(57)【要約】  【課題】センサチップの厚み方向の加速度を検出するブリッジ回路のオフセット電圧の温度変動を抑制することができる加速度センサを提供する。  【解決手段】ブリッジ回路Ｂｚは、フレーム部１１近傍において配置されたゲージ抵抗であるピエゾ抵抗Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４に関して、センサチップ１の厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じゲージ抵抗が対辺上に存在するとともに、重り部１２のコア部１２ａ近傍において配置されたゲージ抵抗であるピエゾ抵抗Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４に関して、上記厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じゲージ抵抗が対辺上に存在し、且つ、各辺それぞれに、センサチップ１への熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗が存在するように接続されている。【選択図】      図１
2006153513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状のフレーム部の内側に配置される重り部が重り部から四方へ延長された４つの撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持されたセンサチップを備え、センサチップの厚み方向の加速度を検出するブリッジ回路を有する加速度センサであって、センサチップは、各撓み部それぞれの延長方向においてフレーム部近傍および重り部近傍それぞれにブリッジ回路の構成要素であるゲージ抵抗が設けられ、フレーム部近傍および重り部近傍それぞれにおいて撓み部の長手方向に沿って配置されたゲージ抵抗と撓み部の幅方向に沿って配置されたゲージ抵抗との数が同数であり、ブリッジ回路は、フレーム部近傍において配置されたゲージ抵抗に関して前記厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じゲージ抵抗が対辺上に存在するとともに、重り部近傍において配置されたゲージ抵抗に関して前記厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じゲージ抵抗が対辺上に存在し、且つ、各辺それぞれに、センサチップへの熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗が存在するように接続されてなることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
センサチップは、各撓み部ごとにフレーム部近傍に配置されるゲージ抵抗と重り部近傍に配置されるゲージ抵抗との向きが直交しており、ブリッジ回路の同一辺に存在するゲージ抵抗が同一の撓み部に配置されたゲージ抵抗であることを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項３】
ブリッジ回路は、各辺それぞれにおいて、センサチップへの熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗が直列接続されてなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の加速度センサ。
【請求項４】
センサチップは、前記厚み方向に直交する面内において、フレーム部近傍の各ゲージ抵抗それぞれの中心位置とフレーム部との間の各距離が等距離に設定されるとともに、重り部近傍の各ゲージ抵抗それぞれの中心位置と重り部との間の各距離が等距離に設定されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項５】
センサチップは、前記厚み方向に直交する面内において重り部の中心位置を原点とし互いに直交する方向をｘ軸およびｙ軸と規定するとき、ブリッジ回路を構成するゲージ抵抗がｘ軸対称且つｙ軸対称に配置されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の加速度センサ。
【請求項６】
センサチップは、ブリッジ回路を構成するゲージ抵抗を接続する配線のうち撓み部に形成される配線が、ｘ軸対称且つｙ軸対称に配置されてなることを特徴とする請求項５記載の加速度センサ。
【請求項７】
撓み部の長手方向に沿って配置された各ゲージ抵抗は、それぞれ複数のゲージ抵抗に分割されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、家電製品などに用いる加速度センサに関するものであり、特に、ゲージ抵抗のひずみによる抵抗値の変化により加速度を検出する加速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、小型の加速度センサとして、加速度をピエゾ抵抗からなるゲージ抵抗のひずみよる抵抗値の変化として検出する方式の半導体加速度センサや、加速度を固定電極と可動電極との間の静電容量の変化として検出する方式の半導体加速度センサなどが提供されている。ここにおいて、前者の半導体加速度センサとしては、枠状のフレーム部の内側に配置される重り部が一方向へ延長された撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持された片持ち式のものや、枠状のフレーム部の内側に配置される重り部が相反する２方向へ延長された一対の撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持された両持ち式のものなどが提案されており、近年では、枠状のフレーム部の内側に配置される重り部が四方へ延長された４つの撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持され、互いに直交する３方向の加速度を検出可能で各方向の加速度に対応する出力値が個別に得られる半導体加速度センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に開示された半導体加速度センサは、例えば、図８および図９に示す構造のセンサチップ１’を備え、センサチップ１’の裏面にガラス製のカバー２’を陽極接合により固着した構造を有する。なお、センサチップ１’は、シリコン基板からなる支持基板１０１上のシリコン酸化膜からなる絶縁層（埋込酸化膜）１０２上にｎ形のシリコン層（活性層）１０３を有するＳＯＩウェハ１００を加工することにより１枚のＳＯＩウェハ１００に多数形成し、カバー２’を多数形成したガラス基板を陽極接合により固着した後で、個々のチップに分割されている。
【０００４】
センサチップ１’は、矩形枠状のフレーム部１１’を備え、フレーム部１１’の内側に配置された重り部１２’がフレーム部１１’よりも薄肉である４つの撓み部１３’を介してフレーム部１１’に連続一体に連結された構造を有している。ここにおいて、センサチップ１’は、重り部１２’における埋込酸化膜１０２よりも裏面側の部分の厚さがフレーム部１１’における埋込酸化膜１０２よりも裏面側の部分の厚さに比べて薄くなっており、フレーム部１１’の裏面が全周にわたって矩形状のカバー２’の周部に接合されている。したがって、重り部１２’の裏面とカバー２’との間にはセンサチップ１’の厚さ方向への重り部１２’の変位を可能とする隙間が形成されている。なお、各撓み部１３’は、上述のシリコン層１０３の一部と当該一部に積層されたシリコン酸化膜からなる絶縁膜（図示せず）とで構成されている。
