(57)【要約】      （修正有）【課題】圧電素子の配線スペースを小さくして小型化することができるセンサー素子を提供する。【解決手段】センサー素子は、支持腕２１２を有する基部２１と、支持腕２１２から互いに反対方向へ延出している第１および第２の駆動用振動腕２５、２６，２７、２８と、第１の駆動用振動腕２５から第２の駆動用振動腕２６に亘って設けられ、振動腕を屈曲振動させる第１および第２の駆動部５１，５２，とを備え、各々の駆動部５１，５２，は、上部電極層と、下部電極層と、圧電体層とを有し、下部電極層は、上部電極層に対して、振動腕側に配置され、第２の駆動部５２は、第１の駆動部５１に対して基部２１側に設けられ、第１の上部電極層と電気的に接続する第１の上部配線３１３および第１の下部電極層と電気的に接続する第１の下部配線３１１は、第２の上部電極層の第２の圧電体層とは反対側に延設され、支持腕２１２で絶縁体層を介して積層させている。【選択図】図３
2015031558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持腕を有する基部と、
前記支持腕から前記支持腕の延出方向と交差する方向に互いに反対方向へ延出している第１の駆動用振動腕および第２の駆動用振動腕と、
前記第１の駆動用振動腕から前記第２の駆動用振動腕に亘って設けられ、前記第１の駆動用振動腕および前記第２の駆動用振動腕を屈曲振動させる第１の駆動部および第２の駆動部と、
を備え、
前記第１の駆動部は、第１の上部電極層と、第１の下部電極層と、前記第１の上部電極層と前記第１の下部電極層との間に設けられている第１の圧電体層とを有し、
前記第１の下部電極層は、前記第１の上部電極層に対して、前記第１の駆動用振動腕および前記第２の駆動用振動腕側に配置され、
前記第２の駆動部は、第２の上部電極層と、第２の下部電極層と、前記第２の上部電極層と前記第２の下部電極層との間に設けられている第２の圧電体層とを有し、
前記第２の下部電極層は、前記第２の上部電極層に対して、前記第１の駆動用振動腕および前記第２の駆動用振動腕側に配置され、
前記第２の駆動部は、前記第１の駆動部に対して前記基部側に設けられ、
前記第１の上部電極層と電気的に接続する第１の上部配線および前記第１の下部電極層と電気的に接続する第１の下部配線は、前記第２の上部電極層の前記第２の圧電体層とは反対側に延設され、前記支持腕で絶縁体層を介して積層させていることを特徴とするセンサー素子。
【請求項２】
前記支持腕は、前記第１の駆動用振動腕および第２の駆動用振動腕が接続されている接続部と、前記接続部から前記基部とは反対側に設けられている突起部と、を有し、
前記突起部は、前記第１の下部電極層と電気的に接続する第１の下部電極用接続端子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセンサー素子。
【請求項３】
前記接続部には、前記第２の駆動部に対して前記基部側に、第２の下部電極用接続端子が設けられ、
前記第２の下部電極用接続端子と前記第１の下部電極用接続端子は、電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサー素子。
【請求項４】
前記第１および第２の下部電極用接続端子に設けられている前記第１および第２の駆動部は、平面視で前記第２の下部電極接続端子から前記第１の下部電極接続端子に向けて曲げられていることを特徴とする請求項３に記載のセンサー素子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とする角速度センサー。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のセンサー素子を有することを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のセンサー素子を有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー素子、角速度センサー、電子機器、移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
角速度、加速度等の物理量を検出するセンサー素子は、例えば、車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自車位置検出、デジタルカメラやビデオカメラ等の振動制御補正（いわゆる手ぶれ補正）等に用いられる。かかるセンサー素子としては、例えば、振動ジャイロセンサー（角速度センサー素子）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の角速度センサー素子は、両端が固定された伝達腕（基部）と、この伝達腕の両端部からそれぞれ互いに反対側へ延出する１対の駆動腕（駆動用振動腕）と、伝達腕の中央部から互いに反対側へ延出する１対の検出腕（検出用振動腕）と、各駆動腕および各検出腕にそれぞれ１対設けられた圧電素子とを備える。
このような特許文献１に記載の角速度センサー素子では、通電により各駆動腕の１対の圧電素子の一方の圧電素子を伸張させるとともに他方の圧電素子を収縮させる動作を交互に繰り返すことにより、各駆動腕を屈曲振動（駆動）させる。そして、その駆動状態で、所定の角速度を受けると、コリオリ力により、伝達腕および各検出腕の屈曲振動が励振され、各検出腕の１対の圧電素子から電荷が出力される。この電荷を検出することにより、角速度を検出することができる。
【０００４】
一般に圧電素子のうち強誘電体は、結晶内のプラスイオンとマイナスイオンが不均一の状態であり、この状態で電界を印加しても伸縮は起こらない。そこで、その分極方向に対し高い電界を印加させる分極処理（ポーリング処理）を行うことによって人為的に一方向に整列させることができる。
図１３は駆動腕の圧電素子の分極処理および駆動の説明図である。同図は駆動腕および駆動腕に設けた一対（外側および内側）の圧電素子の断面図を示している。図１３（ａ）は、配線スペースを小さくするため、外側電極１０の上部電極１１と内側電極１４の下部電極１５を接続させ、外側電極１０の下部電極１２と内側電極１４の上部電極１６を接続させている。この圧電素子に高電圧を印加させる分極処理を行うと、外側電極１０は上部電極１１から下部電極１２に向かう分極となる。また内側電極１４は下部電極１５から上部電極１６に向かう分極となる。このような圧電素子を駆動させるため、電圧を印加すると分極の方向と電界の向きが同じ方向となって駆動させることができない。
【０００５】
そこで図１３（ｂ）に示すように、外側電極１０および内側電極１４の上部電極１１、１６および下部電極１２、１５にそれぞれ独立した配線を接続させた圧電素子に対して分極処理を行うと、外側電極１０および内側電極１４のいずれも下部電極１２、１５から上部電極１１、１６に向かう分極に揃えることができる。このような圧電素子の独立した配線から外側電極１０の上部電極１１から下部電極１２へ向かう電界、内側電極１４の下部電極１５から上部電極１６へ向かう電界となる駆動電圧を印加すると、駆動電圧と分極の向きが異なるため、外側電極１０では縮小し、内側電極１４では伸張して駆動腕を屈曲振動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように分極処理を行う圧電素子では、それぞれ一対の配線を独立して接続させなければ圧電素子が伸縮せず駆動腕を屈曲振動させることができない。このような配線を電気的に接続する場合、互いに導通しないような配線パターンとしなければならない。伝達腕ではこの配線パターンを形成する配線スペースを設けるために太くしなければならず、センサー素子の小型化ができないという問題があった。
【０００８】
また、伝達腕上に多数の配線を設けなければならず、伝達腕の幅を狭くすることができなくなって、検出感度が低下してしまうという問題があった。
