の加速度が作用した場合も、角速度センサ２２８のマス部２４と角速度センサ２３０のマス部２４はそれぞれＹ方向に変位するが、この場合、角速度センサ２２８のマス部２４と角速度センサ２３０のマス部２４は互いに同位相でＹ方向に変位する。従って、角速度センサ２２８の左側と右側の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化を差動検出し、そして、角速度センサ２３０の左側と右側の櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化を差動検出することによって、ＭＥＭＳセンサ２２２に作用するＹ方向の加速度の影響を排除して、ＭＥＭＳセンサ２２２に作用するＺ軸周りの角速度を正確に検出することができる。

【0062】

（実施例１４）
図２２は本実施例の、容量式の２軸角速度センサであるＭＥＭＳセンサ２４２を示している。本実施例のＭＥＭＳセンサ２４２は、図１６に示す実施例９のＭＥＭＳセンサ１５２について、一部を変更した形態を備えている。本実施例のＭＥＭＳセンサ２４２では、中継部３０のＹ方向の外側の端部には、櫛歯電極部２４４が設けられている。櫛歯電極部２４４は、中継部３０からＹ方向に沿って伸びる支持部２４４ａと、支持部２４４ａからＹ方向に沿って伸びる電極部２４４ｂを備えている。また、櫛歯電極部２４４に対応して、櫛歯電極部２４６が設けられている。櫛歯電極部２４６は、長手方向がＸ方向に沿った長方形状の連結部２４６ａと、連結部２４６ａからＹ方向に沿って伸びる支持部２４６ｂと、支持部２４６ｂからＹ方向に沿って伸びる電極部２４６ｃを備えている。櫛歯電極部２４６の電極部２４６ｃは、櫛歯電極部２４４の電極部２４４ｂと、Ｙ方向に関して対向して配置されている。すなわち、櫛歯電極部２４６と櫛歯電極部２４４は、互いに噛み合うように配置されている。図２２においてＹ方向の正方向を上にして紙面を見たとき、ＭＥＭＳセンサ２４２の上側に配置される櫛歯電極部２４６では、櫛歯電極部２４６の電極部２４６ｃは、Ｙ方向の正方向で隣接する櫛歯電極部２４４の電極部２４４ｂとの距離が近く、Ｙ方向の負方向で隣接する櫛歯電極部２４４の電極部２４４ｂとの距離が遠くなるように配置されている。一方、図２２においてＹ方向の正方向を上にして紙面を見たとき、ＭＥＭＳセンサ２４２の下側に配置される櫛歯電極部２４６では、櫛歯電極部２４６の電極部２４６ｃは、Ｙ方向の負方向で隣接する櫛歯電極部２４４の電極部２４４ｂとの距離が近く、Ｙ方向の正方向で隣接する櫛歯電極部２４４の電極部２４４ｂとの距離が遠くなるように配置されている。ＭＥＭＳセンサ２４２では、マス部２４がＹ方向に変位したときに、互いに近接する櫛歯電極部２４４の電極部２４４ｂと櫛歯電極部２４６の電極部２４６ｃの間の距離が変化し、両者の間の静電容量が変化する。櫛歯電極部２４６は、櫛歯電極支持部２４８を介して、パッド部２５０に連結している。パッド部２５０は、支持基板４の接合部１７に固定されている。

【0063】

本実施例のＭＥＭＳセンサ２４２の動作について説明する。ＭＥＭＳセンサ２４２にＹ方向の加速度が作用すると、マス部２４はＹ方向に変位する。例えば、マス部２４がＹ方向正方向に動いたとする。このとき、上側にある櫛歯電極部２４４と櫛歯電極部２４６の間の静電容量は、電極間隔が増加するため、減少する。逆に、下側にある櫛歯電極部２４４と櫛歯電極部２４６の間の静電容量は、電極間隔が減少するため、増加する。従って、上側と下側の櫛歯電極部２４４と櫛歯電極部２４６の間の静電容量の変化を差動検出することで、ＭＥＭＳセンサ２４２に作用するＹ方向の加速度を検出することができる。また、ＭＥＭＳセンサ２４２にＺ方向の加速度が作用すると、マス部２４はＺ方向に変位する。従って、櫛歯電極部２６と櫛歯電極部３８の間の静電容量の変化を検出することで、ＭＥＭＳセンサ２４２に作用するＺ方向の加速度を検出することができる。

