(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板（１１）上に半導体層（１３）が積層された半導体基板（１４）と、
前記半導体層に形成され、前記半導体基板における面方向の一方向に延設された第１方向用可動電極（２４、２５）と、
前記半導体層に形成され、前記一方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な一方向に延設された第２方向用可動電極（２６、２７）と、
前記半導体層に形成され、前記第１方向用可動電極と対向して配置された第１方向用固定電極（３２、４２）と、
前記半導体層に形成され、前記第２方向用可動電極と対向して配置された第２方向用固定電極（５２、６２）と、
前記半導体層に形成され、前記第１方向用可動電極および前記第２方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて前記第１、第２方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材（２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２８）と、を備え、
前記半導体基板の面方向における第１方向および当該第１方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な第２方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、
前記第１、第２方向用可動電極と前記１、第２方向用固定電極との対向する部分の長さをＬ、前記第１、第２方向用可動電極と前記１、第２方向用固定電極との間隔をｄとしたとき、前記第１方向用可動電極および前記第１方向用固定電極は、延設方向と前記第２方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]とされ、かつ、前記第２方向の加速度が印加されて前記第１方向用可動電極が変位した際の前記第１方向用可動電極と前記第１方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第１方向用可動電極と前記第１方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されており、前記第２方向用可動電極および前記第２方向用固定電極は、延設方向と前記第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]とされ、かつ、前記第１方向の加速度が印加されて前記第２方向用可動電極が変位した際の前記第２方向用可動電極と前記第２方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第２方向用可動電極と前記第２方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
支持基板（１１）上に半導体層（１３）が積層された半導体基板（１４）と、
前記半導体層に形成され、前記半導体基板における面方向の一方向に延設された複数の第１方向用可動電極（２４、２５）と、
前記半導体層に形成され、前記一方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な一方向に延設された複数の第２方向用可動電極（２６、２７）と、
前記半導体層に形成されることで前記第１方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも１つが前記複数の第１方向用可動電極に挟まれる第１方向用固定電極（３２、４２）と、
前記半導体層に形成されることで前記第２方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも１つが前記複数の第２方向用可動電極に挟まれる第２方向用固定電極（５２、６２）と、
前記半導体層に形成され、前記第１方向用可動電極および前記第２方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて前記第１、第２方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材（２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２８）と、を備え、
前記半導体基板の面方向における第１方向および当該第１方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な第２方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、
前記第１、第２方向用可動電極と前記１、第２方向用固定電極との対向する部分の長さをＬ、前記第１、第２方向用固定電極と当該第１、第２方向用固定電極を挟む２つの第１、第２方向用可動電極のうちの一方の第１、第２方向用可動電極との間隔をｄ１、前記第１、第２方向用固定電極と当該第１、第２方向用固定電極を挟む２つの第１、第２方向用可動電極のうちの他方の第１、第２方向用可動電極との間隔をａ・ｄ１としたとき、前記第１方向用可動電極および前記第１方向用固定電極は、延設方向と前記第２方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]とされ、かつ、前記第２方向の加速度が印加されて前記第１方向用可動電極が変位した際の前記第１方向用可動電極と前記第１方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第１方向用可動電極と前記第１方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されており、前記第２方向用可動電極および前記第２方向用固定電極は、延設方向と前記第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１））[ｄｅｇ]とされ、かつ、前記第１方向の加速度が印加されて前記第２方向用可動電極が変位した際の前記第２方向用可動電極と前記第２方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第２方向用可動電極と前記第２方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されていることを特徴とする加速度センサ。
【請求項３】
支持基板（１１）上に半導体層（１３）が積層された半導体基板（１４）と、
前記半導体層に形成され、前記半導体基板における面方向の一方向に延設された第１方向用可動電極（２４、２５）と、
前記半導体層に形成され、前記一方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な一方向に延設された第２方向用可動電極（２６、２７）と、
前記半導体層に形成され、前記第１方向用可動電極と対向して配置された第１方向用固定電極（３２、４２）と、
前記半導体層に形成され、前記第２方向用可動電極と対向して配置された第２方向用固定電極（５２、６２）と、
前記半導体層に形成され、前記第１方向用可動電極および前記第２方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて前記第１、第２方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材（２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２８）と、を備える加速度センサを有し、
前記加速度センサは、被実装部材（１００）の一面（１００ａ）の面方向における第１方向と、当該第１方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な第２方向の加速度を検出するように、前記被実装部材の一面に実装されている加速度センサの実装構造において、
前記加速度センサは、前記第１、第２方向用可動電極と前記１、第２方向用固定電極との対向する部分の長さをＬ、前記第１、第２方向用可動電極と前記１、第２方向用固定電極との間隔をｄとしたとき、前記第１方向用可動電極および前記第１方向用固定電極の延設方向と前記被実装部材の第２方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となり、かつ、前記第２方向の加速度が印加されて前記第１方向用可動電極が変位した際の前記第１方向用可動電極と前記第１方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第１方向用可動電極と前記第１方向用固定電極との間隔の増減とが一致し、前記第２方向用可動電極および前記第２方向用固定電極の延設方向と前記被実装部材の第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となり、かつ、前記第１方向の加速度が印加されて前記第２方向用可動電極が変位した際の前記第２方向用可動電極と前記第２方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第２方向用可動電極と前記第２方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする加速度センサの実装構造。
