(57)【要約】【課題】高い測定精度を有することができる物理量センサーを提供する。【解決手段】物理量センサー１００は、基板１０と、基板１０上に配置されている可動部８６と、可動部８６から延出している可動電極部８７と、基板１０に少なくとも一部が固定され、可動電極部８７に対向して延出している固定電極部８８，８９と、基板１０に設けられ、固定電極部８８，８９の延出の方向と交差する方向に延出し、固定電極部８８，８９と電気的に接続されている配線２０，２２と、を含み、固定電極部８８，８９には、平面視で配線２０，２２と交差する部分に配線２０，２２が通る凹部８ａ、８ｂが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置されている可動部と、
前記可動部から延出している可動電極部と、
前記基板に少なくとも一部が固定され、前記可動電極部に対向して延出している固定電極部と、
前記基板に設けられ、前記固定電極部の前記延出の方向と交差する方向に延出し、前記固定電極部と電気的に接続されている配線と、
を含み、
前記固定電極部には、平面視で前記配線と交差する部分に前記配線が通る凹部が設けられている、物理量センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記固定電極部の前記延出の方向において、前記固定電極部の前記基板に固定されている部分の長さが、前記固定電極部の全長の１／２以上である、物理量センサー。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記可動電極部の厚さは、前記固定電極部の厚さよりも小さい、物理量センサー。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記固定電極部の一面が前記基板に固定されている、物理量センサー。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記固定電極部の接合面および前記配線の形成面は、同一平面上にある、物理量センサー。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記配線は、前記凹部内において、前記固定電極部と接続されている、物理量センサー。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記基板と前記可動部との間の距離は、前記凹部の深さと同じ大きさである、物理量センサー。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記基板の材質は、ガラスであり、
前記固定電極部の材質は、シリコンである、物理量センサー。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の物理量センサーを含む、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサーおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばシリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて、小型で高感度の物理量センサーを実現する技術が注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＭＥＭＳ技術を用いて半導体基板を加工することで、物理量に応じて動作する可動電極、および可動電極と間隙を介して対向配置された固定電極を形成し、この可動電極と固定電極との間の静電容量に基づいて、加速度や角速度等の種々の物理量を検出できるようにした物理量センサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９２４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１の物理量センサーでは、固定電極は、一方の端部のみが固定され、大部分が基板から離間している片持ち支持構造となっている。このような物理量センサーでは、固定電極の基板から離間した部分が、自重や静電引力で曲がったり、加速度が印加された場合に変位したりする場合がある。これにより、可動電極と固定電極との間の静電容量が変動してしまい、センサーの測定精度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、高い測定精度を有することができる物理量センサーを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記の物理量センサーを含む電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００８】
［適用例１］
本適用例に係る物理量センサーは、
基板と、
前記基板上に配置されている可動部と、
前記可動部から延出している可動電極部と、
前記基板に少なくとも一部が固定され、前記可動電極部に対向して延出している固定電極部と、
前記基板に設けられ、前記固定電極部の前記延出の方向と交差する方向に延出し、前記固定電極部と電気的に接続されている配線と、
を含み、
前記固定電極部には、平面視で前記配線と交差する部分に前記配線が通る凹部が設けられている。
【０００９】
このような物理量センサーによれば、固定電極部には、平面視で配線と交差する部分に
