(57)【要約】【課題】  工程ステップが短縮し且つ信頼性を向上させる。【解決手段】  基板３００と、基板の一面に固定されている支持台３１０と、支持台に固定され基板に平行して浮いており、一方の領域が基板に平行する所定の方向に振動可能な駆動構造物３２０と、駆動構造物に固定され駆動構造物と同一の平面上に配され、基板に対し垂直方向に振動可能な検出構造物３３０と、駆動構造物及び検出構造物の上部に配され基板に接合されているキャップウェハ３５０と、キャップウェハの下端の所定の領域に形成され、検出構造物の垂直方向への変位を測定する垂直変位検出固定電極３３４ａと、を含む。【選択図】      図２
2004205523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面に固定されている支持台と、
前記支持台に固定され前記基板に平行して浮いており、前記基板に平行する所定の方向に振動可能な駆動構造物と、
前記駆動構造物に固定され前記駆動構造物と同一の平面上に配され、前記基板に対し垂直方向に振動可能な検出構造物と、
前記駆動構造物及び前記検出構造物の上部に配され前記基板に接合されているキャップウェハ、及び
前記キャップウェハの所定の領域に形成され、前記検出構造物の垂直方向への変位を測定する垂直変位検出固定電極と、
を含むことを特徴とする水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項２】
前記駆動構造物は、
前記基板に平行する所定の方向に振動可能な駆動質量体と、
一方の面は前記支持台の上面に固定され、他方の面は前記駆動質量体の一方の面に固定され、前記駆動質量体を前記所定の水平方向に移動可能にする複数の支持ビームと、
前記駆動質量体を前記所定の水平方向に振動させる駆動電極、及び
前記駆動質量体の水平方向への変位を測定する水平変位検出電極と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項３】
前記駆動電極は、くし状構造を有し、前記支持台の上面に固定されている固定駆動電極と駆動質量体の側面に形成された可動駆動電極とから構成されることを特徴とする請求項２に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項４】
前記水平変位検出電極は、くし状構造を有し、前記支持台の上面に固定されている水平変位固定検出電極と駆動質量体の側面に形成された水平変位可動検出電極とから構成されることを特徴とする請求項２に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項５】
前記検出構造物は、
前記基板に対し垂直方向に振動可能な検出質量体と、
一方の面は前記検出質量体の一方の面に固定され、他方の面は前記駆動質量体の一方の面に固定され、前記検出質量体が前記基板に対し垂直方向に移動可能にする複数の支持ビーム、及び
前記検出質量体の垂直方向への変位を測定する垂直変位可動検出電極と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項６】
前記垂直変位可動検出電極は、前記検出質量体の側面に形成されたくし状構造の電極から構成されることを特徴とする請求項５に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項７】
前記キャップウェハは、前記基板と前記ウェハ内部の真空度の保持のために、前記垂直変位固定検出電極が形成されている領域を除く他の領域が、垂直変位固定検出電極領域より広い真空空間を形成することを特徴とする請求項１に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項８】
前記支持台の上面に配され、前記垂直変位固定検出電極に電気的に接続される検出電極アンカーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項９】
前記キャップウェハは、ビアホールを有し、前記検出電極アンカーは、前記ビアホールから外部電極に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ。
【請求項１０】
基板と、支持台と、検出電極アンカーと、一方の領域が前記基板に対し平行方向に振動可能な駆動構造物、及び一方の領域が前記基板に対し垂直方向に振動可能な検出構造物と、を含む構造物ウェハの形成ステップと、
キャップウェハの形成ステップと、
前記キャップウェハの一部の領域に前記検出構造物の垂直方向への変位を測定するための垂直変位固定検出電極を形成するステップと、
前記構造物ウェハ及び前記キャップウェハをアノード接合するステップ、及び
前記垂直変位固定検出電極に電気的に接続される外部電極を形成するステップと、
を含むことを特徴とする水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製方法。