【請求項４】
前記半導体基板のうちの面方向における一方向を第１方向とし、当該第１方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な方向を第２方向としたとき、前記第１方向用可動電極および前記第１方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第２方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]とされ、前記第２方向用可動電極および前記第２方向用固定電極は、延設方向と半導体基板の第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]とされており、
前記加速度センサは、前記半導体基板の第１、第２方向と前記被実装部材の第１、第２方向とが平行となるように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする請求項３に記載の加速度センサの実装構造。
【請求項５】
前記半導体基板のうちの面方向における一方向を第１方向とし、当該第１方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な方向を第２方向としたとき、前記第１方向用可動電極および前記第１方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第２方向とが平行とされ、前記第２方向用可動電極および前記第２方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第１方向とが平行とされており、
前記加速度センサは、前記半導体基板の第１、第２方向と前記被実装部材の第１、第２方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となるように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする請求項３に記載の加速度センサの実装構造。
【請求項６】
支持基板（１１）上に半導体層（１３）が積層された半導体基板（１４）と、
前記半導体層に形成され、前記半導体基板における面方向の一方向に延設された複数の第１方向用可動電極（２４、２５）と、
前記半導体層に形成され、前記一方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な一方向に延設された複数の第２方向用可動電極（２６、２７）と、
前記半導体層に形成されることで前記第１方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも１つが前記複数の第１方向用可動電極に挟まれる第１方向用固定電極（３２、４２）と、
前記半導体層に形成されることで前記第２方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも１つが前記複数の第２方向用可動電極に挟まれる第２方向用固定電極（５２、６２）と、
前記半導体層に形成され、前記第１方向用可動電極および前記第２方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて前記第１、第２方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材（２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２８）と、を備える加速度センサを有し、
前記加速度センサは、被実装部材（１００）の一面（１００ａ）の面方向における第１方向と、当該第１方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な第２方向の加速度を検出するように、前記被実装部材の一面に実装されている加速度センサの実装構造において、
前記加速度センサは、前記第１、第２方向用可動電極と前記第１、第２方向用固定電極との対向する部分の長さをＬ、前記第１、第２方向用固定電極と当該第１、第２方向用固定電極を挟む２つの第１、第２方向用可動電極のうちの一方の第１、第２方向用可動電極との間隔をｄ１、前記第１、第２方向用固定電極と当該第１、第２方向用固定電極を挟む２つの第１、第２方向用可動電極のうちの他方の第１、第２方向用可動電極との間隔をａ・ｄ１としたとき、前記第１方向用可動電極および前記第１方向用固定電極の延設方向と前記第２方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]となり、かつ、前記第２方向の加速度が印加されて前記第１方向用可動電極が変位した際の前記第１方向用可動電極と前記第１方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第１方向用可動電極と前記第１方向用固定電極との間隔の増減とが一致し、前記第２方向用可動電極および前記第２方向用固定電極の延設方向と前記第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１））[ｄｅｇ]となり、かつ、前記第１方向の加速度が印加されて前記第２方向用可動電極が変位した際の前記第２方向用可動電極と前記第２方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と前記第２方向用可動電極と前記第２方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする加速度センサの実装構造。
【請求項７】
前記半導体基板のうちの面方向における一方向を第１方向とし、当該第１方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な方向を第２方向としたとき、前記第１方向用可動電極および前記第１方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第２方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝ [ｄｅｇ]とされ、前記第２方向用可動電極および前記第２方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第１方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]とされており、
前記加速度センサは、前記半導体基板の第１、第２方向と前記被実装部材の第１、第２方向とが平行となるように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする請求項６に記載の加速度センサの実装構造。
【請求項８】
前記半導体基板のうちの面方向における一方向を第１方向とし、当該第１方向と直交する方向であり、前記面方向と平行な方向を第２方向としたとき、前記第１方向用可動電極および前記第１方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第２方向とが平行とされ、前記第２方向用可動電極および前記第２方向用固定電極は、延設方向と前記半導体基板の第１方向とが平行とされており、
前記加速度センサは、前記半導体基板の第１、第２方向と前記被実装部材の第１、第２方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]となるように、前記被実装部材の一面に実装されていることを特徴とする請求項６に記載の加速度センサの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交する２つの方向の加速度を検出する加速度センサおよび加速度センサの実装構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１には、支持基板上に半導体層が積層された半導体基板を用いて加速度センサを構成することが提案されている。すなわち、この加速度センサでは、半導体層に、半導体層の面方向における所定方向の加速度に応じて変位する枠部に可動電極が備えられた可動部と、当該可動電極と対向する固定電極を有する固定部とが形成されている。