配線が通る凹部が設けられている。そのため、固定電極部の延出の方向において、固定電極部の基板に固定されている部分の長さを、固定電極部の全長の１／２以上とすることができる。したがって、固定電極部が変位することによって可動電極部と固定電極部との間の静電容量が変動することを抑制することができる。これにより、高い測定精度を有することができる。
【００１０】
［適用例２］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記固定電極部の前記延出の方向において、前記固定電極部の前記基板に固定されている部分の長さが、前記固定電極部の全長の１／２以上であってもよい。
【００１１】
このような物理量センサーによれば、固定電極部が変位することによって可動電極部と固定電極部との間の静電容量が変動することを抑制することができる。これにより、高い測定精度を有することができる。
【００１２】
［適用例３］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記可動電極部の厚さは、前記固定電極部の厚さよりも小さくてもよい。
【００１３】
このような物理量センサーによれば、可動電極部が厚さ方向に変位することによる誤検出を防ぐことができ、より検出精度を高めることができる。
【００１４】
［適用例４］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記固定電極部の一面が前記基板に固定されていてもよい。
【００１５】
このような物理量センサーによれば、固定電極部が変位することによって可動電極部と固定電極部との間の静電容量が変動することを、より抑制することができる。
【００１６】
［適用例５］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記固定電極部の接合面および前記配線の形成面は、同一平面上にあってもよい。
【００１７】
このような物理量センサーによれば、製造工程を簡略化することができる。
【００１８】
［適用例６］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記配線は、前記凹部内において、前記固定電極部と接続されていてもよい。
【００１９】
このような物理量センサーによれば、基板に配線を配置するための溝部や凹部等を形成しなくてもよいため、製造が容易である。
【００２０】
［適用例７］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記基板と前記可動部との間の距離は、前記凹部の深さと同じ大きさであってもよい。
【００２１】
このような物理量センサーによれば、例えば、製造工程において、可動部と凹部とを同じエッチング工程で形成することができる。したがって、製造工程を簡略化することができる。
【００２２】
［適用例８］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記基板の材質は、ガラスであり、
前記固定電極部の材質は、シリコンであってもよい。
【００２３】
このような物理量センサーによれば、例えば基板と固定電極部とを陽極接合によって接合することができるため、基板と固定電極部とを強固に接合することができる。
【００２４】
［適用例９］
本適用例に係る電子機器は、
本適用例に係る物理量センサーを含む。
【００２５】
このような電子機器によれば、本適用例に係る物理量センサーを含むため、高い測定精度を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図３】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図４】第１実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】第１実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】第１実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】第１実施形態の変形例に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図９】第２実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図１０】第２実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図１１】第２実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図１２】第３実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
【図１３】第３実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
【図１４】第３実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２８】
１．第１実施形態
１．１．  物理量センサー
まず、第１実施形態に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、便宜上、図１では、蓋体５０を透視して図示している。また、図１〜図３では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
【００２９】
