(57)【要約】【課題】  配線を単純化する。【解決手段】  絶縁材料から構成される基板１００，３００の間に、中間部材２００を挟み込む。中間部材２００の一部をなす絶縁層２４２の一部上面に形成された導電層２４３により電極Ｅ０が形成され、基板１００の対向面には、電極Ｅ１〜Ｅ５が形成される。加速度や角速度に基づく力が重錘体２４１に作用すると、電極Ｅ０が変位し、対向電極との間の静電容量に変化が生じる。この静電容量の変化に基づいて加速度や角速度を検出する。電極Ｅ２は、配線Ｌ２により導電ブロック２２３ｃまで配線され、配線用端子Ｔ２を介して外部へ導通させる。電極Ｅ０は、導通ブロック２１３，配線用端子Ｔ０を介して外部へ導通させる。他の電極も同様に、図示されていない配線用端子を介して外部へ導通させる。【選択図】  図６
2007003191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性材料から構成される上方基板と、
前記上方基板の下方に所定間隔をおいて配置された下方基板と、
前記上方基板と前記下方基板に挟まれた空間内に配置されたセンサ本体部と、
前記センサ本体部に隣接配置され、前記上方基板と前記下方基板に挟まれた状態で支持された配線中継部と、
を備え、
前記センサ本体部は、少なくとも一部に導電層を有し、かつ、少なくとも周囲部分が可撓性を有する支持膜と、前記支持膜の下面に接合された重錘体と、前記重錘体の周囲を取り囲むように配置され、前記支持膜の周囲を前記下方基板に固定する台座と、を備え、前記重錘体の側面と前記台座との間および前記重錘体の底面と前記下方基板の上面との間には、それぞれ空隙が確保され、前記支持膜の周囲部分に撓みが生じることにより、前記重錘体が前記空隙の範囲内で変位できるように構成され、
前記上方基板と前記支持膜との間には所定間隔が確保され、前記上方基板の下面における前記支持膜に対向する領域には、複数Ｎ枚の電極が形成されており、この複数Ｎ枚の電極と前記支持膜の導電層の各対向部分とによって、複数Ｎ組の容量素子が形成されており、
前記配線中継部は、少なくとも上面が絶縁性材料からなる支持用ブロックと、この支持用ブロックの上面に接合され、導電性材料からなる複数Ｎ個の配線用ブロックと、を有し、前記支持用ブロックは、下面が前記下方基板の上面に接合され、前記各配線用ブロックは、互いに電気的に隔絶され、上面が前記上方基板の下面に接合され、
前記上方基板の下面には、前記Ｎ枚の個々の電極と、前記Ｎ個の個々の配線用ブロックと、をそれぞれ電気的に接続するための配線層が形成されており、各配線層の端部は、前記各配線用ブロックと前記上方基板との間に挟まれた状態となっており、
前記上方基板における前記各配線用ブロックとの接合位置には、それぞれ貫通孔が形成されており、各貫通孔内には、下端が前記配線用ブロックの上面に接触し、上端が前記上方基板の上面に露出した配線用端子が設けられていることを特徴とする加速度センサまたは角速度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサにおいて、
センサ本体部には、支持膜上面に対して電気的に接続され、上面が上方基板の下面に接合されている重錘体側配線用ブロックが設けられており、
前記上方基板の前記重錘体側配線用ブロックとの接合位置には、貫通孔が形成されており、当該貫通孔内には、下端が前記重錘体側配線用ブロックの上面に接触し、上端が前記上方基板の上面に露出した重錘体側配線用端子が設けられていることを特徴とする加速度センサまたは角速度センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセンサにおいて、
上方基板と下方基板との間に、配線中継部を囲う外壁部が設けられていることを特徴とする加速度または角速度センサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のセンサにおいて、
上部導電層／絶縁層／下部導電層の３層をもったＳＯＩ基板を加工することによりセンサ本体部および配線中継部を構成し、
センサ本体部の支持膜を上部導電層／絶縁層を利用して構成し、重錘体を下部導電層を利用して構成し、
配線中継部の配線用ブロックを上部導電層を利用して構成し、支持用ブロックを絶縁層／下部導電層を利用して構成したことを特徴とする加速度センサまたは角速度センサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のセンサにおいて、
配線用ブロックの上面が上方基板の下面に対して陽極接合されていることを特徴とする加速度センサまたは角速度センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のセンサにおいて、
上方基板に形成された貫通孔が上面側に向けて広がる錐状をなし、配線用端子がコーン状をなすことを特徴とする加速度センサまたは角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサおよび角速度センサに関し、特に、加速度や角速度を容量素子を用いて検出するタイプのセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
小型で単純な構造を有する加速度センサあるいは角速度センサとして、静電容量素子を利用したタイプのセンサが実用化されている。これらのタイプのセンサでは、通常、所定の自由度をもって変位可能となるように支持された重錘体を用意し、この重錘体に対して作用する加速度や角速度を、重錘体の変位として検出する機能を有している。変位の検出は、容量素子の静電容量値に基づいて行われる。
【０００３】
たとえば、下記の特許文献１〜３には、重錘体側に形成された変位電極と、装置筐体側に形成された固定電極とによって容量素子を構成し、この容量素子の静電容量値の変化に基づいて、重錘体の変位を検出し、作用した加速度を電気的に検出することができる加速度センサが開示されている。複数の容量素子を工夫して配置することにより、ＸＹＺ三次元座標系における各座標軸方向の変位が独立して検出可能になるため、比較的単純な構成にもかかわらず、多次元加速度センサを実現することが可能になる。
【０００４】
また、下記の特許文献４には、ほぼ同様の構造体を用いて角速度を検出するセンサが開示されている。角速度の検出は、所定の容量素子に交流信号を供給して、クーロン力により重錘体を運動させ、この運動中の重錘体に対して角速度が作用することにより生じるコリオリ力を、所定の容量素子の静電容量の変化として検出することにより行われる。やはり複数の容量素子を工夫して配置することにより、重錘体に、単振動、円運動、歳差運動など、所定の軌道に沿ったくり返し運動を行わせることができ、かつ、ＸＹＺ三次元座標系における所望の座標軸方向の変位が独立して検出可能になるため、比較的単純な構成にもかかわらず、複数の座標軸まわりの角速度を検出可能な多次元角速度センサを実現することが可能になる。