【0064】

上記の各実施例では、突起部７４がキャップ基板８の押圧部７２に形成されている構成について説明したが、突起部７４はセンサ基板６の受圧部４２に形成されていてもよい。

【0065】

上記の各実施例で述べたＭＥＭＳセンサの構造は、Ｚ方向の変位を段違いの櫛歯電極によるスライド方向の容量変化として検出する。だから、温度変化によって基板に反りが発生したときでも、櫛歯電極の間隔が変化しない（ギャップクロージングにはならない）。そのため、温度変化によって段違いの櫛歯電極の初期容量が変化することを抑制している。

【0066】

各ＭＥＭＳセンサのマス部を支持する支持梁が、基板反りの影響による応力を緩和する折返し梁であること、支持基板とキャップ基板の厚さがほぼ等しく温度変化により基板が反り難い構造であること、受圧部につながった櫛歯電極部が応力を緩和する折返し梁で支持されていることから、温度変化によって段違いの櫛歯電極の初期容量が変化することをさらに抑制している。

【0067】

以上のことから、本発明のＭＥＭＳセンサは、温度変化に対してロバストで、温度変化による零点変動が小さい特性を備える。

【0068】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【0069】

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0070】

２：ＭＥＭＳセンサ； ４：支持基板； ６：センサ基板； ８：キャップ基板； １０：積層基板； １２：シリコン層； １４：酸化シリコン層； １６：酸化シリコン層； １７：接合部； １８：凹部； １９：収容部； ２０：凸部； ２２：シリコン層； ２４：マス部； ２６：櫛歯電極部； ２６ａ：支持部； ２６ｂ：電極部； ２８：板状梁部； ３０：中継部； ３２：折返し梁部； ３２ａ：第１直線部； ３２ｂ：折返し部； ３２ｃ：第２直線部； ３４：アンカ部； ３６：櫛歯電極部； ３８：櫛歯電極部； ３８ａ：連結部； ３８ｂ：支持部； ３８ｃ：電極部； ４０：櫛歯電極支持部； ４２：受圧部； ４４：直線梁部； ４６：アンカ部； ４８：導線部； ５０：パッド部； ５２：櫛歯電極部； ５２ａ：支持部； ５２ｂ：電極部； ５４：導線部； ５６：パッド部； ５８：周辺部； ６０：シリコン層； ６２：酸化シリコン層； ６４：酸化シリコン層； ６６：接合部； ６８：凹部； ７０：収容部； ７２：押圧部； ７４：突起部； ７６：貫通電極部； ７８：電極パッド； ８２：ＭＥＭＳセンサ； ８４：折返し梁部； ９２：ＭＥＭＳセンサ； ９４：直線梁部； １０２：ＭＥＭＳセンサ； １０４：折返し梁部； １１２：ＭＥＭＳセンサ； １１４：折返し梁部； １２２：ＭＥＭＳセンサ； １２４：直線梁部； １３２：ＭＥＭＳセンサ； １３４：第１直線梁部； １３６：第２直線梁部； １４２：ＭＥＭＳセンサ； １４４：蛇行梁部； １５２：ＭＥＭＳセンサ； １５４：直線梁部； １６２：ＭＥＭＳセンサ； １６４：折返し梁部； １６４ａ：第１直線部； １６４ｂ：折返し部； １６４ｃ：第２直線部； １７２：ＭＥＭＳセンサ； １７４：ねじり梁部； １７４ａ：接続部； ２０２：ＭＥＭＳセンサ； ２０４：角速度センサ； ２０６：角速度センサ； ２０８：連結梁； ２０８ａ：直線部； ２０８ｂ：直線部； ２０８ｃ：長方形枠部； ２１０：櫛歯電極部； ２１０ａ：支持部； ２１０ｂ：電極部； ２１２：櫛歯電極部； ２１２ａ：支持部； ２１２ｂ：電極部； ２１４：櫛歯電極部； ２１４ａ：支持部； ２１４ｂ：電極部； ２１６：櫛歯電極部； ２１６ａ：支持部； ２１６ｂ：電極部； ２２２：ＭＥＭＳセンサ； ２２４：角速度センサ； ２２６：角速度センサ； ２２８：角速度センサ； ２３０：角速度センサ； ２３２：連結梁； ２３２ａ：直線部； ２３２ｂ：直線部； ２３２ｃ：直線部； ２３２ｄ：直線部； ２３２ｅ：菱形枠部； ２３４：直線梁； ２３５：櫛歯電極部； ２３６：櫛歯電極部； ２３７：櫛歯電極部； ２３８：櫛歯電極部； ２４２：ＭＥＭＳセンサ； ２４４：櫛歯電極部； ２４４ａ：支持部； ２４４ｂ：電極部； ２４６：櫛歯電極部； ２４６ａ：連結部； ２４６ｂ：支持部； ２４６ｃ：電極部； ２４８：櫛歯電極支持部； ２５０：パッド部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】