【０００５】
重り部１２’は、上述の４つの撓み部１３’を介してフレーム部１１’に支持された直方体状のコア部１２ａ’と、センサチップ１’の一表面側から見てコア部１２ａ’の四隅それぞれに連続一体に連結された直方体状の４つの付随部１２ｂ’とを有している。つまり、各付随部１２ｂ’は、フレーム部１１’とコア部１２ａ’と互いに直交する方向に延長された２つの撓み部１３’，１３’とで囲まれる空間に配置され、各付随部１２ｂ’それぞれの周囲にはコア部１２ａ’との連結部位を除いてスリット１４’が形成されている。
【０００６】
ところで、図８の左上に示したように、センサチップ１’の上記一表面に平行な面内でフレーム部１１’の一辺に沿った一方向をｘ軸の正方向、この一辺に直交する辺に沿った一方向をｙ軸の正方向、センサチップ１’の厚み方向の一方向をｚ軸方向と規定すれば、重り部１２’は、ｘ軸方向に延長されてコア部１２ａ’を挟む２つ１組の撓み部１３’，１３’と、ｙ軸方向に延長されてコア部１２ａ’を挟む２つ１組の撓み部１３’，１３’とを介してフレーム部１１’に支持されていることになる。なお、ここにおけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸により規定した直交座標では、センサチップ１’の上記一表面における重り部１２’の中心位置を原点としている。
【０００７】
重り部１２’のコア部１２ａ’からｘ軸の正方向に延長された撓み部（図９の右側の撓み部１３’）は、コア部１２ａ’近傍に２つ１組のピエゾ抵抗Ｒｘ２，Ｒｘ４が形成されるとともに、フレーム部１１’近傍に１つのピエゾ抵抗Ｒｚ２が形成されている。一方、重り部１２’のコア部１２ａ’からｘ軸の負方向に延長された撓み部１３’（図９の左側の撓み部１３’）は、コア部１２ａ’近傍に２つ１組のピエゾ抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ３が形成されるとともに、フレーム部１１’近傍に１つのピエゾ抵抗Ｒｚ４が形成されている。ここに、コア部１２ａ’近傍に形成された４つのピエゾ抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４は、ｘ軸方向の加速度を検出するために形成されたもので、平面形状が細長の長方形状であって、長手方向が撓み部１３’の長手方向に一致するように形成してあり、図１０における左側のブリッジ回路を構成するように配線（センサチップ１’に形成されている拡散層配線、金属配線など）によって接続されている。なお、ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４は、ｘ軸方向の加速度がかかったときに撓み部１３’において応力が集中する応力集中領域に形成されている。
【０００８】
また、重り部１２’のコア部１２ａ’からｙ軸の正方向に延長された撓み部１３’（図９の上側の撓み部１３’）はコア部１２ａ’近傍に２つ１組のピエゾ抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ３が形成されるとともに、フレーム部１１’近傍に１つのピエゾ抵抗Ｒｚ１が形成されている。一方、重り部１２’のコア部１２ａ’からｙ軸の負方向に延長された撓み部１３’（図９の下側の撓み部１３’）はコア部１２ａ’近傍に２つ１組のピエゾ抵抗Ｒｙ２，Ｒｙ４が形成されるとともに、フレーム部１１’側の端部に１つのピエゾ抵抗Ｒｚ３が形成されている。ここに、コア部１２ａ’近傍に形成された４つのピエゾ抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４は、ｙ軸方向の加速度を検出するために形成されたもので、平面形状が細長の長方形状であって、長手方向が撓み部１３’の長手方向に一致するように形成してあり、図１０における中央のブリッジ回路を構成するように配線（センサチップ１’に形成されている拡散層配線、金属配線など）によって接続されている。なお、ピエゾ抵抗Ｒｙ１〜Ｒｙ４は、ｙ軸方向の加速度がかかったときに撓み部１３’において応力が集中する応力集中領域に形成されている。
【０００９】
また、フレーム部１１’近傍に形成された４つのピエゾ抵抗Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４は、ｚ軸方向の加速度を検出するために形成されたものであり、図１０における右側のブリッジ回路を構成するように配線（センサチップ１’に形成されている拡散層配線、金属配線など）によって接続されている。ただし、２つ１組となる撓み部１３’，１３’のうち一方の組の撓み部１３’，１３’に形成したピエゾ抵抗Ｒｚ１，Ｒｚ３は長手方向が撓み部１３’，１３’の延長方向（長手方向）と一致するように形成されているのに対して、他方の組の撓み部１３’，１３’に形成したピエゾ抵抗Ｒｚ２，Ｒｚ４は長手方向が撓み部１３’，１３’の幅方向（短手方向）と一致するように形成されている。
【００１０】
上述の加速度センサの動作の一例について図１１を参照しながら説明する。
【００１１】
いま、図１１（ａ）に示すようにセンサチップ１’に加速度がかかっていない状態で、センサチップ１’に図１１（ｂ）中の矢印Ｂ１の向き（つまり、ｘ軸方向の向き）に加速度がかかったとすると、図１１（ｂ）に示すように、同図中の矢印Ｂ２の向きに作用する重り部１２’の慣性力によってフレーム部１１’に対して重り部１２’が変位し、結果的にｘ軸方向を長手方向とする撓み部１３’，１３’が撓んで当該撓み部１３’，１３’に形成されているピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４の抵抗値が変化することになる。この場合、ピエゾ抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ３は引張応力を受け、ピエゾ抵抗Ｒｘ２，Ｒｘ４は圧縮応力を受ける。図１１（ｂ）中における「＋」の記号は当該記号直下に形成されているピエゾ抵抗が引張応力を受けることを示し、「−」の記号は当該記号直下に形成されているピエゾ抵抗が圧縮応力を受けることを示しており、図１１（ｃ）には図１１（ｂ）の状態におけるｘ軸方向の応力分布を示してある。一般的にピエゾ抵抗は引張応力を受けると抵抗値（抵抗率）が増大し、圧縮応力を受けると抵抗値（抵抗率）が減少する特性を有しているので、ピエゾ抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ３は抵抗値が増大し、ピエゾ抵抗Ｒｘ２，Ｒｘ４は抵抗値が減少することになる。したがって、図１０に示した一対の入力端子ＶＤＤ，ＧＮＤ間に外部電源から一定の直流電圧を印加しておけば、図１０に示した左側のブリッジ回路の出力端子Ｘ１，Ｘ２間の電位差がｘ軸方向の加速度の大きさに応じて変化する。
【００１２】
上述の加速度センサでは、ｙ軸方向の加速度がかかった場合には図１０に示した中央のブリッジ回路の出力端子Ｙ１，Ｙ２間の電位差がｙ軸方向の加速度の大きさに応じて変化し、ｚ軸方向の加速度がかかった場合には図１０に示した右側のブリッジ回路の出力端子Ｚ１，Ｚ２間の電位差がｚ軸方向の加速度の大きさに応じて変化する。
【００１３】
