(57)【要約】【課題】長寿命化、歩留率の向上を実現する。【解決手段】本体１は前記一面が開口した箱状の枠体部１ａとその側壁部１ａ１内側に位置する可動体部１ｂとを有し、可動体部１ｂは当該可動体部１ｂ両側と枠体側面部１ａの内側とを接続する一対のビーム１ｃを回動軸として回動可能に設けられており、可動体部１ｂの第一の固定基板２側には可動電極６が設けられており、第一の固定基板２には平面視で前記回動軸を挟んだ両側となる部分に第一および第二の固定電極４Ａ，４Ｂが可動電極６に対向するように設けられており、平面視において第一の固定電極４Ａと第二の固定電極４Ｂに挟まれた第一の固定基板２の領域を間隔部分７Ａとし、間隔部分７Ａと対向する可動体部１ｂの領域を間隔対向部分７Ｂとした場合において、間隔部分７Ａと間隔対向部分７Ｂの少なくともいずれか一方に凹部８を設けた。【選択図】図６
2012220376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
本体の一面に形成された第一の固定基板とを有し、
前記本体は前記一面が開口した箱状の枠体部とその枠体部内側に位置する可動体部とを有し、
前記可動体部は当該可動体部両側と前記枠体部の内側とを接続する一対のビームを回動軸として回動可能に設けられており、
前記可動体部の前記第一の固定基板側には可動電極が設けられており、
前記第一の固定基板には平面視で前記回動軸を挟んだ両側となる部分に第一および第二の固定電極が前記可動電極に対向するように設けられており、
平面視において前記第一の固定電極と前記第二の固定電極に挟まれた前記第一の固定基板の領域を間隔部分とし、
前記間隔部分と対向する可動体部の領域を間隔対向部分とした場合において、
前記間隔部分と前記間隔対向部分の少なくともいずれか一方に凹部を設けたこと特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記凹部は前記第一の固定基板を薄肉にすることで前記間隔部分に形成されたことを特徴とする請求項１記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記凹部は前記第一の固定基板を貫通することで前記間隔部分に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記凹部は前記第一及び第二の固定電極を厚肉にすることで前記間隔部分に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記凹部は前記可動体部における前記間隔対向部分以外の前記可動電極上の領域に導電性部材からなる可動厚肉層を堆積させる事で前記間隔対向部分に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記凹部は前記可動体部を薄肉にすることで前記間隔対向部分に形成されたことを特徴とする請求項１又は５に記載の加速度センサ。
【請求項７】
前記枠体部は側壁部と底板部とを有し、
前記底板部は第二の固定基板で形成され、
前記第二の固定基板にはダミー電極が前記可動体部側表面に設けられ
前記第一の固定基板と前記第二の固定基板はそれぞれ前記側壁部と陽極接合によって直接接合したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の加速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、加速度センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロマシンニング技術を利用して可動電極と固定電極が形成された加速度センサチップが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２０１０−２７２６９６号公報（特許文献１）に記載された加速度センサである。
【０００４】
この加速度センサは、静電容量型の加速度センサであって、図１３に示すように、半導体基板であるＳＯＩ基板を用いて形成されたセンサ本体１’と、第一のガラス基板を用いて形成されセンサ本体１’の一表面側（図１３における上面側）に固定された第一の固定基板２’と、第２のガラス基板を用いて形成されセンサ本体１’の他表面側に固定された第２の固定基板３’とを備えている。
【０００５】
センサ本体１’は、２つの平面視矩形状の開口窓が上記一表面に沿って並設されたフレーム部１１’と、フレーム部１１’の各開口窓の内側において各固定基板２’，３’から離間して配置された２つの平面視矩形状の重り部１３’と、フレーム部１１’の各開口窓の内側で重り部１３’を挟む形で配置され上記一表面側においてフレーム部１１’と重り部１３’とを連結した各一対の支持ばね部１４’とを備えており、フレーム部１１’が各固定基板２’，３’と接合されている。