物理量センサー１００は、例えば、水平方向（Ｘ軸方向）の加速度を検出する加速度センサー（静電容量型ＭＥＭＳ加速度センサー）である。物理量センサー１００は、図１〜図３に示すように、基板１０と、基板１０上に設けられている配線２０，２２，２４と、
可動部８６、可動電極部８７、および固定電極部８８，８９を含んで構成されている素子片８０と、を含む。さらに、物理量センサー１００は、例えば、接続端子３０，３２，３４と、蓋体５０と、を含む。
【００３０】
基板１０の材質は、例えば、ガラスである。基板１０は、例えば、平板状である。基板１０の形状は、図示の例では、直方体である。基板１０は、上面１１と、上面１１と反対側の下面１２と、を有している。基板１０の上面１１および下面１２は、平坦である。
【００３１】
配線２０は、基板１０の上面１１に設けられている。配線２０は、固定電極部８８，８９の延出方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向）に延出している部分を有する。配線２０は、第１固定電極部８８と電気的に接続されている。図示の例では、配線２０は、第１固定電極部８８の凹部８ａ内において、コンタクト部４０を介して、第１固定電極部８８と電気的に接続されている。配線２０は、接続端子３０と複数の第１固定電極部８８とを電気的に接続している。配線２０は、第２固定電極部８９の凹部８ｂ内を通っている。これにより、配線２０は、第２固定電極部８９と電気的に絶縁された状態で、第２固定電極部８９と交差することができる。
【００３２】
配線２２は、基板１０の上面１１に設けられている。配線２２は、固定電極部８８，８９の延出方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向）に延出している部分を有する。配線２２は、第２固定電極部８９と電気的に接続されている。図示の例では、配線２２は、第２固定電極部８９の凹部８ｂ内において、コンタクト部４２を介して、第２固定電極部８９と電気的に接続されている。配線２２は、接続端子３２と複数の第２固定電極部８９とを電気的に接続している。配線２２は、第１固定電極部８８の凹部８ｂ内を通っている。これにより、配線２２は、第１固定電極部８８と電気的に絶縁された状態で、第１固定電極部８８と交差することができる。
【００３３】
配線２４は、基板１０の上面１１に設けられている。配線２４は、第１固定部８１と電気的に接続されている。図示の例では、配線２４は、コンタクト部４４を介して、第１固定部８１と電気的に接続されている。配線２４は、接続端子３４と第１固定部８１とを電気的に接続している。
【００３４】
配線２０，２２，２４の厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）は、例えば、１０ｎｍ以上１μｍ以下である。配線２０，２２，２４の材質は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｄｏｐｅｄ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ガリウムがドープされた酸化亜鉛、アルミニウム、金、白金、チタン、タングステン、クロム等である。配線２０，２２，２４として、ＩＴＯ等の透明電極材料を用いた場合、基板１０が透明である場合に、例えば、配線２０，２２，２４上の異物の検査を、基板１０の下面１２側から観察することで、簡便に行うことができる。
【００３５】
接続端子３０，３２，３４は、基板１０の上面１１上に設けられている。接続端子３０，３２，３４は、それぞれ配線２０，２２，２４と接続されている。したがって、接続端子３０は、配線２０を介して第１固定電極部８８と電気的に接続され、接続端子３２は、配線２２を介して第２固定電極部８９と電気的に接続され、接続端子３４は、配線２４を介して第１固定部８１と電気的に接続されている。接続端子３０，３２，３４は、平面視において蓋体５０と重ならない位置に（キャビティー５２の外側に）設けられている。接続端子３０，３２，３４の材質は、例えば、配線２０，２２，２４の材質と同じである。
【００３６】
なお、ここでは、３つの配線２０，２２，２４および３つの接続端子３０，３２，３４を備える物理量センサー１００について説明したが、配線および接続端子の数は、適宜変更することができる。
【００３７】
コンタクト部４０は、第１固定電極部８８の凹部８ａ内に設けられている。コンタクト部４０は、図２に示すように、配線２０上に設けられ、配線２０と第１固定電極部８８とを接続している。コンタクト部４２は、第２固定電極部８９の凹部８ｂ内に設けられている。コンタクト部４２は、図３に示すように、配線２２上に設けられ、配線２２と第２固定電極部８９とを接続している。コンタクト部４４は、配線２４上に設けられ、配線２４と第１固定部８１とを接続している。コンタクト部４０，４２，４４の材質は、導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属単体、またはこれらを含む合金等の金属である。
【００３８】
蓋体５０は、基板１０の上面１１に載置（接合）されている。蓋体５０は、容器状の形状を有しており、基板１０と接合されることにより、キャビティー５２を形成することができる。キャビティー５２は、密閉されており、例えば、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気、または減圧状態である。
【００３９】
蓋体５０の材質は、例えば、シリコン、ガラスなどである。蓋体５０と基板１０との接合方法は、特に限定されないが、例えば、基板１０の材質がガラスであり、蓋体５０の材質がシリコンである場合は、基板１０と蓋体５０とを陽極接合によって接合することができる。