そこで本発明の目的は、圧電素子の配線スペースを小さくして小型化することができるセンサー素子を提供することを目的としている。また、かかるセンサー素子を備える角速度センサー、電子機器、移動体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明のセンサー素子は、支持腕を有する基部と、前記支持腕から前記支持腕の延出方向と交差する方向に互いに反対方向へ延出している第１の駆動用振動腕および第２の駆動用振動腕と、前記第１の駆動用振動腕から前記第２の駆動用振動腕に亘って設けられ、前記第１の駆動用振動腕および前記第２の駆動用振動腕を屈曲振動させる第１の駆動部および第２の駆動部と、を備え、前記第１の駆動部は、第１の上部電極層と、第１の下部電極層と、前記第１の上部電極層と前記第１の下部電極層との間に設けられている第１の圧電体層とを有し、前記第１の下部電極層は、前記第１の上部電極層に対して、前記第１の駆動用振動腕および前記第２の駆動用振動腕側に配置され、前記第２の駆動部は、第２の上部電極層と、第２の下部電極層と、前記第２の上部電極層と前記第２の下部電極層との間に設けられている第２の圧電体層とを有し、前記第２の下部電極層は、前記第２の上部電極層に対して、前記第１の駆動用振動腕および前記第２の駆動用振動腕側に配置され、前記第２の駆動部は、前記第１の駆動部に対して前記基部側に設けられ、前記第１の上部電極層と電気的に接続する第１の上部配線および前記第１の下部電極層と電気的に接続する第１の下部配線は、前記第２の上部電極層の前記第２の圧電体層とは反対側に延設され、前記支持腕で絶縁体層を介して積層させていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成されたセンサー素子によれば、駆動部と導通する第１の上部配線と第１の下部配線を支持腕上で積層させているので、支持腕の幅を小さくしても配線スペースを確保することができる。従って検出感度を高めて、センサー素子の小型化を図ることができる。またセンサー素子が大きい場合には、駆動部と導通する第１の上部配線と第１の下部配線の配線スペースが小さいため、圧電素子を構成する圧電体の面積を大きくすることができる。従って駆動部の振動精度が上がり、検出感度を向上させることができる。
【００１１】
［適用例２］
本発明のセンサー素子は、適用例１に記載されたセンサー素子において、前記支持腕は、前記第１の駆動用振動腕および第２の駆動用振動腕が接続されている接続部と、前記接続部から前記基部とは反対側に設けられている突起部と、を有し、前記突起部は、前記第１の下部電極層と電気的に接続する第１の下部電極用接続端子が設けられていることを特徴とする。
このように構成されたセンサー素子によれば、支持腕に駆動用振動腕が接続する箇所に第１の下部電極と導通する第１の下部電極用接続端子を設けるスペースを確保しつつ、駆動部の設置面積を確保することができる。従って、検出感度を高めて、センサー素子の小型化を図ることができる。
【００１２】
［適用例３］
本発明のセンサー素子は、適用例２に記載されたセンサー素子において、前記接続部には、前記第２の駆動部に対して前記基部側に、第２の下部電極用接続端子が設けられ、前記第２の下部電極用接続端子と前記第１の下部電極用接続端子は、電気的に接続されていることを特徴とする。
このように構成されたセンサー素子によれば、支持腕に駆動用振動腕が接続する箇所に第１の下部電極用接続端子と導通する第２の下部電極用接続端子を設けるスペースを確保しつつ、駆動部の設置面積を確保することができる。従って、支持腕に第２の下部電極用接続端子を設ける必要がないため、支持腕の幅を小さくできて検出感度が上がり、センサー素子の小型化を図ることができる。
【００１３】
［適用例４］
本発明のセンサー素子は、適用例３に記載されたセンサー素子において、前記第１および第２の下部電極用接続端子に設けられている前記第１および第２の駆動部は、平面視で前記第２の下部電極接続端子から前記第１の下部電極接続端子に向けて曲げられていることを特徴とする。
このように構成されたセンサー素子によれば、支持腕に駆動用振動腕が接続する箇所の駆動部の設置面積を確保することができ、圧電素子を構成する圧電体の面積を大きくすることができる。従って駆動部の振動振幅を容易に大きくでき、検出感度を向上させることができる。
また、接続部は駆動用振動腕が屈曲振動する際の節に当る部分に形成されている。このため、第1駆動部および第２駆動部の幅を細くしたり、曲げたりしても振動腕の駆動振動を低減することがない。従って、駆動部を曲げることにより、接続部上に接続端子を設けるスペースを容易に確保することができる。
【００１４】
［適用例５］
本発明の角速度センサーは、上記いずれかに記載のセンサー素子を備えることを特徴とする。
このように構成された角速度センサーによれば、信頼性に優れた角速度センサーを提供することができる。
【００１５】
［適用例６］
本発明の電子機器は、上記いずれかに記載のセンサー素子を備えることを特徴とする。
このように構成された電子機器によれば、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
【００１６】
［適用例７］
本発明の移動体は、上記いずれかに記載のセンサー素子を備えることを特徴とする。
このように構成された移動体によれば、信頼性に優れた移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る角速度センサーの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す角速度センサーの平面図である。
【図３】図１に示す角速度センサーのセンサー素子の平面図である。
【図４】（ａ）は図３中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図３に示すセンサー素子の第１および第２の駆動部およびその接続配線を説明するための部分拡大平面図である。
【図６】図３に示すセンサー素子の第１および第２の駆動部およびその接続配線を説明するための部分拡大断面図である。
【図７】図３に示す駆動部と接続する配線の形成方法を説明するための平面図である。
【図８】図３に示すセンサー素子の駆動を説明するための平面図である。
【図９】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の電子機器を適用した移動体を模式的に示す図である。
【図１３】駆動腕の圧電素子の分極処理および駆動の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、センサー素子、角速度センサー、電子機器、移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
（角速度センサー）
まず、本発明の角速度センサー（本発明のセンサー素子を備える角速度センサー）の第１実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るセンサーデバイスの概略構成を示す断面図である。図２は、図１に示す角速度センサーの平面図である。図３は、図１に示す角速度センサーのセンサー素子の平面図である。図４の（ａ）は図３中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図３に示すセンサー素子の第１および第２の駆動部およびその接続配線を説明するための部分拡大平面図である。図６は、図３に示すセンサー素子の第１および第２の駆動部およびその接続配線を説明するための部分拡大断面図である。図７は、図３に示す駆動部と接続する配線の形成方法を説明するための平面図である。図８は、図３に示すセンサー素子の駆動を説明するための平面図である。
【００２０】
なお、図１〜 ７では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」とする。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」と言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」と言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」と言い、＋ｚ側（図１中の上側）を「上」、−ｚ側（図１中の下側）を「下」と言う。