【請求項１１】
前記構造物ウェハの形成ステップは、
基板、絶縁膜、及び導電膜がラミネートされた多層膜を形成するステップと、
前記導電膜に構造物マスクによってエッチングホールを形成するステップ、及び
前記支持台の領域を除く前記絶縁膜をエッチングして取り除くステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製方法。
【請求項１２】
前記キャップウェハの形成ステップは、
前記検出構造物の垂直変位を測定する電極に対応する電極キャップパターンを形成するステップと、
前記基板及び前記キャップウェハの内部の真空空間に対応するパターンを形成するステップ、及び
前記キャップ検出電極アンカーと外部電極とを接続するためのビアホールを形成するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製方法。
【請求項１３】
前記アノード接合するステップは、
前記基板と前記ウェハ内部を真空化するために真空チャンバで行うことを特徴とする請求項１０に記載の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の機器で発生する回転角速度を測定するためのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ジャイロスコープに係り、より詳しくは、駆動質量体の運動と検出質量体の運動とが相互独立して行われる水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープに係る。
【背景技術】
【０００２】
一般に、回転角速度を検出するためのジャイロスコープは、既に従来から船舶、航空機等で航法装置用の核心部品として使用されてきており、現在では、ＭＥＭＳ技術の発達に伴い、自動車の航法装置や、または高倍率のビデオカメラの手ぶれを検出しこれを補償する装置にも使用されている。
この種のジャイロスコープは、第１軸方向に一定に振動する質量体に垂直な第２軸方向に一定の角速度の回転力を受ける時、前記２つの軸に直交する第３軸方向にコリオリの力（Ｃｏｒｉｏｌｉｓ ｆｏｒｃｅ）が発生する原理を用いる機器であって、コリオリの力による検出質量体の変位を静電容量の変化に変更して回転角速度を検出する。
【０００３】
ジャイロスコープは、コリオリの力を発生し、またこれを検出するために、その内部に所定の方向に振動可能な質量体及び検出電極を備えている。以下、ジャイロスコープ内の質量体が振動する方向を‘駆動方向’と称し、ジャイロスコープに回転角速度が入力される方向を‘入力方向’と称し、質量体に発生するコリオリの力を検出する方向を‘検出方向’と称する。
駆動方向と入力方向及び検出方向は、空間上で相互に直交する方向に設定される。通常、ＭＥＭＳ技術を用いたジャイロスコープでは、基板の板面に平行し、相互に直交する２つの方向(以下、これを‘水平方向’と称する)と基板の板面に垂直な一方向(以下、‘垂直方向’と称する)から構成された３つの方向に座標軸を設定する。
【０００４】
通常、ジャイロスコープは、水平型(Ｚ軸)ジャイロスコープと垂直型（Ｘ軸またはＹ軸）ジャイロスコープとに大別される。水平型ジャイロスコープは、駆動方向及び検出方向が水平方向、入力方向が垂直方向（Ｚ軸）のジャイロスコープであり、垂直型ジャイロスコープは、入力方向がＸ軸またはＹ軸方向のジャイロスコープである。
ＳＯＩ（ｓｉｌｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造を用いる従来の水平型ジャイロスコープは、基板に垂直なＺ軸方向を中心にして入力される角速度しか測定できないため、一平面上における２軸の角速度が測定できないという不具合がある。従って、多軸角速度が検出できるジャイロスコープを作製しようとする場合、垂直に素子を配する組立工程が更に必要となる。これは、莫大な組立費用をもたらすことはもとより、性能、信頼性を阻害するという不具合がある。
【０００５】
前記のような問題点を解決するために、水平方向の回転角速度を検出する垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープに係る研究が進められているが、水平方向（Ｘ軸またはＹ軸）の入力角速度を測定するためには、質量体を垂直に駆動する駆動電極を具備したり、或いは質量体の垂直変位を検出するための検出電極を具備する必要がある。
垂直方向の駆動電極または検出電極を作製する従来の方法は、基板上に固定された固定電極と固定電極の上方に固定電極と隔てられている可動電極を形成する方法である。かかる電極が駆動電極として使用される場合には、可動電極と固定電極との間に可変する電圧を印加して可動電極を駆動し、検出電極として使用される場合には、固定電極と可動電極との間の距離に応じて変化する静電力を検出して角速度を測定する。
【０００６】