なお、上述の各入力端子ＶＤＤ，ＧＮＤおよび各出力端子Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１，Ｚ２はセンサチップ１’のフレーム部１１’に図示しないパッドとして設けられている。また、上述の加速度センサは、例えば、センサチップ１’に固着されたカバー２’の裏面がパッケージにシリコーン樹脂などによりダイボンドされた後、上述のパッドがパッケージに設けられた電極とボンディングワイヤを介して接続され、パッケージが回路基板（例えば、プリント基板）に実装される。
【特許文献１】特開２００４−１０９１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、図８および図９に示した構成の半導体加速度センサでは、ｚ軸方向の加速度を検出するブリッジ回路の出力電圧のオフセット値が加速度以外の要因である熱応力により変動してしまうという不具合があった。すなわち、上述の半導体加速度センサでは、例えばシリコンとガラスとの熱膨張係数差に起因した熱応力や、パッケージとガラスとの熱膨張係数差に起因した熱応力や、パッケージと回路基板との熱膨張係数差に起因した熱応力などが撓み部１３’のピエゾ抵抗Ｒｚ１〜Ｒｚ４の形成部位へ伝達されてひずみを生じピエゾ抵抗Ｒｚ１〜Ｒｚ４の抵抗値が変化し、ピエゾ抵抗Ｒｚ１〜Ｒｚ４それぞれの抵抗値変動の増減方向が、ｚ軸方向の加速度の印加により生じるピエゾ抵抗Ｒｚ１〜Ｒｚ４それぞれの抵抗値変動の増減方向と同じなので、図１０における右側のブリッジ回路のオフセット電圧が周囲温度によって変動してしまう。特に、加速度センサの小型化および薄型化を図ったとき、フレーム部１１’の幅を狭くすることによる機械的な強度の強度の低下や、薄型化による応力発生源からピエゾＲｚ１〜Ｒｚ４までの応力伝達距離の短縮化などによって、温度特性が悪化してしまうという不具合があった。
【００１５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、センサチップの厚み方向の加速度を検出するブリッジ回路のオフセット電圧の温度変動を抑制することができる加速度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、枠状のフレーム部の内側に配置される重り部が重り部から四方へ延長された４つの撓み部を介してフレーム部に揺動自在に支持されたセンサチップを備え、センサチップの厚み方向の加速度を検出するブリッジ回路を有する加速度センサであって、センサチップは、各撓み部それぞれの延長方向においてフレーム部近傍および重り部近傍それぞれにブリッジ回路の構成要素であるゲージ抵抗が設けられ、フレーム部近傍および重り部近傍それぞれにおいて撓み部の長手方向に沿って配置されたゲージ抵抗と撓み部の幅方向に沿って配置されたゲージ抵抗との数が同数であり、ブリッジ回路は、フレーム部近傍において配置されたゲージ抵抗に関して前記厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じゲージ抵抗が対辺上に存在するとともに、重り部近傍において配置されたゲージ抵抗に関して前記厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じゲージ抵抗が対辺上に存在し、且つ、各辺それぞれに、センサチップへの熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗が存在するように接続されてなることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、センサチップへの熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減がブリッジ回路全体で相殺されるから、センサチップの厚み方向の加速度を検出するブリッジ回路のオフセット電圧の温度変動を抑制することができる。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、センサチップは、各撓み部ごとにフレーム部近傍に配置されるゲージ抵抗と重り部近傍に配置されるゲージ抵抗との向きが直交しており、ブリッジ回路の同一辺に存在するゲージ抵抗が同一の撓み部に配置されたゲージ抵抗であることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、各撓み部ごとにフレーム部近傍に配置されるゲージ抵抗と重り部近傍に配置されるゲージ抵抗とをより短い配線で接続することが可能となり、ブリッジ回路の同一辺に存在するゲージ抵抗が互いに異なる撓み部に配置されている場合に比べて、配線の抵抗値を小さくすることが可能となり、配線の抵抗値がブリッジ回路の出力電圧に与える影響を低減することが可能となる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、ブリッジ回路は、各辺それぞれにおいて、センサチップへの熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗が直列接続されてなることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、ブリッジ回路の各辺ごとに、センサチップへの熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減分に対する相殺量を大きくすることが可能となり、センサチップの厚み方向の加速度を検出するブリッジ回路のオフセット電圧の温度変動をより低減できる。また、各辺それぞれにおいてセンサチップへの熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗が並列接続されている場合に比べて、ブリッジ回路の出力電圧を大きくすることができる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、センサチップは、前記厚み方向に直交する面内において、フレーム部近傍の各ゲージ抵抗それぞれの中心位置とフレーム部との間の各距離が等距離に設定されるとともに、重り部近傍の各ゲージ抵抗それぞれの中心位置と重り部との間の各距離が等距離に設定されてなることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、センサチップへの熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減分に対する相殺量をより大きくすることが可能となる。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、センサチップは、前記厚み方向に直交する面内において重り部の中心位置を原点とし互いに直交する方向をｘ軸およびｙ軸と規定するとき、ブリッジ回路を構成するゲージ抵抗がｘ軸対称且つｙ軸対称に配置されてなることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、センサチップへの熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減分に対する相殺量をより大きくすることが可能となる。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、センサチップは、ブリッジ回路を構成するゲージ抵抗を接続する配線のうち撓み部に形成される配線が、ｘ軸対称且つｙ軸対称に配置されてなることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、配線に起因した熱応力の分布をｘ軸対称且つｙ軸対称とすることが可能となり、配線がｘ軸に対して非対称に配置されるとともにｙ軸に対して非対称に配置されている場合に比べて、配線に起因した熱応力によるオフセット電圧の変動を抑制することができる。