【０００６】
第一の固定基板２’において各重り部１３’それぞれに対向する部位ごとに金属薄膜（例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜など）からなる２つの固定電極２５’が並設されるとともに、各重り部１３’に可動電極１５’が設けられており、また、センサ本体１の重り部１３は、支持ばね部１４’の両側の部分で平面サイズが同じであるにもかかわらず互いに質量が異なっている。
【０００７】
そして注目すべきは、センサ本体１’は、隣り合う開口窓それぞれに配置された２つの重り部１３’に関して、平面視において一方の重り部１３’が他方の重り部１３’を１８０°回転させた形で形成されており、これらの重り部１３’が振動することにより、対をなす固定電極２５’と可動電極１５’との対向面積が変化し、可変容量コンデンサの静電容量が変化する。当該静電容量の変化を検出することで図１３におけるｘ軸方向とｚ軸方向の加速度を検知することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２７２６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図１３に示すように、上記従来の加速度センサは平面視において二つの固定電極２’に挟まれた第一の固定基板２’の領域を間隔部分７Ａ’とし、間隔部分７Ａ’と対向する重り部１３’上の領域を間隔対向部分７Ｂ’とした場合、間隔部分７Ａ’と間隔対向部分７Ｂとの間の距離が近接していた。
【００１０】
その結果、第一の固定基板２’と重り部１３’が帯電した際、両者間に静電気力に加わり重り部１３’が変位し、第一の固定基板２’と接触する可能性があった。例えば第一の固定基板２’とフレーム部１１’を陽極接合によって直接接合すると、大きな静電気力が加わることで第一の固定基板２’と重り部１３’が強い力で接触し、両者が固着することが考えられ、その結果として特性異常が起こる。
【００１１】
本願発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加速度センサの可動部が対向部分に接触しづらい加速度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の加速度センサは本体と、本体の一面に形成された第一の固定基板とを有し、前記本体は前記一面が開口した箱状の枠体部とその枠体部内側に位置する可動体部とを有し、前記可動体部は当該可動体部両側と前記枠体部の内側とを接続する一対のビームを回動軸として回動可能に設けられており、前記可動体部の前記第一の固定基板側には可動電極が設けられており、前記第一の固定基板には平面視で前記回動軸を挟んだ両側となる部分に第一および第二の固定電極が前記可動電極に対向するように設けられており、平面視において前記第一の固定電極と前記第二の固定電極に挟まれた前記第一の固定基板の領域を間隔部分とし、前記間隔部分と対向する可動体部の領域を間隔対向部分とした場合において、前記間隔部分と前記間隔対向部分の少なくともいずれか一方に凹部を設けたこと特徴とする。
【００１３】
またこの加速度センサの前記凹部は前記第一の固定基板を薄肉にすることで前記間隔部分に形成することが好ましい。
【００１４】
またこの加速度センサの前記凹部は前記第一の固定基板を貫通することで前記間隔部分に形成することが好ましい。
【００１５】
またこの加速度センサの前記凹部は前記第一及び第二の固定電極を厚肉にすることで前記間隔部分に形成することが好ましい。
【００１６】
またこの加速度センサの前記凹部は前記可動体部における前記間隔対向部分以外の前記可動電極上の領域に導電性部材からなる可動厚肉層を堆積させる事で前記間隔対向部分に形成することが好ましい。
【００１７】
またこの加速度センサの前記凹部は前記可動体部を薄肉にすることで前記間隔対向部分に形成することが好ましい。
【００１８】
またこの加速度センサの前記枠体部は側壁部と底板部とを有し、前記底板部は第二の固定基板で形成され、前記第二の固定基板にはダミー電極が前記可動体部側表面に設けられ前記第一の固定基板と前記第二の固定基板はそれぞれ前記側壁部と陽極接合によって直接接合することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本願発明の加速度センサは、間隔部分と間隔対向部分の少なくともいずれか一方に凹部を設けることで第一の固定基板と可動体部が帯電した場合であっても可動体部が対向する固定基板に接触しづらくすることができ、長寿命化、歩留率の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願実施形態１の半導体マイクロデバイスを示し、（ａ）は概略分解斜視図、（ｂ）は概略断面図である。
