(57)【要約】【課題】自己診断出力のばらつきを抑制した加速度センサを提供する。【解決手段】支持基板と、錘と、前記支持基板に一端が接続され、前記錘に他端が接続された梁と、前記錘に対向して配置された対向基板と、前記錘の厚さ方向の一方の主面に形成された第１の自己診断電極と、前記第１の自己診断電極と対向するように前記対向基板に配置された第２の自己診断電極と、を有し、前記第１の自己診断電極は、前記錘の一方の主面の略全面に設けた加速度センサとする。【選択図】図１
2015141102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
錘と、
前記支持基板に一端が接続され、前記錘に他端が接続された梁と、
前記錘に対向して配置された対向基板と、
前記錘の厚さ方向の一方の主面に形成された第１の自己診断電極と、
前記第１の自己診断電極と対向するように前記対向基板に配置された第２の自己診断電極と、
を有し、
前記第１の自己診断電極は、前記錘の一方の主面の略全面に設けた加速度センサ。
【請求項２】
支持基板と、
錘と、
前記支持基板に一端が接続され、前記錘に他端が接続された梁と、
前記錘に対向して配置された対向基板と、
前記錘の厚さ方向の一方の主面に形成された第１の自己診断電極と、
前記自己診断電極と対向するように前記対向基板に配置された第２の自己診断電極と、
を有し、
前記第１の自己診断電極は、前記錘の端から５ｕｍ以上、１０ｕｍ以下の範囲で後退して設けた加速度センサ。
【請求項３】
第１の電極パッドと、
前記第１の電極パッドに一方の端子を接続された第１の抵抗と、
前記第１の抵抗の他方の端子に一方の端子を接続された第２の抵抗と、
前記第２の抵抗の他方の端子に接続された第２の電極パッドと、を更に備え、
前記第１の電極パッドはＧＮＤに接地され、前記第２の電極パッドは自己診断時に電圧が印加されるよう構成されており、
前記第１の抵抗の他方の端子、または、前記第２の抵抗の一方の端子のいずれかは、前記第１の自己診断電極と前記第２の自己診断電極のいずれかに接続する請求項１または２に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記第１の抵抗、および前記第２の抵抗はひずみ抵抗である請求項３に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記第１の抵抗、および前記第２の抵抗の一部を切断することで、抵抗値を調整する請求項３に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記第１の抵抗と前記第２の抵抗とは互いに異なる抵抗値である請求項３に記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記第２の自己診断電極は、前記第１の自己診断電極よりも小さい請求項１または２に記載の加速度センサ。
【請求項８】
前記主面に垂直な軸をＺ軸とし、前記第２の自己診断電極の重心と前記錘の重心は、ｚ軸の投影において略一致している請求項７に記載の加速度センサ。
【請求項９】
前記第１の自己診断電極は、前記錘の上面の６０％より大きな領域に設けた請求項２に記載の加速度センサ。
【請求項１０】
前記第１の自己診断電極は、前記錘の先端近傍の領域に設けた請求項９に記載の加速度センサ。
【請求項１１】
前記第１の自己診断電極の重心と前記錘の重心は、ｚ軸の投影において略一致している請求項９に記載の加速度センサ。
【請求項１２】
前記錘はシリコンからなる第１の層と、酸化物からなる第２の層と、シリコンからなる第３の層とを積層してなる請求項１または２に記載の加速度センサ。
【請求項１３】
前記第１の層上に絶縁層を設けた請求項１２に記載の加速度センサ。
【請求項１４】
前記自己診断電極は前記絶縁層上に設けられる請求項１３に記載の加速度センサ。
【請求項１５】
前記梁上には前記梁のひずみを検出する検出部を設けた請求項１３に記載の加速度センサ。
【請求項１６】
前記検出部は金属酸化膜である請求項１４に記載の加速度センサ。
【請求項１７】
前記検出部はピエゾ抵抗である請求項１５に記載の加速度センサ。
【請求項１８】