【００４０】
素子片８０は、固定部８１，８２と、連結部８４，８５と、可動部８６と、可動電極部８７と、固定電極部８８，８９と、を有している。素子片８０は、基板１０および蓋体５０によって囲まれるキャビティー５２に収容されている。素子片８０の材質は、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。
【００４１】
素子片８０では、可動部８６および可動電極部８７が、加速度、角速度等の物理量に応じて、連結部８４，８５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。この可動部８６および可動電極部８７の変位に伴って、可動電極部８７と第１固定電極部８８との間の隙間の大きさ、および可動電極部８７と第２固定電極部８９との間の隙間の大きさが変化する。すなわち、この可動部８６および可動電極部８７の変位に伴って、可動電極部８７と第１固定電極部８８との間の静電容量、および可動電極部８７と第２固定電極部８９との間の静電容量が変化する。したがって、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することができる。
【００４２】
第１固定部８１および第２固定部８２は、基板１０の上面１１に接合されている。固定部８１，８２の平面形状は、例えば、矩形である。第１固定部８１には、配線２４が接続されている。
【００４３】
可動部８６は、第１固定部８１と第２固定部８２との間に設けられている。図１に示す例では、可動部８６の平面形状は、Ｘ軸に平行な長辺を有する長方形である。図２および図３に示すように、可動部８６と基板１０との間には、間隙２が設けられている。すなわち、可動部８６は、基板１０上に、間隙２を介して、設けられている。可動部８６と基板１０との間の距離（間隙２のＺ軸方向の大きさ）は、例えば、固定電極部８８，８９の凹部８ａ，８ｂの深さ（Ｚ軸方向の大きさ）と同じ大きさである。間隙２は、連結部８４，８５と基板１０との間、および可動電極部８７と基板１０との間にも設けられている。間隙２によって、可動部８６、可動電極部８７、および連結部８４，８５を、基板１０から離間させることができる。
【００４４】
連結部８４，８５は、可動部８６と固定部８１，８２とを連結している。具体的には、第１連結部８４は、可動部８６と第１固定部８１とを連結し、第２連結部８５は、可動部
８６と第２固定部８２とを連結している。連結部８４，８５は、所望のばね定数を持ち、Ｘ軸方向に可動部８６を変位できるように構成されている。図１に示す例では、第１連結部８４は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁８４ａ，８４ｂによって構成されている。同様に、第２連結部８５は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁８５ａ，８５ｂによって構成されている。
【００４５】
可動電極部８７は、可動部８６からＹ軸方向に延出している。図示の例では、可動電極部８７は、複数設けられている。可動電極部８７は、可動部８６から＋Ｙ軸方向および−Ｙ軸方向に突出し、櫛歯状をなすようにＸ軸方向に並んでいる。可動電極部８７の平面形状は、図示の例では、Ｙ軸に平行な長辺を有する長方形である。
【００４６】
固定電極部８８，８９は、可動電極部８７に対向して、Ｙ軸方向に延出している。固定電極部８８．８９の平面形状は、図示の例では、Ｙ軸に平行な長辺を有する長方形である。固定電極部８８，８９は、基板１０に固定されている。図示の例では、固定電極部８８，８９の一面が基板１０に固定されている。すなわち、固定電極部８８，８９の下面の全体が、基板１０の上面１１に固定（接合）されている。固定電極部８８，８９の下面（接合面）および配線２０，２２，２４の下面（形成面）は、ともに基板１０の上面１１に接しており、同一平面上にある。第１固定電極部８８および第２固定電極部８９は、複数設けられている。固定電極部８８，８９は、櫛歯状をなすようにＸ軸方向に交互に並んでいる。固定電極部８８，８９は、可動電極部８７に対して間隔を隔てて対向して設けられている。図１に示す例では、第１固定電極部８８は、可動電極部８７の一方側（−Ｘ軸方向側）に配置され、第２固定電極部８９は、他方側（＋Ｘ軸方向側）に配置されている。例えば、第１固定電極部８８の可動電極部８７と対向する面積と、第２固定電極部８９の可動電極部８７と対向する面積とは、同じである。
【００４７】
第１固定電極部８８には、配線２０を通すための凹部８ａと、配線２２を通すための凹部８ｂが設けられている。凹部８ａ，８ｂは、第１固定電極部８８の下面に設けられている。第１固定電極部８８の凹部８ａは、平面視で配線２０と交差する部分に設けられている。配線２０は、この凹部８ａ内において、コンタクト部４０を介して、第１固定電極部８８と電気的に接続されている。第１固定電極部８８の凹部８ｂは、平面視で配線２２と交差する部分に設けられている。配線２２は、この凹部８ｂ内を通っている。これにより、第１固定電極部８８と配線２２とは、交差する部分において、電気的に絶縁されている。
【００４８】