【図２】同上の半導体マイクロデバイスの概略分解斜視図である。
【図３】同上の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの説明分解斜視図である。
【図４】同上の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの概略分解斜視図である。
【図５】同上の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの本体部を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略下面図である。
【図６】同上の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサを示し、図５（ａ）のＤ−Ｄ’における概略断面図である。
【図７】同上の半導体マイクロデバイスの要部説明図である。
【図８】同上の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの概略図である。
【図９】本願実施形態２の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの概略図である。
【図１０】本願実施形態３の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの概略図である。
【図１１】本願実施形態４の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの概略図である。
【図１２】本願実施形態５の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの概略図である。
【図１３】特許文献１の半導体マイクロデバイスにおける加速度センサの概略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本願発明の実施形態について説明する。
（実施形態１）
図１〜８は実施形態１にかかる半導体マイクロデバイスおよび加速度センサを示している。
【００２２】
この半導体マイクロデバイスは本体１と、本体１の一面に形成された第一の固定基板２とを有する加速度センサＡを備え、本体１は前記一面が開口した箱状の枠体部１ａとその側壁部１ａ１内側に位置する可動体部１ｂとを有し、可動体部１ｂは当該可動体部１ｂ両側と枠体側面部１ａの内側とを接続する一対のビーム１ｃを回動軸として回動可能に設けられており、可動体部１ｂの第一の固定基板２側には可動電極６が設けられており、第一の固定基板２には平面視で前記回動軸を挟んだ両側となる部分に第一および第二の固定電極４Ａ，４Ｂが可動電極６に対向するように設けられており、平面視において第一の固定電極４Ａと第二の固定電極４Ｂに挟まれた第一の固定基板２の領域を間隔部分７Ａとし、間隔部分７Ａと対向する可動体部１ｂの領域を間隔対向部分７Ｂとした場合において、間隔部分７Ａと間隔対向部分７Ｂの少なくともいずれか一方（本実施形態では間隔対向部分７Ｂ）に凹部８が設けられている。
【００２３】
また、この加速度センサＡの凹部８は可動体部１ｂを薄肉にすることで間隔対向部分７Ｂに形成されている。
【００２４】
また、この加速度センサＡの枠体部１ａは側壁部１ａ１と底板部１ａ２とを有し、底板部１ａ２は第二の固定基板３で形成され、第二の固定基板３にはダミー電極５が可動体部１ａ側表面に設けられ、第一の固定基板２と第二の固定基板３はそれぞれ側壁部１ａ１と陽極接合によって直接接合されている。
【００２５】
以下、実施形態１のより具体的な説明を行う。
【００２６】
本実施形態の半導体マイクロデバイスは、図１および図２に示すように、ＭＥＭＳチップの一種である加速度センサチップからなる加速度センサＡと、加速度センサＡが収納された表面実装型のパッケージ１０１とを備えている。
【００２７】
パッケージ１０１は、一面（図１（ｂ）における上面）が開放された箱状に形成されるとともに加速度センサＡに電気的に接続される複数のリード１１２のアウタリード１１２ｂが外側面から導出された中空のプラスチックパッケージ本体１０２と、プラスチックパッケージ本体１０２の上記一面を閉塞する形でプラスチックパッケージ本体１０２に気密的に接合されるパッケージ蓋（リッド）１０３とで構成されている。なお、パッケージ蓋１０３の適宜部位には、レーザマーキング技術により製品名称や製造日時などを示す表記１１３が形成されている。
