(57)【要約】【課題】高感度化、製造効率の改善、低コスト化、高信頼性化の少なくとも１つを実現した物理量センサーおよびその製造方法、ならびに、この物理量センサーを備える電子機器を提供すること。【解決手段】本発明の物理量センサー１は、絶縁基板２と、可動部３３と、可動部３３に設けられた可動電極部３６と、絶縁基板２上に設けられ、かつ、可動電極部３６に対向して配置された固定電極部３８と、絶縁基板２に接合され、絶縁基板２との間に可動部３３、可動電極部３６および固定電極部３８を収納する空間を形成する蓋部材５と、蓋部材５の外側にて絶縁基板２上に設けられた端子４４〜４６と、絶縁基板２上に設けられ、可動電極部３６または固定電極部３８と端子４４〜４６とを電気的に接続する配線４１〜４３と、蓋部材５の外側にて絶縁基板２上に設けられ、配線４１〜４４に電気的に接続された電極７１〜７３とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
前記ベース基板の上方に配置された可動部、前記可動部に設けられた可動電極部、および前記ベース基板上に設けられ前記可動電極部に対向して配置された固定電極部を含むセンサー部と、を備え、
前記ベース基板上には、
平面視で前記センサー部が設けられている領域の外側に設けられた端子と、
前記可動電極部または前記固定電極部と前記端子とを電気的に接続する配線と、
前記配線または前記端子に電気的に接続された電極と、が設けられていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
前記ベース基板には、凹部が設けられ、
前記配線および前記端子は、前記凹部内に設けられ、
前記電極は、前記凹部の外側に設けられている請求項１に記載の物理量センサー。
【請求項３】
前記凹部の断面形状は、深さが段階的または連続的に浅くなる部分を有し、
前記電極は、当該部分を跨って前記凹部の外側へ延出されている請求項２に記載の物理量センサー。
【請求項４】
前記端子が配置された前記凹部は、前記配線が配置された前記凹部よりも深い請求項３に記載の物理量センサー。
【請求項５】
前記ベース基板には固定部が設けられ、
前記可動部は、連結部を介して前記固定部に接続されている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の物理量センサー。
【請求項６】
前記ベース基板はアルカリ金属イオンを含む材料で構成され、
前記固定電極部は半導体材料で構成され、
前記固定電極部は、前記ベース基板に対して陽極接合法により接合されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の物理量センサー。
【請求項７】
前記ベース基板に接合され、前記ベース基板との間に前記センサー部を収納する空間を形成する蓋部材を備えた請求項１ないし６のいずれか一項に記載の物理量センサー。
【請求項８】
第１基板上に、配線と、前記配線に電気的に接続された電極とを形成する工程と、
前記電極を第２基板に接触させた状態で、前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程と、
前記第２基板をエッチングすることにより、可動部と、前記可動部に設けられた可動電極部と、前記第１基板上に設けられ前記可動電極部に対向して配置された固定電極部とを含むセンサー部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする物理量センサーの製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の物理量センサーを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、物理量センサーの製造方法、および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物理量センサーとしては、固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隔を隔てて対向するとともに変位可能に設けられた可動電極とを有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出する物理量センサー素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の物理量センサー素子は、単層の半導体基板、またはＳＯＩ基板を用い、固定電極および可動電極が、それぞれ櫛歯状をなすように並ぶ複数の電極指を有し、互いに噛み合うように配置されている。
【０００３】
また、特許文献１に記載の物理量センサー素子では、可動電極の隣り合う２つの電極指間に、固定電極の２つの電極指が臨むように設けられているとともに、当該固定電極の２つの電極指が互いに電気的に絶縁されている。これにより、固定電極の当該２つの電極指の一方の電極指とそれに対向する可動電極の電極指との間の静電容量と、固定電極の当該２つの電極指の他方の電極指とそれに対向する可動電極の電極指との間の静電容量とを別々に測定し、それらの測定結果に基づいて（いわゆる差動検出方式を用いて）、物理量を検出することができる。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の物理量センサー素子では、固定電極および可動電極の各々が導通しないように電極指を個別に絶縁分離する必要があり製造効率が悪い。また、上述の差動検出方式において、固定電極および可動電極の厚みが大きい（アスペクト比が高い）と感度が高くなる。しかし、特許文献１の場合、基板の厚み方向に第１のエッチングを施してから、横方向に第２のエッチングを施す必要があり、固定電極および可動電極の厚みを大きくするには基板を予め厚くする必要があり、製造効率の観点から電極の厚みを大きくすることが困難であった。また、ＳＯＩ基板は一般的に高価であり、製品コストが高くなる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２３８４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、高感度化、製造効率の改善、低コスト化、高信頼性化の少なくとも１つを実現した物理量センサーおよびその製造方法、ならびに、この物理量センサーを備える電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の物理量センサーは、ベース基板と、