【特許文献１】特開平４−２９９２２７号公報
【特許文献２】特開平５−２６７５４号公報
【特許文献３】特開平５−２１５６２７号公報
【特許文献４】特開平１０−２２７６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、静電容量素子を利用した加速度センサや角速度センサは、比較的単純な構成にもかかわらず、多次元成分の加速度や角速度を検出することができる特徴を有しており、半導体基板などを材料に用いることにより、量産化が行われている。しかしながら、容量素子を利用して力の検出や重錘体の駆動が行われるため、容量素子を構成する個々の電極に対する配線が不可欠になる。半導体基板などを利用して構成したセンサの場合、基板上に配線パターンを形成することにより個々の電極に対する配線を行うことが可能になるが、容量素子の数が増えれば増えるほど、配線パターンも複雑にならざるを得ない。特に、多次元の加速度センサや角速度センサでは、用いる容量素子の数も多くなり、配線が繁雑になるのは避けられない。
【０００６】
また、角速度センサでは、重錘体を駆動するための駆動用容量素子と、重錘体の変位を検出するための変位検出用容量素子とが必要になる。検出回路を工夫すれば、同一の容量素子によって、駆動用容量素子と変位検出用容量素子とを兼務させることも可能であるが、両者を物理的に別々の容量素子によって構成した場合、容量素子の数はそれだけ増えることになり、個々の容量素子を構成する電極に対する配線は、非常に繁雑になる。
【０００７】
そこで本発明は、配線をより単純化することが可能な加速度センサおよび角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】
【０００８】
(1)   本発明の第１の態様は、加速度センサまたは角速度センサの物理的な構造部分を、
絶縁性材料から構成される上方基板と、
上方基板の下方に所定間隔をおいて配置された下方基板と、
上方基板と下方基板に挟まれた空間内に配置されたセンサ本体部と、
センサ本体部に隣接配置され、上方基板と下方基板に挟まれた状態で支持された配線中継部と、
によって構成し、
センサ本体部には、少なくとも一部に導電層を有し、かつ、少なくとも周囲部分が可撓性を有する支持膜と、この支持膜の下面に接合された重錘体と、この重錘体の周囲を取り囲むように配置され、支持膜の周囲を下方基板に固定する台座と、を設け、重錘体の側面と台座との間および重錘体の底面と下方基板の上面との間には、それぞれ空隙が確保され、支持膜の周囲部分に撓みが生じることにより、重錘体が空隙の範囲内で変位できるようにし、
上方基板と支持膜との間には所定間隔を確保し、上方基板の下面における支持膜に対向する領域には、複数Ｎ枚の電極を形成し、この複数Ｎ枚の電極と支持膜の導電層の各対向部分とによって、複数Ｎ組の容量素子が形成されるようにし、
配線中継部は、少なくとも上面が絶縁性材料からなる支持用ブロックと、この支持用ブロックの上面に接合され、導電性材料からなる複数Ｎ個の配線用ブロックと、によって構成されるようにし、支持用ブロックは、下面が下方基板の上面に接合され、各配線用ブロックは、互いに電気的に隔絶され、上面が上方基板の下面に接合されるようにし、
上方基板の下面には、Ｎ枚の個々の電極と、Ｎ個の個々の配線用ブロックと、をそれぞれ電気的に接続するための配線層を形成し、各配線層の端部が、各配線用ブロックと上方基板との間に挟まれた状態となるようにし、
上方基板における各配線用ブロックとの接合位置には、それぞれ貫通孔を形成しておき、各貫通孔内には、下端が配線用ブロックの上面に接触し、上端が上方基板の上面に露出した配線用端子を設けるようにしたものである。
【０００９】
(2)   本発明の第２の態様は、上述した第１の態様に係るセンサにおいて、
センサ本体部に、支持膜上面に対して電気的に接続され、上面が上方基板の下面に接合されている重錘体側配線用ブロックを設け、
上方基板の重錘体側配線用ブロックとの接合位置に、貫通孔を形成し、当該貫通孔内に、下端が重錘体側配線用ブロックの上面に接触し、上端が上方基板の上面に露出した重錘体側配線用端子を設けるようにしたものである。
【００１０】
(3)   本発明の第３の態様は、上述した第１または第２の態様に係るセンサにおいて、
上方基板と下方基板との間に、配線中継部を囲う外壁部を設けるようにしたものである。
【００１１】
(4)   本発明の第４の態様は、上述した第１〜第３の態様に係るセンサにおいて、
上部導電層／絶縁層／下部導電層の３層をもったＳＯＩ基板を加工することによりセンサ本体部および配線中継部を構成し、
センサ本体部の支持膜を上部導電層／絶縁層を利用して構成し、重錘体を下部導電層を利用して構成し、
配線中継部の配線用ブロックを上部導電層を利用して構成し、支持用ブロックを絶縁層／下部導電層を利用して構成するようにしたものである。
【００１２】
(5)   本発明の第５の態様は、上述した第１〜第４の態様に係るセンサにおいて、
配線用ブロックの上面を上方基板の下面に対して陽極接合するようにしたものである。
【００１３】
(6)   本発明の第６の態様は、上述した第１〜第５の態様に係るセンサにおいて、
上方基板に形成された貫通孔が上面側に向けて広がる錐状をなし、配線用端子がコーン状をなすようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る加速度センサおよび角速度センサでは、少なくとも上面が絶縁性材料からなる支持用ブロックの上に導電性材料からなる複数Ｎ個の配線用ブロックを配置した配線中継部を設けるとともに、上方基板に形成した貫通孔内に配線用端子を設けて、各配線用ブロックに導通する外部端子として利用できるようにしたため、センサ本体部で用いられるＮ枚の電極に対する配線を単純化することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
＜＜＜  §１．センサ構造体の物理的構造  ＞＞＞
はじめに、本発明に係るセンサの基本構造を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るセンサの物理的な構造部分（以下、センサ構造体という）を示す分解側断面図である。このセンサ構造体は、加速度センサに利用することもできるし、角速度センサに利用することもできる。実際のセンサは、図１に示すセンサ構造体に、所定の検出回路を付加することにより実現される。このセンサ構造体を、加速度センサとして利用するか、角速度センサとして利用するかは、付加する検出回路によって決まることになる。具体的な検出回路についての説明は、§３において行うこととし、ここでは、このセンサ構造体の物理的な構造を以下に詳述する。