【０００３】
このような加速度センサでは、所定方向の加速度が印加されると加速度に応じて可動電極と固定電極との間隔が変化するため、可動電極と固定電極との間の容量に基づいて加速度の検出が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３９５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、このような加速度センサにおいて、上記所定方向と直交し、かつ、半導体層の面方向と平行となる方向の加速度も検出したいという要望がある。このため、本件の出願人は、特願２０１３−１８２２９２号において、直交する２つの方向の加速度を検出できる加速度センサを提案している。
【０００６】
具体的には、この加速度センサは、可動部は、半導体基板の面方向における一方向に沿って延設された第１方向用可動電極と、当該一方向と直交する方向に沿って延設された第２方向用可動電極とを有している。なお、第１、第２方向用可動電極は、可動部に備えられる共通の支持部材に備えられている。また、固定部は、第１方向用可動電極と対向して配置される第１方向用固定電極と、第２方向用可動電極と対向して配置される第２方向用固定電極とを有している。
【０００７】
このような加速センサでは、基本的には、第１方向用可動電極の延設方向と直交する方向の加速度が印加されると第１方向用可動電極が変位し、第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との間の容量が変化する。このため、当該容量に応じて加速度が検出される。同様に、第２方向用可動電極の延設方向と直交する方向の加速度が印加されると第２方向用可動電極が変位し、第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との間の容量が変化する。このため、当該容量に応じて加速度が検出される。
【０００８】
しかしながら、このような加速度センサでは、第１、第２方向用可動電極が共通の支持部材に備えられているため、第１方向用可動電極が変位する場合には第２方向用可動電極も変位し、第２方向用可動電極が変位する場合には第１方向用可動電極も変位する。つまり、第１方向可動電極の延設方向と直交する方向の加速度が印加されると第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との間の容量も変化し、第２方向用可動電極の延設方向と直交する方向の加速度が印加されると第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との間の容量も変化する。このため、他軸感度の影響によって検出精度が低下してしまう。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、他軸感度の影響を低減することによって検出精度が低下することを抑制できる加速度センサおよび加速度センサの実装構造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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、支持基板（１１）上に半導体層（１３）が積層された半導体基板（１４）と、半導体層に形成され、半導体基板における面方向の一方向に延設された第１方向用可動電極（２４、２５）と、半導体層に形成され、一方向と直交する方向であり、面方向と平行な一方向に延設された第２方向用可動電極（２６、２７）と、半導体層に形成され、第１方向用可動電極と対向して配置された第１方向用固定電極（３２、４２）と、半導体層に形成され、第２方向用可動電極と対向して配置された第２方向用固定電極（５２、６２）と、半導体層に形成され、第１方向用可動電極および第２方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて第１、第２方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材（２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２８）と、を備え、半導体基板の面方向における第１方向および当該第１方向と直交する方向であり、面方向と平行な第２方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、以下の点を特徴としている。
【００１１】
すなわち、第１、第２方向用可動電極と１、第２方向用固定電極との対向する部分の長さをＬ、第１、第２方向用可動電極と１、第２方向用固定電極との間隔をｄとしたとき、第１方向用可動電極および第１方向用固定電極は、延設方向と第２方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]とされ、かつ、第２方向の加速度が印加されて第１方向用可動電極が変位した際の第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されており、第２方向用可動電極および第２方向用固定電極は、延設方向と第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]とされ、かつ、第１方向の加速度が印加されて第２方向用可動電極が変位した際の第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、支持基板（１１）上に半導体層（１３）が積層された半導体基板（１４）と、半導体層に形成され、半導体基板における面方向の一方向に延設された複数の第１方向用可動電極（２４、２５）と、半導体層に形成され、一方向と直交する方向であり、面方向と平行な一方向に延設された複数の第２方向用可動電極（２６、２７）と、半導体層に形成されることで第１方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも１つが複数の第１方向用可動電極に挟まれる第１方向用固定電極（３２、４２）と、半導体層に形成されることで第２方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも１つが複数の第２方向用可動電極に挟まれる第２方向用固定電極（５２、６２）と、半導体層に形成され、第１方向用可動電極および第２方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて第１、第２方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材（２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２８）と、を備え、半導体基板の面方向における第１方向および当該第１方向と直交する方向であり、面方向と平行な第２方向の加速度を検出する加速度センサにおいて、以下の点を特徴としている。
【００１３】
すなわち、第１、第２方向用可動電極と１、第２方向用固定電極との対向する部分の長さをＬ、第１、第２方向用固定電極と当該第１、第２方向用固定電極を挟む２つの第１、第２方向用可動電極のうちの一方の第１、第２方向用可動電極との間隔をｄ１、第１、第２方向用固定電極と当該第１、第２方向用固定電極を挟む２つの第１、第２方向用可動電極のうちの他方の第１、第２方向用可動電極との間隔をａ・ｄ１としたとき、第１方向用可動電極および第１方向用固定電極は、延設方向と第２方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]とされ、かつ、第２方向の加速度が印加されて第１方向用可動電極が変位した際の第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されており、第２方向用可動電極および第２方向用固定電極は、延設方向と第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１））[ｄｅｇ]とされ、かつ、第１方向の加速度が印加されて第１方向用可動電極が変位した際の第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように形成されていることを特徴としている。
【００１４】
これら請求項１および２に記載の発明によれば、他軸感度をキャンセルするように第１、第２方向用可動電極および第１、第２方向用固定電極が形成されているため、検出精度が低下することを抑制できる（図３、図４、図７参照）。
【００１５】