前記ベース基板の上方に配置された可動部、前記可動部に設けられた可動電極部、および前記ベース基板上に設けられ前記可動電極部に対向して配置された固定電極部を含むセンサー部と、を備え、
前記ベース基板上には、
平面視で前記センサー部が設けられている領域の外側に設けられた端子と、
前記可動電極部または前記固定電極部と前記端子とを電気的に接続する配線と、
前記配線または前記端子に電気的に接続された電極と、が設けられていることを特徴とする。
このように構成された物理量センサーによれば、ベース基板上に固定電極部を形成しているので、可動電極部および固定電極部の各々に対し絶縁膜を埋め込んで絶縁分離する必要がなくなり製造効率が非常に良い。また、高価なＳＯＩ基板を用いる必要が無いので、製品コストを抑えることができる。
【０００８】
また、センサー部（可動部、可動電極部および固定電極部）をベース基板とは別体の基板から一括して形成することができるので製造効率が非常に良く、また、可動電極部および固定電極部の各々は基板の厚み方向のエッチングだけで形成することができるので、特許文献１と比較して電極部を容易に厚くすることができ、物理量センサー素子の高感度化を図ることができる。
【０００９】
さらに、物理量センサーの製造時において、ベース基板となる第１基板と、センサー部（可動部、可動電極部および固定電極部）を形成するための第２基板とを陽極接合により接合する際に、配線と第２基板とを電極を介して電気的に接続することにより、配線および第２基板の電位を等しくすることができる。そのため、これらの基板を陽極接合により接合する際に、これらの基板間に電界を印加しても、配線と第２基板との間で放電が生じるのを防止することができる。その結果、配線の導通不良を防止することができる。その結果、物理量センサーの製造時の歩留まりが向上し、この点でも、物理量センサーの低コスト化を図ることができる。
【００１０】
本発明の物理量センサーでは、前記ベース基板には、凹部が設けられ、
前記配線および前記端子は、前記凹部内に設けられ、
前記電極は、前記凹部の外側に設けられていることが好ましい。
これにより、配線および端子がベース基板の表面から突出するのを防止することができる。そのため、配線および端子と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止できる。また、電極を凹部の外側に設けることにより、物理量センサーの製造時において、ベース基板となる第１基板と、可動部、可動電極部および固定電極部を形成するための第２基板とを陽極接合により接合する際に、配線と第２基板とを電極を介して電気的に接続することができる。
【００１１】
本発明の物理量センサーでは、前記凹部の断面形状は、深さが段階的または連続的に浅くなる部分を有し、
前記電極は、当該部分を跨って前記凹部の外側へ延出されていることが好ましい。
これにより、凹部の深さを深くしても、電極および配線の損傷または断線を防止することができる。
【００１２】
本発明の物理量センサーでは、前記端子が配置された前記凹部は、前記配線が配置された前記凹部よりも深いことが好ましい。
これにより、物理量センサーの製造時において、ベース基板となる第１基板と、可動部、可動電極部および固定電極部を形成するための第２基板とを陽極接合により接合する際に、端子が第２基板に接触して端子を形成する電極材料がセンサー部側に拡散するのを確実に防止する事ができる。
【００１３】
本発明の物理量センサーでは、前記ベース基板には固定部が設けられ、
前記可動部は、連結部を介して前記固定部に接続されていることが好ましい。
これにより、例えば連結部にバネ部材を用いれば可動部を変位可能に支持することができ、物理量センサーを実現することができる。
本発明の物理量センサーでは、前記ベース基板はアルカリ金属イオンを含む材料で構成され、
前記固定電極部は半導体材料で構成され、
前記固定電極部は、前記ベース基板に対して陽極接合法により接合されていることが好ましい。
これにより、例えば、第１基板と第２基板とを陽極接合により接合してからエッチング処理を施せば、一括して可動部、可動電極部および固定電極部を形成することができるので製造効率の優れた物理量センサーを実現できる。
【００１４】
本発明の物理量センサーでは、前記ベース基板に接合され、前記ベース基板との間に前記センサー部を収納する空間を形成する蓋部材を備えたことが好ましい。
これにより、センサー部を保護することができる。
また、電極を蓋部材の外側に設けることにより、ベース基板と蓋部材との接合後であっても、必要に応じて、電極の少なくとも一部を除去することにより、配線の容量を調整することができる。その結果、この点でも、物理量センサーの高感度化を図ることができる。
【００１５】
本発明の物理量センサーの製造方法は、第１基板上に、配線と、前記配線に電気的に接続された電極とを形成する工程と、
前記電極を第２基板に接触させた状態で、前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程と、
前記第２基板をエッチングすることにより、可動部と、前記可動部に設けられた可動電極部と、前記第１基板上に設けられ前記可動電極部に対向して配置された固定電極部とを含むセンサー部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１６】
このような物理量センサーの製造方法によれば、第１基板と第２基板とを陽極接合により接合する際に、これらの基板間に電界を印加しても、配線と第２基板との間で放電が生じるのを防止することができる。その結果、配線の導通不良を防止することができる。その結果、物理量センサーの製造時の歩留まりが向上し、物理量センサーの低コスト化を図ることができる。
本発明の電子機器は、本発明の物理量センサーを備えたことを特徴とする。
これにより、上述の効果を備えた電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量センサーを示す斜視図である。
【図２】図１に示す物理量センサーを示す平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３の部分拡大図（部分拡大断面図）である。
【図５】図２中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図５の部分拡大図（部分拡大断面図）である。