【００１７】
このセンサ構造体は、図１に分解図として描かれているように、上方基板１００、中間部材２００、下方基板３００の３つの部材から構成されている。実際には、これら３つの部材を上下に接合することにより、センサ構造体が構成されることになる（図６参照）。ここでは説明の便宜上、中間部材２００内の図示されている位置に原点Ｏをとり（後述するように、重錘体２４１の重心Ｇの位置になる）、図の右方向にＸ軸、上方向にＺ軸、紙面に対して垂直方向にＹ軸をとることにより、ＸＹＺ三次元直交座標系を定義することとし、必要に応じて、この座標系を用いた説明を行うことにする。図１は、このセンサ構造体を、ＸＺ平面で切断した分解側断面図ということになる。
【００１８】
上方基板１００は、絶縁性材料から構成される基板であり、この実施形態の場合、ガラス基板を上方基板１００として用いている。一方、下方基板３００は、上方基板１００の下方に所定間隔をおいて配置された基板である。下方基板３００は、単なる支持体として機能する部材であり、必ずしも絶縁性を有している必要はないが、この実施形態の場合、上方基板１００と同様にガラス基板を下方基板３００として用いている。上方基板１００および下方基板３００は、いずれもその主面（上面および下面）が、ＸＹ平面に平行となるように配置されている。
【００１９】
中間部材２００は、上方基板１００と下方基板３００との間に挟まれた構造体であり、図示のとおり、やや複雑な構造を有する。この中間部材２００の主たる役割は、センサ本体部Ｍと配線中継部２２０とを提供することである。センサ本体部Ｍは、図示のとおり、この中間部材２００の右半分によって構成される構造体であり、センサとしての中枢機能を果たす部分である。配線中継部２２０は、このセンサ本体部Ｍと外部とを結ぶ配線を中継する機能を果たす。
【００２０】
図１において、中間部材２００は２種類の異なるハッチングで塗り分けられているが、これは、この中間部材２００が２種類の異なる材料から構成されているためである。図に符号２１２，２２２，２３２，２４２が付されている薄い層は絶縁層であり、この絶縁層の上方および下方に位置する部材は、いずれも導電性材料からなる。この実施形態では、中間部材２００をＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を加工することにより構成している。ＳＯＩ基板は、シリコン／酸化シリコン／シリコンという三層構造をもった材料基板であり、種々のタイプのものが市販されている。したがって、図に符号２１２，２２２，２３２，２４２が付されている絶縁層は、酸化シリコンからなる絶縁性の層であり、その上方および下方に位置する部材は、シリコンからなる導電性の部材である。なお、ここでは図示の便宜上、この三層構造の厚みの寸法比が、実際の寸法比どおりになっていないが、実際には、一番上のシリコン層の厚みが１５μｍ、中間の酸化シリコン層の厚みが１μｍ、一番下のシリコン層の厚みが５００μｍ程度である。
【００２１】
続いて、上方基板１００、中間部材２００、下方基板３００の構成を詳細に説明する。まず、上方基板１００は、前述したとおり、主面がＸＹ平面に平行となるように配置されたガラス基板である。この上方基板１００の所定箇所には、上面側に向けて広がる錐状をなす貫通孔が形成されており、この貫通孔内には、コーン状の配線用端子が形成されている。図１には、２組の配線用端子Ｔ０，Ｔ２のみが示されているが、実際には、Ｔ０〜Ｔ５の合計６組の配線用端子が設けられている。
【００２２】
図２(a) は、この上方基板１００の上面図であり、各配線用端子Ｔ１〜Ｔ５，Ｔ０の配置が明瞭に示されている。図１に示す上方基板１００の断面は、この図２(a) に示す上方基板１００をＸ軸に沿って切断した断面に相当する。これら配線用端子Ｔ１〜Ｔ５，Ｔ０は、外部に設けられた検出回路に対する配線に用いられる端子として機能する。上方基板１００の上面には、図示のとおり、コーン状の配線用端子の上端が露出した状態となっており、この露出部分に対して必要な配線を施すことができる。なお、破線は後述する重錘体２４１の位置を示し、点Ｇはその重心であり、座標系の原点Ｏと一致する。
【００２３】
一方、図２(b) は、上方基板１００の下面図であり、コーン状の配線用端子Ｔ１〜Ｔ５，Ｔ０の下端の位置が示されている。また、上方基板１００の下面には、図示のとおり、５枚の電極Ｅ１〜Ｅ５と、これらから伸びる配線層Ｌ１〜Ｌ５が形成されている。図１の側断面図には、これらのうち、Ｘ軸上に配置された電極Ｅ１，Ｅ５，Ｅ２および配線Ｌ２のみが示されている。電極Ｅ１〜Ｅ５や配線層Ｌ１〜Ｌ５は、たとえば、上方基板１００の下面にパターニングして形成したアルミニウム層などによって構成することができる。後述するように、５枚の電極Ｅ１〜Ｅ５は、加速度や角速度の検出に利用される構成要素であり、各配線層Ｌ１〜Ｌ５は、各電極Ｅ１〜Ｅ５を各配線用端子Ｔ１〜Ｔ５へ電気的に接続する機能を果たす。図２(b) に示されているとおり、各配線層Ｌ１〜Ｌ５の左端は、各配線用端子Ｔ１〜Ｔ５まで到達していないが、後述するように、両者の接続は中間部材２００側の配線用ブロック２２３によってなされることになる。
【００２４】
続いて、中間部材２００の構成を説明する。図３(a) は、中間部材２００の上面図、図３(b) は、その下面図である。この図３に示されているように、中間部材２００の外側は、外壁部２１０によって構成されており、その他の構成要素は、この外壁部２１０で囲まれた内部空間に配置されている。中仕切り部２３０は、この内部空間を左右２つの空間に分ける仕切りとして機能する。中仕切り部２３０で仕切られた図の右側の空間は、センサ本体部Ｍを構成するための空間であり、図の左側の空間は、配線中継部２２０を配置するための空間である。
【００２５】
センサ本体部Ｍには、平面が正方形状をなす重錘体２４１が配置されている。重錘体２４１は、加速度もしくは角速度に起因して力を発生させるのに十分な質量を有しており、力学的には、加速度もしくは角速度に起因する力は、その重心Ｇ（三次元座標系の原点Ｏ）に作用することになる。図１の側断面図を見れば明らかなように、重錘体２４１の上面は、絶縁層２４２と導電層２４３との二層からなる支持膜（以下、支持膜２４２／２４３と記す）によって支持されており、図の右側空間内に宙吊りの状態となっている。重錘体２４１の底面が、外壁部２１０の底面よりも上方に浮いた状態になっているのは、重錘体２４１の底面と下方基板３００の上面との間に、空隙部ＳＰ１を確保するためである。この空隙部ＳＰ１は、図１に示すとおり、重錘体２４１の底面から側面へと連らなっている。