【００２８】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、撓み部の長手方向に沿って配置された各ゲージ抵抗は、それぞれ複数のゲージ抵抗に分割されてなることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、撓み部の長手方向に沿って配置された各ゲージ抵抗それぞれについて撓み部の長手方向に沿った長さを短くすることが可能となって、各ゲージ抵抗の応力分布範囲を狭めることが可能となるから、ブリッジ回路全体として、センサチップへの熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減分に対する相殺量をより大きくすることが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明では、センサチップの厚み方向の加速度を検出するブリッジ回路のオフセット電圧の温度変動を抑制することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施形態１）
本実施形態の加速度センサは、図１（ａ）および図２に示すセンサチップ１を備えており、例えば、図示しないパッケージの内底面にダイボンドされる。ここにおいて、センサチップ１は、図３（ａ）に示すように、シリコン基板からなる支持基板１０１上のシリコン酸化膜からなる絶縁層（埋込酸化膜）１０２上にｎ形のシリコン層（活性層）１０３を有するＳＯＩウェハ１００を加工することにより形成してある。
【００３２】
センサチップ１は、枠状（本実施形態では、矩形枠状）のフレーム部１１を備え、フレーム部１１の矩形状の開口窓内に配置される重り部１２が一表面（図２における上面）側において可撓性を有する４つの短冊状の撓み部１３を介してフレーム部１１に揺動自在に支持されている。言い換えれば、センサチップ１は、枠状のフレーム部１１の内側に配置される重り部１２が重り部１２から四方へ延長された４つの撓み部１３を介してフレーム部１１に揺動自在に支持されている。なお、フレーム部１１は、ＳＯＩウェハ１００の支持基板１０１、絶縁層１０２、シリコン層１０３それぞれを利用して形成してある。これに対して、撓み部１３は、ＳＯＩウェハ１００におけるシリコン層１０３を利用して形成してあり、フレーム部１１よりも薄肉となっている。ここで、ＳＯＩウェハ１００については、支持基板１０１の厚さを４００〜６００μｍ程度、絶縁層１０２の厚さを０．３〜１．５μｍ程度、シリコン層１０３の厚さを４〜１０μｍ程度に設定してあり、センサチップ１の各部の寸法については、フレーム部１１の厚さを４００〜６００μｍ程度、フレーム部１１の４辺それぞれの幅を２５０μｍ程度とし、重り部１２の厚さを４００μｍ〜６００μｍ程度とし、撓み部１３の延長方向の長さ（つまり、撓み部１３の長手方向の長さ）を３００〜７００μｍ、センサチップ１の上記一表面内で撓み部１３における延長方向に直交する方向の長さ（つまり、撓み部１３の幅寸法）を６０〜１５０μｍ、撓み部１３の厚さを４〜１０μｍ程度としてあるが、これらの数値は特に限定するものではない。
【００３３】
重り部１２は、上述の４つの撓み部１３を介してフレーム部１１に支持された直方体状のコア部１２ａと、センサチップ１の上記一表面側から見てコア部１２ａの四隅それぞれに連続一体に連結された直方体状の４つの付随部１２ｂとを有している。言い換えれば、重り部１２は、フレーム部１１の内側面に一端部が連結された各撓み部１３の他端部が外側面に連結されたコア部１２ａと、コア部１２ａと一体に形成されコア部１２ａとフレーム部１１との間の空間に配置される４つの付随部１２ｂとを有している。つまり、各付随部１２ｂは、センサチップ１の上記一表面側から見て、フレーム部１１とコア部１２ａと互いに直交する方向に延長された２つの撓み部１３，１３とで囲まれる空間に配置されており、各付随部１２ｂそれぞれとフレーム部１１との間にはスリット１４が形成され、撓み部１３を挟んで隣り合う付随部１２ｂ間の間隔が撓み部１３の幅寸法よりも長くなっている。ここにおいて、コア部１２ａは、上述のＳＯＩウェハ１００の支持基板１０１、絶縁層１０２、シリコン層１０３それぞれを利用して形成し、各付随部１２ｂは、ＳＯＩウェハ１００の支持基板１０１を利用して形成してある。しかして、センサチップ１の上記一表面側において各付随部１２ｂの表面（図２における上面）は、コア部１２ａの表面（図２における上面）を含む平面からセンサチップ１の他表面（図２における下面）側へ離間して位置している。
【００３４】
ところで、図１（ａ）の右側に示したように、センサチップ１の上記一表面に平行な面内でフレーム部１１の一辺に沿った一方向をｘ軸の正方向、この一辺に直交する辺に沿った一方向をｙ軸の正方向、センサチップ１の厚み方向の一方向をｚ軸方向と規定すれば、重り部１２は、ｘ軸方向に延長されてコア部１２ａを挟む２つ１組の撓み部１３，１３と、ｙ軸方向に延長されてコア部１２ａを挟む２つ１組の撓み部１３，１３とを介してフレーム部１１に支持されていることになる。なお、上述のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸により規定した直交座標では、センサチップ１において上述のシリコン層１０３により形成された部分の表面における重り部１２の中心位置を原点としている。
【００３５】
重り部１２のコア部１２ａからｘ軸の正方向に延長された撓み部（図１（ａ）の右側の撓み部１３）は、コア部１２ａ近傍に２つ１組のピエゾ抵抗Ｒｘ２，Ｒｘ４および１つのピエゾ抵抗Ｒｚ２２が形成されるとともに、フレーム部１１近傍に１つのピエゾ抵抗Ｒｚ１２が形成されている。一方、重り部１２のコア部１２ａからｘ軸の負方向に延長された撓み部１３（図１（ａ）の左側の撓み部１３）は、コア部１２ａ近傍に２つ１組のピエゾ抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ３および１つのピエゾ抵抗Ｒｚ２３が形成されるとともに、フレーム部１１近傍に１つのピエゾ抵抗Ｒｚ１３が形成されている。ここに、コア部１２ａ近傍に形成された４つのピエゾ抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４は、ｘ軸方向の加速度を検出するために形成されたもので、平面形状が細長の長方形状であって、長手方向が撓み部１３の長手方向に一致するように配置されており、図１（ｂ）における左側のブリッジ回路Ｂｘを構成するように配線（センサチップ１に形成されている拡散層配線、金属配線など）によって接続されている。ピエゾ抵抗Ｒｚ２２，Ｒｚ１２，Ｒｚ２３，Ｒｚ１３については後述する。なお、ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４は、ｘ軸方向の加速度がかかったときに撓み部１３，１３において応力が集中する応力集中領域（応力分布のピークに対応した部位）に形成されている。ここで、ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４は、上述のシリコン層１０３の表面側でシリコン層１０３内に形成されており、加速度がかかっていない状態で、Ｒｘ１・Ｒｘ３−Ｒｘ２・Ｒｘ４＝０となってブリッジ回路Ｂｘの抵抗バランスがとれるように、抵抗値が同じ値となるように設計してある。具体的には、ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４は、同じサイズ（長さ、幅、拡散深さ）且つ同じ不純物濃度に設計してある。