【図７】図２中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図９】図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図１０】図８（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。
【図１１】図８（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。
【図１２】図８（ｄ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る物理量センサーを示す断面図である。
【図１４】図１３に示す物理量センサーの電極を説明するための断面図である。
【図１５】本発明の物理量センサーの変形例を示す模式図である。
【図１６】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１８】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の物理量センサー、物理量センサーの製造方法および電子機器の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーを示す斜視図、図２は、図１に示す物理量センサーを示す平面図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、図３の部分拡大図（部分拡大断面図）、図５は、図２中のＢ−Ｂ線断面図、図６は、図５の部分拡大図（部分拡大断面図）、図７は、図２中のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１９】
なお、以下では、説明の便宜上、図２中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図１〜３、５では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向（左右方向）を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向（上下方向）を「Ｚ軸方向」と言う。また、図１〜３、５、８、９では、説明の便宜上、後述する絶縁膜６およびそれに対応するもの（絶縁膜１０６、１０６Ａ）の図示を省略している。なお、本実施形態では、物理量センサーを加速度、角速度等の物理量を測定するための物理量センサー素子として用いる場合の例について説明する。
【００２０】
（物理量センサー）
図１に示す物理量センサー１は、絶縁基板２と、この絶縁基板２に接合・支持された素子片（センサー部（基体））３と、素子片３に電気的に接続された導体パターン４と、素子片３を覆うように設けられた蓋部材５とを有する。
以下、物理量センサー１を構成する各部を順次詳細に説明する。
【００２１】
（絶縁基板）
絶縁基板（ベース基板）２は、素子片３（センサー部）を支持する機能を有する。
この絶縁基板２は、板状をなし、その上面（一方の面）には、図２および図３に示すように、空洞部２１が設けられている。この空洞部２１は、絶縁基板２を平面視したときに、後述する素子片３の可動部３３、可動電極部３６、３７および連結部３４、３５を包含するように形成されていて、内底を有する。このような空洞部２１は、素子片３の可動部３３、可動電極部３６、３７および連結部３４、３５が絶縁基板２に接触するのを防止する逃げ部を構成する。これにより、素子片３の可動部３３の変位を許容することができる。
【００２２】
なお、この逃げ部は、空洞部２１（凹部）に代えて、絶縁基板２をその厚さ方向に貫通する開口部であってもよい。また、本実施形態では、空洞部２１の平面視形状は、四角形（具体的には長方形）をなしているが、これに限定されるものではない。
また、絶縁基板２の上面には、前述した空洞部２１の外側に、その外周に沿って、凹部２２、２３、２４が設けられている。この凹部２２、２３、２４内には、導体パターン４が配置されている。そして、この凹部２２、２３、２４は、平面視で導体パターン４に対応した形状をなしている。具体的には、凹部２２は、後述する導体パターン４の配線４１および端子４４に対応した形状をなし、凹部２３は、後述する導体パターン４の配線４２および端子４５に対応した形状をなし、凹部２４は、後述する導体パターン４の配線４３および端子４６に対応した形状をなす。
【００２３】
また、凹部２２の端子４４が設けられた部位の深さは、凹部２２の配線４１が設けられた部位よりも深くなっている。同様に、凹部２３の端子４５が設けられた部位の深さは、凹部２３の配線４２が設けられた部位よりも深くなっている。また、凹部２４の端子４６が設けられた部位の深さは、凹部２４の配線４３が設けられた部位よりも深くなっている。
【００２４】
このように凹部２２、２３、２４の一部の深さを深くすることにより、後述する物理量センサー１の製造時において、素子片３（センサー部）を形成する前の基板１０３を基板１０２Ａに接合したとき（図１２参照）、その基板１０３が端子４４、４５、４６と接合してしまうのを防止することができる。
このような絶縁基板２の構成材料としては、具体的には、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料を用いるのが好ましく、特に、素子片３がシリコン材料を主材料として構成されている場合、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。これにより、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００２５】
また、絶縁基板２の構成材料は、素子片３の構成材料との熱膨張係数差ができるだけ小さいのが好ましく、具体的には、絶縁基板２の構成材料と素子片３の構成材料との熱膨張係数差が３ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、絶縁基板２と素子片３との接合時等に高温化にさらされても、絶縁基板２と素子片３との間の残留応力を低減することができる。
【００２６】
（素子片）
素子片３は、固定部３１、３２と、可動部３３と、連結部３４、３５と、可動電極部３６、３７と、固定電極部３８、３９とで構成されている。