【００２６】
前述したとおり、支持膜絶縁層２４２の厚みは１μｍ、支持膜導電層２４３の厚みは１０μｍであり、両二層からなる支持膜２４２／２４３は、たかだか１１μｍ程度の厚みをもった可撓性を有する膜となる。したがって、この可撓性をもった支持膜２４２／２４３によって支持されている重錘体２４１は、当該可撓性の範囲内で変位することが可能であり、加速度もしくは角速度に起因する力が重心Ｇに作用すると、作用した力に応じて、重錘体２４１は変位する。この変位を検出することにより、間接的に、作用した加速度もしくは角速度の検出を行うのが、このセンサの基本動作である。
【００２７】
図１の側断面図に示すとおり、支持膜２４２／２４３の上方には、空隙部ＳＰ２が形成されている。この空隙部ＳＰ２は、支持膜２４２／２４３と、これに対向するように配置される各電極Ｅ１〜Ｅ５（以下、対向電極と呼ぶ）との間に、所定距離を確保するためのものである。また、中仕切り部２３０の上方にも若干の空隙が確保されているが、これは配線層Ｌ１〜Ｌ５を通すためのものである。一方、図３に示されているとおり、配線中継部２２０の周囲には、空隙部ＳＰ３が形成されており、配線中継部２２０は、その周囲が隔絶された状態になっている。
【００２８】
前述したとおり、この実施形態では、中間部材２００は、上部導電層（シリコン）／絶縁層（酸化シリコン）／下部導電層（シリコン）の３層をもったＳＯＩ基板を加工することにより構成されているため、各部分にこの３層構造が現れている。ここでは、この３層の各層を、下から順に、土台層、絶縁層、導電層と呼ぶことにする。たとえば、図１に示すとおり、外壁部２１０は、外壁部土台層２１１、外壁部絶縁層２１２、外壁部導電層２１３の３層から構成されており、配線中継部２２０は、配線中継部土台層２２１、配線中継部絶縁層２２２、配線中継部導電層２２３の３層から構成されている。同様に、中仕切り部２３０は、中仕切り部土台層２３１、中仕切り部絶縁層２３２、中仕切り部導電層２３３の３層から構成されている。また、支持膜２４２／２４３が、支持膜絶縁層２４２および支持膜導電層２４３の２層からなることは既に述べたとおりである。
【００２９】
上部導電層／絶縁層／下部導電層の３層をもったＳＯＩ基板を利用して中間部材２００を構成する第１のメリットは、図示の実施形態のように、支持膜２４２／２４３を上部導電層／絶縁層を利用して構成し、重錘体２４１を下部導電層を利用して構成することができるため、エッチングを用いた製造プロセスによって重錘体２４１および支持膜２４２／２４３を形成しやすくなる点である。すなわち、重錘体２４１を形成するために、ＳＯＩ基板に対して下方からのエッチング（重錘体２４１の側面を形成するためのエッチング）を行う際に、絶縁層をエッチストッパ層として利用することが可能になり、形成される支持膜２４２／２４３の厚みの精度を向上させることが可能になる。
【００３０】
３層構造をもったＳＯＩ基板を利用して中間部材２００を構成する第２のメリットは、配線中継部２２０も３層構造を有することになるため、配線中継部絶縁層２２２を確保することができるようになる点である。後述するように、配線中継部２２０の配線中継部導電層２２３は、導電性をもった配線用ブロックとして機能し、配線中継部土台層２２１および配線中継部絶縁層２２２は、支持用ブロックとして機能することになる。このとき、個々の配線用ブロックを互いに絶縁状態に維持するために、支持用ブロックの少なくとも上面は絶縁性材料で構成する必要がある。配線中継部絶縁層２２２は、この支持用ブロックの上面の絶縁層として機能することになる。
【００３１】
なお、ＳＯＩ基板を利用して中間部材２００を構成すると、外壁部２１０も３層構造を有することになるが、センサの機能上は、外壁部２１０は必ずしも３層構造にする必要はない。また、ＳＯＩ基板を利用すると、支持膜２４２／２４３も、支持膜絶縁層２４２と支持膜導電層２４３との２層構造になるが、センサの機能上、支持膜はその一部に導電層が含まれており、かつ、少なくとも周囲部分が可能性を有していれば足りるので、必ずしも２層構造にする必要はない。
【００３２】
図４(a) は、図１に示す中間部材２００を切断線４ａ−４ａの位置で切断した状態を示す横断面図、図４(b) は、これをＸＹ平面で切断した状態を示す横断面図である。図４(a) の右側に示された支持膜導電層２４３上には、重錘体２４１および各対向電極Ｅ１〜Ｅ５の平面的な位置が破線で示されている。また、図４(a) の左側には、配線中継部２２０の上層部分である配線中継部導電層２２３が５つのブロック２２３ａ〜２２３ｅによって構成されていることが明瞭に示されている。図１の側断面図に示す配線中継部導電層２２３は、図４(a) に示す配線用ブロック２２３ｃである。一方、図４(b) には、重錘体２４１と、外壁部土台層２１１および中仕切り部土台層２３１との間に、空隙部ＳＰ１が確保された状態が示されている。前述したとおり、この空隙部ＳＰ１は、重錘体２４１の底面側へと連らなっており、重錘体２４１はこの空隙部ＳＰ１の範囲内で自由に変位可能である。また、図４(b) には、配線中継部土台層２２１と、外壁部土台層２１１および中仕切り部土台層２３１との間に、空隙部ＳＰ３が確保され、配線中継部２２０全体が隔絶されたブロックとなっていることが示されている。
【００３３】
図５は、図４(a) に示す配線中継部２２０を切断線５−５の位置で切断した状態を示す縦断面図である。上述したとおり、配線中継部２２０は、配線中継部土台層２２１、配線中継部絶縁層２２２、配線中継部導電層２２３の３層から構成されている。ここでは、このうち、配線中継部土台層２２１および配線中継部絶縁層２２２からなる部分を支持用ブロックＢと呼び、５つのブロックから構成される配線中継部導電層２２３の部分を、配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅと呼ぶ。支持用ブロックＢの上層には、配線中継部絶縁層２２２が形成されているため、その上に配置された導電性をもつ５つの配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅは、互いに電気的に隔絶された状態となる。
【００３４】
下方基板３００は、単なるガラス基板であり、このセンサ構造体のベースとしての機能を果たすものである。
【００３５】
以上、図１に示す上方基板１００、中間部材２００、下方基板３００のそれぞれについての構造を別個に説明したが、本発明に係るセンサ構造体は、これら３層からなる構成要素を上下に積層して接合することにより構成される。図６は、図１に示す３層からなる各構成要素を接合することにより、センサ構造体を構成した状態を示す側断面図である。この図も、ＸＺ平面での切断面に相当する。ここに示す実施形態の場合、上方基板１００および下方基板３００はガラス基板から構成され、中間部材２００はＳＯＩ基板から構成されているため、相互の接合は陽極接合の手法を利用して行われている。すなわち、図に示す中間部材２００の上面と上方基板１００の下面との間、および中間部材２００の下面と下方基板３００の上面との間は、いずれも陽極接合によって固着されている。