前記第１の自己診断電極と前記第２の自己診断電極との間に電圧を印加することで前記錘を変位させ、前記変位に起因する前記検出部からの出力に基づいて自己診断を行う請求項１５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、加速度センサ、特に自己診断機能を搭載した加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来の自己診断機能を搭載した加速度センサ１の断面図である。
【０００３】
従来の加速度センサ１は、錘２と、外枠部３と、外枠部３に一端が接続され、錘２に他端が接続された起歪部４と、錘２上に設けられた可動電極５と、錘２と対向するように外枠部３に接続された上部基板８と、で構成される。ここで、外枠部３と錘２とは１つの基板９から形成される。この基板９は、シリコン基板からなる支持基板９ａと、支持基板９ａ上のシリコン酸化膜からなる絶縁層９ｂ（中間酸化膜）と、絶縁層９ｂ上のシリコン層９ｃ（活性層）を有するＳＯＩウエハを用いている。
【０００４】
加速度センサ１に加速度Ｇが印加されると、錘２が図１１の上下に変位し、これに伴って起歪部４に歪みが発生することで加速度Ｇの検出を行う。
【０００５】
また、加速度センサ１は、錘２を静電気力により強制的に動かすための対向電極６を上部基板８に設け、対向電極６と錘２の可動電極５との間に電界を印加して静電気力により錘２を動かすことで、センサが正常に機能しているか否かを確認する自己診断を行うように構成されている。
【０００６】
このような文献としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−３２２９２５号公報
【特許文献２】特開２００８−８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の加速度センサ１の構成では、シリコン層９ｃがフローティングとなっているため、可動電極５へ電圧を印加した場合に、ＧＮＤとの間に電界が形成され、シリコン層９ｃが帯電することとなる。その結果、所望の電界形成領域（可動電極５と対向電極６で形成される空間）以外の領域、例えば、シリコン層９ｃと対向電極６で形成される空間にも電界が形成されることとなり、所望の静電気力とは異なる静電気力を発生するし、シリコン層９ｃの帯電量がばらつくことで静電気力が安定せず、自己診断出力がばらつくという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するもので、シリコン層が帯電した場合においても自己診断出力を安定化した加速度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様は、支持基板と、錘と、前記支持基板に一端が接続され、前記錘に他端が接続された梁と、前記錘に対向して配置された対向基板と、前記錘の厚さ方向の一方の主面に形成された第１の自己診断電極と、前記第１の自己診断電極と対向するように前記対向基板に配置された第２の自己診断電極と、を少なくとも有する。さらに、前記第１の自己診断電極は、前記錘の一方の主面の略全面に形成する加速度センサである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の加速度センサによれば、自己診断電極以外の部分が帯電した場合でも、自己診断時の静電力がばらつくことを抑制することができ、自己診断の出力安定化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１の（ａ）加速度センサの中間基板の平面図、（ｂ）（ａ）中のＡ−Ａ´線における断面図
【図２】同センサの加速度検出に寄与する部分の上面図
【図３】図２のＢ−Ｂ´線における断面図
【図４】ひずみ検出部の接続を示す図
【図５】実施の形態２の加速度センサの加速度検出に寄与する部分の上面図
【図６】同センサの加速度検出に寄与する部分の別の上面図
【図７】実施の形態３の更に別の加速度センサの断面図
【図８】実施の形態３の更に別の加速度センサの断面図
【図９】実施の形態３の更に別の加速度センサの断面図
【図１０】実施の形態４の加速度センサの加速度検出に寄与する部分の上面図
【図１１】従来の加速度センサの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。