【００２８】
加速度センサＡは、静電容量型の加速度センサチップであって、図３ないし図６に示すように、半導体基板であるＳＯＩ基板を用いて形成された本体１と、ガラス基板を用いて形成され枠体部１ａの開口面側（図６における上面側）に固定された第一の固定基板２と、ガラス基板を用いて枠体部１ａの底板部１ａ２として形成され前記開口面側と反対面側に固定された第二の固定基板３とを備えている。ここにおいて、本体１および各固定基板２，３の外周形状は矩形状であり、各固定基板２，３は本体１と同じ外形寸法に形成されている。また、本実施形態では、半導体基板として、シリコン基板からなる支持基板上のシリコン酸化膜からなる絶縁層（埋込酸化膜）上にｎ形のシリコン層（活性層）を有するＳＯＩ基板を用いているが、ＳＯＩ基板に限らず、例えば、シリコン基板を用いてもよい。また、枠体部１ａは側壁部１ａ１と底板部１ａ２が別部材となっていることで容易に製造することが可能となるが、例えば、一枚のシリコン基板をくりぬいて一体に形成してもよい。
【００２９】
本体１は、２つの平面視矩形状の開口窓１４が上記一表面に沿って並設された側壁部１ａ１と、側壁部１ａ１の各開口窓１４の内側において各固定基板２，３からそれぞれ２μｍ離間して配置された２つの平面視矩形状の可動体部１ｂと、側壁部１ａ１の各開口窓１４の内側で可動体部１ｂを挟む形で配置され上記一表面側において側壁部１ａ１と可動体部１ｂとを連結した各一対のビーム１ｃとを備えており、側壁部１ａ１が各固定基板２，３と接合されている。なお、加速度センサＡは、側壁部１ａ１の周部が全周に亘って各固定基板２，３の周部と接合されており、側壁部１ａ１と各固定基板２，３とで、チップサイズパッケージが構成されている。
【００３０】
ところで、本体１の側壁部１ａ１には、各開口窓１４それぞれに連通する平面視矩形状の窓孔１５が２つの開口窓１４と同じ方向に並設されており、各窓孔１５の内側には、それぞれ２つの固定子１６が一対のビーム１ｃの並設方向に沿って配置されている。
【００３１】
各固定子１６は、窓孔１５の内周面との間、可動体部１ｂの外周面との間、および隣り合う固定子１６との間に隙間が形成されており、互いに分離独立して電気的に絶縁されており、側壁部１ａ１とも電気的に絶縁されている。ここにおいて、各固定子１６は、両固定基板２，３と接合されている。また、本体１の上記一表面側において、各固定子１６には、金属薄膜（例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜）からなる円形状のパッド１８が形成され、側壁部１ａ１において隣り合う窓孔１５の間の部位にも、金属薄膜（例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜）からなる円形状のパッド１８が形成されている。
【００３２】
また、第一の固定基板２には、各パッド１８を各別に露出させる複数（ここでは、５つ）のテーパ状の貫通孔１７が形成されている。ここで、第一の固定基板２は、各貫通孔１７を、本体１から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなるテーパ状に形成してあり、本体１において各パッド１８それぞれの外周縁から離れた各部位に各貫通孔１７の周部が接合されるように開口面積を設定してある。本実施形態における加速度センサＡは、静電容量型の加速度センサチップであり、各固定子１６に形成された各パッド１８は後述の各固定電極４に電気的に接続され、側壁部１ａ１に形成されたパッド１８は後述の各可動電極６に電気的に接続されている。以上説明した複数のパッド１８は、加速度センサＡの矩形状の外周形状の１辺に沿って配置されている。なお、加速度センサＡは、各パッド１８を、第一の固定基板２における本体１側とは反対側の表面において当該加速度センサＡの矩形状の外周形状の１辺に沿って配置して適宜の配線により各固定電極４および各可動電極６と電気的に接続するようにしてもよい。ここで、図３に示すとおり、平面視において固定電極４Ａ，４Ｂに挟まれた第一の固定基板２の領域を間隔部分７Ａとし、これに対向する可動体部１ｂの領域を間隔対向部分７Ｂとしてある。
【００３３】
以下、図３の左側に示した直交座標系のように、可動体部１ｂが並ぶ方向をｙ軸方向、本体１の上記一表面に沿う面内でｙ軸方向に直交する方向をｘ軸方向、ｘ軸方向とｙ軸方向とに直交する方向（つまり、本体１の厚み方向）をｚ軸方向として説明する。
【００３４】