【００３６】
また、重り部１２のコア部１２ａからｙ軸の正方向に延長された撓み部１３（図１（ａ）の上側の撓み部１３）はコア部１２ａ近傍に２つ１組のピエゾ抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ３および１つのピエゾ抵抗Ｒｚ２１が形成されるとともに、フレーム部１１近傍に１つのピエゾ抵抗Ｒｚ１１が形成されている。一方、重り部１２のコア部１２ａからｙ軸の負方向に延長された撓み部１３（図１（ａ）の下側の撓み部１３）はコア部１２ａ近傍に２つ１組のピエゾ抵抗Ｒｙ２，Ｒｙ４および１つのピエゾ抵抗Ｒｚ２４が形成されるとともに、フレーム部１１近傍に１つのピエゾ抵抗Ｒｚ１４が形成されている。ここに、コア部１２ａ近傍に形成された４つのピエゾ抵抗Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４は、ｙ軸方向の加速度を検出するために形成されたもので、平面形状が細長の長方形状であって、長手方向が撓み部１３の長手方向に一致するように配置されており、図１（ｂ）における中央のブリッジ回路Ｂｙを構成するように配線（センサチップ１に形成されている拡散層配線、金属配線など）によって接続されている。ピエゾ抵抗Ｒｚ２１，Ｒｚ１１，Ｒｚ２４，Ｒｚ１４については後述する。なお、ピエゾ抵抗Ｒｙ１〜Ｒｙ４は、ｙ軸方向の加速度がかかったときに撓み部１３，１３において応力が集中する応力集中領域（応力分布にピークに対応した部位）に形成されている。ここで、ピエゾ抵抗Ｒｙ１〜Ｒｙ４は、上述のシリコン層１０３の表面側でシリコン層１０３内に形成されており、加速度がかかっていない状態で、Ｒｙ１・Ｒｙ３−Ｒｙ２・Ｒｙ４＝０となってブリッジ回路Ｂｙの抵抗バランスがとれるように、抵抗値が同じ値となるように設計してある。具体的には、ピエゾ抵抗Ｒｙ１〜Ｒｙ４は、同じサイズ（長さ、幅、拡散深さ）且つ同じ不純物濃度に設計してある。
【００３７】
上述のように４つの撓み部１３それぞれのコア部１２ａ近傍に１つずつ形成された合計４つのピエゾ抵抗Ｒｚ２１，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３，Ｒｚ２４およびフレーム部１１近傍に１つずつ形成された合計４つのピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１２，Ｒｚ１３，Ｒｚ１４はｚ軸方向の加速度を検出するために形成されたもので、平面形状が細長の長方形状としてある。ここにおいて、コア部１２ａ近傍の４つのピエゾ抵抗Ｒｚ２１，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３，Ｒｚ２４のうちの２つ（半数）のピエゾ抵抗Ｒｚ２２，Ｒｚ２３およびフレーム部１１近傍の４つのピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１２，Ｒｚ１３，Ｒｚ１４のうちの２つ（半数）のピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４が撓み部１３の長手方向に沿って配置されており（つまり、ピエゾ抵抗Ｒｚ２２，Ｒｚ２３，Ｒｚ１１，Ｒｚ１４は長手方向を撓み部１３の長手方向に一致させるように配置されており）、コア部１２ａ近傍の４つのピエゾ抵抗Ｒｚ２１，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３，Ｒｚ２４のうちの残りの２つのピエゾ抵抗Ｒｚ２１，Ｒｚ２４およびフレーム部１１近傍の４つのピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１２，Ｒｚ１３，Ｒｚ１４のうちの残りの２つのピエゾ抵抗Ｒｚ１２，Ｒｚ１３が撓み部１３の幅方向に沿って配置されており（つまり、ピエゾ抵抗Ｒｚ２１，Ｒｚ２４，Ｒｚ１２，Ｒｚ１３は長手方向を撓み部１３の幅方向に一致させるように配置されており）、図１（ｂ）における右側のブリッジ回路Ｂｚを構成するように配線（センサチップ１に形成されている拡散層配線、金属配線など）によって接続されている。なお、ピエゾ抵抗Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４およびＲｚ１１〜Ｒｚ１４は、ｚ軸方向の加速度がかかったときに撓み部１３において応力が集中する応力集中領域（応力分布のピークに対応する部位）に形成されている。ここで、ピエゾ抵抗Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４，Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４は、上述のシリコン層１０３の表面側でシリコン層１０３内に形成されており、加速度がかかっていない状態で、（Ｒｚ１１＋Ｒｚ１２）・（Ｒｚ１４＋Ｒｚ２４）−（Ｒｚ１２＋Ｒｚ２２）・（Ｒｚ１３＋Ｒｚ２３）＝０となってブリッジ回路Ｂｚの抵抗バランスがとれるように、抵抗値が同じ値となるように設計してある。具体的には、ピエゾ抵抗Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４，Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４は、同じサイズ（長さ、幅、拡散深さ）且つ同じ不純物濃度に設計してある。
【００３８】
なお、本実施形態の加速度センサでは、図１（ｂ）に示すように、上述の３つのブリッジ回路Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚに共通の２つの入力端子ＶＤＤ，ＧＮＤと、ブリッジ回路Ｂｘの２つの出力端子Ｘ１，Ｘ２と、ブリッジ回路Ｂｙの２つの出力端子Ｙ１，Ｙ２と、ブリッジ回路Ｂｚの２つの出力端子Ｚ１，Ｚ２とを備えており、これらの各入力端子ＶＤＤ，ＧＮＤおよび各出力端子Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｚ１，Ｚ２はセンサチップ１のフレーム部１１に図示しないパッドとして設けられている。
【００３９】
以下、上述の図１（ａ）および図２に示したセンサチップ１の製造方法について図３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明するが、図３（ａ）〜（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ’断面に対応する部分の断面を示してある。
【００４０】