【００１４】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、実施の形態１の加速度センサ１００の第１の基板１１０の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´線における断面図である。図２は図１の加速度センサ１００の加速度検出に寄与する部分の上面図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ´線における断面図を示している。また、図４は、加速度センサ１００における複数の錘（梁）の変位を組み合わせて検出を行う際のひずみ検出部の接続の一例を示す。
【００１５】
加速度センサ１００は、第１の基板１１０と、第１の基板１１０の一方の面（図１（ｂ）では第１の基板１１０の上面）に対向する第２の基板１２０と、第１の基板１１０の他方の面（図１（ｂ）では第１の基板１１０の下面）に対向する第３の基板１３０と、により構成される。
【００１６】
図１（ａ）を参考に、第１の基板１１０は錘１０１ａ〜１０１ｄを備える。錘１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれは、梁１０１ａ１、１０１ａ２、１０１ｂ１、１０１ｂ２、１０１ｃ１、１０１ｃ２、１０１ｄ１、１０１ｄ２により支持部１０２と接続されている。
【００１７】
第２の基板１２０と第３の基板１３０とは基板周辺にて第１の基板１１０と接続されている。第１の基板１１０は、シリコン基板からなる支持基板１１５ａ〜１１５ｄを有する。この支持基板１１５ａ〜ｄそれぞれの上部には、中間酸化膜１１４ａ〜１１４ｄが配置される。この中間酸化膜上部にはシリコン層１１３ａ、シリコン層１１３ｂが配置される。このシリコン層上には絶縁膜１１２ａ、絶縁膜１１２ｂが配置される。更に、絶縁膜によりシリコン層と電気的に絶縁された自己診断電極１１１ａ、自己診断電極１１１ｂを有する。また、シリコン層１１３ａ、１１３ｂの厚みは支持基板１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄと比較して十分に薄い構造であり、梁１０１ａ１、梁１０１ａ２、梁１０１ｂ１、梁１０１ｂ２、梁１０１ｃ１、梁１０１ｃ２、梁１０１ｄ１、梁１０１ｄ２の幅よりも薄く構成される。このため、図１（ａ）に示す加速度センサの構造では、錘１０１ａ、錘１０１ｂ、錘１０１ｃ、錘１０１ｄは他の軸方向に比べてｚ軸方向（図１（ｂ）では上下方向）に移動容易となる。
【００１８】
次に図２を用いてひずみ検出部１４６ａ、ひずみ検出部１４６ｂの配置について説明を行う。
【００１９】
ひずみ検出部１４６ａ、ひずみ検出部１４６ｂは、梁の上面であって、錘が変位した際にひずみが大きく発生する場所である、梁の支持部１０２側に形成されている。ひずみ検出部１４６ａ、１４６ｂは支持部１０２において電極パッド１４５ａ、電極パッド１４５ｂ、電極パッド１４５ｃ、電極パッド１４５ｄに接続されている。一方、自己診断電極１１１ｂは、錘の全面に形成され、電極パッド１４５ｅと接続されている。ひずみ検出部としては例えば、ピエゾ抵抗やＣｒＯ等の金属酸化膜などを用いることが出来る。
【００２０】
ここで、図２、図３を用いて自己診断電極１１１ｂと固定電極１２１ｂについて説明する。自己診断電極１１１ｂは錘の全面を覆うように形成されている。また、第２の基板１２０の一方の主面（図３では第２の基板１２０の下面）であって、自己診断電極１１１ｂと対向する領域に、第２の自己診断電極である固定電極１２１ｂが形成される。なお、固定電極１２１ｂの配線は簡単のため記載していない。
【００２１】
ここで、加速度センサ１００の動作について説明を行う。
【００２２】
図４（ａ）において、図１（ａ）の梁１０１ａ１、１０１ａ２、１０１ｂ１、１０１ｂ２、１０１ｃ１、１０１ｃ２、１０１ｄ１、１０１ｄ２のそれぞれに、ひずみ検出部である、Ｒ７、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ４、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ３が形成されている。
【００２３】
各ひずみ検出部は、図４（ｂ）、および図４（ｃ）に示すように接続される。錘１０１ａ〜１０１ｄが加速度により変位すると、梁１０１ａ１、１０１ａ２、１０１ｂ１、１０１ｂ２、１０１ｃ１、１０１ｃ２、１０１ｄ１、１０１ｄ２が変形し、ひずみが発生する。このときのひずみを各ひずみ検出部で抵抗変化として検出を行い、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すブリッジ回路で抵抗変化を電圧変化に変換して加速度の検出を行う。