図１および図２に示すセンサーデバイス１は、角速度を検出するジャイロセンサーである。このセンサーデバイス１は、センサー素子（振動素子）２と、ＩＣチップ３と、センサー素子２およびＩＣチップ３を収納するパッケージ９とを有している。なお、ＩＣチップ３は、省略してもよいし、パッケージ９の外部に設けられていてもよい。
【００２１】
（センサー素子）
センサー素子２は、センサー素子２の主面（ｘｙ面）に対してｚ軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサー素子（振動片）である。このセンサー素子２は、図３に示すように、複数の振動腕を有する振動体２０と、振動体２０の表面に設けられた複数の検出部４１〜４４、複数の駆動部５１〜５４、および複数の端子６１〜６８とを備える。
【００２２】
ここで、図３では、駆動部５１および駆動部５３が互いに接続されているとともに、駆動部５２および駆動部５４が互いに接続されている。そして、駆動部５１、５３は１対の接続配線を介して端子６７、６８に電気的に接続されている。駆動部５２、５４は、１対の接続配線を介して端子６３、６４に電気的に接続されている。なお、かかる接続配線に関する構成については、駆動部５１〜５４の説明とともに、後に詳述する。
【００２３】
以下、センサー素子２を構成する各部を順次詳細に説明する。
［振動片］
まず、振動体２０について説明する。
振動体２０は、図３に示すように、いわゆるダブルＴ型と呼ばれる構造を有する。
具体的に説明すると、振動体２０は、基部２１と、基部２１を支持する支持部２２と、基部２１から延出した２つの検出用振動腕２３、２４および４つの駆動用振動腕２５〜２８とを有する。
【００２４】
基部２１は、本体部２１１と、本体部２１１からｘ軸方向に沿って互いに反対側へ延出する１対の支持腕２１２、２１３とを有する。
支持部２２は、パッケージ９に対して固定される１対の固定部２２１、２２２と、固定部２２１と基部２１の本体部２１１とを連結する１対の梁部２２３、２２４と、固定部２２２と基部２１の本体部２１１とを連結する１対の梁部２２５、２２６とを有する。
【００２５】
検出用振動腕２３、２４は、基部２１の本体部２１１からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。
このように本体部２１１から１対の検出用振動腕２３、２４が延出されていることにより、検出感度を高めることができる。
本実施形態では、検出用振動腕２３、２４と基部２１との境界部付近の側面は、段階的に屈曲している。
【００２６】
駆動用振動腕２５、２６（第１の駆動用振動腕、第２の駆動用振動腕）は、基部２１の支持腕２１２の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。
駆動用振動腕２７、２８（第３の駆動用振動腕、第４の駆動用振動腕）は、基部２１の支持腕２１３の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対方向へ延出している。
このように支持腕２１２から１対の駆動用振動腕２５、２６が延出されるとともに、支持腕２１３から１対の駆動用振動腕２７、２８が延出されていることにより、不要振動を防止し、検出感度を高めることができる。
【００２７】
本実施形態では、検出用振動腕２３の先端部には、基端部よりも幅が大きい錘部（ハンマーヘッド）２３１が設けられている。同様に、検出用振動腕２４の先端部には、錘部２４１が設けられ、駆動用振動腕２５の先端部には、錘部２５１が設けられ、駆動用振動腕２６の先端部には、錘部２６１が設けられ、駆動用振動腕２７の先端部には、錘部２７１が設けられ、駆動用振動腕２８の先端部には、錘部２８１が設けられている。このような錘部を設けることにより、センサー素子２の検出感度を向上させることができる。
【００２８】
このような振動体２０の構成材料としては、所望の振動特性を発揮することができるものであれば、特に限定されず、各種圧電体材料および各種非圧電体材料を用いることができる。
例えば、振動体２０を構成する圧電体材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動体２０を構成する圧電体材料としては水晶（Ｘカット板、ＡＴカット板、Ｚカット板等）が好ましい。水晶で振動体２０を構成すると、振動体２０の振動特性（特に周波数温度特性）を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動体２０を形成することができる。
【００２９】
また、振動体２０を構成する非圧電体材料としては、例えば、シリコン、石英等が挙げられる。特に、振動体２０を構成する非圧電体材料としてはシリコンが好ましい。シリコンで振動体２０を構成すると、優れた振動特性を有する振動体２０を比較的安価に実現することができる。また、公知の微細加工技術を用いてエッチングにより高い寸法精度で振動体２０を形成することができる。そのため、振動体２０の小型化を図ることができる。
【００３０】
本実施形態では、振動体２０の上面には、絶縁体層２９が設けられている（図４、図６参照）。これにより、駆動部５１〜５４および検出部４１〜４４の各部間での短絡を防止することができる。
この絶縁体層２９は、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等で構成されている。また、絶縁体層２９の形成方法としては、特に限定されず、公知の成膜法を用いることができる。例えば、振動体２０がシリコンで構成されている場合、振動体２０の上面を熱酸化することにより、ＳｉＯ２で構成された絶縁体層２９を形成することができる。
【００３１】
［駆動部］
次に、駆動部５１〜５４について説明する。
図３に示すように、駆動部５１（第１の駆動部）は、振動体２０の駆動用振動腕２５から駆動用振動腕２６に亘って設けられている。また、駆動部５２（第２の駆動部）は、振動体２０の駆動用振動腕２５から駆動用振動腕２６に亘って設けられている。また、駆動部５３（第３の駆動部）は、振動体２０の駆動用振動腕２７から駆動用振動腕２８に亘って設けられている。また、駆動部５４（第４の駆動部）は、振動体２０の駆動用振動腕２７から駆動用振動腕２８に亘って設けられている。
【００３２】
１対の駆動部５１、５２は、通電により駆動用振動腕２５、２６をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。同様に、１対の駆動部５３、５４は、通電により駆動用振動腕２７、２８をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。
【００３３】
より具体的に説明すると、１対の駆動部５１、５２は、駆動用振動腕２５、２６の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図３中左側）に駆動部５１（第１の駆動部）が設けられ、他方側（図３中右側）に駆動部５２（第２の駆動部）が設けられている。同様に、１対の駆動部５３、５４は、駆動用振動腕２７、２８の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図３中右側）に駆動部５３（第３の駆動部）が設けられ、他方側（図３中左側）に駆動部５４（第４の駆動部）が設けられている。
すなわち、駆動部５２は、駆動部５１に対して本体部２１１側に設けられている。また、駆動部５４は、駆動部５３に対して本体部２１１側に設けられている。
【００３４】
これらの駆動部５１〜５４は、それぞれ、通電により主にｙ軸方向に伸縮するように構成された圧電体素子である。このような駆動部５１、５２は、それぞれ、通電により駆動用振動腕２５、２６を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。同様に、駆動部５３、５４は、それぞれ、通電により駆動用振動腕２７、２８を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。
【００３５】