まず、ＳＯＩウェハ１００の一表面側（シリコン層１０３の表面側）に上記各ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４，Ｒｙ１〜Ｒｙ４，Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４，Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４および上記各拡散層配線をリソグラフィ技術、不純物拡散技術などを利用して形成し、その後、ＳＯＩウェハ１００の上記一表面側（以下、主表面側と称す）および他表面側（以下、裏面側と称す）それぞれの全面に、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜からなる絶縁膜１０４，１０５を形成することによって、図３（ａ）に示す構造を得る。なお、上述の金属配線を形成する工程は、シリコン酸化膜を形成する工程と、シリコン窒化膜を形成する工程との間に設け、上述のパッドはシリコン窒化膜の形成後に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用して、上記金属配線の一部を露出させることにより上記金属配線の一部により形成される。
【００４１】
その後、ＳＯＩウェハ１００の主表面側に、上述の絶縁膜１０４においてフレーム部１１、コア部１２ａ、各撓み部１３それぞれに対応する部位を覆い他の部位を露出させるようにパターニングされたレジスト層（図示せず）を形成し、当該レジスト層をエッチングマスクとして、絶縁膜１０４の露出部分をエッチングすることで絶縁膜１０４をパターニングし、ＳＯＩウェハ１００を主表面側から絶縁層１０２に達する深さまで絶縁層１０２をエッチングストッパ層としてエッチングする表面側パターニング工程を行う。この表面側パターニング工程を行うことによって、ＳＯＩウェハ１００におけるシリコン層１０３は、フレーム部１１に対応する部位２３１（図３（ｂ）参照）と、コア部１２ａに対応する部位と、各撓み部１３それぞれに対応する部位２３３（図３（ｂ）参照）とが残る。なお、この表面側パターニング工程におけるエッチングに際しては、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）型のドライエッチング装置を用いてドライエッチングを行えばよく、エッチング条件としては、絶縁層１０２がエッチングストッパとして機能するような条件を設定する。
【００４２】
上述の表面側パターニング工程の後、ＳＯＩウェハ１００の裏面側に、支持基板１０１においてフレーム部１１に対応する部位２１１（図３（ｂ）参照）とコア部１２ａに対応する部位と各付随部１２ｂそれぞれに対応する部位２１３（図３（ｂ）参照）とを覆い且つ他の部位を露出させるようにパターニングされたレジスト層（図示せず）を形成し、当該レジスト層をエッチングマスクとして、絶縁膜１０５の露出部分をエッチングすることで絶縁膜１０５をパターニングし、ＳＯＩウェハ１００を裏面側から絶縁層１０２に達する深さまで絶縁層１０２をエッチングストッパ層として略垂直にドライエッチングする裏面側パターニング工程を行い、続いて、レジスト層を除去することによって、図３（ｂ）に示す構造を得る。この裏面側パターニング工程を行うことにより、ＳＯＩウェハ１００における支持基板１０１は、フレーム部１１に対応する部位２１１と、コア部１２ａに対応する部位と、各付随部１２ｂそれぞれに対応する部位２１３とが残る。なお、この裏面側パターニング工程におけるエッチング装置としては、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）型のドライエッチング装置を用いればよく、エッチング条件としては、絶縁層１０２がエッチングストッパとして機能するような条件を設定する。
【００４３】
裏面側パターニング工程の後、上記絶縁膜１０４，１０５をエッチングマスクとして、絶縁層１０２のうちフレーム部１１に対応する部位２２１（図３（ｃ）参照）およびコア部１２ａに対応する部位を残して不要部分をエッチング除去することでフレーム部１１、各撓み部１３、重り部１２を形成することによって、図３（ｃ）に示す構造を得る。
【００４４】
その後、ＳＯＩウェハ１００をダイシング工程により個々のセンサチップ１に分離し、例えば、パッケージへダイボンディングするダイボンディング工程、センサチップ１の各パッドとパッケージの電極とをボンディングワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディング工程、パッケージにパッケージ蓋を気密的に封着する封止工程を順次行えばよい。なお、センサチップ１の裏面側にガラス製のカバーを必要とする場合には、カバーを多数形成したガラス基板とＳＯＩウェハ１００とを陽極接合により固着してから、ダイシング工程により個々のチップに分離すればよい。
【００４５】
以下、本実施形態の加速度センサの動作について説明する。
【００４６】
本実施形態の加速度センサは、センサチップ１に加速度が作用すると、加速度の方向および大きさに応じて重り部１２がフレーム部１１に対して相対的に変位し、結果的に撓み部１３が撓んでピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４，Ｒｙ１〜Ｒｙ４，Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４，Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４の抵抗値が変化することになる。したがって、例えば、上述の入力端子ＶＤＤ，ＧＮＤ間に外部電源から一定の直流電圧を印加して使用すればよく、センサチップ１にｘ軸方向の加速度がかかった場合には図１（ｂ）における左側のブリッジ回路Ｂｘの抵抗バランスが崩れて出力端子Ｘ１，Ｘ２間の電位差がｘ軸方向の加速度の大きさに応じて変化し、ｙ軸方向の加速度がかかった場合には図１（ｂ）における中央のブリッジ回路Ｂｙの抵抗バランスが崩れて出力端子Ｙ１，Ｙ２間の電位差がｙ軸方向の加速度の大きさに応じて変化し、ｚ軸方向の加速度がかかった場合には図１（ｂ）における右側のブリッジ回路Ｂｚの抵抗バランスが崩れて出力端子Ｚ１，Ｚ２間の電位差がｚ軸方向の加速度の大きさに応じて変化する。要するに、本実施形態の加速度センサは、各ブリッジ回路Ｂｘ〜Ｂｚそれぞれの出力電圧の変化を検出することにより、センサチップ１に作用したｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向それぞれの加速度を検出することができる。本実施形態では、各ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４，Ｒｙ１〜Ｒｙ４，Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４，Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４それぞれが、フレーム部１１に対する重り部１２の変位により撓み部１３に生じるひずみによって抵抗率の変化するゲージ抵抗を構成している。
【００４７】
ここにおいて、センサチップ１にｘ軸の正方向（＋方向）の加速度がかかった場合、ｙ軸の正方向（＋方向）の加速度がかかった場合、ｚ軸の正方向（＋方向）の加速度がかかった場合それぞれについて、各ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４，Ｒｙ１〜Ｒｙ４，Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４，Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４それぞれの受ける応力を図１（ｃ）に示す。ただし、図１（ｃ）では、受ける応力が引張応力であるピエゾ抵抗の欄には「＋」、受ける応力が圧縮応力であるピエゾ抵抗の欄には「−」、応力を受けないピエゾ抵抗の欄には「０」を記してある。