【００２４】
ｘ方向の加速度検出は図４（ｂ）に示す回路で行う。Ｖｄｄは基準電圧、ＧＮＤは接地端子を示しており、Ｖｘ１、Ｖｘ２はＲ１、Ｒ４の中点電位、Ｒ２、Ｒ３の中点電位を示している。上述のように本実施の形態に示す加速度センサ構造では、ｘ方向の加速度に対して、錘１０１ｃ、１０１ｄはｚ方向（図面に垂直方向）に変位する。このとき、Ｒ１、Ｒ３の抵抗が低下する（または、増加する）とＲ２、Ｒ４の抵抗が増加する（または、低下する）こととなる。その結果、図４（ｂ）のブリッジ回路のＶｘ１、Ｖｘ２に電位差が生じることとなり、これを検出する。この電位差は加速度の大きさに比例した値となる。
【００２５】
一方、ｙ方向の加速度検出は図４（ｃ）に示す回路で行う。Ｖｄｄは基準電圧、ＧＮＤは接地端子を示しており、Ｖｙ１、Ｖｙ２はＲ５、Ｒ８の中点電位、Ｒ６、Ｒ７の中点電位を示している。ｙ方向に加速度が印加されると、錘１０１ａ、１０１ｂはｚ方向（図面に垂直方向）に変位する。このとき、Ｒ５、Ｒ７の抵抗が低下する（または、増加する）とＲ６、Ｒ８の抵抗が増加する（または、低下する）こととなる。その結果、図４（ｃ）のブリッジ回路のＶｙ１、Ｖｙ２に電位差が生じることとなり、これを検出する。この電位差も同様に加速度の大きさに比例した値となる。
【００２６】
次に、加速度センサ１００の自己診断動作について説明を行う。
【００２７】
図３を参照して、自己診断を行う際には、自己診断電極１１１ｂと固定電極１２１ｂの間に電界を印加する。この電界により、自己診断電極１１１ｂと固定電極１２１ｂには電界に応じた静電気力が発生する。電界印加を停止すると、静電気力はゼロとなり、この静電気力により錘の正常動作確認を行う。
【００２８】
このときに作用する静電気力は、おおむね並行平板コンデンサーの静電気力を表す数式１により表される。
【００２９】
【数１】
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【００３０】
ここで、ε、Ｓ、Ｖ、ｄは、真空の誘電率と自己診断電極１１１ｂ、固定電極１２１ｂ間の誘電率の積を示しており、Ｓは自己診断電極１１１ｂと固定電極の重なり面積、Ｖは自己診断電極１１１ｂと固定電極１２１ｂの電位差、ｄは自己診断電極１１１ｂと固定電極１２１ｂ間のギャップを示している。
【００３１】
実際には、電界は自己診断電極１１１ｂ、固定電極１２１ｂ間だけでなく、配線、および電極周辺に発生する電界も寄与する（フリンジング容量の影響）こと、錘１０１ｄのギャップが錘１０１ｄの先端側と梁側で異なるが、概ね数式１に一致する。
【００３２】
自己診断時の錘１０１ｄに作用する静電気力は、印加する電圧とギャップの比（電界）の２乗に比例し、自己診断電極１１１ｂと固定電極１２１ｂの重なりに相当する面積に比例する。錘１０１ｄが変位を行うと、前述の通り、ひずみ検出部の抵抗が変化するため、この変化量を検出することで加速度センサ１００の自己診断を行う。
【００３３】
本発明の実施の形態にかかる加速度センサ１００によれば、自己診断時の錘１０１ｄ（他の錘１０１ａ〜１０１ｃについても同様であるが、ここでは錘１０１ｄで説明する。）の変位（自己診断出力）を安定化することができるという効果を得ることができる。
【００３４】
上記について詳細な説明を行う。本実施の形態に示す加速度センサ１００では、自己診断電極１１１ｂは錘１０１ｄの全面を覆っているため、自己診断電極１１１ｂが錘の一部のみに形成されている場合と比較して、シリコン層１１３ｂが帯電して電位を持ったとしても静電気力は所望の領域（自己診断電極１１１ｂと固定電極１２１ｂの間）で印加することができる。また、シリコン層１１３ｂの帯電量がばらついたとしても、自己診断電極１１１ｂで全面が覆われているため、固定電極１２１ｂとの間の静電気力の発生を小さくすることができる。安定な静電気力を与えることが可能となる。
【００３５】
つまり、自己診断時の印加する静電気力を安定化することができ、結果、自己診断出力を安定化することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、各錘を２本の梁で支える構造の例を示したが、１つの錘に対して１本、あるいは、３本の梁が形成された加速度センサでも自己診断電極を錘の上面全面に形成すれば、同様の効果を得られる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、４つの錘を用いる加速度センサを例に説明したが、１つの錘だけを用いる加速度センサでも自己診断電極を錘の上面全面に形成すれば、同様の効果を得られる。