このような駆動部５１〜５４を用いることにより、駆動用振動腕２５〜２８自体が圧電性を有していなかったり、駆動用振動腕２５〜２８自体が圧電性を有していても、その分極軸や結晶軸の方向がｘ軸方向での屈曲振動に適していなかったりする場合でも、比較的簡単かつ効率的に、各駆動用振動腕２５〜２８をｘ軸方向に屈曲振動（駆動振動）させることができる。また、駆動用振動腕２５〜２８の圧電性の有無、分極軸や結晶軸の方向を問わないので、各駆動用振動腕２５〜２８の構成材料の選択の幅が広がる。そのため、所望の振動特性を有する振動体２０を比較的簡単に実現することができる。
【００３６】
以下、駆動部５１、５２の構成について詳細に説明する。なお、駆動部５３、５４の構成については、駆動部５１、５２と同様である（同様の積層構造を有する）ため、その説明を省略する。
駆動部５１は、図４（ａ）に示すように、駆動用振動腕２５上に、第１の下部電極層５１１、第１の圧電体層（圧電薄膜）５１２、第１の上部電極層５１３がこの順で積層されて構成されている。
同様に、駆動部５２は、駆動用振動腕２５上に、第２の下部電極層５２１、第２の圧電体層（圧電薄膜）５２２、第２の上部電極層５２３がこの順で積層されて構成されている。
【００３７】
第１および第２の下部電極層５１１、５２１は、それぞれ、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料や、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
中でも、第１および第２の下部電極層５１１、５２１の構成材料としては、それぞれ、金を主材料とする金属（金、金合金）または白金を用いるのが好ましく、金を主材料とする金属（特に金）を用いるのがより好ましい。
Ａｕは、導電性に優れ（電気抵抗が小さく）、酸化に対する耐性に優れているため、電極材料として好適である。また、ＡｕはＰｔに比しエッチングにより容易にパターニングすることができる。さらに、第１および第２の下部電極層５１１、５２１を金または金合金で構成することにより、第１および第２の圧電体層５１２、５２２の配向性を高めることもできる。
【００３８】
また、第１および第２の下部電極層５１１、５２１の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第１および第２の下部電極層５１１、５２１が駆動部５１、５２の駆動特性や駆動用振動腕２５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、前述したような第１および第２の下部電極層５１１、５２１の導電性を優れたものとすることができる。
なお、第１および第２の下部電極層５１１、５２１と駆動用振動腕２５との間には、第１および第２の下部電極層５１１、５２１が駆動用振動腕２５から剥離するのを防止する機能を有する下地層が設けられていてもよい。かかる下地層は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成されている。
【００３９】
第１および第２の圧電体層５１２、５２２の構成材料（圧電体材料）としては、それぞれ、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等が挙げられる。
中でも、第１および第２の圧電体層５１２、５２２の構成材料としては、それぞれ、ＰＺＴを用いるのが好ましい。ＰＺＴは、ｃ軸配向性に優れている。そのため、ＰＺＴを主材料とする第１および第２の圧電体層５１２、５２２にすることで、センサー素子２のＣＩ値を低減することができる。また、これらの材料は、反応性スパッタリング法により成膜することができる。
また、第１および第２の圧電体層５１２、５２２の平均厚さは、それぞれ、１０００〜５０００ｎｍであるのが好ましく、２０００〜４０００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第１および第２の圧電体層５１２、５２２が駆動用振動腕２５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、駆動部５１、５２の駆動特性を優れたものとすることができる。
【００４０】
第１および第２の上部電極層５１３、５２３は、それぞれ、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料やＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００４１】
また、第１および第２の上部電極層５１３、５２３の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第１および第２の上部電極層５１３、５２３が駆動部５１、５２の駆動特性や駆動用振動腕２５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、第１および第２の上部電極層５１３、５２３の導電性を優れたものとすることができる。
なお、第１の圧電体層５１２と第１の上部電極層５１３との間には、第１の圧電体層５１２を保護するとともに、第１の下部電極層５１１と第１の上部電極層５１３との間の短絡を防止する機能を有する絶縁体層（絶縁性の保護層）が設けられていてもよい。同様に、第２の圧電体層５２２と第２の第２の上部電極層５２３との間にも、絶縁体層が設けられていてもよい。かかる絶縁体層は、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等で構成されている。
【００４２】
また、第１の圧電体層５１２と第１の上部電極層５１３との間には、第１の上部電極層５１３が第１の圧電体層５１２（上述した絶縁体層を設けた場合には絶縁体層）から剥離するのを防止する機能を有する下地層が設けられていてもよい。同様に、第２の圧電体層５２２と第２の上部電極層５２３との間にも、下地層が設けられていてもよい。かかる下地層は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成されている。
【００４３】
このように構成された駆動部５１においては、第１の下部電極層５１１と第１の上部電極層５１３との間に電圧が印加されると、第１の圧電体層５１２にｚ軸方向の電界が生じ、第１の圧電体層５１２がｙ軸方向に伸張または収縮する。同様に、駆動部５２においては、第２の下部電極層５２１と第２の上部電極層５２３との間に電圧が印加されると、第２の圧電体層５２２にｚ軸方向の電界が生じ、第２の圧電体層５２２がｙ軸方向に伸張または収縮する。
【００４４】
このとき、駆動部５１、５２のうちの一方の駆動部をｙ軸方向に伸張させたときに他方の駆動部をｙ軸方向に収縮させることにより、駆動用振動腕２５、２６をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。
同様に、駆動部５３、５４により駆動用振動腕２７、２８をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。
【００４５】
ここで、駆動部５１〜５４へ通電するための接続配線に関する構成について説明する。分極処理を行う必要がある圧電素子を備えた駆動部は、それぞれ一対の接続配線を独立して接続させなければならない。なお、以下では、駆動部５１、５２へ通電するための接続配線（第１および第２の上部配線３１３、３２３、第１および第２の下部配線３１１、３２１）に関する構成について代表的に説明し、駆動部５３、５４へ通電するための接続配線に関する構成については、駆動部５１、５２へ通電するための接続配線に関する構成と同様であるため、その説明を省略する。
図６（ａ）（図５中のＡ−Ａ線断面図）は、駆動部５１の第１の下部電極層５１１と第１の下部配線３１１の接続を示している。図示のように、駆動部５１の第１の下部電極５１１と第１の下部配線３１１を電気的に接続するために、第１および第２の下部電極用接続端子３５１、３５２を設けている。
【００４６】
第１の下部電極用接続端子３５１は、支持腕２１２に駆動用振動腕２５、２６が接続する箇所となる接続部２１６であって、駆動部５１に対して基部２１とは反対側に突出形成された突起部２１４に設けられている。接続部２１６および突起部２１４は、駆動用振動腕２５、２６が屈曲振動する際の節に当る部分に形成されているため、振動腕２１の屈曲振動を阻害することなく駆動用振動腕２５、２６と支持腕２１２の接続箇所の剛性を高めることができる。第１の下部電極用接続端子３５１は、第１の下部電極層５１１、第１の下部配線３１１を形成するエッチング時に同時形成し、第１の下部電極層５１１と電気的に接続させている。