ところが、このような構造を有する電極は、可動電極が固定電極の上方に配設された構造を有するため、その作製が極めて困難であるという短所がある。すなわち、前記のような電極を作製するためには、まず基板上に固定電極を形成する工程を行った後、固定電極上に犠牲層を蒸着する。それから、犠牲層上に可動電極を形成し犠牲層を取り除く。このように、電極の形成には、数多くの工程を必要とする。
また、可動電極の垂直方向への変位を精度よく測定するためには、可動電極と固定電極との間隔を狭くする必要があり、この結果、可動電極と固定電極との粘着現象が発生するおそれがあるという不具合も抱えている。
【０００７】
図１（ａ）は、水平型ＭＥＭＳジャイロスコープの断面図であり、図１（ｂ）は、垂直振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの断面図である。同図に示すように、基板１００、２００上に支持台１１０、２１０が形成され、支持台上にはＭＥＭＳ構造物５００、６００が作製されており、ＭＥＭＳ構造物５００、６００の上部には、キャップウェハ１５０、２５０が接合されている。キャップウェハ１５０、２５０同士の接合は、真空チャンバで行われるが、この場合、ジャイロスコープ内部の真空度の保持のためにキャップの下部に所定の空間１６０、２６０を形成することで十分な空間を確保する。
【０００８】
ＭＥＭＳ構造物５００、６００は、駆動構造物１２０、２２０と、検出構造物１３０、２３０、及び電極アンカー１４０、２４０と、を含み、支持台１１０，２１０に一部が固定された状態で基板の上方に浮いている。駆動構造物１２０、２２０は、所定の方向に振動する駆動質量体と、駆動質量体を駆動する駆動電極、及び駆動質量体の振動による変位を検出する検出電極と、を含む構造を意味する。検出構造物１３０、２３０は、所定の方向に振動する検出質量体及び検出質量体の変位を検出する検出電極を含む構造を意味する。各検出電極からの電気信号は、電極アンカー１４０、２４０及びキャップウェハ１５０、１６０に形成されたビアホール１７０、２７０から外部電極１８０、２８０に出力される。
【０００９】
水平型ＭＥＭＳジャイロスコープの場合、駆動質量体及び検出質量体の変位を検出するための各々の検出電極は、駆動質量体及び検出質量体と同一の平面上に配され、各々の可動電極は、対応する質量体と一緒に水平方向に振動する。
しかし、垂直振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの場合は、駆動質量体を基板に垂直な方向に駆動するための駆動電極及び駆動質量体の変位の検出のための検出電極の構成が、検出質量体の検出電極のそれとは異なる。駆動質量体の側面に形成されたくし状構造の駆動電極及び検出電極においては、垂直方向に振動する可動電極は、固定電極より垂直方向への長さが短くなければならない。この結果、製造工程が複雑化せざるを得なく、水平型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製工程とは両立できないという短所がある。また、駆動質量体の側面に形成される駆動電極で駆動質量体を垂直方向に駆動するが、この際、駆動質量体の変位は、上下において非線形的であるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記のような従来の技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、駆動質量体の駆動方向に垂直に加えられる回転力により振動する検出質量体の変位を検出するための検出電極をキャップウェハに構成することにより、水平型ジャイロスコープの作製工程と同一の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープ及びその作製方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープは、基板と、前記基板の一方の領域の上面に固定されている支持台と、前記支持台の上面に固定され前記基板に平行して浮いており、一方の領域が前記基板に平行する所定の方向に振動可能な駆動構造物と、前記駆動構造物に固定され前記駆動構造物と同一の平面上に配され、一方の領域が前記基板に対し垂直方向に振動可能な検出構造物と、前記駆動構造物及び前記検出構造物の上部に配され前記基板に接合されているキャップウェハ、及び前記キャップウェハの下端の所定の領域に形成され、前記検出構造物の垂直方向への変位を測定する垂直変位検出固定電極と、を含む。
【００１２】
好ましくは、前記駆動構造物は、前記基板に平行する所定の方向に振動可能な駆動質量体と、一方の面は前記支持台の上面に固定され、他方の面は前記駆動質量体の一方の面に固定され、前記駆動質量体を前記所定の水平方向に移動可能にする複数の支持ビームと、前記駆動質量体を前記所定の水平方向に振動させる駆動電極、及び前記駆動質量体の水平方向への変位を測定する水平変位検出電極と、を含む。