加速度センサＡにおける各ビーム１ｃは、ねじれ変形が可能なトーションばね（トーションバー）の役割を果たし、側壁部１ａ１および可動体部１ｂに比べて薄肉に形成されており、可動体部１ｂは、側壁部１ａ１に対して一対のビーム１ｃの回りで変位可能となっている（ｙ軸方向の軸回りで回動可能となっている）。つまり、一対のビーム１ｃは、側壁部１ａ１に対して可動体部１ｂが揺動自在となるように側壁部１ａ１と可動体部１ｂとを連結している。言い換えれば、側壁部１ａ１の開口窓１４の内側に配置される可動体部１ｂは、当該可動体部１ｂから相反する２方向へ延長された２つのビーム１ｃを介して側壁部１ａ１に揺動自在に支持されている。ここにおいて、側壁部１ａ１は、ＳＯＩ基板の支持基板、絶縁層、シリコン層それぞれを利用して形成してある。これに対して、ビーム１ｃは、ＳＯＩ基板におけるシリコン層を利用して形成してあり、側壁部１ａ１よりも薄肉となっている。また、可動体部１ｂは、ＳＯＩ基板の支持基板１ｂａ、絶縁層１ｂｂ、シリコン層１ｂｃそれぞれを利用して形成してある。加速度センサＡの本体１は、バルクマイクロマシニング技術などを利用して形成してある。さらにシリコン層１ｂｃは可動電極６を構成している。また、各固定子１６は、ＳＯＩ基板に適宜加工を施してから当該ＳＯＩ基板を第二の固定基板３に陽極接合により接合した後に、側壁部１ａ１から分離されている。
【００３５】
可動体部１ｂ及び第一の固定基板２には、絶縁体材料であるＳｉＯ２によって当該可動体部１ｂの過度の変位を規制するストッパ部１１が設けられている（図６参照）。これによって、可動体部１ｂの過度の変位によるビーム１ｃの破損や各固定基板２，３の破損などを防止することができる。
【００３６】
また可動体部１ｂが、本体１の上記一表面側に接合される第一の固定基板２側への変位するための空間を確保するために、可動体部１ｂは、支持基板１ｂａ、シリコン層１ｂｃ表面をそれぞれ２．２μｍの深さ分だけエッチングすることによって薄肉に形成している。これら各部位の厚みを薄くせずに、第一及び第二の固定基板２，３をエッチングすることで薄肉に形成してもよく、後述の通り、凹部８の形成が容易なプロセスを採用することが好ましい。
なお、本実施形態では、ＳＯＩ基板を用いて加速度センサＡを形成しているので、シリコン基板を用いて形成する場合に比べて、各ビーム１ｃの厚み寸法の精度を高めることができる。
【００３７】
ここで図７，８を参照して凹部８の構造について詳しく説明する。
【００３８】
凹部８は可動体部１ｂにおける間隔対向部分７Ｂをほぼ全面薄肉にすることで形成されている。本実施形態では可動体部１ｂの第一の固定基板２側表面の間隔対向部分７Ｂ（面積１０００×４０μｍ２）のうち、８００×４０μｍ２の領域を深さ１１μｍだけエッチングにより除去している。なお、ＳＯＩ基板の絶縁層１ｂｂをエッチングストッパに用いると製造容易とすることができる。よって予めシリコン層１ｂｃの厚みを、凹部８の深さに合わせて設定することが好ましい。
【００３９】
なお、支持基板１ｂａ、シリコン層１ｂｃをエッチングする際に、あわせて凹部８を設けることが可能なため、プロセス数の増加を招かず、容易に製造することができる。
【００４０】
凹部８を設けなければ、例えば、図３のように第一の固定基板２表面の間隔部分７Ａに形成した第一および第二の固定電極４Ａ，４Ｂの距離Ｌが４０μｍ、可動体部１ｂの幅Ｄが１０００μｍ、第一の固定基板２の間隔部分７Ａと可動体部１ｂの間隔対向部７Ｂとの距離が２．２μｍ、固定電極４Ａ，４Ｂと可動電極６との距離が２．０μｍであるとき、側壁部１ａ１と第一の固定基板２を６００Ｖの電圧で陽極接合した場合、可動体部１ｂには約１６ｍＮの吸引力が発生する。これに対し、側壁部１ａ１と可動体部１ｂを連結するビーム１ｃの幅が１２μｍ、厚みが１１μｍ、長さが１５０μｍで、可動体部１ｂ上に形成したストッパ部の高さが１．１μｍであるとき、側壁部１ａ１が０．９μｍ吸引されたときのバネ反力は３．６ｍＮであり、吸引力がバネ反力を上回り、固着してしまう場合が生じる。
【００４１】
一方で、本実施形態の凹部８を設けることで、例えば、上記陽極接合を行った際の吸引力は３．５ｍＮに低減でき、バネ反力が吸引力を上回るようにすることができ、可動体部１ｂの固着や接合不良発生を防止することができる。
【００４２】
なお、凹部８の平面視による面積、深さの値は大きいほど本願発明の効果は顕著になるので、例えば、凹部８の深さは可動体部１ｂを貫通する値に設定してもよいし本実施形態でエッチング除去した８００×４０μｍ２の領域より広い面積をエッチング除去し凹部８を作成してもよい。一方、当然のことながら凹部８が大きくなると可動体部１ｂの機械的強度は低下するので、凹部８の形状はばね反力との関係で適宜設定されるべきである。
【００４３】