第２の下部電極用接続端子３５２は、支持腕２１２に駆動用振動腕２５、２６が接続する箇所であって、駆動部５２に対して基部２１側に設けられている。第２の下部電極用接続端子３５２は、第１の下部電極層５１１、第１の下部配線３１１を形成するエッチング時に同時形成し、第１の下部配線３１１と電気的に接続させている。第１の下部配線３１１は支持腕２１２上を長手方向（ｘ軸方向）に沿って形成されている。
【００４７】
なお、第１および第２の下部電極用接続端子３５１、３５２の間の駆動部５１、５２は、平面視で第２の下部電極用接続端子３５２から第１の下部電極用接続端子３５１に向けて屈曲させている。これにより、第２の下部電極用接続端子３５２の設置スペースを確保することができる。また駆動部５１、５２の設置スペースを確保することができ、検出感度を高めることができる。
第１および第２の下部電極用接続端子３５１、３５２の電気的な接続は、引き回し配線３５３を用いている。引き回し配線３５３は、絶縁体層２９で被膜された第１および第２の上部電極層５１３、５２３の上を横断するようにｘ軸方向へ跨って形成されており、一端を第１の下部電極用接続端子３５１と電気的に接続させ、他端を第２の下部電極用接続端子３５２に電気的に接続させている。この様な構成により、第１の下部電極層５１１と第１の下部配線３１１を電気的に接続させることができる。
【００４８】
図６（ｂ）（図５中のＢ−Ｂ線断面図）は駆動部５１の第１の上部電極層５１３と第１の上部配線３１３の接続を示している。図示のように、駆動部５１の第１の上部電極層５１３と第１の上部配線３１３の電気的な接続は、第１の上部電極用接続端子３６１を用いて行っている。
第１の上部配線３１３は、絶縁体層２９で被膜された第１の上部電極層５１３の一部を露出させた第１の上部電極用接続端子３６１から第１の上部電極層５１３上を支持腕２１２に向けてｙ軸方向へ延出させた後、支持腕２１２から第２の上部電極層５２３の上を横断するようにＸ軸方向へ跨らせる。そして支持腕２１２の長手方向（ｘ軸方向）に沿って、支持腕２１２の第１の下部配線３１１上に絶縁体層２９１を介して積層させている。
第１の上部電極層３１３と駆動部５３の第３の上部電極層と、第１の下部電極層３１１と駆動部５３の第３の下部電極層は、それぞれ本体部２１１上で電気的に接続させた後、梁部２２６上を引き回して端子６７、６８と電気的に接続させている。
【００４９】
図６（ｃ）（図５中のＣ−Ｃ線断面図）は駆動部５２の第２の上部電極層５２３および第２の下部電極層５２１と第２の上部配線３２３および第２の下部配線３２１の接続を示している。図示のように、駆動部５２の第２の下部電極層５２１と第２の下部配線３２１は、エッチングにより同時形成することができる。第２の下部配線３２１は支持腕に長手方向（ｘ軸方向）に沿って形成されている。また第２の下部配線３２１は第１の下部配線３１１と支持腕２１２上で並列に配置されている。これにより第２の駆動電極層５２１と第２の下部配線３２１を電気的に接続させることができる。
また、駆動部５２の第２の上部電極層５２３と第２の上部配線３２３の電気的な接続は、第２の上部電極用接続端子３６２を用いて行っている。
第２の上部配線３２３は、絶縁体層２９で被膜された第２の上部電極層５２３の一部を露出させた第２の上部電極用接続端子３６２から第２の上部電極層５２３上を支持腕２１２に向けてｙ軸方向へ延出させた後、支持腕２１２の長手方向（ｘ軸方向）に沿って、支持腕２１２の第２の下部配線３２１上に絶縁体層２９を介して積層させている。
第２の上部電極層５２３と駆動部５４の第４の上部電極層と、第２の下部電極層５２１と駆動部５４の第４の下部電極層は、それぞれ本体部２１１上で電気的に接続させた後、梁部２２４上を引き回して端子６３、６４と電気的に接続させている。
これにより、駆動部５１、５２に対して第１および第２の上部配線３１３、３２３、第１および第２の下部配線３１１、３２１により通電することができる。支持腕２１２の上部配線および下部配線は積層させている。そのため、支持腕２１２に設ける配線スペースを小さくすることができる。その結果、支持腕２１２の幅を小さくし、検出感度を高めることができる。
【００５０】
［検出部］
次に、検出部４１〜４４について説明する。
検出部４１、４２は、それぞれ、前述した振動体２０の検出用振動腕２３上に設けられている。また、検出部４３、４４は、それぞれ、振動体２０の検出用振動腕２４上に設けられている。
【００５１】
１対の検出部４１、４２は、検出用振動腕２３のｘ軸方向での屈曲振動（いわゆる面内振動）を検出するものである。同様に、１対の検出部４３、４４は、検出用振動腕２４のｘ軸方向での屈曲振動を検出するものである。
より具体的に説明すると、１対の検出部４１、４２は、検出用振動腕２３の幅方向（ｘ軸方向）での一方側（図３中右側）に検出部４１が設けられ、他方側（図３中左側）に検出部４２が設けられている。同様に、１対の検出部４３、４４は、検出用振動腕２４の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図３中右側）に検出部４３が設けられ、他方側（図３中左側）に検出部４４が設けられている。
【００５２】
検出部４１〜４４は、それぞれ、ｙ軸方向に伸縮することにより電荷を出力するように構成された圧電体素子である。このような検出部４１、４２は、それぞれ、検出用振動腕２３の振動（ｘ軸方向での屈曲振動）に伴って電荷を出力する。同様に、検出部４３、４４は、それぞれ、検出用振動腕２４の振動（ｘ軸方向での屈曲振動）に伴って電荷を出力する。
【００５３】
このような検出部４１〜４４を用いることにより、検出用振動腕２３、２４自体が圧電性を有していなかったり、検出用振動腕２３、２４自体が圧電性を有していても、その分極軸や結晶軸の方向がｘ軸方向での屈曲振動の検出に適していなかったりする場合でも、比較的簡単かつ効率的に、各検出用振動腕２３、２４のｘ軸方向での屈曲振動を検出することができる。また、検出用振動腕２３、２４の圧電性の有無、分極軸や結晶軸の方向を問わないので、各検出用振動腕２３、２４の構成材料の選択の幅が広がる。そのため、所望の振動特性を有する振動体２０を比較的簡単に実現することができる。
このような検出部４１〜４４は、それぞれ、複数の層をｚ軸方向に積層した積層構造を有する圧電体素子である。
【００５４】
以下、検出部４１、４２の構成について詳細に説明する。なお、検出部４３、４４の構成については、検出部４１、４２と同様である（同様の積層構造を有する）ため、その説明を省略する。
検出部４１は、図４（ｂ）に示すように、第１の電極層４１１、第１の電極層４１１に対して検出用振動腕２３とは反対側に設けられた第２の電極層４１３、および、第１の電極層４１１と第２の電極層４１３との間に設けられた圧電体層４１２を有する。言い換えると、検出部４１は、検出用振動腕２３上に、第１の電極層４１１、圧電体層（圧電薄膜）４１２、第２の電極層４１３がこの順で積層されて構成されている。
同様に、検出部４２は、検出用振動腕２３上に、第１の電極層４２１、圧電体層（圧電薄膜）４２２、第２の電極層４２３がこの順で積層されて構成されている。
【００５５】
第１の電極層４１１、４２１は、それぞれ、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料や、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００５６】
中でも、第１の電極層４１１、４２１の構成材料としては、それぞれ、金を主材料とする金属（金、金合金）または白金を用いるのが好ましく、金を主材料とする金属（特に金）を用いるのがより好ましい。
Ａｕは、導電性に優れ（電気抵抗が小さく）、酸化に対する耐性に優れているため、電極材料として好適である。また、ＡｕはＰｔに比しエッチングにより容易にパターニングすることができる。さらに、第１の電極層４１１、４２１を金または金合金で構成することにより、圧電体層４１２、４２２の配向性を高めることもできる。