第２固定電極部８９には、配線２０を通すための凹部８ａと、配線２２を通すための凹部８ｂが設けられている。凹部８ａ，８ｂは、第２固定電極部８９の下面に設けられている。第２固定電極部８９の凹部８ａは、平面視で配線２０と交差する部分に設けられている。配線２０は、この凹部８ａ内を通っている。これにより、第２固定電極部８９と配線２０とは、交差する部分において、電気的に絶縁されている。第２固定電極部８９の凹部８ｂは、平面視で配線２２と交差する部分に設けられている。配線２２は、この凹部８ｂ内において、コンタクト部４２を介して、第２固定電極部８９と電気的に接続されている。
【００４９】
固定部８１，８２、連結部８４，８５、可動部８６、および可動電極部８７は、一体に設けられている。固定部８１，８２および固定電極部８８，８９と、基板１０と、の接合方法は、特に限定されない。例えば基板１０の材質がガラスであり、固定部８１，８２および固定電極部８８，８９の材質がシリコンである場合、固定部８１，８２および固定電極部８８，８９と、基板１０とを、陽極接合によって接合することができる。
【００５０】
素子片８０では、可動電極部８７の厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）は、図２および図３に示
すように、固定電極部８８，８９の厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）よりも小さい。同様に、可動部８６の厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）および連結部８４，８５の厚さ（Ｚ軸方向の大きさ）は、固定電極部８８，８９の厚さよりも小さい。これにより、可動部８６、可動電極部８７、および連結部８４，８５と、基板１０と、の間に間隙２を設けることができ、可動部８６、可動電極部８７、および連結部８４，８５を、基板１０から離間させることができる。可動部８６の厚さ、可動電極部８７の厚さ、および連結部８４，８５の厚さは、例えば、同じ大きさである。また、固定電極部８８，８９の厚さと固定部８１，８２の厚さは、例えば、同じ大きさである。可動部８６の上面、可動電極部８７の上面、連結部８４，８５の上面、固定電極部８８，８９の上面、および固定部８１，８２の上面は、同一平面内（図示の例では、ＸＹ平面に平行な面内）に位置している。
【００５１】
物理量センサー１００では、接続端子３０，３４を用いることにより、可動電極部８７と第１固定電極部８８との間の静電容量を測定することができる。さらに、物理量センサー１００では、接続端子３２，３４を用いることにより、可動電極部８７と第２固定電極部８９との間の静電容量を測定することができる。このように物理量センサー１００では、可動電極部８７と第１固定電極部８８との間の静電容量、および可動電極部８７と第２固定電極部８９との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量（加速度等）を検出することができる。
【００５２】
本実施形態に係る物理量センサーによれば、例えば、以下の特徴を有する。
【００５３】
物理量センサー１００では、固定電極部８８，８９には、平面視で配線２０，２２と交差する部分に配線２０，２２が通る凹部８ａ，８ｂが設けられている。そのため、固定電極部８８，８９の一面（下面の全面）を、基板１０に固定することができる。
【００５４】
物理量センサー１００では、固定電極部８８，８９の一面が、基板１０に固定されている。図示の例では、固定電極部８８，８９の下面の全面が基板１０に固定されている。これにより、固定電極部８８，８９が変位することによって、可動電極部８７と固定電極部８８，８９との間の静電容量が変動することを抑制することができる。したがって、物理量センサー１００は、高い測定精度を有することができる。
【００５５】
例えば、固定電極部が、一方の端部のみが固定され、大部分が基板から離間している片持ち支持構造である場合、固定電極部の基板から離間した部分が、自重や静電引力で曲がったり、加速度が印加された場合に変位したりする場合がある。これにより、可動電極部と固定電極部との間の静電容量が変動してしまい、センサーの測定精度が低下してしまう場合がある。物理量センサー１００では、このような問題が生じないため、高い測定精度を有することができる。
【００５６】
さらに、物理量センサー１００では、固定電極部８８，８９の一面が基板１０に固定されているため、例えば固定電極部８８，８９が片持ち支持構造の場合と比べて、可動電極部８７と基板１０との間の間隙２に気体（例えば窒素）を閉じ込めることができる。これにより、気体の粘性抵抗によるダンピング効果を高めることができ、可動電極部８７が基板１０に接触することを防ぐことができる。
【００５７】
物理量センサー１００では、可動電極部８７の厚さが、固定電極部８８，８９の厚さよりも小さい。そのため、例えば可動電極部８７が−Ｚ軸方向に変位したとしても、可動電極部８７と固定電極部８８，８９との間の静電容量を変化させないことができる。したがって、可動電極部８７が−Ｚ軸方向に変位することによる誤検出を防ぐことができ、より検出精度を高めることができる。
【００５８】
物理量センサー１００では、固定電極部８８，８９の下面（接合面）および配線２０，２２，２４の下面（形成面）が同一平面状にあるため、例えば、平板状の基板１０を用いることができる。
【００５９】
物理量センサー１００では、基板１０は平板状であるため、製造工程を簡略化することができる。このような物理量センサー１００は、例えば、基板１０の材質が加工の困難なガラス等である場合に、特に有効である。
【００６０】