また、本発明を加速度センサの実装構造として把握することもできる。すなわち、請求項３に記載の発明では、支持基板（１１）上に半導体層（１３）が積層された半導体基板（１４）と、半導体層に形成され、半導体基板における面方向の一方向に延設された第１方向用可動電極（２４、２５）と、半導体層に形成され、一方向と直交する方向であり、面方向と平行な一方向に延設された第２方向用可動電極（２６、２７）と、半導体層に形成され、第１方向用可動電極と対向して配置された第１方向用固定電極（３２、４２）と、半導体層に形成され、第２方向用可動電極と対向して配置された第２方向用固定電極（５２、６２）と、半導体層に形成され、第１方向用可動電極および第２方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて第１、第２方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材（２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２８）と、を備える加速度センサを有し、加速度センサは、被実装部材（１００）の一面（１００ａ）の面方向における第１方向と、当該第１方向と直交する方向であり、面方向と平行な第２方向の加速度を検出するように、被実装部材の一面に実装されている加速度センサの実装構造において、以下の点を特徴としている。
【００１６】
すなわち、加速度センサは、第１、第２方向用可動電極と１、第２方向用固定電極との対向する部分の長さをＬ、第１、第２方向用可動電極と１、第２方向用固定電極との間隔をｄとしたとき、第１方向用可動電極および第１方向用固定電極の延設方向と被実装部材の第２方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となり、かつ、第２方向の加速度が印加されて第１方向用可動電極が変位した際の第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との間隔の増減とが一致し、第２方向用可動電極および第２方向用固定電極の延設方向と被実装部材の第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となり、かつ、第１方向の加速度が印加されて第１方向用可動電極が変位した際の第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように、被実装部材の一面に実装されていることを特徴としている。
【００１７】
そして、請求項６に記載の発明では、支持基板（１１）上に半導体層（１３）が積層された半導体基板（１４）と、半導体層に形成され、半導体基板における面方向の一方向に延設された複数の第１方向用可動電極（２４、２５）と、半導体層に形成され、一方向と直交する方向であり、面方向と平行な一方向に延設された複数の第２方向用可動電極（２６、２７）と、半導体層に形成されることで第１方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも１つが複数の第１方向用可動電極に挟まれる第１方向用固定電極（３２、４２）と、半導体層に形成されることで第２方向用可動電極と対向して配置され、少なくとも１つが複数の第２方向用可動電極に挟まれる第２方向用固定電極（５２、６２）と、半導体層に形成され、第１方向用可動電極および第２方向用可動電極を備えると共に、加速度に応じて第１、第２方向用可動電極を一体的に変位させる支持部材（２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２８）と、を備える加速度センサを有し、加速度センサは、被実装部材（１００）の一面（１００ａ）の面方向における第１方向と、当該第１方向と直交する方向であり、面方向と平行な第２方向の加速度を検出するように、被実装部材の一面に実装されている加速度センサの実装構造において、以下の点を特徴としている。
【００１８】
すなわち、加速度センサは、第１、第２方向用可動電極と第１、第２方向用固定電極との対向する部分の長さをＬ、第１、第２方向用固定電極と当該第１、第２方向用固定電極を挟む２つの第１、第２方向用可動電極のうちの一方の第１、第２方向用可動電極との間隔をｄ１、第１、第２方向用固定電極と当該第１、第２方向用固定電極を挟む２つの第１、第２方向用可動電極のうちの他方の第１、第２方向用可動電極との間隔をａ・ｄ１としたとき、第１方向用可動電極および第１方向用固定電極の延設方向と第２方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]となり、かつ、第２方向の加速度が印加されて第１方向用可動電極が変位した際の第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と第１方向用可動電極と第１方向用固定電極との間隔の増減とが一致し、第２方向用可動電極および第２方向用固定電極の延設方向と第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１））[ｄｅｇ]となり、かつ、第１方向の加速度が印加されて第２方向用可動電極が変位した際の第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との対向する部分の長さの増減と第２方向用可動電極と第２方向用固定電極との間隔の増減とが一致するように、被実装部材の一面に実装されていることを特徴としている。
【００１９】
これら請求項３および６に記載の発明では、他軸感度をキャンセルできるように第１、第２方向用可動電極および第１、第２方向用固定電極が配置されているため、検出精度が低下することを抑制できる（図３、図４、図７参照）。
【００２０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態における加速度センサの平面図である。
【図２】図１中のII−II線に沿った断面図である。
【図３Ａ】従来の加速度センサにおける加速度が印加された際の第１可動電極および第１固定電極の状態を示す図である。
【図３Ｂ】従来の加速度センサにおける加速度が印加された際の第２可動電極および第２固定電極の状態を示す図である。
【図３Ｃ】従来の加速度センサにおける加速度が印加された際の第３可動電極および第３固定電極の状態を示す図である。
【図３Ｄ】従来の加速度センサにおける加速度が印加された際の第４可動電極および第４固定電極の状態を示す図である。
【図４Ａ】第１、第２可動電極および第１、第２固定電極の延設方向と、検出軸との成す角度を説明するための図である。
【図４Ｂ】第３、第４可動電極および第３、第４固定電極の延設方向と、検出軸との成す角度を説明するための図である。
【図５】第１可動電極と第１固定電極とを逆に傾けたときの加速度が印加された際の状態を示す図である。
【図６】図１に示す加速度センサを被実装部材に実装したときの平面図である。
【図７Ａ】従来の加速度センサにおける加速度が印加された際の第１可動電極および第１固定電極の状態を示す図である。
【図７Ｂ】従来の加速度センサにおける加速度が印加された際の第２可動電極および第２固定電極の状態を示す図である。
【図７Ｃ】従来の加速度センサにおける加速度が印加された際の第３可動電極および第３固定電極の状態を示す図である。
【図７Ｄ】従来の加速度センサにおける加速度が印加された際の第４可動電極および第４固定電極の状態を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態における加速度センサの平面図である。
【図９】図８に示す加速度センサを被実装部材に実装したときの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００２３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１および図２に示されるように、本実施形態の加速度センサは、支持基板１１上に絶縁膜１２を介して半導体層１３が積層されたＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板１４を用いて構成されている。
【００２４】
なお、本実施形態では、ＳＯＩ基板１４が本発明の半導体基板に相当している。また、支持基板１１は、例えば、シリコン基板等が用いられ、絶縁膜１２はＳｉＯ２やＳｉＮ等が用いられ、半導体層１３はシリコン基板やポリシリコン等が用いられる。
【００２５】
半導体層１３には、マイクロマシン加工が施されて溝部１５が形成され、溝部１５によって可動部２０および第１〜第４固定部３０〜６０が区画形成されている。なお、半導体層１３のうち、溝部１５で区画されていない部分は周辺部７０とされている。つまり、半導体層１３のうちの溝部１５を介して可動部２０および第１〜第４固定部３０〜６０を取り囲む部分が周辺部７０とされている。
【００２６】