【００５７】
また、第１の電極層４１１、４２１の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第１の電極層４１１、４２１が検出部４１、４２の検出特性や検出用振動腕２３の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、前述したような第１の電極層４１１、４２１の導電性を優れたものとすることができる。
なお、第１の電極層４１１、４２１と検出用振動腕２３との間には、第１の電極層４１１、４２１が検出用振動腕２３から剥離するのを防止する機能を有する下地層が設けられていてもよい。
かかる下地層は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成することができる。
【００５８】
圧電体層４１２、４２２の構成材料（圧電体材料）としては、それぞれ、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等が挙げられる。
【００５９】
中でも、圧電体層４１２、４２２の構成材料としては、それぞれ、ＰＺＴを用いるのが好ましい。ＰＺＴは、ｃ軸配向性に優れている。そのため、圧電体層４１２、４２２をＰＺＴを主材料として構成することにより、センサー素子２のＣＩ値を低減することができる。また、これらの材料は、反応性スパッタリング法により成膜することができる。
また、圧電体層４１２、４２２の平均厚さは、それぞれ、１０００〜５０００ｎｍであるのが好ましく、２０００〜４０００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、圧電体層４１２、４２２が検出用振動腕２３の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、検出部４１、４２の検出特性を優れたものとすることができる。
【００６０】
第２の電極層４１３、４２３は、それぞれ、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料やＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００６１】
また、第２の電極層４１３、４２３の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第２の電極層４１３、４２３が検出部４１、４２の検出特性や検出用振動腕２３の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、第２の電極層４１３、４２３の導電性を優れたものとすることができる。
【００６２】
なお、圧電体層４１２と第２の電極層４１３との間には、圧電体層４１２を保護するとともに、第１の電極層４１１と第２の電極層４１３との間の短絡を防止する機能を有する絶縁体層（絶縁性の保護層）が設けられていてもよい。同様に、圧電体層４２２と第２の電極層４２３との間にも、絶縁体層が設けられていてもよい。
かかる絶縁体層は、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等で構成されている。
【００６３】
また、圧電体層４１２と第２の電極層４１３との間には、第２の電極層４１３が圧電体層４１２（上述した絶縁体層を設けた場合には絶縁体層）から剥離するのを防止する機能を有する下地層が設けられていてもよい。同様に、圧電体層４２２と第２の電極層４２３との間にも、下地層が設けられていてもよい。
かかる下地層は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成されている。
このように構成された検出部４１、４２は、検出用振動腕２３がｘ軸方向に屈曲振動すると、一方の検出部が伸張し、他方の検出部が収縮し、電荷を出力する。
同様に、検出部４３、４４は、検出用振動腕２４がｘ軸方向に屈曲振動すると、一方の検出部が伸張し、他方の検出部が収縮し、電荷を出力する。
【００６４】
このような検出部４１、４２においては、検出部４１の第２の電極層４１３と検出部４２の第１の電極層４２１とが梁部２２３上を通って、それぞれ端子６１（第１の検出用端子）に電気的に接続され、また、検出部４１の第１の電極層４１１と検出部４２の第２の電極層４２３とが梁部２２３上を通って、それぞれ端子６２（第１の検出用端子）に電気的に接続されている。
同様に、検出部４３の第２の電極層と検出部４４の第１の電極層とが梁部２２５を通って、それぞれ端子６５（第２の検出用端子）に電気的に接続され、また、検出部４３の第１の電極層と検出部４４の第２の電極層とが梁部２２５を通って、それぞれ端子６６（第２の検出用端子）に電気的に接続されている。
【００６５】
［端子］
端子６１〜６４は、前述した支持部２２の固定部２２１上に設けられ、端子６４〜６８は、支持部２２の固定部２２２上に設けられている。
また、端子６１〜６８および配線（図示せず）等は、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、銅（Ｃｕ）、モリブデンン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料やＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。また、これらは、検出部４１〜４４の第１の電極層または第２の電極層、駆動部５１〜５４の第１または第２の下部電極層と同時に一括形成することができる。
【００６６】
このように構成されたセンサー素子２は、次のようにしてｚ軸まわりの角速度ωを検出する。
まず、端子６３、６４、６７、６６に電圧（駆動信号）を印加することにより、図８（ａ）に示すように、図中矢印Ａに示す方向に、駆動用振動腕２５と駆動用振動腕２７とを互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させるとともに、駆動用振動腕２６と駆動用振動腕２８とを上記屈曲振動と同方向に互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させる。
このとき、センサー素子２に角速度が加わらないと、駆動用振動腕２５、２６と駆動用振動腕２７、２８とは、中心点（重心Ｇ）を通るｙｚ平面に対して面対称の振動を行っているため、基部２１（本体部２１１および支持腕２１２、２１３）および検出用振動腕２３、２４は、ほとんど振動しない。
【００６７】
このように駆動用振動腕２５〜２８を駆動振動させた状態で、センサー素子２にその重心Ｇを通る法線まわりの角速度ωが加わると、駆動用振動腕２５〜２８には、それぞれ、コリオリ力が働く。これにより、図８（ｂ）に示すように、支持腕２１２、２１３を図中矢印Ｂに示す方向に屈曲振動し、これに伴い、この屈曲振動を打ち消すように、検出用振動腕２３、２４の図中矢印Ｃに示す方向の屈曲振動（検出振動）が励振される。
【００６８】
そして、検出用振動腕２３の屈曲振動によって検出部４１、４２に生じた電荷が端子６１、６２から出力される。また、検出用振動腕２４の屈曲振動によって検出部４３、４４に生じた電荷が端子６５、６６から出力される。
このように端子６１、６２、６５、６６から出力された電荷に基づいて、センサー素子２に加わった角速度ωを求めることができる。
【００６９】
以上説明したようなセンサー素子２は、次のような製造方法により製造することができる。
図７は図３に示す駆動部と接続する配線の形成方法を説明するための平面図である。
［ａ］第１の工程
まず、基板上に、絶縁体層２９、第１および第２の下部電極層５１１、５２１、第１および第２の圧電体層５１２、５２２、第１および第２の上部電極層５１３、５２３の順に成膜する。次に図７（ａ）に示すように、下部電極層を残したエッチングにより、第１および第２の圧電体層５１２、５２２（不図示）、第１および第２の上部電極層５１３、５２３を形成する。
第１および第２の下部電極層５１１、５２１、第１および第２の上部電極層５１３、５２３の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、スパッタリング等の気相成膜法、ゾルゲル法などの湿式製膜法等を用いることができる。