このような素子片３は、例えば、加速度、角速度等の物理量の変化に応じて、可動部３３および可動電極部３６、３７が、連結部３４、３５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に変位する。このような変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の隙間、および、可動電極部３７と固定電極部３９との間の隙間の大きさがそれぞれ変化する。すなわち、このような変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の静電容量、および、可動電極部３７と固定電極部３９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。したがって、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することできる。
【００２７】
この固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５および可動電極部３６、３７は、一体的に形成されている。
固定部３１、３２は、それぞれ、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。具体的には、固定部３１は、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｘ方向側（図中左側）の部分に接合され、また、固定部３２は、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｘ方向側（図中右側）の部分に接合されている。また、固定部３１、３２は、平面視したときに、それぞれ、空洞部２１の外周縁を跨ぐように設けられている。
【００２８】
なお、固定部３１、３２の位置および形状等は、連結部３４、３５や導体パターン４等の位置および形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
このような２つの固定部３１、３２の間には、可動部３３が設けられている。本実施形態では、可動部３３は、Ｘ軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動部３３の形状は、素子片３を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
【００２９】
このような可動部３３は、固定部３１に対して連結部３４を介して連結されるとともに、固定部３２に対して連結部３５を介して連結されている。より具体的には、可動部３３の左側の端部が連結部３４を介して固定部３１に連結されるとともに、可動部３３の右側の端部が連結部３５を介して固定部３２に連結されている。これにより、連結部３４、３５にバネ部材を用いることにより、可動部３３を変位可能に支持することができ、物理量センサー１を物理量センサー素子等に適用することができる。
【００３０】
この連結部３４、３５は、可動部３３を固定部３１、３２に対して変位可能に連結している。本実施形態では、連結部３４、３５は、図２にて矢印ａで示すように、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に可動部３３を変位し得るように構成されている。
具体的に説明すると、連結部３４は、２つの梁３４１、３４２で構成されている。そして、梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。言い換えると、梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に複数回（本実施形態では３回）折り返された形状をなしている。なお、各梁３４１、３４２の折り返し回数は、１回または２回であってもよいし、４回以上であってもよい。
【００３１】
同様に、連結部３５は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁３５１、３５２で構成されている。
なお、連結部３４、３５は、可動部３３を絶縁基板２に対して変位可能に支持するものであれば、上述したものに限定されず、例えば、可動部３３の両端部から＋Ｙ方向および−Ｙ方向にそれぞれ延出する１対の梁で構成されていてもよい。
【００３２】
このように絶縁基板２に対してＸ軸方向に変位可能に支持された可動部３３の幅方向での一方側（＋Ｙ方向側）には、可動電極部３６が設けられ、他方側（−Ｙ方向側）には、可動電極部３７が設けられている。
可動電極部３６は、可動部３３から＋Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３６１〜３６５を備えている。この可動電極指３６１、３６２、３６３、３６４、３６５は、―Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。同様に、可動電極部３７は、可動部３３から−Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３７１〜３７５を備える。この可動電極指３７１、３７２、３７３、３７４、３７５は、―Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。
【００３３】
このように複数の可動電極指３６１〜３６５および複数の可動電極指３７１〜３７５は、それぞれ、可動部３３の変位する方向（すなわちＹ軸方向）に並んで設けられている。これにより、後述する固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量、および、固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との静電容量を可動部３３の変位に応じて効率的に変化させることができる。同様に、後述する固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３６との間の静電容量、および、固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３６との静電容量を可動部３３の変位に応じて効率的に変化させることができる。そのため、物理量センサー１を物理量センサー素子として用いた場合に検出精度を優れたものとすることができる。
【００３４】
このような可動電極部３６は、固定電極部３８に対して間隔を隔てて対向する。また、可動電極部３７は、固定電極部３９に対して間隔を隔てて対向する。