好ましくは、前記駆動電極は、くし状構造を有し、前記支持台の上面に固定されている固定駆動電極と駆動質量体の側面に形成された可動駆動電極とから構成される。
【００１３】
また、前記水平変位検出電極は、くし状構造を有し、前記支持台の上面に固定されている水平変位固定検出電極と駆動質量体の側面に形成された水平変位可動検出電極とから構成される。
好ましくは、前記検出構造物は、前記基板に対し垂直方向に振動可能な検出質量体と、一方の面は前記検出質量体の一方の面に固定され、他方の面は前記駆動質量体の一方の面に固定され、前記検出質量体が前記基板に対し垂直方向に移動可能にする複数の支持ビーム、及び前記検出質量体の垂直方向への変位を測定する垂直変位可動検出電極と、を含む。
【００１４】
好ましくは、前記垂直変位可動検出電極は、前記検出質量体の側面に形成されたくし状構造の電極から構成されることを特徴とする。
好ましくは、前記キャップウェハは、前記基板と前記ウェハ内部の真空度の保持のために前記垂直変位固定検出電極部分を除く他の部分が垂直変位固定検出電極部分より広い真空空間を形成することを特徴とする。
また、本発明の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープは、前記支持台の上面に配され、前記垂直変位固定検出電極に電気的に接続される検出電極アンカーを更に含む。
【００１５】
そして、前記キャップウェハは、ビアホールを有し、前記検出電極アンカーは、前記ビアホールから外部電極に電気的に接続される。
前記目的を達成するための本発明の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製方法は、基板と、支持台と、検出電極アンカーと、一方の領域が前記基板に対し平行方向に振動可能な駆動構造物、及び一方の領域が前記基板に対し垂直方向に振動可能な検出構造物と、を含む構造物ウェハの形成ステップと、キャップウェハの形成ステップと、前記キャップウェハの下端の一方の領域に前記検出構造物の垂直方向への変位を測定するための垂直変位固定検出電極を形成するステップと、前記構造物ウェハ及び前記キャップウェハをアノード接合するステップ、及び前記垂直変位固定検出電極に電気的に接続される外部電極を形成するステップと、を含む。
【００１６】
好ましくは、前記構造物ウェハの形成ステップは、基板、絶縁膜、及び導電膜がラミネートされた多層膜を形成するステップと、前記導電膜に構造物マスクによってエッチングホールを形成するステップ、及び前記支持台の領域を除く前記絶縁膜をエッチングして取り除くステップと、を含む。
好ましくは、前記キャップウェハの形成ステップは、前記検出構造物の垂直変位を測定する電極に対応する電極キャップパターンを形成するステップと、前記基板及び前記キャップウェハの内部の真空空間に対応するパターンを形成するステップ、及び前記キャップ検出電極アンカーと外部電極とを接続するためのビアホールを形成するステップと、を含む。
【００１７】
好ましくは、前記アノード接合するステップは、前記基板と前記ウェハ内部を真空化するために真空チャンバで行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上で説明したように、本発明によると、検出質量体の垂直変位を検出するための検出電極をキャップウェハに構成することにより、工程ステップが短縮し、信頼性が向上した垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープを作製することができる。また、水平型ジャイロスコープと同一の工程で作製するため、水平型１軸と水平型２軸を同一の基板上に構成することで３軸ＭＥＭＳジャイロスコープの作製が容易になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図２は、本発明に係る水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの断面を概略的に示す図である。本発明の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープは、基板３００と、支持台３１０と、駆動構造物３２０と、検出構造物３３０と、垂直変位固定検出電極３３４ａと、キャップウェハ３５０、及び外部電極３８０と、から構成される。
約５２５μｍのシリコン基板３００の一方の領域上にＭＥＭＳ構造物を支持する約３μｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）で形成された支持台３１０が配される。
【００２０】
一部が支持台３１０の上面に固定され基板３００に平行して浮いているＭＥＭＳ構造物は、駆動構造物３２０と、検出構造物３３０、及び検出電極アンカー３４０と、から構成され、約４０μｍ厚さの導電物質（Ｓｉ）で形成される。
図３は、水平振動のＸ軸ＭＥＭＳジャイロスコープの駆動構造物３２０及び検出構造物３３０の構成を示す平面図である。駆動構造物３２０は、駆動質量体３２１と、複数の支持ビーム３２２と、複数の駆動電極３２３、及び複数の水平変位検出電極３２４と、から構成される。