物理量センサー１００では、配線２０が、第１固定電極部８８の凹部８ａ内において、第１固定電極部８８と電気的に接続されている。また、配線２２が、第２固定電極部８９の凹部８ｂ内において、第２固定電極部８９と電気的に接続されている。したがって、例えば、基板１０の材質が加工の困難なガラス等であり、素子片８０の材質が加工の容易なシリコンである場合に、基板１０に、配線２０，２２を配置するための溝部や凹部等を形成しなくてもよいため、製造が容易である。
【００６１】
物理量センサー１００では、基板１０と可動部８６との間の距離が、固定電極部８８，８９の凹部８ａ、８ｂの深さと同じ大きさである。このため、例えば、製造工程において、可動部８６を形成するためのエッチングと、固定電極部８８，８９の凹部８ａ，８ｂを形成するためのエッチングを、同じ工程で行うことができる。したがって、製造工程を簡略化することができる。
【００６２】
物理量センサー１００では、基板１０の材質は、ガラスであり、固定電極部８８，８９の材質は、シリコンである。したがって、基板１０と固定電極部８８，８９とを陽極接合によって接合することができるため、基板１０と固定電極部８８，８９とを強固に接合することができる。
【００６３】
１．２．  物理量センサーの製造方法
次に、本実施形態に係る物理量センサーの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４〜図７は、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図２に対応している。
【００６４】
図４に示すように、基板１０を準備する。図示の例では、基板１０は、平板状のガラス基板である。次に、基板１０上に配線２０，２２，２４を形成する。配線２０，２２，２４は、例えば、スパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによる成膜、およびフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によるパターニングによって形成される。次に、基板１０上に接続端子３０，３２，３４を形成する（図１参照）。接続端子３０，３２，３４は、配線２０，２２，２４と同様の方法で形成される。次に、配線２０上にコンタクト部４０を形成し、配線２２上にコンタクト部４２を形成し、配線２４上にコンタクト部４４を形成する。コンタクト部４０，４２，４４は、例えば、スパッタ法などによる成膜、およびフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によるパターニングによって形成される。なお、ここでは、基板１０の配線２０，２２，２４上にコンタクト部４０，４２，４４を形成しているが、コンタクト部４０，４２，４４を後述する半導体基板８０ａに設けてもよい。
【００６５】
図５に示すように、半導体基板８０ａを準備する。半導体基板８０ａは、例えば、シリコン製の基板（シリコン基板）である。次に、半導体基板８０ａに凹部８ａ，８ｂ、および凹部２ａを形成する。凹部８ａ，８ｂ、および凹部２ａは、半導体基板８０ａの下面に形成される。凹部８ａ，８ｂは、図２に示す固定電極部８８，８９の凹部８ａ，８ｂに対応し、凹部２ａは、図２に示す間隙２に対応している。凹部２ａは、例えば、半導体基板８０ａの下面において、固定部８１，８２となる部分、および固定電極部８８，８９とな
る部分を除いた領域に形成される。凹部２ａは、半導体基板８０ａの、少なくとも可動部８６、可動電極部８７、および連結部８４，８５となる部分の下に形成される。凹部８ａ，８ｂ，２ａは、例えば、ドライエッチングやウェットエッチング等のエッチングによって形成される。このとき、凹部８ａ，８ｂ，２ａの深さを同じにすることで、エッチングを容易に行うことができる。
【００６６】
図６に示すように、基板１０上に設けられた配線２０が凹部８ａを通り、基板１０上に設けられた配線２２が凹部８ｂを通るように、基板１０上に半導体基板８０ａを載置する。このとき、コンタクト部４０と半導体基板８０ａとを凹部８ａ内で接触させ、コンタクト部４２と半導体基板８０ａとを凹部８ｂ内で接触させ、コンタクト部４４と半導体基板８０ａとを接触させる。次に、半導体基板８０ａを、例えば研削機によって研削して薄膜化する。
【００６７】
図７に示すように、薄膜化した半導体基板８０ａを所望の形状にパターニングして、素子片８０を形成する。パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術（ドライエッチング）によって行われ、より具体的なエッチング技術として、ボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）法を用いることができる。本工程では、半導体基板８０ａをパターニング（エッチング）することにより、固定部８１，８２、連結部８４，８５、可動部８６、および可動電極部８７を一体的に形成することができる。
【００６８】
図２に示すように、基板１０に蓋体５０を接合して、基板１０および蓋体５０によって形成されるキャビティー５２に素子片８０を収容する。基板１０と蓋体５０との接合は、例えば、陽極接合や接着剤等を用いて行われる。本工程を、不活性ガス雰囲気で行うことにより、キャビティー５２に不活性ガスを充填することができる。
【００６９】
以上の工程により、物理量センサー１００を製造することができる。
【００７０】
本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法によれば、ガラス等からなる基板１０に配線２０，２２，２４を配置するための凹部や溝部を形成せずに、半導体基板８０ａに配線２０，２２，２４を配置するための凹部８ａ，８ｂ，２ａを形成している。このように、本実施形態によれば、加工が困難な基板１０に、配線２０，２２を配置するための溝部や凹部等を形成しなくてよいため、容易に物理量センサー１００を得ることができる。