そして、絶縁膜１２には、可動部２０および第１〜第４固定部３０〜６０の所定領域に対応する部分が除去された窪み部１６が形成されている。これにより、半導体層１３のうちの可動部２０および第１〜第４固定部３０〜６０の所定領域が支持基板１１からリリースされた状態となっている。なお、可動部２０および第１〜第４固定部３０〜６０の所定領域が支持基板１１と接触することを抑制するために、支持基板１１のうちの可動部２０および第１〜第４固定部３０〜６０の所定領域に対応する部分に凹部が形成されていてもよい。
【００２７】
ここで、図１および図２中のｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の各方向について説明する。図１および図２中では、ｘ軸方向を図１中紙面左右方向とし、ｙ軸方向をＳＯＩ基板１４の面方向においてｘ軸方向と直交する方向とし、ｚ軸方向をｘ軸方向およびｙ軸方向と直交する方向としている。なお、本実施形態では、ｘ軸方向が本発明の第１方向に相当し、ｙ軸方向が本発明の第２方向に相当している。
【００２８】
可動部２０は、窪み部１６上を横断するように配置された錘部２１と、錘部２１を支持する枠部２２と、枠部２２に備えられた第１、第２梁部２３ａ、２３ｂと、第１〜第４可動電極２４〜２７とを有している。
【００２９】
錘部２１は、矩形棒状とされており、長手方向の両端部が第１梁部２３ａを介して枠部２２に支持されている。具体的には、錘部２１は、長手方向がｙ軸方向と平行となり、枠部２２の中心を通るように枠部２２に支持されている。
【００３０】
枠部２２は、本実施形態では、矩形枠状とされており、ｘ軸方向に延びる一対の第１辺部２２ａと、ｙ軸方向に延びる一対の第２辺部２２ｂとを有している。そして、枠部２２は、中心が支持基板１１（半導体層１３）の中心と一致するように形成されている。
【００３１】
第１、第２梁部２３ａ、２３ｂは、平行な２本の梁がその両端で連結された矩形枠状とされており、２本の梁の長手方向と直交する方向に変位するバネ機能を有している。そして、第１梁部２３ａは、ｙ軸方向の成分を含む加速度が印加されたとき、錘部２１をｙ軸方向へ変位させると共に加速度の消失に応じて元の状態に復元させるように、枠部２２の各第１辺部２２ａと錘部２１の各端部との間に備えられている。また、第２梁部２３ｂは、ｘ軸方向の成分を含む加速度が印加されたとき、枠部２２をｘ軸方向へ変位させると共に加速度の消失に応じて元の状態に復元させるように、枠部２２の各第２辺部２２ｂに備えられている。本実施形態では、第２梁部２３ｂは、錘部２１を基準として線対称に形成されており、それぞれ枠部２２の第２辺部２２ｂの内側に形成されている。
【００３２】
そして、第２梁部２３ｂを挟んで枠部２２の第２辺部２２ｂと反対側には、絶縁膜１２を介して支持基板１１に支持されたアンカー部２８が形成され、枠部２２がアンカー部２８を介して支持基板１１に支持されている。言い換えると、枠部２２は、枠部２２の内側に形成されたアンカー部２８によって支持基板１１に支持されている。本実施形態では、各第２梁部２３ｂと連結されるアンカー部２８は、錘部２１を基準として線対称に形成されている。
【００３３】
第１、第２可動電極２４、２５および第３、第４可動電極２６、２７は、本実施形態では、それぞれ枠部２２の中心に対して点対称となるように、錘部２１に２本ずつ備えられている。
【００３４】
具体的には、錘部２１には、枠部２２の中心に対して点対称となるように、錘部２１の両側面から互いに反対方向へ突出する第１、第２支持部２４ａ、２５ａが備えられている。そして、第１、第２可動電極２４、２５は、枠部２２の中心を通ってｘ軸方向と平行な方向に延びる仮想線側に第１、第２支持部２４ａ、２５ａから突出するように、第１、第２支持部２４ａ、２５ａに備えられている。また、第３、第４可動電極２６、２７は、錘部２１の両側面から互いに反対方向へ突出するように、錘部２１に備えられている。さらに詳述すると、本実施形態では、第１、第２可動電極２４、２５は、当該第１、第２可動電極２４、２５の延設方向とｙ軸方向との成す角度が所定角度となるように延設されている。また、第３、第４可動電極２６、２７は、当該第３、第４可動電極２６、２７の延設方向とｘ軸方向との成す角度が所定角度となるように延設されている。これら第１、第２可動電極２４、２５の延設方向とｙ軸方向との成す角度、および第３、第４可動電極２６、２７の延設方向とｘ軸方向との成す角度については具体的に後述する。
【００３５】
なお、第１〜第４可動電極２４〜２７は全て同じ形状（大きさ）とされている。また、本実施形態では、第１、第２可動電極２４、２５が本発明の第１方向用可動電極に相当し、第３、第４可動電極２６、２７が本発明の第２方向用可動電極に相当している。そして、錘部２１、枠部２２、第１、第２梁部２３ａ、２３ｂ、アンカー部２８が第１〜第４可動電極２４〜２７を支持する本発明の支持部材に相当している。
【００３６】
第１〜第４固定部３０〜６０は、それぞれ絶縁膜１２に支持された第１〜第４配線部３１〜６１と、第１〜第４配線部３１〜６１に支持され、第１〜第４可動電極２４〜２７の櫛歯に噛み合い、第１〜第４可動電極２４〜２７の延設方向と平行な方向に延設された第１〜第４固定電極３２〜６２とを有している。そして、これら第１〜第４固定部３０〜６０は、枠部２２（支持基板１１）の中心に対して点対称となるように形成されている。本実施形態では、第１〜第４固定電極３２〜６２は、２本ずつ備えられている。そして、第１〜第４可動電極２４〜２７の間に配置される固定電極、つまり、第１〜第４可動電極２４〜２７に挟まれる第１〜第４固定電極３２〜６２は、一方の可動電極２４側に近接して配置されている。つまり、第１〜第４可動電極２４〜２７に挟まれる第１〜第４固定電極３２〜６２は、一方の第１〜第４可動電極２４〜２７との間隔が他方の第１〜第４可動電極２４〜２７との間隔より短くなるように配置されている。
【００３７】
また、第１〜第４固定電極３２〜６２は、第１〜第４可動電極２４〜２７と同様に、それぞれ延設方向がｘ軸方向またはｙ軸方向との成す角度が所定角度となるように延設されている。これら第１、第２固定電極３２、４２の延設方向とｙ軸方向との成す角度、および第３、第４固定電極５２、６２の延設方向とｘ軸方向との成す角度については具体的に後述する
なお、第１〜第４固定電極３２〜６２は全て同じ形状（大きさ）とされており、対向する第１〜第４可動電極２４〜２７との間隔および対向面積は全て等しくされている。また、本実施形態では、第１、第２固定電極３２、４２が本発明の第１方向用固定電極に相当し、第３、第４固定電極５２、６２が本発明の第２方向用固定電極に相当している。
【００３８】
そして、半導体層１３のうちアンカー部２８および第１〜第４配線部３１〜６１には、それぞれパッド８１〜８５が形成され、ワイヤ等を介して外部回路と電気的な接続が図れるようになっている。なお、図１では、特に図示していないが、半導体層１３のうちの周辺部７０にもパッドを形成し、周辺部７０を所定の電位に固定できるようにしてもよい。
【００３９】
以上が本実施形態における加速度センサの基本的な構成である。次に、上記加速度センサの作動について説明する。上記加速度センサでは、図１中のコンデンサ記号で示すように、第１可動電極２４と第１固定電極３２との間に第１容量Ｃｓ１が構成され、第２可動電極２５と第２固定電極４２との間に第２容量Ｃｓ２が構成される。同様に、第３可動電極２６と第３固定電極５２との間に第３容量Ｃｓ３が構成され、第４可動電極２７と第４固定電極６２との間に第４容量Ｃｓ４が構成される。
【００４０】
そして、第１〜第４可動電極２４〜２７（パッド８１）に所定の振幅、波長を有する搬送波が入力された状態で加速度が印加されると、印加された加速度に応じて第１〜第４容量Ｃｓ１〜Ｃｓ４（第１〜第４固定電極３２〜６２の電位）が変化する。このため、第１、第２容量Ｃｓ１、Ｃｓ２の差分に基づいてｘ軸方向の加速度が検出され、第３、第４容量Ｃｓ３、Ｃｓ４の差分に基づいてｙ軸方向の加速度が検出される。なお、本実施形態では、第１〜第４容量Ｃｓ１〜Ｃｓ４は、第１〜第４固定電極３２〜６２と当該第１〜第４固定電極３２〜６２と近接して配置される第１〜第４可動電極２４〜２７との間の容量としている。
【００４１】
次に、第１〜第４可動電極２４〜２７の延設方向とｘ軸方向またはｙ軸方向との成す角度について説明する。まず、第１、第２可動電極がｙ軸方向と平行な方向に延設され、第３、第４可動電極がｘ軸方向と平行な方向に延設された従来の加速度センサにおいて、加速度が印加されたときの状態を図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明する。なお、図３Ａ〜図３Ｄ中の第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７は、基本的には上記図１と同様に、錘部２１に備えられると共に上記図１と同様の配置関係とされている。
【００４２】