さらに、ここにおいて、本実施形態の半導体マイクロデバイスは、加速度センサＡの各ストッパ部１１を接触させるに十分な静電界を印加するバイアスユニット９を備えたチップ検査部１０を有するＩＣチップＢが、加速度センサＡとともにパッケージ１０１に収納されている。なお、本実施形態はあくまで一例であり、バイアスユニット９を用いることなくチップ検査部１０を構成してもよい。また、製造時点においてチップ検査を行う場合、チップ検査部１０は必ずしも有する必要はない。
【００４４】
ＩＣチップＢは、ＡＳＩＣ（Application  Specific  ＩＣ）であり、シリコン基板を用いて形成されており、裏面全面がシリコーン系樹脂を用いて接着されている。また、ＩＣチップＢには加速度センサＡの出力信号を信号処理する信号処理回路も形成されている。なお、ＩＣチップＢの機能は、加速度センサＡの機能に応じて適宜設計すればよく、加速度センサＡと協働するものであればよい。また、ＩＣチップＢは、必ずしも、加速度センサＡと同一のパッケージ１０１に収納する必要はなく、この場合は、加速度センサＡの各パッド１８に一端部が接続されるボンディングワイヤＷの他端部をプラスパッケージ本体１０２のリード１１２のインナリード１１２ａに接続すればよい。ただし、ＩＣチップＢを加速度センサＡと同じパッケージ１０１に収納した場合のほうが、異なるパッケージに収納する場合に比べて、半導体マイクロデバイス全体の小型化および低コスト化を図れるとともに加速度の検出精度の向上を図れる。
【００４５】
本実施形態では、ＩＣチップＢが１枚のシリコン基板を用いて形成されているのに対して、加速度センサＡがＳＯＩ基板と２つのガラス基板とを用いて形成されており、加速度センサＡの厚みがＩＣチップＢの厚みに比べて大きくなっているので、上述のプラスチックパッケージ本体１０２の底部において加速度センサＡを搭載する搭載面をＩＣチップＢの搭載部位よりも凹ませてある（したがって、加速度センサＡを搭載する部位は底部の肉厚が他の部位に比べて薄くなっている）。なお、本実施形態では、プラスチックパッケージ本体１０２の外形を１０ｍｍ×７ｍｍ×３ｍｍの直方体としてあるが、この数値は一例であり、加速度センサＡやＩＣチップＢの外形、リード１１２の本数やピッチなどに応じて適宜設定すればよい。
【００４６】
本実施形態における加速度センサＡは、上述の説明から分かるように、各可動体部１ｂがｙ軸方向に沿って延長された一対のビーム１ｃを介して側壁部１ａ１に連結され、第一の固定基板２において各可動体部１ｂそれぞれに対向する部位ごとにｘ軸方向に沿って金属薄膜（例えば、Ａｌ−Ｓｉ膜など）からなる２つの固定電極４が並設されるとともに、各可動体部１ｂにシリコン層１ｂｃからなる可動電極６が設けられており、ｚ軸方向において対向して対をなす可動電極６と固定電極４との対の間に空隙が形成されている。ここで、各一対のビーム１ｃは、平面視における可動体部１ｂのｙ軸方向に沿った中心線の延長線上に形成されている。
【００４７】
また、本体１の可動体部１ｂは、上記他表面側において可動体部１ｂのｙ軸方向の中心線（ここでは、一対のビーム１ｃを結ぶ直線に一致する）におけるｘ軸方向の両側に、矩形状に開口され互いに大きさの異なる空間部１２，１３が形成されており、当該両側の部分で平面サイズが同じであるにもかかわらず互いに質量が異なっている。また、本体１は、可動体部１ｂにおいて開口サイズの大きな空間部１３内に、空間部１３の矩形状の内底面の２つの対角線に沿ったＸ字状の補強壁１９が、空間部１３の内底面と内側面とに連続する形で形成されている。また、本体１は、隣り合う開口窓１４それぞれに配置された２つの可動体部１ｂに関して、当該本体１の上記一表面に沿った面内において一方の可動体部１ｂが他方の可動体部１ｂを１８０°回転させた形で形成されている。
【００４８】
加速度センサＡは、上述の説明から分かるように、対となる可動電極６と固定電極４とを有する構造を二つ有している。よって本体１に設けられた可動電極６と第一の固定基板２に設けられた固定電極４との対を４対有しており、可動電極６と固定電極４との対ごとに可変容量コンデンサが構成されている。要するに、加速度センサＡは、可動体部１ｂが揺動することにより、対をなす固定電極４と可動電極６との距離、対向部分の面積が変化し、可変容量コンデンサの静電容量が変化する。
【００４９】
本実施形態によれば、間隔部分７Ａと間隔対向部分７Ｂの少なくともいずれか一方（本実施形態では間隔対向部分７Ｂ）に凹部８が設けられているため、第一の固定基板２と可動体部１ｂが帯電しても静電気力が加わりづらい構造となり、可動体部１ｂが対向する第一の固定基板２に接触しづらくすることができ、長寿命化、歩留率の向上を実現することができる。また、凹部８は可動体部１ｂを薄肉にすることで間隔対向部分７Ｂに形成されているため、プロセス数の増加を招かず、容易に製造することができる。また、第一の固定基板２と第二の固定基板３はそれぞれ側壁部１ａ１と陽極接合によって直接接合されているため、特に容易に製造することができる。