【００７１】
本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法では、半導体基板８０ａに形成される凹部８ａ，８ｂ，２ａが同じ深さである。これにより、凹部８ａ，８ｂ，２ａを同じ工程で形成することができる。したがって、製造工程を簡略化することができる。
【００７２】
１．３．  物理量センサーの変形例
次に、本実施形態の変形例に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の変形例に係る物理量センサー２００を模式的に示す断面図であって、図２に対応している。以下、物理量センサー２００において、上述した物理量センサー１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７３】
物理量センサー１００の例では、図２に示すように、可動電極部８７の上面は、固定電極部８８，８９の上面と、同一平面内に位置していた。
【００７４】
これに対して、物理量センサー２００では、図８に示すように、可動電極部８７の上面は、固定電極部８８，８９の上面と、同一平面内に位置していない。図示の例では、可動
電極部８７の上面と基板１０との間の距離は、固定電極部８８，８９の上面と基板１０との間の距離よりも小さい。そのため、可動電極部８７は、固定電極部８８，８９よりも厚さが小さく、かつ、厚さ方向（Ｚ軸方向）において、固定電極部８８，８９の中間（固定電極部８８，８９の厚さの半分の位置）に位置することができる。これにより、可動電極部８７がＺ軸方向に変位したとしても、可動電極部８７と固定電極部８８，８９との間の静電容量を変化させないことができる。したがって、可動電極部８７がＺ軸方向に変位することによる誤検出を防ぐことができ、より検出精度を高めることができる。
【００７５】
物理量センサー２００の製造方法は、上述した物理量センサー１００の製造方法と比べて、図５に示す半導体基板８０ａの下面に凹部８ａ，８ｂ，２ａを形成する工程において、さらに、半導体基板８０ａの上面の、平面視で凹部２ａと重なる領域に、凹部を形成する点を除いて同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態に係る物理量センサー３００を模式的に示す平面図である。図１０は、本実施形態に係る物理量センサー３００を模式的に示す断面図であり、図９のＸ−Ｘ線断面図である。図１１は、本実施形態に係る物理量センサー３００を模式的に示す断面図であり、図９のＸＩ−ＸＩ線断面図である。なお、便宜上、図９では、蓋体５０を透視して図示している。また、図９〜図１１では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。以下、物理量センサー３００において、上述した物理量センサー１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
物理量センサー１００の例では、図１〜図３に示すように、基板１０は、平板状であり、基板１０の上面１１は平坦であった。
【００７８】
これに対して、物理量センサー３００では、図９〜図１１に示すように、基板１０の上面１１には、凹部３１０が設けられている。凹部３１０は、平面視において、素子片８０の可動部８６、可動電極部８７、および連結部８４，８５を包含するように形成されている。凹部３１０によって、可動部８６、可動電極部８７、および連結部８４，８５が、基板１０に接触することを防ぐことができる。
【００７９】
固定電極部８８，８９は、可動電極部８７に対向して、Ｙ軸方向に延出している。固定電極部８８，８９は、図１０および図１１に示すように、一方側が凹部３１０上に延出して基板１０から離間し、他方側が基板１０に固定されている片持ち支持構造である。固定電極部８８，８９の延出方向（Ｙ軸方向）において、固定電極部８８，８９の基板１０に固定されている部分の長さＬ２は、固定電極部８８，８９の全体の長さ（全長）Ｌ１の１／２以上である。これにより、固定電極部８８，８９が変位することによって、可動電極部８７と固定電極部８８，８９との間の静電容量が変動することを抑制することができる。したがって、物理量センサー１００は、高い測定精度を有することができる。
【００８０】
ここで、固定電極部８８，８９の基板１０に固定されている部分とは、図９に示すように、固定電極部８８，８９の平面視で基板１０の上面１１に重なる部分である。また、固定電極部８８，８９の基板１０に固定されていない部分は、固定電極部８８，８９の平面視で基板１０の凹部３１０に重なる部分である。
【００８１】
物理量センサー３００では、固定電極部８８，８９には、平面視で配線２０，２２と交差する部分に配線２０，２２が通る凹部８ａ，８ｂが設けられている。そのため、固定電極部８８，８９の延出方向において、固定電極部８８，８９の基板１０に固定されている
部分の長さＬ２を、固定電極部の全体の長さＬ１の１／２以上とすることができる。
【００８２】
３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器は、本発明に係る物理量センサーを含む。以下では、本発明に係る物理量センサーとして、物理量センサー１００を含む電子機器について、説明する。
【００８３】