まず、図３Ａ〜図３Ｄに示されるように、加速度が印加されていない状態において、第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７と第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との対向する部分の長さをＬ、第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７および第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２の厚さ（半導体層１３の厚さであり、図３Ａ〜図３Ｄ中の紙面奥行き方向の長さ）をｔＳＯＩ、第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７と第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との間隔をｄとすると、第１〜第４容量ＣＳ１〜ＣＳ４の初期容量はそれぞれ次式で示される
【００４３】
【数１】
0006354603.tif 000002
なお、εは、第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７と第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との間の誘電率であり、Ｌ・ｔＳＯＩは第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７と第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との対向面積である。
【００４４】
そして、図３Ａ〜図３Ｄに示されるように、ｘ軸方向と平行な方向であり、第１固定電極Ｊ３２側から第１可動電極Ｊ２４側（図３Ａ〜図３Ｄ中紙面左側から右側）に向かう方向の加速度が印加されたとする。このとき、第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７は、上記図１と同様に錘部２１（枠部２２）に備えられているため、一体的にｘ軸方向に変位する。なお、図３Ａ〜図３Ｄでは、加速度が印加された際の第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７の状態を点線で示している。
【００４５】
このため、図３Ａに示されるように、第１可動電極Ｊ２４と第１固定電極Ｊ３２との間隔はΔだけ減少してｄ−Δとなり、図３Ｂに示されるように、第２可動電極Ｊ２５と第２固定電極Ｊ４２との間隔はΔだけ増加してｄ＋Δとなる。一方、図３Ｃに示されるように、第３可動電極Ｊ２６と第３固定電極Ｊ５２とは対向する部分の長さがΔだけ増加してＬ＋Δとなり、第４可動電極Ｊ２７と第４固定電極Ｊ６２とは対向する部分の長さがΔだけ減少してＬ−Δとなる。そして、ここでは、ｘ軸方向に沿った方向の加速度が印加されている場合を説明しているため、感度となるΔＣｘは、次の数式２で示され、他軸感度となるΔＣｙは、次の数式３で示される。
【００４６】
【数２】
0006354603.tif 000003
【００４７】
【数３】
0006354603.tif 000004
ここで、例えば、第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７と第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との対向する部分の長さＬと、加速度が印加された際の第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７の変位量Δとの関係は、Ｌ：Δ＝１００：１程度となるように設計される。つまり、加速度が印加された際の第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７の変位量Δは、通常、第１〜第４可動電極Ｊ２４〜Ｊ２７と第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との対向する部分の長さＬに対して十分に小さい。このため、他軸感度／感度は、次式で示される。
【００４８】
【数４】
0006354603.tif 000005
なお、特に図示しないが、ｙ軸方向に沿った加速度が印加された場合も他軸感度／感度は上記数式４で示される。つまり、第１、第２可動電極Ｊ２４、Ｊ２５がｘ軸方向と平行な方向に延設され、第３、第４可動電極Ｊ２６、Ｊ２７がｙ軸方向と平行な方向に延設された従来の加速度センサにおいて、ｘ軸方向およびｙ軸方向の加速度を検出する場合、他軸感度／感度が（ｄ／Ｌ）となる。
【００４９】
したがって、本実施形態では、図１、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、予め第１〜第４可動電極２４〜２７および第１〜第４固定電極３２〜６２をｘ軸方向およびｙ軸方向（検出軸）に対して傾けて形成し、他軸感度をキャンセルできるようにしている。具体的には、図１および図４Ａに示されるように、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２は、延設方向とｙ軸方向（検出軸）との成す角度θがｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となり、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２は、延設方向（検出軸）とｘ軸方向との成す角度θがｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となるように形成されている。
【００５０】
なお、図１および図４Ａに示されるように、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２は、ｙ軸方向の加速度が印加されて第１、第２可動電極２４、２５が変位した際、第１、第２可動電極２４、２５と第１、第２固定電極３２、４２との対向する部分の長さ（面積）の増減と、第１、第２可動電極２４、２５と第１、第２固定電極３２、４２との間隔の増減とが一致するように形成されている。例えば、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２は、第３固定部５０側から第１固定部３０側に向かうｙ軸方向に沿った方向（図１中紙面下側から上側に向かう方向）の加速度が印加されて第１、第２可動電極２４、２５が変位する場合には、第１可動電極２４と第１固定電極３２との対向する部分の長さ（面積）が増加すると共に、第２可動電極２５と第２固定電極４２との対向する部分の長さ（面積）が減少し、第１可動電極２４と第１固定電極３２との間隔が広くなる（増加する）と共に、第２可動電極２５と第２固定電極４２との間隔が狭くなる（減少する）ように形成されている。
【００５１】
同様に、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２は、ｘ軸方向の加速度が印加されて第３、第４可動電極２６、２７が変位した際、第３、第４可動電極２６、２７と第３、第４固定電極５２、６２との対向する部分の長さ（面積）の増減と、第３、第４可動電極２６、２７と第３、第４固定電極５２、６２との間隔の増減とが一致するように形成されている。例えば、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２は、第３固定部５０側から第２固定部４０側に向かう方向（図１中紙面左側から右側に向かう方向）の加速度が印加されて第３、第４可動電極２６、２７が変位する場合には、第３可動電極２６と第３固定電極５２との対向する部分の長さ（面積）が増加すると共に、第４可動電極２７と第４固定電極６２との対向する部分の長さ（面積）が減少し、第３可動電極２６と第３固定電極５２との間隔が広くなる（増加する）と共に、第４可動電極２７と第４固定電極６２との間隔が狭くなる（減少する）ように形成されている。
【００５２】
つまり、容量Ｃは、誘電率をε、対向する電極の面積をＳ、対向する電極の間隔をｄとすると、Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）で示される。このため、第１〜第４可動電極２４〜２７および第１〜第４固定電極３２〜６２を傾けた際、対向する電極の面積Ｓと対向する電極の間隔ｄとの増減が一致するようにすることにより、傾けたことによる容量変化が発生しないようにしている。
【００５３】