（実施形態２）
図９は実施形態２にかかる半導体マイクロデバイスの加速度センサを示している。
【００５０】
この半導体マイクロデバイスおよび加速度センサの凹部８可動体部１ｂにおけるは間隔対向部分７Ｂ以外の可動電極６上の領域に導電性部材からなる可動厚肉層６Ａを堆積させる事で間隔対向部分７Ｂに形成されている点で、実施形態１に記載した半導体マイクロデバイスおよび加速度センサと相違するがその他の構成は同様である。
【００５１】
ここで図９を参照して凹部８の構造について詳しく説明する。
【００５２】
本実施形態では可動体部１ｂの第一の固定基板２側表面に、中心の間隔対向部分７Ｂ（面積１０００×４０μｍ２）領域以外に２．１μｍの厚みの導電性材料（例えば、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属）からなる可動肉厚層６Ａを堆積させ可動厚肉層６Ａと固定電極４で可変容量コンデンサを形成している。
【００５３】
これにより凹部８は可動体部１ｂにおける間隔対向部分７Ｂ以外の領域に設けた可動厚肉層６Ａを側壁とし可動体部１ｂのシリコン層１ｂｃ表面を底面とすることで形成され、間隔対向部分７Ｂが周囲の可動体部１ｂ表面に比べ相対的に第一の固定基板２から離間した位置に形成されているため、可変容量コンデンサの電気容量を維持しつつ、可動電極６を有する可動体部１ｂの間隔対向部分７Ｂを、固定電極４を有する第一の固定基板２から可動厚肉層６Ａの厚み分に応じて離間させることができる。
【００５４】
本実施形態では第一の固定基板２と可動体部１ｂの間隔対向部分７Ｂの距離を４．３μｍ、離間させており、可動体部１ｂにエッチングを用いることなく凹部８を設けることができ、例えば、実施形態１と同様に陽極接合時に６００Ｖを印加しても、吸引力が３．４ｍＮに低減でき、バネ反力が吸引力を上回るようにすることができるため可動体部１ｂの固着や接合不良発生を防止することができる。
【００５５】
また、可動体部１ｂ全体の質量を増加させることができるので、より加速度の検知能力が向上する。
【００５６】
本実施形態によれば、凹部８を間隔対向部分７Ｂ以外の可動電極６上の領域に導電性部材からなる可動厚肉層６Ａを堆積させることで間隔対向部分７Ｂに形成しているため、加速度の検知能力を向上させることができる。
（実施形態３）
図１０は実施形態３にかかる半導体マイクロデバイスおよび加速度センサを示している。
【００５７】
この半導体マイクロデバイスおよび加速度センサの凹部８は第一の固定基板２を薄肉にすることで間隔部分７Ａに形成されている点で、実施形態１に記載した半導体マイクロデバイスおよび加速度センサと相違するがその他の構成は同様である。
【００５８】
ここで図１０を参照して凹部８の構造について詳しく説明する。
【００５９】
本実施形態では第一及び第二の固定電極４Ａ，４Ｂの間に挟まれた第一の固定基板２上の領域である間隔部分７Ａの内、可動体部１ｂと平面視で重なる部分（面積１０００×４０μｍ２）を、２．３μｍの深さでエッチングにより除去している。
【００６０】
これにより凹部８は第一の固定基板２に形成され、間隔部分７Ａが周囲の第一の固定基板２表面に比べに薄肉に形成されているため、可変容量コンデンサの電気容量を維持しつつ、可動電極６を有する可動体部１ｂを、固定電極４を有する第一の固定基板２の間隔部分７Ａからエッチング除去した深さ分に応じて離間させることができる。
【００６１】
本実施形態では第一の固定基板２の対向部分７Ａと可動体部１ｂの距離を４．３μｍ、離間させており、例えば、実施形態１と同様に陽極接合時に６００Ｖを印加しても吸引力が３．４ｍＮに低減でき、バネ反力が吸引力を上回るようにすることができるため可動体部１ｂの固着や接合不良発生を防止することができる。
【００６２】
なお、本実施形態の場合、可動体部１ｂが、本体１の上記一表面側に接合される第一の固定基板２側への変位するための空間を確保するために、可動体部１ｂの、支持基板１ｂａ、シリコン層１ｂｃ表面の厚みを薄くせずに、第一及び第二の固定基板２，３をエッチングすることで薄肉に形成する場合に、凹部８をあわせて形成することができる。これは可動体部１ｂ全体の質量がエッチングにより減少することによる、加速度の検知能力の低下を回避したい場合に特に有効である。
【００６３】
本実施形態によれば凹部８は第一の固定基板２を薄肉にすることで間隔部分７Ａに形成しているため、加速度の検知能力の低下を回避することができる。
（実施形態４）
図１１は実施形態４にかかる半導体マイクロデバイスおよび加速度センサを示している。