固定電極部３８は、前述した可動電極部３６の複数の可動電極指３６１〜３６５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３８１〜３８８を備える。このような複数の固定電極指３８１〜３８８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３８１〜３８８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。
【００３５】
この固定電極指３８１〜３８８は、―Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３８１、３８２は、対をなし、前述した可動電極指３６１、３６２の間に、固定電極指３８３、３８４は、対をなし、可動電極指３６２、３６３の間に、固定電極指３８５、３８６は、対をなし、可動電極指３６３、３６４の間に、固定電極指３８７、３８８は、対をなし、可動電極指３６４、３６５の間に臨むように設けられている。
【００３６】
ここで、固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７は、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３８１〜３８８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００３７】
このような第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７とは、絶縁基板２上で互いに分離している。言い換えると、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７は、絶縁基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７とを電気的に絶縁することができる。そのため、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量、および、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００３８】
本実施形態では、固定電極指３８１〜３８８が絶縁基板２上で互いに分離している。言い換えると、固定電極指３８１〜３８８は、それぞれ、絶縁基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、固定電極指３８１〜３８８のＹ軸方向での長さを揃えることができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８と絶縁基板２との各接合部の十分な接合強度を得るのに必要な面積を確保しつつ、固定電極指３８１〜３８８の小型化を図ることができる。そのため、物理量センサー１の耐衝撃性を優れたものとしつつ、物理量センサー１の小型化を図ることができる。
【００３９】
同様に、固定電極部３９は、前述した可動電極部３７の複数の可動電極指３７１〜３７５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３９１〜３９８を備える。このような複数の固定電極指３９１〜３９８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３９１〜３９８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。
【００４０】
この固定電極指３９１、３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、３９７、３９８は、―Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３９１、３９２は、対をなし、前述した可動電極指３７１、３７２の間に、固定電極指３９３、３９４は、対をなし、可動電極指３７２、３７３の間に、固定電極指３９５、３９６は、対をなし、可動電極指３７３、３７４の間に、固定電極指３９７、３９８は、対をなし、可動電極指３７４、３７５の間に臨むように設けられている。
【００４１】
ここで、固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７は、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３９１〜３９８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００４２】
このような第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７とは、前述した固定電極部３８と同様、絶縁基板２上で互いに分離している。これにより、第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量、および、第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００４３】
本実施形態では、複数の固定電極指３９１〜３９８は、前述した固定電極部３８と同様、絶縁基板２上で互いに分離している。これにより、各固定電極指３９１〜３９８と絶縁基板２との各接合部の面積を十分なものとしつつ、固定電極指３９１〜３９８の小型化を図ることができる。そのため、物理量センサー１の耐衝撃性を優れたものとしつつ、物理量センサー１の小型化を図ることができる。
【００４４】
このような素子片３（すなわち、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５）は、後述する１つの基板１０３をエッチングすることより形成されたものである。
これにより、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の厚さを厚くすることができる。また、これらの厚さを簡単かつ高精度に揃えることができる。このようなことから、物理量センサー１の高感度化を図ることができるとともに、物理量センサー１の耐衝撃性を向上させることができる。
【００４５】
また、素子片３の構成材料としては、前述したような静電容量の変化に基づく物理量の検出が可能であれば、特に限定されないが、半導体が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いるのが好ましい。