【００２１】
ＭＥＭＳ構造物に如何なる外力も存在しない場合、駆動質量体３２１は、Ｙ軸方向に弾性力を有する複数の支持ビーム３２２により固定された状態で基板３００の上方に浮いている。駆動電極３２３は、その一部が支持台３１０の上面に固定されている固定駆動電極３２３ａ及び駆動質量体３２１の上下の側面に設けられる可動駆動電極３２３ｂから構成されるくし状構造に形成される。駆動電極３２３に交流電圧が印加されると、駆動質量体３２１はＹ軸方向に振動する。この際、振動周波数は例えば約８ｋＨｚになるように設定する。水平変位検出電極３２４は、その一部が支持台３１０の左右の上面に固定されている水平変位固定検出電極３２４ａ及び駆動質量体３２１の左右の側面に設けられる水平変位可動検出電極３２４ｂから構成されたくし状構造に形成される。駆動質量体３２１がＹ軸方向に振動すると、水平変位可動検出電極３２４ｂも駆動質量体３２１と一緒にＹ軸方向に振動する。水平変位検出電極３２４は、水平変位固定検出電極３２４ａと水平変位可動検出電極３２４ｂとの相対距離の変化による両電極間の静電容量の変化を検出する。
【００２２】
検出構造物３３０は、検出質量体３３１と、複数の支持ビーム３３２、及び垂直変位可動検出電極３３４ｂと、から構成される。検出質量体３３１は、Ｚ軸方向に弾性を有する複数の支持ビーム３３２を介し、駆動質量体３２１に接続されている。検出質量体３３１は、駆動質量体３２１と同一の平面上に配され、駆動質量体３２１が振動すると、駆動質量体３２１と一緒にＹ軸方向に振動する。Ｙ軸方向に振動中の駆動質量体３２１及び検出質量体３３１にＸ軸方向に回転するΩの角速度を有する外力が入力されると、駆動質量体３２１及び検出質量体３３１は、Ｚ軸方向にコリオリの力を受ける。Ｚ軸方向に弾性を有する複数の支持ビーム３３２に接続された検出質量体３３１だけが前記コリオリの力を受け、Ｚ軸方向に振動する。
【００２３】
図４は、垂直変位固定検出電極の断面図である。垂直変位検出電極３３４は、検出質量体３３１の垂直変位を検出するためのものであって、キャップウェハ３５０の下部に形成される垂直変位固定検出電極３３４ａと検出質量体３３１の側面に形成される垂直変位可動検出電極３３４ｂとから構成される。検出質量体３３１の振動に伴い、両電極間の間隔ｄに反比例する両電極間の静電容量が可変するようになる。この静電容量の変化量を測定して検出質量体３３１の垂直（Ｚ軸）変位及びコリオリの力を算出する。
前記におけるＺ軸方向に働くコリオリの力は、駆動質量体３２１のＹ軸方向への移動速度と外力によるＸ軸回転角速度の外積に比例する。従って、前記両検出電極３２４、３３４で測定した静電容量からコリオリの力及び質量体の移動速度の算出が可能であるため、外部入力回転角速度が分かる。
【００２４】
ＭＥＭＳ構造物は、超小型であることから微細な埃等による汚染または微細な周辺の電気的信号に対しても敏感に反応する。そのため、ＭＥＭＳ構造物が形成された基板３００の上面にガラスのような物質で形成されたキャップウェハ３５０を接合する。また、本発明では、微細素子を数ｋＨｚに振動させる必要があるため、素子の安定的作動のために内部空間３６０の真空状態化が求められる。従って、垂直変位固定検出電極３３４ａの部分を除くキャップウェハ３５０の領域を深く形成することで一定の真空度が保持できるようにする。また、キャップウェハ３５０の下面３５５にチタン等のようなゲッター物質を成膜して空気及び埃等が吸着できるようにする。
【００２５】
駆動質量体３２１及び検出質量体３３１のＹ軸方向への振動中にＸ軸に回転する角速度Ωの回転力が入力されると、検出質量体３３１は、Ｚ軸方向にコリオリの力を受け、Ｚ軸方向に振動するようになる。検出質量体３３１のＺ軸方向への変位を測定するために検出質量体３３１の内側面にくし状構造の垂直変位可動検出電極３３４ｂが形成され、検出構造物３３０の上部に対応するキャップウェハ３５０の下端面に垂直変位固定検出電極３３４ａが形成される。支持台３１０の上面に配される検出電極アンカー３４０は、導電物質（Ｓｉ）で形成され、垂直変位可動検出電極３３４ｂに電気的に接続され、キャップウェハ３５０のビアホール３７０から外部電極３８０に電気信号を出力する。
【００２６】
図５（ａ）乃至図５（ｈ）は、本発明に係る水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製工程を示す図である。同図に示すように、水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製工程は、構造物ウェハの形成ステップ（図５（ａ）、図５（ｂ））、キャップウェハの形成ステップ（図５（ｃ）乃至図５（ｅ））、垂直変位固定検出電極を形成するステップ（図５（ｆ））、構造物ウェハ及びキャップウェハをアノード接合するステップ（図５（ｇ））、及び外部電極を形成するステップ（図５（ｈ））と、からなる。