【００３６】
図６に示すように、このセンサ構造体の主要部は、上方基板１００と下方基板３００に挟まれた空間内に配置されたセンサ本体部Ｍと、このセンサ本体部Ｍに隣接配置され、上方基板１００と下方基板３００に挟まれた状態で支持された配線中継部２２０である。ここで、センサ本体部Ｍは、少なくとも一部に導電層（支持膜導電層２４３）を有し、少なくとも周囲部分が可撓性を有する支持膜２４２／２４３と、この支持膜の下面に接合された重錘体２４１と、この重錘体の周囲を取り囲むように配置され、支持膜の周囲を下方基板３００に固定する台座（外壁部土台層２１１の一部と中仕切り部土台層２３１）と、上方基板１００の下面に形成された対向電極Ｅ１〜Ｅ５によって構成されている。
【００３７】
なお、上方基板１００の下面に形成されている配線層Ｌ１〜Ｌ５の端部は、各配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅと上方基板１００の下面との間に挟まれた状態となっており、その結果、各配線層Ｌ１〜Ｌ５は、各配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅに対して、良好な電気的接触状態を確保している。たとえば、図６に示されている配線層Ｌ２の左端は、配線用ブロック２２３ｃの上面と上方基板１００の下面との間に挟まれ、若干、潰れた状態になっている。その結果、配線層Ｌ２と配線用ブロック２２３ｃとの間には良好な電気的接触が確保されることになる。
【００３８】
一方、上方基板１００における各配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅとの接合位置には、それぞれ貫通孔が形成されており、各貫通孔内には、下端が各配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅの上面に接触し、上端が上方基板１００の上面に露出したコーン状の配線用端子Ｔ１〜Ｔ５が設けられている。たとえば、図６に示す例において、配線用端子Ｔ２の下端は配線用ブロック２２３ｃに接触しており、上端は上方基板１００の上面に露出している。かくして、図２(b) に示されている５枚の対向電極Ｅ１〜Ｅ５は、配線層Ｌ１〜Ｌ５、配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅ、配線用端子Ｔ１〜Ｔ５を介して、外部へと配線されることになる。
【００３９】
また、図６の右端上部に示されているとおり、上方基板１００の右端位置にも貫通孔が形成され、その内部には、下端が外壁部導電層２１３の上面に接触し、上端が上方基板１００の上面に露出した配線用端子Ｔ０が設けられている。図示されている外壁部導電層２１３は、支持膜２４２／２４３の上面（すなわち、支持膜導電層２４３）に対して電気的に接続されており、ここでは、重錘体側配線用ブロックと呼ぶことにする。結局、支持膜導電層２４３は、重錘体側配線用ブロック２１３および重錘体側配線用端子Ｔ０を介して、外部へと配線されることになる。
【００４０】
図７は、コーン状の配線用端子Ｔの形成プロセスを示す拡大側断面図（配線用端子Ｔの形成部分のみを拡大して示す）である。まず、図７(a) に示すように、上方基板１００（この実施形態ではガラス基板）の所定箇所に、上面側に向けて広がる円錐形状の貫通孔Ｋを形成する。また、上方基板１００の下面の必要な箇所に、対向電極（図示されていない）および配線層Ｌを形成する。このようにして用意した上方基板１００を、中間部材２００（この実施形態では、ＳＯＩ基板を加工することにより得られた構造体）側に接合する。前述したとおり、この接合は陽極接合の技術を利用して行われる。図７(b) は、陽極接合が完了した後の状態を示す拡大側断面図である。配線用ブロック２２３と上方基板１００とが陽極接合されることになるが、この過程で、配線層Ｌは両者間に挟まれた状態になり、若干、潰れた状態になる。その結果、配線層Ｌと配線用ブロック２２３との間には、良好な電気的接触が得られる。また、配線用ブロック２２３と上方基板１００とは、陽極接合により、酸素を介してシリコン同士が接合されることになるので、この陽極接合を真空中で行うようにすれば、重錘体２４１の周辺の空間を真空にすることができる。このように、重錘体２４１の周辺を真空にすると、本センサ構造体を角速度センサに適用した場合、検出感度を高める上で有利になる。
【００４１】
続いて、この上方基板１００の上面に、アルミニウムなどの金属膜を蒸着法やスパッタ法などの方法で堆積させる。すると、上方基板１００の上面が金属層で覆われるとともに、錐状貫通孔Ｋの内側面および底部（配線用ブロック２２３の上面）にも金属が堆積し、図７(c) に示すように、内部に円錐状の空洞を有するコーン状の配線用端子Ｔが形成されることになる。この後、上方基板１００上に堆積した金属層の不要な部分をエッチングなどで除去すれば、最終的に、図７(c) に示すような側断面をもった配線用端子Ｔを形成することができる。この配線用端子Ｔの上端部分は、上方基板１００の上面に露出した状態となり、後述する検出回路に対する配線部（ボンディングパッド）として機能することになり、下端のコーン先端部分は、配線用ブロック２２３の上面に接触し、電気的なコンタクトをとる機能を果たす。
【００４２】
なお、図７(a) に示す貫通孔Ｋを錐状にしてあるのは、アルミニウムなどの蒸着やスパッタの工程において、その壁面に効果的に堆積層を形成するための配慮である。もちろん、貫通孔Ｋは必ずしも円錐状にする必要はなく、角錐状にしてもかまわない。また、蒸着法やスパッタ法などの一般的な堆積工程を採らずに、別な工程で貫通孔内に配線用端子Ｔを埋め込むことが可能であれば、貫通孔は必ずしも錐状にする必要はない。あるいは、予め配線用端子Ｔが埋め込まれている市販の「貫通配線付ガラス基板」などを上方基板１００として利用する場合は、配線用端子Ｔを形成するプロセスを省略することができる。
【００４３】
＜＜＜  §２．センサ構造体の基本動作および配線  ＞＞＞
次に、図６に示すセンサ構造体の基本動作を考えてみる。このセンサ構造体では、重錘体２４１の側面とその周囲を取り囲む台座（外壁部土台層２１１の一部と中仕切り部土台層２３１）との間および重錘体２４１の底面と下方基板３００の上面との間に、空隙部ＳＰ１が確保され、支持膜２４２／２４３の周囲部分に撓みが生じることにより、重錘体２４１がこの空隙部ＳＰ１の範囲内で変位できるように構成されている。