すなわち、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されているのが好ましい。
【００４６】
シリコンはエッチングにより高精度に加工することができる。そのため、素子片３をシリコンを主材料として構成することにより、素子片３の寸法精度を優れたものとし、その結果、物理量センサー素子である物理量センサー１の高感度化を図ることができる。また、シリコンは疲労が少ないため、物理量センサー１の耐久性を向上させることもできる。
また、素子片３を構成するシリコン材料には、リン、ボロン等の不純物がドープされているのが好ましい。これにより、素子片３の導電性を優れたものとすることができる。
【００４７】
また、素子片３は、前述したように、絶縁基板２の上面に固定部３１、３２および固定電極部３８、３９が接合されることにより、絶縁基板２に支持されている。本実施形態では、後述する絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とが接合されている。
このような素子片３（具体的には、前述した固定部３１、３２および各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）と絶縁基板２との接合方法は、特に限定されないが、陽極接合法を用いるのが好ましい。これにより、固定部３１、３２および固定電極部３８、３９（各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）を絶縁基板２に強固に接合することができる。そのため、物理量センサー１の耐衝撃性を向上させることができる。また、固定部３１、３２および固定電極部３８、３９（各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）を絶縁基板２の所望の位置に高精度に接合することができる。そのため、物理量センサー素子である物理量センサー１の高感度化を図ることができる。この場合、前述したようにシリコンを主材料として素子片３を構成し、かつ、アルカリ金属イオンを含むガラス材料で絶縁基板２を構成する。
【００４８】
（導体パターン）
導体パターン４は、前述した絶縁基板２の上面（固定電極部３８、３９側の面）上に設けられている。
この導体パターン４は、配線４１、４２、４３と、端子４４、４５、４６と、電極７１、７２、７３とで構成されている。
【００４９】
配線４１は、第１固定電極指である各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８および各固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と端子４４とを電気的に接続する。
この配線４１は、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側に設けられ、空洞部２１の外周に沿うように形成されている。そして、配線４１の一端部は、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、端子４４に接続されている。
【００５０】
このような配線４１は、前述した素子片３の第１固定電極指である各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８および各固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８に電気的に接続されている。ここで、配線４１は、各第１固定電極指に電気的に接続された第１配線である。
また、配線４２は、第２固定電極指である各固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７および各固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と端子４５とを電気的に接続する。
【００５１】
この配線４２は、前述した配線４１の内側、かつ、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして、配線４２の一端部は、前述した端子４４に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、端子４５に接続されている。
また、配線４３は、各可動電極指３６１〜３６５および各可動電極指３７１〜３７５と端子４６とを電気的に接続する。
【００５２】
この配線４３は、絶縁基板２上の固定部３１との接合部から、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上に延びるように設けられている。そして、配線４３の固定部３１とは反対側の端部は、前述した端子４４、４５に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、端子４６に接続されている。
【００５３】
このような配線４１〜４３の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物（透明電極材料）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５４】
中でも、配線４１〜４３の構成材料としては、透明電極材料（特にＩＴＯ）を用いるのが好ましい。配線４１、４２がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、絶縁基板２が透明基板である場合、絶縁基板２の固定電極部３８、３９側の面上に存在する異物等を絶縁基板２の固定電極部３８、３９とは反対の面側から容易に視認することができる。そのため、高感度な物理量センサー素子として物理量センサー１をより確実に提供することができる。
【００５５】
また、端子４４〜４６の構成材料としては、それぞれ、前述した配線４１〜４３と同様、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。本実施形態では、端子４４〜４６の構成材料として、後述する突起４７１、４７２、４８１、４８２の構成材料と同じものが用いられている。
このような配線４１、４２（第１配線および第２配線）が絶縁基板２の上面に設けられていることにより、配線４１を介して第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量および第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定するとともに、配線４２を介して第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量および第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