【００３８】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２の加速度センサの加速度検出に寄与する部分の上面図である。
【００３９】
実施の形態１と異なる点は、抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂが電極パッド２４５ｅと第３の電極パッド２４５ｆの間に直列に接続されている点と、自己診断電極１１１ｂが抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂの接続部と電気的に接続されている点であり、加速度センサの動作、および自己診断等は実施の形態１と同様である。
【００４０】
このように形成された加速度センサにおいて、固定電極１２１ｂは、ＧＮＤに接地される。そして、抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂは、所望の静電気力が発生するように、自己診断電極１１１ｂに印加する電圧を調整する電圧調整を行うものである。このとき、電極パッド２４５ｅ、電極パッド２４５ｆのいずれか一方には、自己診断用の電圧を印加し、他方はＧＮＤに接地する。電圧の印加、および抵抗２４７ａ、２４７ｂに関しては、自己診断電極２４１に所望の電圧を印加することができれば、組み合わせは関係ない。
【００４１】
本発明の実施の形態にかかる加速度センサによれば、自己診断用の電極（自己診断電極１１１ｂ、固定電極１２１ｂ）によらず、所望の自己診断出力を得ることができる。
【００４２】
上記について詳細な説明を行う。前述したが、自己診断の出力は自己診断電極１１１ｂ、固定電極間１２１ｂに印加される静電気力により変化することとなる。そのため、自己診断の電圧（回路から出力される電圧）が固定されている場合、加速度センサの錘１０１ｄのサイズにより静電気力が決まってしまう。そこで、所望の自己診断出力を得るために、印加する電界（本実施の形態では自己診断電極に印加される電圧）により静電気力を調整し、錘１０１ｄの変位量を制御することができる。その結果、梁１０１ｄ１、１０１ｄ２に形成されたひずみ検出部２４６ａ、ひずみ検出部２４６ｂのひずみ量を制御することができ、自己診断出力を所望の値に制御（調整）することが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態において、抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂを支持部２４２上に形成することで、ひずみ検出部と同じ材料で抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂを構成することができ、加速度センサを作製する上でも大変有効である。さらに、抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂは、支持部２４２上に形成することで、加速度によるひずみの影響を小さくすることができること、およびひずみの影響が抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂに等しく影響することにより、分圧された電圧値の変動が小さくできるためである。
【００４４】
なお、本実施の形態では、自己診断電極１１１ｄの方に自己診断の電圧を印加する例を示したが、固定電極１２１ｂ側に抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂを形成し、自己診断の電圧を印加しても同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００４５】
また、図６に示すように抵抗２４７ａと抵抗２４７ｂをミアンダ上（あるいは蛇腹状でも可能である）に形成し、抵抗値の調整が必要な場合、切断用の配線２５７（図面では、抵抗２４７ａ、抵抗２４７ｂに、配線２５７をそれぞれ４本ずつ配置）を切断することで抵抗２４７ａ、抵抗２４７ｂの抵抗値を調整することができる。このような構成にすることで、加速度センサを作製した後に所望の範囲に自己診断出力を収めるように調整することが可能となる。