【００７０】
また、第１および第２の圧電体層５１２、５２２、第１および第２の上部電極層５１３、５２３の形成に際しては、フォトリソグラフィーにより形成されたマスクを用いてエッチングを行う。
より具体的に説明すると、まず、基板上に導体層を形成し、その導体層上にレジスト膜（図示せず）を形成する。このレジスト膜の構成材料としては、ポジ型またはネガ型のレジスト材料を用いることができる。
次に、このレジスト膜を露光および現像することにより、第１および第２の圧電体層５１２、５２２、第１および第２の上部電極層５１３、５２３の平面視形状に対応した形状をなすマスクを形成し、そのマスクを用いて、導体層の一部をエッチングにより除去し、その後、マスク（レジスト膜）を除去する。
上記エッチングとしては、特に限定されないが、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
また、マスク（レジスト膜）の除去方法としては、特に限定されないが、例えば、硫酸による洗浄、Ｏ２アッシング等が挙げられる。
【００７１】
［ｂ］第２の工程
次に、図７（ｂ）に示すように、第１および第２の下部電極層５１１、５２１（不図示）、第１および第２の下部配線３１１、３２１、第１および第２の下部電極用接続端子３５１、３５２を形成する。第１および第２の下部電極層５１１、５２１、第１および第２の下部配線３１１、３２１、第１および第２の下部電極用接続端子３５１、３５２の形成は、第１および第２の上部電極層５１３、５２３の形成と同様にフォトリソグラフィーにより形成されたマスクを用いてエッチングを行う。
【００７２】
［ｃ］第３の工程
次に、図７（ｃ）に示すように、絶縁体層２９１を形成する。絶縁体層２９１の形成は、絶縁体層２９１をスパッタ蒸着等により成膜した後、第１および第２の下部電極用接続端子３５１、３５２、第１および第２の上部電極用接続端子３６１、３６２に対応した形状を成すマスクを形成し、そのマスクを用いて、絶縁体層の一部をエッチングにより除去し、その後、マスク（レジスト膜）を除去する。
［ｄ］第３の工程
次に、図７（ｄ）に示すように、第１および第２の上部配線３１３、３２３、引き回し配線３５３を形成する。第１および第２の上部配線３１３、３２３、引き回し配線３５３の形成は、第１および第２の上部電極層５１３、５２３の形成と同様に、スパッタリング等により成膜した後、フォトリソグラフィーにより形成されたマスクを用いてエッチングを行う。
その後、基板をエッチングにより加工することにより、振動体２０を得る。
かかるエッチング方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを用いることができる。
【００７３】
（ＩＣチップ３）
図１および図２に示すＩＣチップ３は、前述したセンサー素子２を駆動する機能と、センサー素子２からの出力（センサー出力）を検出する機能とを有する電子部品である。
このようなＩＣチップ３は、図示しないが、センサー素子２を駆動する駆動回路と、センサー素子２（より具体的には検出部４１〜４４）からの出力（電荷）を検出する検出回路とを備える。
また、ＩＣチップ３には、複数の接続端子３１が設けられている。
【００７４】
（パッケージ）
パッケージ９は、センサー素子２およびＩＣチップ３を収納するものである。
パッケージ９は、上面に開放する凹部を有するベース９１と、ベース９１の凹部の開口を塞ぐようにベース９１に接合されているリッド（蓋体）９２とを有している。このようなパッケージ９は、その内側に収納空間Ｓを有しており、この収納空間Ｓ内に、センサー素子２およびＩＣチップ３が気密的に収納、設置されている。
また、ベース９１の上面には、複数の内部端子７１および複数の内部端子７２が設けられている。
【００７５】
この複数の内部端子７１には、半田、銀ペースト、導電性接着剤（樹脂材料中に金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着剤）などの導電性固定部材８１を介して、センサー素子２の端子６１〜６８が電気的に接続されている。また、この導電性固定部材８１により、センサー素子２がベース９１に対して固定されている。
この複数の内部端子７１は、図示しない配線を介して、複数の内部端子７２に電気的に接続されている。
複数の内部端子７２には、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して、前述したＩＣチップ３の複数の接続端子３１が電気的に接続されている。
【００７６】
また、ベース９１の上面には、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等を含んで構成された接着剤のような接合部材８２により、前述したＩＣチップ３が接合されている。これにより、ＩＣチップ３がベース９１に対して支持・固定されている。
また、図示しないが、ベース９１の下面（パッケージ９の底面）には、センサーデバイス１が組み込まれる機器（外部機器）に実装される際に用いられる複数の外部端子が設けられている。
【００７７】
この複数の外部端子は、図示しない内部配線を介して、前述した内部端子７２に電気的に接続されている。
このような各内部端子７１、７２等は、それぞれ、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズ層にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の被膜をメッキ等により積層した金属被膜からなる。
【００７８】
このようなベース９１には、リッド９２が気密的に接合されている。これにより、パッケージ９内が気密封止されている。
このリッド９２は、例えば、ベース９１と同材料、または、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属で構成されている。
ベース９１とリッド９２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、ろう材、硬化性樹脂等で構成された接着剤による接合方法、シーム溶接、レーザー溶接等の溶接方法等を用いることができる。
かかる接合は、減圧下または不活性ガス雰囲気下で行うことにより、パッケージ９内を減圧状態または不活性ガス封入状態に保持することができる。
【００７９】
以上説明したような実施形態に係るセンサーデバイス１のセンサー素子２によれば、駆動部と導通する第１の上部配線と第１の下部配線を支持腕上で積層させているので、支持腕の幅を小さくしても配線スペースを確保することができる。従って検出感度を高めて、センサー素子の小型化を図ることができる。またセンサー素子が大きい場合には、駆動部と導通する第１の上部配線と第１の下部配線の配線スペースが小さいため、圧電素子を構成する圧電体の面積を大きくすることができる。従って駆動部の振動精度が上がり、検出感度を向上させることができる。また、このようなセンサー素子２を備える角速度センサー１は、信頼性に優れる。
【００８０】
（電子機器）
以上説明したようなセンサーデバイスは、各種電子機器に組み込むことにより、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
以下、本発明の電子デバイスを備える電子機器の一例について、図９〜 図１１に基づき、詳細に説明する。
【００８１】
図９は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００を備えた表示ユニット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。
このようなパーソナルコンピュータ１１００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
【００８２】
図１０は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、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１００が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