【００４８】
ところで、本実施形態の加速度センサは、図８〜図１１で説明した従来例と略同じ構成であって、図１（ｂ），（ｃ）から分かるように、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向それぞれの加速度を独立且つ同時に検出することができるものであり、ｚ軸方向の加速度を検出するブリッジ回路Ｂｚおよびその構成要素であるピエゾ抵抗Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４，Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４の配置に特徴がある。
【００４９】
図１（ａ）〜（ｃ）および上述の説明から分かるように、本実施形態の加速度センサでは、ｚ軸方向の加速度を検出するブリッジ回路Ｂｚについて見れば、重り部１２のコア部１２ａ近傍において撓み部１３の長手方向に沿って配置されたピエゾ抵抗Ｒｚ２２，Ｒｚ２３と撓み部１３の幅方向に沿って配置されたピエゾ抵抗Ｒｚ２１，Ｒｚ２４との数が同数（２つずつ）となり、フレーム部１１近傍において撓み部１３の長手方向に沿って配置されたピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４と撓み部１３の幅方向に沿って配置されたピエゾ抵抗Ｒｚ１２，Ｒｚ１３との数が同数（２つずつ）となっている。
【００５０】
また、ブリッジ回路Ｂｚは、８つのピエゾ抵抗Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４，Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４およびこれらを接続する配線によって構成されているが、センサチップ１のフレーム部１１近傍に配置された４つのピエゾ抵抗Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４に着目すれば、センサチップ１の厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４が一方の対辺上に存在し、ピエゾ抵抗Ｒｚ１２，Ｒｚ１３が他方の対辺上に存在するように配線によって接続してある。ここで、ピエゾ抵抗Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４のみをブリッジ接続した第１の仮想ブリッジ回路では、正のオフセット電圧変動特性を有する。
【００５１】
一方、センサチップ１の重り部１２のコア部１２ａ近傍に配置されたピエゾ抵抗Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４について着目すれば、センサチップ１の厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じピエゾ抵抗Ｒｚ２１，Ｒｚ２４が一方の対辺上に存在し、ピエゾ抵抗Ｒｚ２２，Ｒｚ２３が他方の対辺上に存在するように配線によって接続してある。ここで、ピエゾ抵抗Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４のみをブリッジ接続した第２の仮想ブリッジ回路では、負のオフセット電圧変動特性を有する。要するに、第１の仮想ブリッジ回路と第２の仮想ブリッジ回路とでオフセット電圧変動特性の正負が逆になる。
【００５２】
また、ブリッジ回路Ｂｚの各辺それぞれについて着目すれば、ブリッジ回路Ｂｚの各辺それぞれに、センサチップ１への熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なる２つのゲージ抵抗が存在しており、各辺ごとに抵抗値の増減方向の異なる２つのゲージ抵抗が直列接続されている。具体的に説明すれば、ブリッジ回路Ｂｚの左上の辺では、フレーム部１１近傍で撓み部１３の長手方向に沿って配置されたピエゾ抵抗Ｒｚ１１とコア部１２ａ近傍で撓み部１３の幅方向に沿って配置されたピエゾ抵抗Ｒｚ２１とが直列接続され、ブリッジ回路Ｂｚの左下の辺では、フレーム部１１近傍で撓み部１３の幅方向に沿って配置されたピエゾＲｚ１３と重り部１２のコア部１２ａ近傍で撓み部１３の長手方向に沿って配置されたピエゾＲｚ２３とが直列接続され、ブリッジ回路Ｂｚの右上の辺では、フレーム部１１近傍で撓み部１３の幅方向に沿って配置されたピエゾＲｚ１２と重り部１２のコア部１２ａ近傍で撓み部１３の長手方向に沿って配置されたピエゾＲｚ２２とが直列接続され、ブリッジ回路Ｂｚの右下の辺では、フレーム部１１近傍で撓み部１３の長手方向に沿って配置されたピエゾＲｚ１４と重り部１２のコア部１２ａ近傍で撓み部１３の幅方向に沿って配置されたピエゾ抵抗Ｒｚ２４とが直列接続されている。なお、以下では説明の便宜上、ピエゾ抵抗Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４、Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４をゲージ抵抗と称する。
【００５３】
以上説明した本実施形態の加速度センサでは、ブリッジ回路Ｂｚについて見れば、フレーム部１１近傍において配置されたゲージ抵抗に関して、センサチップ１の厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じゲージ抵抗が対辺上に存在するとともに、重り部１２ａのコア部１２ａ近傍において配置されたゲージ抵抗に関して、センサチップ１の厚み方向の加速度に起因した抵抗値の増減方向の同じゲージ抵抗が対辺上に存在し、且つ、各辺それぞれに、センサチップ１への熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗が存在するように、８つのゲージ抵抗を接続してあるので、センサチップ１への熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減がブリッジ回路Ｂｚ全体で相殺されるから、ブリッジ回路Ｂｚのオフセット電圧の温度変動を抑制することができる。ここで、ブリッジ回路Ｂｚは、各辺それぞれにおいて、センサチップ１への熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗が直列接続されているので、ブリッジ回路Ｂｚの各辺ごとに、センサチップ１への熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減分に対する相殺量を大きくすることが可能となり、ブリッジ回路Ｂｚのオフセット電圧の温度変動をより低減できる。具体的には、ブリッジ回路Ｂｚの構成要素である各ゲージ抵抗の抵抗値をＲ、熱応力による各ゲージ抵抗の抵抗値変化量をΔＲとし、配線の抵抗値を無視すれば、センサチップ１に熱応力がかかっていないときのブリッジ回路Ｂｚの各辺それぞれの抵抗値はＲ＋Ｒ＝２Ｒとなり、熱応力がかかったときのブリッジ回路Ｂｚの各辺それぞれの抵抗値は（Ｒ＋ΔＲ）＋（Ｒ−ΔＲ）＝２Ｒとなって熱応力によるゲージ抵抗の抵抗値変化量ΔＲの成分が全て相殺され、ブリッジ回路Ｂｚの出力電圧は、（２Ｒ）・（２Ｒ）−（２Ｒ）・（２Ｒ）＝０となる。