【００４４】
このセンサ構造体を加速度センサとして用いる場合は、加速度の作用に起因して生じる重錘体の変位を検出すればよい。たとえば、重錘体２４１に対して、Ｘ軸正方向（図６における右方向）の加速度が作用したとすると、この加速度に応じた外力により、重錘体２４１はＸ軸正方向に変位することになる。このときの変位量は作用した加速度の大きさに依存する。したがって、重錘体２４１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の変位をそれぞれ検出することができれば、作用した加速度の各座標軸方向成分を求めることができる。
【００４５】
一方、このセンサ構造体を角速度センサとして用いる場合は、重錘体２４１を運動させる必要がある。一般に、三次元直交座標系において、第１の座標軸方向に運動中の物体に、第２の座標軸まわりの角速度が作用すると、この物体には第３の座標軸方向へのコリオリ力が作用することになる。したがって、たとえば、重錘体２４１をＺ軸方向に単振動させておき、その状態で、Ｘ軸方向に作用するコリオリ力を検出すればＹ軸まわりの角速度の検出が可能になり、Ｙ軸方向に作用するコリオリ力を検出すればＸ軸まわりの角速度の検出が可能になる。もちろん、座標軸の組み合わせを変えれば、任意の座標軸まわりの角速度検出が可能である。ここで、コリオリ力の検出は、上述した加速度に応じた外力の検出と同様に、重錘体２４１の変位を検出することにより行うことができる。たとえば、重錘体２４１をＺ軸方向に単振動させる駆動を行っているときに、Ｘ軸方向にコリオリ力が作用すると、重錘体２４１がＸ軸方向に変位することになるので、この変位を検出することにより、Ｙ軸まわりの角速度を求めることができる。なお、前述したとおり、このセンサ構造体を角速度センサとして用いる場合、重錘体２４１の雰囲気を真空にするのが極めて好ましい（雰囲気を真空にすることで、Ｑ値が高まり、感度が向上する）。本構造は、前述したとおり、重錘体２４１の周辺空間を真空にすることができるので、角速度センサに適した構造と言える。
【００４６】
このように、重錘体を有するセンサ構造体を加速度センサとして利用する場合には、重錘体２４１の変位を検出する機構が必要になり、角速度センサとして利用する場合には、更に、重錘体２４１を運動させる機構が必要になる。本発明に係るセンサ構造体の場合、これらの機構として容量素子を用いている。特に、図６に示す実施形態に係るセンサ構造体の場合、合計５組の容量素子により、重錘体２４１のＸ軸方向の変位、Ｙ軸方向の変位、Ｚ軸方向の変位をそれぞれ独立して検出することが可能であり、また、必要に応じて、重錘体２４１をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に運動させることが可能である。
【００４７】
たとえば、図６において、支持膜導電層２４３を共通の重錘体側電極Ｅ０と考えると、図示の対向電極Ｅ１と重錘体側電極Ｅ０とによって容量素子Ｃ１が形成されることになる。図２(b) に示すように、上方基板１００の下面には、５枚の対向電極Ｅ１〜Ｅ５が形成されているので、これら各対向電極と重錘体側電極Ｅ０とによって、合計５組の容量素子Ｃ１〜Ｃ５が形成されることになる。しかも、この５組の容量素子Ｃ１〜Ｃ５を形成する６枚の電極Ｅ１〜Ｅ５，Ｅ０は、図２(a) に示す配線用端子Ｔ１〜Ｔ５，Ｔ０と電気的に接続された状態となっているので、結局、この５組の容量素子Ｃ１〜Ｃ５に対しては、配線用端子Ｔ１〜Ｔ５，Ｔ０を介して外部の検出回路への配線を行うことができる。
【００４８】
＜＜＜  §３．検出回路  ＞＞＞
これまで、本発明に係る加速度センサあるいは角速度センサに用いるセンサ構造体の構成、基本動作、配線を述べてきた。ここでは、このセンサ構造体に接続して用いる検出回路についての説明を行う。もっとも、これらの検出回路自体は、前掲の特許文献１〜４などに開示されている公知の回路であるので、ここでは代表的な回路構成例について簡単な説明を行うことにする。本発明の特徴は、§１および§２で述べたセンサ構造体の構造および配線にあり、ここで述べる検出回路は、本発明にとって本質的な特徴ではない。
【００４９】
図８は、図６に示すセンサ構造体を三次元加速度センサとして利用するための検出回路である。もっとも、図の左半分に記載されている容量素子Ｃ１〜Ｃ５と、配線用端子Ｔ０〜Ｔ５は、図６に示すセンサ構造体の構成要素であるので、実際の検出回路の部分は、図の右半分に記載されたＣ／Ｖ変換回路４０１〜４０５および減算器４０６，４０７の部分ということになる。既に§２において述べたように、容量素子Ｃ１〜Ｃ５の一方の電極Ｅ１〜Ｅ５は、それぞれ配線用端子Ｔ１〜Ｔ５に接続されており、容量素子Ｃ１〜Ｃ５の他方の共通電極Ｅ０（重錘体側電極）は、重錘体側配線用端子Ｔ０に接続されているので、図におけるＣ／Ｖ変換回路４０１〜４０５に対する配線は、上方基板１００上に露出した各配線用端子Ｔ０〜Ｔ５に対して行うことになる。この回路では、重錘体側配線用端子Ｔ０は接地されており、重錘体側電極Ｅ０の電位は接地レベルになる。
【００５０】
Ｃ／Ｖ変換回路４０１〜４０５は、それぞれ容量素子Ｃ１〜Ｃ５の静電容量値を電圧値Ｖ１〜Ｖ５に変換する機能をもった回路である。これらの電圧値Ｖ１〜Ｖ５に対しては、減算器４０６，４０７による演算が行われ、演算結果として、出力端子Ｔｘには電圧値Ｖ１−Ｖ２が出力され、出力端子Ｔｙには電圧値Ｖ３−Ｖ４が出力され、出力端子Ｔｚには電圧値Ｖ５がそのまま出力される。ここで、出力端子Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚに出力される電圧値は、それぞれ重錘体２４１に作用した加速度のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向成分になる。
【００５１】
その理由は、図６に示すセンサ構造体における重錘体２４１の変位を考えれば容易に理解できよう。たとえば、重錘体２４１に対して、Ｘ軸正方向の加速度αｘが作用したとすると、この加速度αｘに基づく力により、重錘体２４１は図６における右方へと移動することになり、容量素子Ｃ１の電極間距離（重錘体側電極Ｅ０と対向電極Ｅ１との距離）は小さくなり、容量素子Ｃ２の電極間距離（重錘体側電極Ｅ０と対向電極Ｅ２との距離）は大きくなる。よって、容量素子Ｃ１の静電容量値（電圧値Ｖ１）は大きくなり、容量素子Ｃ２の静電容量値（電圧値Ｖ２）は小さくなるので、出力端子Ｔｘに得られる電圧値Ｖ１−Ｖ２は、加速度αｘの大きさを示す値になる。加速度のＹ軸方向成分αｙが出力端子Ｔｙに得られ、加速度のＺ軸方向成分αｚが出力端子Ｔｚに得られる理由も同様である。このように、図８に示す検出回路は、容量素子Ｃ１〜Ｃ５の静電容量値に基づいて、各座標軸方向の加速度成分を検出する機能を有しており、このような検出回路を用いることにより、三次元加速度センサを実現することができる。