【００４６】
なお、ひずみ検出部に使用する材料としては、ＣｒＯなどの酸化膜を利用することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、各錘を２本の梁で支える構造の例を示したが、１つの錘に対して１本、あるいは、３本の梁が形成された加速度センサでも自己診断電極を錘の上面全面に形成すれば、同様の効果を得られる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、４つの錘を用いる加速度センサを例に説明したが、１つの錘だけを用いる加速度センサでも自己診断電極を錘の上面全面に形成すれば、同様の効果を得られる。
【００４９】
なお、本実施の形態の構造は、後述する実施の形態３、実施の形態４に適用することも可能である。
【００５０】
（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３の加速度センサの加速度検出に寄与する部分の断面図である。
【００５１】
実施の形態１、および実施の形態２と異なる点は、固定電極３２１ｂが自己診断電極３１１ｂよりも小さく形成されている点であり、加速度センサの動作、および自己診断等は実施の形態１と同様である。
【００５２】
このように形成された加速度センサにおいて、固定電極３２１ｂは、ＧＮＤに接地される。そして、固定電極３２１ｂは所望の静電気力が発生するようにサイズを調整する。
【００５３】
本発明の実施の形態にかかる加速度センサによれば、所望の自己診断出力を得るために、静電気力が発生する領域を固定電極３２１ｂのサイズにより調整し、錘１０１ｄの変位量を制御することができる。その結果、梁１０１ｄ１、１０１ｄ２に形成されたひずみ検出部１４６ａ、１４６ｂのひずみ量を制御することができ、自己診断出力を所望の値に制御することが可能となる。
【００５４】
また、図７に示すように、固定電極３２１ｂと自己診断電極３１１ｂの重なり面積の中心と錘の重心がｚ方向の投影において、一致するように自己診断電極を形成する（言い換えると、図７の固定電極３２１ｂと自己診断電極３１１ｂの重なり面積の中心Ｃ１と錘の重心Ｇ１とが一点鎖線Ｌ上に配置される）ことで、錘が加速度によって受ける力に近い静電気力を発生することができるという効果が得られる。
【００５５】
その結果、自己診断電極への印加電圧は、制御回路からの電圧で決まっているため、本実施の形態の加速度センサを用いれば、加速度センサが変更になった場合でも同じ制御回路を用いることができるなど、利用上の効果は大きい。
【００５６】
なお、本実施の形態では、自己診断電極３１１ｂに自己診断の電圧を印加する例を示したが、固定電極３２１ｂに自己診断の電圧を印加しても同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００５７】
図８は、本実施の形態に別の加速度センサを示す断面図である。
【００５８】
図７と異なるのは、固定電極３４１ｂが自己診断電極３３１ｂの錘先端側にずらして配置されたことであり、動作等は実施の形態３と同様である。
【００５９】
このように形成することで、錘の先端付近に静電気力を作用させることができ、錘先端に近い位置において錘へ力を作用することができ、同じ静電気力の場合には、より大きく錘を変位させることができる。
【００６０】
また、自己診断電極３３１ｂと固定電極３４１ｂ配置がずれた場合においても、静電気力を安定して得ることができるため、自己診断の出力が安定するという効果を得ることができる。
【００６１】
図９は、本実施の形態にの更に別の加速度センサを示す断面図である。
【００６２】
図７、および図８と異なるのは、自己診断電極４１１ｂが錘先端側の所定の領域にずらして配置されたことであり、動作等は実施の形態３と同様である。
【００６３】
このように形成することで、固定電極４２１ｂを大きく形成することができ、特に、固定電極４２１ｂをＧＮＤに接地して利用する場合、外部からの電界を小さくすることができるという効果を得られる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、各錘を２本の梁で支える構造の例を示したが、１つの錘に対して１本、あるいは、３本の梁が形成された加速度センサでも自己診断電極を錘の上面全面に形成すれば、同様の効果を得られる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、４つの錘を用いる加速度センサを例に説明したが、１つの錘だけを用いる加速度センサでも自己診断電極を錘の上面全面に形成すれば、同様の効果を得られる。