基板と、支持台と、ＭＥＭＳ構造物を形成するための構造物ウェハの形成ステップは、基板４００、絶縁膜４１０、及び導電膜４１５がラミネートされた多層膜を形成するステップ（図５ａ）と、導電膜４１５に構造物マスクによってエッチングホールを形成するステップ、及び支持台の領域を除く前記絶縁膜４１０をエッチングして取り除くステップ（図５ｂ）と、を含む。
【００２７】
図５（ａ）に示す多層膜を形成するステップは、約５２５μｍ厚さのシリコン基板４００上に絶縁膜４１０を形成するために、高温（８００〜１２００）で酸素及び水蒸気をシリコン基板４００の表面と化学反応させ、約３μｍ厚さのシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）を成膜した後、その上部に約４０μｍ厚さのＭＥＭＳ構造物を形成するシリコン導電膜４１５を成膜するステップからなる。
次いで、ＭＥＭＳ構造物のパターンを画いたマスクを作製し、マスクの形状通りに導電膜にエッチングホールを形成する。駆動構造物４２０と、検出構造物４３０、及び検出電極アンカー４４０とから構成されるＭＥＭＳ構造物を形成するために、化学物質或いは反応性ガスを使用して支持台を除く他の部分を選択的にエッチングして取り除く。
【００２８】
キャップウェハを形成するステップは、電極キャップパターンを形成するステップ（図５（ｃ））、真空空間を形成するパターンを形成するステップ（図５（ｄ））、及びビアホールを形成するステップ（図５（ｅ））を含む。
ガラス基板４５０をエッチングしてＭＥＭＳ構造物の垂直変位固定検出電極４３４ａが形成されるパターンを形成（図５（ｃ））した後、内部の真空度を保持するに足りる空間の確保のためにこれに対応するパターン４５５を形成（図５（ｅ））する。ＭＥＭＳ構造物の検出電極アンカーに対応する位置にビアホール４７０を形成（図５（ｆ））し、検出電極アンカーと外部電極４８０とを接続する。
【００２９】
キャップウェハの下部に電極を形成するために、キャップウェハの下部の垂直変位固定検出電極４３４ａの領域とその他の所定の領域４５５にチタン層を形成する。このチタン層は、本装置の内部空間の真空度の保持と埃等を吸着する役割を果たす。
ＭＥＭＳ構造物の安定的作動のために、両ウェハの内部空間４６０を所定の真空度に保持する必要がある。従って、構造物ウェハとキャップウェハとをアノード接合する際には、真空チャンバ内で行う。
以上では、本発明の好適な実施例について図示し説明したが、本発明は、上述した特定の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも各種の変形実施が可能であることはもとより、そのような変更は請求の範囲の記載内にある。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
信頼性が向上し且つ性能に優れている垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープを簡単な作製工程で作製することにより、船舶、航空機、自動車等の航法装置や高倍率のビデオカメラの手ぶれを検出しこれを補償する装置等に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）水平型ＭＥＭＳジャイロスコープの断面図である。（ｂ）垂直振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの断面図である。
【図２】本発明に係る水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの断面図である。
【図３】水平振動のＸ軸ＭＥＭＳジャイロスコープにおけるＭＥＭＳ構造物の構成をより詳しく示す平面図である。
【図４】本発明に係る水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープにおける垂直変位固定検出電極の構成を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｈ）本発明の水平振動の垂直型ＭＥＭＳジャイロスコープの作製工程を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００、２００、３００  基板
１１０、２１０、３１０  支持台
１２０、２２０、３２０  駆動構造物
３２１  駆動質量体
３２２、３３２  支持ビーム
３２３  駆動電極
３２４  水平変位検出電極
１３０、２３０、３３０  検出構造物
３３１  検出質量体
３３４  垂直変位検出電極
１４０、２４０、３４０  検出電極アンカー
１５０、２５０、３５０  キャップウェハ
【図１】
2004205523.tif 000003
【図２】
2004205523.tif 000004
【図３】
2004205523.tif 000005
【図４】
2004205523.tif 000006
【図５】
2004205523.tif 000007