【００５２】
続いて、角速度センサを実現するための検出回路の例を示す。角速度の検出を行うためには、前述したとおり、重錘体２４１を所定方向に運動させながら、運動中の重錘体２４１に作用するコリオリ力を検出する必要がある。このため、用いる検出回路は、容量素子に所定の電気信号（駆動信号）を与えることにより重錘体２４１を運動させる機能と、この運動に同期した所定のタイミングで、重錘体２４１の所定方向への変位量を容量素子の静電容量値に基づいて電気信号として取り出す機能と、が必要になる。具体的には、検出回路は、容量素子Ｃ１〜Ｃ５の一部に対して交流信号を与えることにより重錘体２４１を運動させ、この運動させた状態において、容量素子Ｃ１〜Ｃ５の一部の静電容量値に基づいて、検出対象となる角速度成分を検出することになる。
【００５３】
図９は、図６に示すセンサ構造体を二次元角速度センサとして利用するための検出回路である。ここでも、図の左半分に記載されている容量素子Ｃ１〜Ｃ５と、配線用端子Ｔ０〜Ｔ５は、図６に示すセンサ構造体の構成要素であるので、実際の検出回路の部分は、図の右半分に記載されたＣ／Ｖ変換回路４０１〜４０４、減算器４０６，４０７、交流電源４０８の部分ということになる。この検出回路を用いた場合、容量素子Ｃ５は、重錘体２４１をＺ軸方向に駆動させる役割を果たすことになる。交流電源４０８は、この駆動のための交流信号を供給するためのものである。電極Ｅ０，Ｅ５間に交流信号を供給すると、両電極間に作用するクーロン力により、重錘体２４１をＺ軸方向に振動させることができるようになる。
【００５４】
このように、重錘体２４１をＺ軸方向に振動させた状態において、Ｙ軸まわりの角速度ωｙが作用すると、重錘体２４１にはＸ軸方向へのコリオリ力が作用し、Ｘ軸方向へ変位することになる。このＸ軸方向への変位は、前述したとおり、減算器４０６から出力される電圧値Ｖ１−Ｖ２として検出される。よって、図９の回路では、出力端子Ｔｙに得られる電圧値は、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを示すものになる。同様に、出力端子Ｔｘに得られる電圧値は、Ｘ軸まわりの角速度ωｘを示すものになる。かくして、図９の検出回路を用いることにより、Ｘ軸まわりの角速度ωｘおよびＹ軸まわりの角速度ωｙを検出する機能をもった二次元角速度センサを実現することができる。
【００５５】
以上、図６に示すセンサ構造体を三次元加速度センサとして用いる検出回路の一例と、二次元角速度センサとして用いる検出回路の一例を示したが、このセンサ構造体に適用可能な検出回路は、ここに開示した回路に限定されるものではない。また、図６に示すセンサ構造体では、上方基板１００側に５枚の対向電極Ｅ１〜Ｅ５を形成し、合計５組の容量素子Ｃ１〜Ｃ５を形成しているが、センサ構造体に用いる容量素子の数は５組に限定されるものではない。一般論として、上方基板１００の下面における支持膜２４２／２４３に対向する領域に、複数Ｎ枚の電極を形成すれば、この複数Ｎ枚の電極と支持膜導電層２４３の各対向部分とによって、複数Ｎ組の容量素子が形成されることになる。この場合、配線中継部２２０側には、互いに電気的に隔絶された複数Ｎ個の配線用ブロックを設けておくようにし、上方基板１００の下面には、Ｎ枚の個々の電極と、Ｎ個の個々の配線用ブロックと、をそれぞれ電気的に接続するための配線層を形成し、上方基板１００に設けたＮ個の貫通孔内の配線用端子によって、Ｎ枚の電極それぞれが外部へ配線されるようにすればよい。
【００５６】
＜＜＜  §４．センサ構造体の変形例  ＞＞＞
最後に、これまで述べてきたセンサ構造体の変形例を示しておく。図１０は、この変形例に係る中間部材２００′の側断面図、図１１は、この中間部材２００′を切断線１１−１１の位置で切断した状態を示す横断面図である。前述したセンサ構造体との相違は、配線中継部の構成だけであり、その他の構成部分については何ら変わりはない。すなわち、この変形例における配線中継部２２０′は、図１０に示すとおり、配線中継部土台層２２１′、配線中継部絶縁層２２２′、配線中継部導電層２２３′の３層構造からなるが、図１１に示すとおり、その平面形状が、前述した配線中継部２２０とは若干異なっている。
【００５７】
具体的な相違は、図１１の横断面図を図４の横断面図と比較すると明らかである。図４に示す配線中継部２２０の場合、５組の配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅが一列に並んでいるのに対して、図１１に示す配線中継部２２０′の場合、５組の配線用ブロック２２３ａ′〜２２３ｅ′が二列に並んでいる。このように、配線用ブロックの配列変更に伴い、配線層Ｌ１〜Ｌ５のパターンや、配線用端子Ｔ１〜Ｔ５の配置位置も変更する必要がある（図示は省略する）。
【００５８】
もちろん、配線用ブロックの配列は任意であり、この他にも種々の配列が可能である。本発明の最も重要な特徴は、上方基板１００と下方基板３００に挟まれた空間内に、センサ本体部Ｍと配線中継部２２０とを隣接配置し、この配線中継部２２０を、少なくとも上面が絶縁性材料からなる支持用ブロックＢ（図示の例の場合、配線中継部土台層２２１および配線中継部絶縁層２２２）と、この支持用ブロックＢの上面に接合され、導電性材料からなる複数の配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅとによって構成し、センサ本体部Ｍを構成する各電極Ｅ１〜Ｅ５のための配線層Ｌ１〜Ｌ５と、上方基板１００側の貫通孔に設けられた配線用端子Ｔ１〜Ｔ５とを、配線用ブロック２２３ａ〜２２３ｅを中継して電気的に接続するようにした点にある。このような方法を採ることにより、単純な配線でありながら、良好な電気的接触を得ることが可能になる。
【００５９】
＜＜＜  §５．配線中継部の実寸およびその構造上の利点  ＞＞＞
以上、本発明に係るセンサ構造体を図示する実施形態について述べてきたが、図面上に示した各部の寸法比は、図示の便宜上、必ずしも実寸に応じた寸法比にはなっていない。そこで、ここでは、図５に示す配線中継部２２０の各部の実寸を、図１２の縦断面図に示しておく。前述したとおり、この実施形態では、ＳＯＩ基板を用いて中間部材２００を形成しており、図１２に示す配線中継部２２０の各部の厚みは、このＳＯＩ基板の各層の厚みに応じて決まることになる。この例では、図示のとおり、シリコンからなる配線中継部土台層２２１の厚みは５００μｍ、酸化シリコンからなる配線中継部絶縁層２２２の厚みは１μｍ、シリコンからなる配線中継部導電層２２３の厚みは１５μｍである。また、個々の配線用ブロック２２３の幅は３００μｍ、その間隔は１０μｍである。