【００６４】
この半導体マイクロデバイスおよび加速度センサの凹部８は第一の固定基板２を貫通することで間隔部分７Ａに形成されている点で、実施形態１に記載した半導体マイクロデバイスおよび加速度センサと相違するがその他の構成は同様である。
【００６５】
ここで図１１を参照して凹部８の構造について詳しく説明する。
【００６６】
本実施形態では第一及び第二の固定電極４Ａ，４Ｂの間に挟まれた第一の固定基板２上の領域である間隔部分７Ａの内、可動体部１ｂと平面視で重なる部分（面積１０００×４０μｍ２）を、エッチングにより貫通して除去している。
【００６７】
これにより凹部８は第一の固定基板２に貫通して形成されているため、可変容量コンデンサの電気容量を維持しつつ、可動電極６を有する可動体部１ｂを、固定電極４を有する第一の固定基板２の間隔部分７Ａからほぼ完全に離間させることができる。
【００６８】
本実施形態では吸引力がほぼ発生しない構造であるため、例えば、実施形態１と同様に陽極接合時に６００Ｖを印加しても吸引力はほぼ生じず、静電気力による固着をほぼ防ぐことができる。これによりビーム１ｃのばね反力が極めて低い場合であっても、可動体部１ｂの固着を生じにくくすることができ、より加速度の検知能力を向上させることができる。なお、本実施形態の凹部８をパッケージ等で封止することで、内部を気密にすることも可能となる。
【００６９】
本実施形態によれば凹部８は第一の固定基板２を貫通することで間隔部分７Ａに形成しているため、第一の固定基板２と可動体部１ｂが帯電しても静電気力がほぼ加わらない構造とすることができ、可動体部１ｂが対向する第一の固定基板２に接触しづらくすることができ、特に歩留率の向上を実現することができる。
（実施形態５）
図１２は実施形態５にかかる半導体マイクロデバイスおよび加速度センサを示している。
【００７０】
この半導体マイクロデバイスおよび加速度センサの凹部８は第一及び第二の固定電極４Ａ，４Ｂを厚肉にすることで間隔部分７Ａに形成されている点で、実施形態１に記載した半導体マイクロデバイスおよび加速度センサと相違するがその他の構成は同様である。
【００７１】
ここで図１２を参照して凹部８の構造について詳しく説明する。
【００７２】
本実施形態では第一の固定基板２に設けられる第一及び第二の固定電極４Ａ，４Ｂの厚みを大きくし、２．３μｍの厚みを持たせている。
【００７３】
この第一及び第二の固定電極４Ａ，４Ｂを側壁とし、深さが２．３μｍ、幅が４０μｍの溝状の凹部が形成されている。
【００７４】
これにより可変容量コンデンサの電気容量を維持しつつ、可動電極６を有する可動体部１ｂの間隔対向部分７Ｂを、固定電極４を有する第一の固定基板２から第一及び第二の固定電極４Ａ，４Ｂの厚み分に応じて離間させることができる。
【００７５】
本実施形態では第一の固定基板２の対向部分７Ａと可動体部１ｂの距離を４．３μｍ離間させており、例えば、実施形態１と同様に陽極接合時に６００Ｖを印加しても吸引力が３．４ｍＮに低減でき、バネ反力が吸引力を上回るようにすることができるため可動体部１ｂの固着や接合不良発生を防止することができる。
【００７６】
なお、本実施形態の場合、第一及び第二の固定電極４Ａ，４Ｂを設ける際、金属膜の堆積量を制御するだけで設けることができるため、プロセス数の増加を招かず製造が容易であり、かつ、別部材を設ける必要がないため、部材点数の削減を実現することができる。
【００７７】
本実施形態によれば凹部８は第一及び第二の固定電極４Ａ，４Ｂを厚肉にすることで間隔部分７Ａに形成しているため、製造容易とすることができる。
【符号の説明】
【００７８】
Ａ      加速度センサ
１      本体
１ａ    枠体部
１ａ１  側壁部
１ａ２  底板部
１ｂ    可動体部
１ｃ    ビーム
２      第一の固定基板
３      第二の固定基板
４Ａ    第一の固定電極
４Ｂ    第二の固定電極
５      ダミー電極
６      可動電極
６Ａ    可動厚肉層
７Ａ    間隔部分
７Ｂ    間隔対向部分
８      凹部
９      バイアスユニット
１０    チップ検査部
Ｂ      ＩＣチップ
１０１  パッケージ
【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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【図１２】
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【図１３】
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