【００８３】
図１１は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
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、ディ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。
ディ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、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
【００８４】
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。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン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１３０８に転送・格納される。
また、このディ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、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ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１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
このようなディジタルスチルカメラ１３００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
【００８５】
なお、本発明の電子機器は、図９のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図１０の携帯電話機、図１１のディジタルスチルカメラの他にも、電子デバイスの種類に応じて、例えば、車体姿勢検出装置、ポインティングデバイス、ヘッドマウントディスプレイ、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）、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、ナビゲーション装置、ページャ、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、ゲームコントローラー、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、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、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【００８６】
（移動体）
図１２は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には本発明に係るセンサーデバイス１を備える。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１５００には、当該自動車１５００の加速度を検知するセンサーデバイス１を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１５０８が車体１５０７に搭載されている。また、センサーデバイス１は、他にも車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ）：Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、に広く適用できる。
【００８７】
以上、本発明のセンサー素子、角速度センサー、電子機器、移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明のセンサーデバイスは、前記各実施形態のうち、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００８８】
また、前述した実施形態では、センサー素子が１対の検出振動腕を有する場合を例に説明したが、いずれか一方の検出用振動腕を省略してもよい。
また、前述した実施形態では、連結腕が１対設けられ、各連結腕から第１の駆動用振動腕および第２の駆動用振動腕が延出されている場合を例に説明したが、振動漏れを好適に抑えつつ物理量を検出し得るものであれば、一方の連結腕とそれに対応する第１の駆動用振動腕および第２の駆動用振動腕を省略してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１‥‥センサーデバイス  ２‥‥センサー素子  ３‥‥ＩＣチップ  ９‥‥パッケージ  ２０‥‥振動体  ２１‥‥基部  ２２‥‥支持部  ２３‥‥検出用振動腕  ２４‥‥検出用振動腕  ２５‥‥駆動用振動腕  ２６‥‥駆動用振動腕  ２７‥‥駆動用振動腕  ２８‥‥駆動用振動腕  ２９‥‥絶縁体層  ３１‥‥接続端子  ４１‥‥検出部  ４２‥‥検出部  ４３‥‥検出部  ４４‥‥検出部  ５１‥‥駆動部  ５２‥‥駆動部  ５３‥‥駆動部  ５４‥‥駆動部  ６１‥‥端子  ６２‥‥端子  ６３‥‥端子  ６４‥‥端子  ６５‥‥端子  ６６‥‥端子  ６７‥‥端子  ６８‥‥端子  ７１‥‥内部端子  ７２‥‥内部端子  ８１‥‥導電性固定部材  ８２‥‥接合部材  ９１‥‥ベース  ９２‥‥リッド  １００‥‥表示部  ２１１‥‥本体部  ２１２‥‥支持腕  ２１３‥‥支持腕  ２１４‥‥突起部  ２１６‥‥接続部  ２２１‥‥固定部  ２２２‥‥固定部  ２２３‥‥梁部  ２２４‥‥梁部  ２２５‥‥梁部  ２２６‥‥梁部  ２３１‥‥錘部  ２４１‥‥錘部  ２５１‥‥錘部  ２６１‥‥錘部  ２７１‥‥錘部  ２８１‥‥錘部  ２９１‥‥絶縁体層  ３１１‥‥第１の下部配線  ３１３‥‥第１の上部配線  ３２１‥‥第２の下部配線  ３２３‥‥第２の上部配線  ３５１‥‥第１の下部電極用接続端子  ３５２‥‥第２の下部電極用接続端子  ３５３‥‥引き回し配線  ３６１‥‥第１の上部電極用接続端子  ３６２‥‥第２の上部電極用接続端子  ４１１‥‥第１の電極層  ４１２‥‥圧電体層  ４１３‥‥第２の電極層  ４２１‥‥第１の電極層  ４２２‥‥圧電体層  ４２３‥‥第２の電極層  ５１１‥‥第１の下部電極層  ５１２‥‥第１の圧電体層  ５１３‥‥第１の上部電極層  ５２１‥‥第２の下部電極層  ５２２‥‥第２の圧電体層  ５２３‥‥第２の上部電極層  １１００‥‥パーソナルコンピュータ  １１０２‥‥キーボード  １１０４‥‥本体部  １１０６‥‥表示ユニット  １２００‥‥携帯電話機  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥メモリ  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピュータ  １５００‥‥自動車  １５０７‥‥車体  １５０８‥‥電子制御ユニット  Ｇ‥‥重心  Ｓ‥‥収納空間  ω‥‥角速度。
【図１】
2015031558.tif 000003
【図２】
2015031558.tif 000004
【図３】
2015031558.tif 000005
【図４】
2015031558.tif 000006
【図５】
2015031558.tif 000007
【図６】
2015031558.tif 000008
【図７】
2015031558.tif 000009
【図８】
2015031558.tif 000010
【図９】
2015031558.tif 000011
【図１０】
2015031558.tif 000012
【図１１】
2015031558.tif 000013
【図１２】
2015031558.tif 000014
【図１３】
2015031558.tif 000015