【００６０】
個々の配線用ブロック２２３を物理的に分離するためには、それぞれの間に所定寸法の空隙部分（図１２に示す例の場合、幅１０μｍの部分）を形成する必要がある。この空隙部分は、ＳＯＩ基板の上面側からのエッチングによって形成することができる。図示の例のように、ＳＯＩ基板の上層（配線用ブロック２２３となるべき層）の厚みが１５μｍ程度であれば、幅１０μｍ程度の空隙部分をエッチングで形成するのに、大きな技術的障害は生じない。
【００６１】
本発明の重要な特徴のひとつは、配線中継部２２０を、１つの塊からなる支持用ブロックＢ（配線中継部土台層２２１および配線中継部絶縁層２２２）と、その上に形成された複数個の配線用ブロック２２３と、によって構成した点にある。このような構成をとることにより、製造プロセスでは、配線用ブロック２２３を形成するために比較的浅いエッチング（図示の例では、厚み１５μｍの部分に対するエッチング）を行えば足り、エッチング不良率を低く抑えられ、歩留まりを向上させることができる。
【００６２】
参考例として、図１３に、土台となる支持用ブロックＢの部分までも物理的に分離させた構造を有する配線中継部２２０''の例を示す。図１２に示す配線中継部２２０と比較すればわかるとおり、図１３に示す配線中継部２２０''は、やはりＳＯＩ基板を加工することにより構成され、配線中継部土台層２２１''、配線中継部絶縁層２２２''，配線中継部導電層２２３''の３層から構成されるが、これら３層からなる構造体は、５つの部分に完全に分離されている。
【００６３】
もちろん、図１３に参考例として示した配線中継部２２０''も、図１２に示す本発明の配線中継部２２０も、配線を中継する機能としては全く同じである。しかしながら、これらをエッチングによって形成する製造プロセスを考慮すると、本発明に係る配線中継部２２０を採用した方が圧倒的に有利である。図１３に示す構造をエッチングによって形成する場合、５００μｍ以上の厚みをもったＳＯＩ基板を貫通する深い溝をエッチングによって形成する必要が生じる。通常のエッチング方法では、５００μｍ以上の深いエッチング溝を１０μｍ程度の狭い溝幅で形成することは極めて困難である。一般的なエッチング方法の場合、５００μｍ以上の深いエッチング溝を形成するには、１５０μｍ程度の溝幅が必要になる。図１３に示す例は、１５０μｍの溝幅をもつエッチングを行い、配線中継部２２０''を形成した場合の実寸を示している。個々の配線用ブロック２２３''の空隙部分の幅が１５０μｍとなるため、配線中継部２２０''全体の横幅は、図示のとおり２１００μｍになる。これに対して、図１２に示す本発明に係る配線中継部２２０全体の横幅は、１５４０μｍですむ。このように、図１２に示す本発明に係る配線中継部２２０の構造は、図１３に示す参考例の構造に比べて、小型化に適し、しかも、エッチング不良率を低減させることができる優れた構造ということができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係るセンサの物理的な構造部分（センサ構造体）をＸＺ平面で切断し、個々の部品に分解した状態を示す分解側断面図である。
【図２】図１に示すセンサ構造体における上方基板１００の上面図（図(a) ）および下面図（図(b) ）である。
【図３】図１に示すセンサ構造体の中間部材２００の上面図（図(a) ）および下面図（図(b) ）である。
【図４】図１に示すセンサ構造体の中間部材２００を切断線４ａ−４ａの位置で切断した状態を示す横断面図（図(a) ）およびＸＹ平面で切断した状態を示す横断面図（図(b) ）である。
【図５】図４(a) に示す配線中継部２２０を切断線５−５の位置で切断した状態を示す縦断面図である。
【図６】図１に示す各構成要素を接合することにより、完成した状態のセンサ構造体を示す側断面図（ＸＺ平面で切断した断面を示す）である。
【図７】図１に示すセンサ構造体におけるコーン状の配線用端子Ｔの形成プロセスを示す拡大側断面図である。
【図８】図６に示すセンサ構造体を三次元加速度センサとして利用するための検出回路図である。
【図９】図６に示すセンサ構造体を二次元角速度センサとして利用するための検出回路図である。
【図１０】図１に示すセンサ構造体における中間部材２００の変形例を示す側断面図である。
【図１１】図１０に示した変形例に係る中間部材２００を切断線１１−１１の位置で切断した状態を示す横断面図である。
【図１２】図５に示す配線中継部２２０の実寸を示す縦断面図である。
【図１３】図５に示す配線中継部２２０における支持用ブロックＢを物理的に分離した場合に構成される配線中継部２２０''の実寸を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００…上方基板
２００，２００′…中間部材
２１０…外壁部
２１１…外壁部土台層
２１２…外壁部絶縁層
２１３…外壁部導電層（重錘体側配線用ブロック）
２２０，２２０''…配線中継部
２２１，２２１′，２２１''…配線中継部土台層
２２２，２２２′，２２２''…配線中継部絶縁層
２２３，２２３′，２２３''…配線中継部導電層（配線用ブロック）
２２３ａ〜２２３ｅ，２２３ａ′〜２２３ｅ′…配線用ブロック
２３０…中仕切り部
２３１…中仕切り部土台層
２３２…中仕切り部絶縁層
２３３…中仕切り部導電層
２４１…重錘体
２４２…支持膜絶縁層
２４３…支持膜導電層
３００…下方基板
４０１〜４０５…Ｃ／Ｖ変換回路
４０６，４０７…減算器
４０８…交流電源
Ｂ…支持用ブロック
Ｃ１〜Ｃ５…容量素子
Ｅ０…重錘体側電極
Ｅ１〜Ｅ５…対向電極
Ｇ…重心
Ｋ…錐状貫通孔
Ｌ，Ｌ１〜Ｌ５…配線層
Ｍ…センサ本体部
Ｏ…座標系の原点
ＳＰ１〜ＳＰ３…空隙部
Ｔ０…重錘体側配線用端子
Ｔ，Ｔ１〜Ｔ５…配線用端子
Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ…出力端子
Ｖ１〜Ｖ５…電圧
【図１】
2007003191.tif 000003
【図２】
2007003191.tif 000004
【図３】
2007003191.tif 000005
【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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【図１２】
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【図１３】
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