【００５４】
なお、本実施形態では、各辺それぞれにおいてセンサチップ１への熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗を直列接続してあるが、並列接続してもよく、並列接続した場合にも、ブリッジ回路Ｂｚ全体としてゲージ抵抗の抵抗値変化量ΔＲの成分が全て相殺され出力電圧が０となる。ただし、各辺それぞれにおいてセンサチップ１への熱応力に起因した抵抗値の増減方向の異なるゲージ抵抗を直列接続した構成の方が、並列接続した構成を採用する場合に比べて、ブリッジ回路Ｂｚの出力電圧を大きくすることができる。
【００５５】
ところで、ブリッジ回路Ｂｚの構成要素である８つのゲージ抵抗（ピエゾ抵抗Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４、Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４）のセンサチップ１上での配置は図１（ａ）に示した例に限らず、例えば、図４〜図６のいずれかの配置を採用してもよい。
【００５６】
ただし、図１（ａ）に示したセンサチップ１のように、各撓み部１３ごとにフレーム部１１近傍に配置されるゲージ抵抗と重り部１２のコア部１２ａ近傍に配置されるゲージ抵抗との向きが直交していれば、ブリッジ回路Ｂｚの同一辺に存在する２つのゲージ抵抗を同一の撓み部１３に配置されたゲージ抵抗とすることができるから、各撓み部１３ごとにフレーム部１１近傍に配置されるゲージ抵抗と重り部１２のコア部１２ａ近傍に配置されるゲージ抵抗とをより短い配線で接続することが可能となり、図４〜図６のセンサチップ１のようにブリッジ回路Ｂｚの同一辺に存在するゲージ抵抗が互いに異なる撓み部１３に配置されている場合に比べて、配線長を短くすることができて配線の抵抗値を小さくすることが可能となり、配線の抵抗値がブリッジ回路Ｂｚの出力電圧に与える影響を低減することが可能となる。
【００５７】
また、図１（ａ），図４〜図６のいずれのセンサチップ１においても、センサチップは、厚み方向に直交する面内において、フレーム部１１近傍の各ゲージ抵抗それぞれの中心位置とフレーム部１１との間の各距離が等距離に設定されるとともに、重り部１２のコア部１２ａ近傍の各ゲージ抵抗それぞれの中心位置と重り部１２のコア部１２ａとの間の各距離が等距離に設定されているので、前者の各距離が４つの撓み部１３で異なる場合や、後者の各距離が４つの撓み部１３で異なる場合に比べて、センサチップ１への熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減分に対する相殺量をより大きくすることが可能となる。
【００５８】
また、図１（ａ），図４〜図６のいずれのセンサチップ１も、センサチップ１の厚み方向に直交する面内（つまり、ｘ軸とｙ軸とで規定されるｘｙ平面内）でブリッジ回路Ｂｚを構成するゲージ抵抗がｘ軸対称且つｙ軸対称に配置されているので、センサチップ１への熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減分に対する相殺量をより大きくすることが可能となる。なお、ブリッジ回路Ｂｘを構成するピエゾ抵抗Ｒｚ１〜Ｒｘ４およびブリッジ回路Ｂｙを構成するピエゾ抵抗Ｒｙ１〜Ｒｙ４についてもｘ軸対称且つｙ軸対称に配置されている。
【００５９】
また、センサチップ１は、ブリッジ回路Ｂｚを構成するゲージ抵抗を接続する配線（図示せず）のうち４つの撓み部１３に形成される配線が、ｘ軸対称且つｙ軸対称に配置されており、配線に起因した熱応力の分布をｘ軸対称且つｙ軸対称とすることが可能となるので、配線がｘ軸に対して非対称に配置されるとともにｙ軸に対して非対称に配置されている場合に比べて、配線に起因した熱応力によるオフセット電圧の変動を抑制することができる。
【００６０】
（実施形態２）
本実施形態の加速度センサの基本構成は実施形態１と略同じであり、図１（ａ）において撓み部１３の長手方向に沿って配置されて各ピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３が、図７に示すように、それぞれ複数（図示例では、２つ）のピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３に分割され、各撓み部１３において配線１５の一部により接続されている点（言い換えれば、実施形態１において撓み部１３の長手方向に沿って配置されていた各ゲージ抵抗それぞれを複数のピエゾ抵抗により構成している点）が相違する。なお、図７では、ピエゾ抵抗Ｒｘ１〜Ｒｘ４，Ｒｙ１〜Ｒｙ４の図示は省略してある。また、他の構成は実施形態１と同じなので説明を省略する。
【００６１】
図７に示した個々のピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３は長手方向の寸法が図１（ａ）に示したピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３の半分の寸法に設定してあり、ブリッジ回路Ｂｚの各辺の抵抗値は実施形態１と同じになっている。
【００６２】
しかして、本実施形態では、各撓み部１３それぞれの長手方向に沿って配置された各ピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３それぞれについて撓み部１３の長手方向に沿った長さを短くすることが可能となって、各ピエゾ抵抗Ｒｚ１１，Ｒｚ１４，Ｒｚ２２，Ｒｚ２３の応力分布範囲を狭めることが可能となるから、ブリッジ回路Ｂｚ全体として、センサチップ１への熱応力に起因したゲージ抵抗の抵抗値の増減分に対する相殺量をより大きくすることが可能となる。
【００６３】
なお、上記各実施形態では、重り部１２をコア部１２ａと４つの付随部１２ｂとで構成してあるが、コア部１２ａのみで重り部１２を構成してもよい。また、上記各実施形態では、ゲージ抵抗としてピエゾ抵抗を採用しているが、ゲージ抵抗としてカーボンナノチューブを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は回路図、（ｃ）は動作説明図である。
【図２】同上におけるセンサチップの概略断面図である。
【図３】同上の製造方法を説明するための主要工程断面図である。
【図４】同上の他の構成例を示す概略平面図である。
【図５】同上の他の構成例を示す概略平面図である。
【図６】同上の他の構成例を示す概略平面図である。
【図７】実施形態２を示す概略平面図である。
【図８】従来例を示す一部破断斜視図である。
【図９】同上を示す概略平面図である。
【図１０】同上の回路図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  センサチップ
１１  フレーム部
１２  重り部
１２ａ  コア部
１２ｂ  付随部
１３  撓み部
１４  スリット
Ｒｘ１〜Ｒｘ４  ピエゾ抵抗
Ｒｙ１〜Ｒｙ４  ピエゾ抵抗
Ｒｚ１１〜Ｒｚ１４  ピエゾ抵抗
Ｒｚ２１〜Ｒｚ２４  ピエゾ抵抗
【図１】
2006153513.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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