図１２は、本実施形態に係る電子機器として、モバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００を模式的に示す斜視図である。
【００８４】
図１２に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を有する表示ユニット１１０６と、により構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
【００８５】
このようなパーソナルコンピューター１１００には、物理量センサー１００が内蔵されている。
【００８６】
図１３は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機（ＰＨＳも含む）１２００を模式的に示す斜視図である。
【００８７】
図１３に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。
【００８８】
このような携帯電話機１２００には、物理量センサー１００が内蔵されている。
【００８９】
図１４は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルスチルカメラ１３００を模式的に示す斜視図である。なお、図１４には、外部機器との接続についても簡易的に示している。
【００９０】
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００９１】
デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
【００９２】
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００９３】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。
【００９４】
また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入
出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
【００９５】
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、物理量センサー１００が内蔵されている。
【００９６】
以上のような電子機器１１００，１２００，１３００は、高い測定精度を有することができる物理量センサー１００を含む。そのため、電子機器１１００，１２００，１３００は、高い測定精度を有することができる。
【００９７】
なお、上記物理量センサー１００を備えた電子機器は、図１２に示すパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１３に示す携帯電話機、図１４に示すデジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ヘッドマウントディスプレイ、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、ロケット、船舶の計器類）、ロボットや人体などの姿勢制御、フライトシミュレーターなどに適用することができる。
【００９８】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【００９９】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１００】
２…空隙、２ａ…凹部、８ａ，８ｂ…凹部、１０…基体、１１…上面、１２…下面、２０，２２，２４…配線、３０，３２，３４…接続端子、４０，４２，４４…コンタクト部、５０…蓋体、５２…キャビティー、８０…素子片、８０ａ…半導体基板、８１，８２…固定部、８４…連結部、８４ａ，８４ｂ…梁、８５…連結部、８５ａ，８５ｂ…梁、８６…可動部、８７…可動電極部、８８，８９…固定電極部、１００…物理量センサー、２００…物理量センサー、３００…物理量センサー、３１０…凹部、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０８…表示部、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１３００…デジタルスチルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター
【図２】
2014016182.tif 000003
【図３】
2014016182.tif 000004
【図４】
2014016182.tif 000005
【図５】
2014016182.tif 000006
【図６】
2014016182.tif 000007
【図７】
2014016182.tif 000008
【図８】
2014016182.tif 000009
【図１０】
2014016182.tif 000010
【図１１】
2014016182.tif 000011
【図１２】
2014016182.tif 000012
【図１３】
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【図１４】
2014016182.tif 000014
【図１】
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【図９】
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