【００６６】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４の加速度センサの加速度検出に寄与する部分の上面図である。実施の形態１と異なる点は、自己診断電極５１１ｂが錘１０１ｄの上面よりも小さく形成されている点である。別の表現では、自己診断電極５１１ｂが錘１０１ｄの端から範囲して形成されている。後退、加速度センサの動作、および自己診断等は実施の形態１と同様である。
【００６７】
表１は、同加速度センサの自己診断電極５１１ｂの面積と自己診断出力のばらつきを示す。自己診断電極５１１ｂの面積は、錘１０１ｄの上面の面積に対する自己診断電極の面積の割合を示しており、ばらつきは、自己診断の出力のばらつきを示している。
【００６８】
【表１】
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【００６９】
自己診断電極面積が９０％以上の場合は、シリコン層の帯電による静電気力のばらつきが５％以下と構造によるばらつきが支配的となる。一方、自己診断電極面積が７０％〜９０％の範囲では、シリコン層の帯電の影響が大きくなり、結果、自己診断出力のばらつきが大きくなる。６０％以下の領域においては、シリコン層の帯電の影響が大きいという結果であった。つまり、自己診断電極面積は錘上面の面積に対して、６０％より大きいことが望ましい。
【００７０】
さらには、電極面積は錘１０１ｄの上面の面積よりも小さく形成する、例えば５ｕｍ〜１０ｕｍ後退して形成することが望ましい。このように自己診断電極を形成することで錘１０１ｄが最大変位を行って第２の基板１２０と接触した場合においても自己診断電極５１１ｂと固定電極１２１ｂが接触することがない、あるいは加速度センサ作製においてシリコン層の加工と自己診断電極５１１ｂの加工にずれが許容することができるなどの効果を有する。
【００７１】
なお、今回開示された加速度センサはすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる加速度センサは、自己診断時に錘に加わる静電力のばらつきを抑制することが出来ることにより、自己診断出力の安定化を図ることができるため、自己診断機能を搭載した加速度センサとして有用である。また、本発明にかかる加速度センサは、信頼性の高いセンサを提供することができるので、車両の姿勢制御やナビゲーション装置、携帯端末等の用途においては大変有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１  加速度センサ
２  錘
３  外枠部
４  起歪部
５  可動電極
６  対向電極
８  上部基板
９  基板
９ａ  支持基板
９ｂ  絶縁層
９ｃ  シリコン層
１００  加速度センサ
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ  錘
１０１ａ１、１０１ａ２  梁
１０１ｂ１、１０１ｂ２  梁
１０１ｃ１、１０１ｃ２  梁
１０１ｄ１、１０１ｄ２  梁
１０２  支持部
１１０  第１の基板
１１１ａ、１１１ｂ  自己診断電極
１２１ｂ  固定電極
１１２ａ、１１２ｂ  絶縁膜
１１３ａ、１１３ｂ  シリコン層
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄ  中間酸化膜
１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄ  支持基板
１２０  第２の基板
１３０  第３の基板
１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、１４５ｄ、１４５ｅ  電極パッド
１４６ａ、１４６ｂ  ひずみ検出部
２４７ａ、２４７ｂ  抵抗
２５７  配線
【図１】
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【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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