すなわち、第１〜第４可動電極２４〜２７および第１〜第４固定電極３２〜６２をｘ軸方向およびｙ軸方向に対して図１と反対に傾けた場合、例えば、第１可動電極２４と第１固定電極３２との関係は、図５に示されるようになる。この場合、図５中紙面下側から上側（図１中紙面下側から上側）に向かう方向の加速度が印加されると、第１可動電極２４と第１固定電極３２との対向する部分の長さ（面積）がΔ１だけ増加すると共に、第１可動電極２４と第１固定電極３２との間隔がΔ２だけ狭くなる。このため、このように傾けた場合には、より他軸感度の影響が大きくなってしまう。なお、図５では、加速度が印加された際の第１可動電極２４の状態を点線で示している。
【００５４】
以上が本実施形態における加速度センサの構成である。そして、このような加速度センサは、図６に示されるように、図示しない接着剤を介してケース等の被実装部材１００の一面１００ａに実装される。具体的には、被実装部材１００の一面１００ａの面方向における加速度を検出したい直交する第１、第２方向と加速度センサのｘ軸方向およびｙ軸方向とが一致するように、実装される。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２の延設方向とｙ軸方向（被実装部材１００の第２方向）との成す角度θがｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]とされ、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２の延設方向とｘ軸方向（被実装部材１００の第１方向）との為す角度θがｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]とされている。また、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２は、ｙ軸方向の加速度が印加されて第１、第２可動電極２４、２５が変位した際、第１、第２可動電極２４、２５と第１、第２固定電極３２、４２との対向する部分の長さ（面積）の増減と、第１、第２可動電極２４、２５と第１、第２固定電極３２、４２との間隔の増減とが一致するように形成されている。同様に、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２は、ｘ軸方向の加速度が印加されて第３、第４可動電極２６、２７が変位した際、第３、第４可動電極２６、２７と第３、第４固定電極５２、６２との対向する部分の長さ（面積）の増減と、第３、第４可動電極２６、２７と第３、第４固定電極５２、６２との間隔の増減とが一致するに形成されている。このため、他軸感度の影響を低減でき、検出精度が低下することを抑制できる。
【００５６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、２つの第１〜第４可動電極２４〜２７に挟まれる第１〜第４固定電極３２〜６２において、第１〜第４固定電極３２〜６２と離間している第１〜第４可動電極２４〜２７との間に形成される容量も考慮したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５７】
本実施形態の加速度センサは、可動部２０および第１、第２固定部３０、４０の基本的な構成は上記図１と同様であるが、第１〜第４可動電極２４〜２７および第１〜第４固定電極３２〜６２とｘ軸方向またはｙ軸方向との成す角度を変更している。
【００５８】
ここで、上記第１実施形態と同様に、従来の加速度センサにおいて、加速度が印加されたときの状態について図７Ａ〜図７Ｄを参照して説明する。
【００５９】
なお、図７Ａ〜図７Ｄ中では、第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２において、加速度が印加されていない際、当該第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２に近接している可動電極を第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ〜Ｊ２７ａとし、第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ〜Ｊ２７ａより離間している可動電極を第１〜第４可動電極Ｊ２４ｂ〜Ｊ２７ｂとしている。また、加速度が印加された際の第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ、Ｊ２４ｂ〜Ｊ２７ａ、Ｊ２７ｂの状態を点線で示している。そして、第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ、Ｊ２４ｂ〜Ｊ２７ａ、Ｊ２７ｂは、基本的には上記図１と同様に、錘部２１に備えられると共に上記図１と同様の配置関係とされている。
【００６０】
第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ〜Ｊ２７ａと第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との間隔をｄ１、第１〜第４可動電極Ｊ２４ｂ〜Ｊ２７ｂと第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との間隔をｄ２とすると、第１〜第４容量ＣＳ１〜ＣＳ４の初期容量はそれぞれ次式で示される
【００６１】
【数５】
0006354603.tif 000006
つまり、本実施形態では、２つの第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ、Ｊ２４ｂ〜Ｊ２７ａ、Ｊ２７ｂに挟まれる第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２において、第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２と、第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ〜Ｊ２７ａより第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との間隔が広くされている第１〜第４可動電極Ｊ２４ｂ〜Ｊ２７ｂとの間に形成される容量も考慮している。そして、図７Ａ〜図７Ｄに示されるように、ｘ軸方向と平行な方向であり、第１固定電極Ｊ３２側から第１可動電極Ｊ２４ａ側（図７Ａ〜図７Ｄ中紙面左側から右側）に向かう方向の加速度が印加されたとする。
【００６２】
このとき、図７Ａに示されるように、第１可動電極Ｊ２４ａと第１固定電極Ｊ３２との間隔はΔだけ減少してｄ１−Δとなり、第１可動電極Ｊ２４ｂと第１固定電極Ｊ３２との間隔はΔだけ増加してｄ２＋Δとなる。また、図７Ｂに示されるように、第２可動電極Ｊ２５ａと第２固定電極Ｊ４２との間隔はΔだけ増加してｄ１＋Δとなり、第２可動電極Ｊ２５ｂと第２固定電極Ｊ４２との間隔はΔだけ減少してｄ２−Δとなる。
【００６３】
一方、図７Ｃに示されるように、第３可動電極Ｊ２６ａ、Ｊ２６ｂと第３固定電極Ｊ５２とは対向する部分の長さがΔだけ増加してＬ＋Δとなる。また、図７Ｄに示されるように、第４可動電極Ｊ２７ａ、Ｊ２７ｂと第４固定電極Ｊ６２とは対向する部分の長さがΔだけ減少してＬ−Δとなる。そして、ここでは、ｘ軸方向に沿った方向の加速度が印加されている場合を説明しているため、感度となるΔＣｘは、次の数式６で示され、他軸感度となるΔＣｙは、次の数式７で示される。なお、上記のように、加速度が印加された際の第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ、Ｊ２４ｂ〜Ｊ２７ａ、Ｊ２７ｂの変位量Δは、通常、第１〜第４可動電極Ｊ２４ａ、Ｊ２４ｂ〜Ｊ２７ａ、Ｊ２７ｂと第１〜第４固定電極Ｊ３２〜Ｊ６２との対向する部分の長さＬに対して十分に小さい。
【００６４】
【数６】
0006354603.tif 000007
【００６５】
【数７】
0006354603.tif 000008
そして、ｄ２＝ａ・ｄ１（ａは定数）とすると、他軸感度／感度は、次式で示される。
【００６６】
【数８】
0006354603.tif 000009
したがって、本実施形態では、図４Ａにおいて、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２は、延設方向とｙ軸方向（検出軸）との成す角度θがｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]となるように形成されている。また、図４Ｂにおいて、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２は、延設方向とｘ軸方向（検出軸）との成す角度θがｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]となるように形成されている。
【００６７】
なお、本実施形態においても、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２は、ｙ軸方向の加速度が印加されて第１、第２可動電極２４、２５が変位した際、第１、第２可動電極２４、２５と第１、第２固定電極３２、４２との対向する部分の長さ（面積）の増減と、第１、第２可動電極２４、２５と第１、第２固定電極３２、４２との間隔の増減とが一致するように形成されている。同様に、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２は、ｘ軸方向の加速度が印加されて第３、第４可動電極２６、２７が変位した際、第３、第４可動電極２６、２７と第３、第４固定電極５２、６２との対向する部分の長さ（面積）の増減と、第３、第４可動電極２６、２７と第３、第４固定電極５２、６２との間隔の増減とが一致するように形成されている。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態では、第１〜第４固定電極３２〜６２と、当該第１〜第４固定電極３２〜６２を挟む２つの第１〜第４可動電極２４〜２７との間に構成される容量を考慮して第１〜第４可動電極２４〜２７および第１〜第４固定電極３２〜６２を傾けているため、検出精度が低下することをさらに抑制できる。
【００６９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、上記第１実施形態に対して第１〜第４可動電極２４〜２７の延設方向および第１〜第４固定電極３２〜６２の延設方向をＳＯＩ基板１４のｘ軸方向およびｙ軸方向と一致させたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７０】
本実施形態の加速度センサは、図８に示されるように、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２は、ＳＯＩ基板１４のｙ軸方向と平行な方向に沿って延設されている。つまり、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２とｙ軸方向との成す角度は０とされている。また、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２は、ＳＯＩ基板１４のｘ軸方向と平行な方向に沿って延設されている。つまり、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２とｘ軸方向との成す角度は０とされている。
【００７１】
そして、このような加速度センサは、被実装部材１００の第１、第２方向と加速度センサのｘ軸方向およびｙ軸方向とが一致するように、被実装部材１００の一面１００ａに実装されると、上記図３Ａ〜図３Ｄおよび上記数式１〜数式４で説明したように、他軸感度が発生してしまう。なお、被実装部材１００の第１、第２方向とは、被実装部材１００の一面１００ａの面方向における加速度を検出したい方向である。
【００７２】
このため、本実施形態では、図９に示されるように、加速度センサは、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２の延設方向（ＳＯＩ基板１４のｙ軸方向）と被実装部材１００の第１方向（検出軸）との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となり、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２の延設方向（ＳＯＩ基板１４のｘ軸方向）と被実装部材１００の第２方向（検出軸）との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となるように、被実装部材１００の一面１００ａに実装されている。
【００７３】
なお、本実施形態においても、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２は、被実装部材１００における第２方向の加速度が印加されて第１、第２可動電極２４、２５が変位した際、第１、第２可動電極２４、２５と第１、第２固定電極３２、４２との対向する部分の長さ（面積）の増減と、第１、第２可動電極２４、２５と第１、第２固定電極３２、４２との間隔の増減とが一致するように配置されている。同様に、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２は、被実装部材１００における第１方向の加速度が印加されて第３、第４可動電極２６、２７が変位した際、第３、第４可動電極２６、２７と第３、第４固定電極５２、６２との対向する部分の長さ（面積）の増減と、第３、第４可動電極２６、２７と第３、第４固定電極５２、６２との間隔の増減とが一致するように配置されている。
【００７４】
以上説明したように、第１〜第４可動電極２４〜２７および第１〜第４固定電極３２〜６２がＳＯＩ基板１４のｘ軸方向またはｙ軸方向と平行な方向に延設されている加速度センサとしても、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２の延設方向（ＳＯＩ基板１４のｙ軸方向）と被実装部材１００の第１方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となり、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２の延設方向（ＳＯＩ基板１４のｘ軸方向）と被実装部材１００の第２方向との成す角度がｓｉｎ−１（ｄ／Ｌ）[ｄｅｇ]となるように、被実装部材１００の一面１００ａに加速度センサを実装することにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００７６】
例えば、上記各実施形態において、第１、第２梁部２３ａ、２３ｂが折れ線状のバネ機能を有するもので構成されていてもよい。
【００７７】
そして、上記各実施形態において、枠部２２は、矩形枠状でなく、例えば、環状であってもよい。
【００７８】
さらに、上記各実施形態において、枠部２２は、中心が支持基板１１の中心と一致していなくてもよい。
【００７９】
そして、上記各実施形態において、第１、第３可動電極２４、２６および第１、第３固定電極３２、５２のみを有する加速度センサとしてもよい。つまり、第１容量Ｃｓ１に基づいてｘ軸方向の加速度を検出し、第３容量Ｃｓ３に基づいてｙ軸方向の加速度を検出するようにしてもよい。
【００８０】
また、上記各実施形態を適宜組み合わせてもよい。すなわち、上記第２実施形態に上記第３実施形態を組み合わせ、第１、第２可動電極２４、２５および第１、第２固定電極３２、４２の延設方向（ＳＯＩ基板１４のｙ軸方向）と被実装部材１００の第１方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]となり、第３、第４可動電極２６、２７および第３、第４固定電極５２、６２の延設方向（ＳＯＩ基板１４のｘ軸方向）と被実装部材１００の第２方向との成す角度がｓｉｎ−１｛ａ・ｄ１／Ｌ（ａ−１）｝[ｄｅｇ]となるように、上記第３実施形態の加速度センサを被実装部材１００の一面１００ａに実装するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１１        支持基板
１３        半導体層
１４        半導体基板
２１        錘部
２２        枠部
２３ａ      第１梁部
２３ｂ      第２梁部
２４、２５  第１方向用可動電極（第１、第２可動電極）
２６、２７  第２方向用可動電極（第３、第４可動電極）
２８        アンカー部
３２、４２  第１方向用固定電極（第１、第２固定電極）
５２、６２  第２方向用固定電極（第３、第４固定電極）
【図１】
0006354603.tif 000010
【図２】
0006354603.tif 000011
【図３Ａ】
0006354603.tif 000012
【図３Ｂ】
0006354603.tif 000013
【図３Ｃ】
0006354603.tif 000014
【図３Ｄ】
0006354603.tif 000015
【図４Ａ】
0006354603.tif 000016
【図４Ｂ】
0006354603.tif 000017
【図５】
0006354603.tif 000018
【図６】
0006354603.tif 000019
【図７Ａ】
0006354603.tif 000020
【図７Ｂ】
0006354603.tif 000021
【図７Ｃ】
0006354603.tif 000022
【図７Ｄ】
0006354603.tif 000023
【図８】
0006354603.tif 000024
【図９】
0006354603.tif 000025