【００５６】
本実施形態では、端子４４および端子４６を用いることにより、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量および第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。また、端子４５および端子４６を用いることにより、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量および第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
【００５７】
また、このような配線４１、４２は、絶縁基板２の上面上（すなわち固定電極部３８、３９側の面上）に設けられているので、固定電極部３８、３９に対する電気的接続およびその位置決めが容易である。そのため、物理量センサー１の信頼性（特に、耐衝撃性および検出精度）を向上させることができる。
また、配線４１および端子４４は、前述した絶縁基板２の凹部（第１凹部）２２内に設けられ、配線４２および端子４５は、前述した絶縁基板２の凹部（第２凹部）２３内に設けられ、配線４３および端子４６は、前述した絶縁基板２の凹部（第３凹部）２４内に設けられている。これにより、配線４１〜４３が絶縁基板２の板面から突出するのを防止することができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続および固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。同様に、固定部３１と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。
【００５８】
ここで、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｔ＜ｄなる関係を満たす。
特に、第１配線である配線４１上には、導電性を有する第１突起である複数の突起４８１および複数の突起４８２が設けられている。複数の突起４８１は、複数の第１固定電極指である固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８に対応して設けられ複数の突起４８２は、複数の第１固定電極指である固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８に対応して設けられている。
【００５９】
そして、複数の突起４８１を介して固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と配線４１とが電気的に接続されるとともに、複数の突起４８２を介して固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１とが電気的に接続されている。
これにより、配線４１と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続を行うことができる。
【００６０】
同様に、第２配線である配線４２上には、導電性を有する第２突起である複数の突起４７１および複数の突起４７２が設けられている。複数の突起４７１は、複数の第２固定電極指である固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７に対応して設けられ、複数の突起４７２は、複数の第２固定電極指である固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７に対応して設けられている。
【００６１】
そして、複数の突起４７１を介して固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と配線４２とが電気的に接続されるとともに、複数の突起４７２を介して固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２とが電気的に接続されている。
これにより、配線４２と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
【００６２】
このような突起４７１、４７２、４８１、４８２の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属単体またはこれらを含む合金等の金属が好適に用いられる。このような金属を用いて突起４７１、４７２、４８１、４８２を構成することにより、配線４１、４２と固定電極部３８、３９との間の接点抵抗を小さくすることができる。
【００６３】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとし、突起４７１、４７２、４８１、４８２の高さをそれぞれｈとしたとき、d≒ｔ＋ｈなる関係を満たす。
また、図４および図６に示すように、配線４１〜４３上には、絶縁膜６が設けられている。また、前述した各突起４７１、４７２、４８１、４８２、５０上には絶縁膜６が形成されておらず、各突起の表面が露出している。この絶縁膜６は、導体パターン４と素子片３との不本意な電気的接続（短絡）を防止する機能を有する。これにより、配線４１、４２と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、各第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続および各第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。また、配線４３と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。
【００６４】
本実施形態では、絶縁膜６は、前述した突起４７１、４７２、４８１、４８２、５０および端子４４〜４６の形成領域を除いて、絶縁基板２の上面の略全域に亘って形成されている。なお、絶縁膜６の形成領域は、配線４１〜４３を覆うことができれば、これに限定されず、例えば、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位や蓋部材５との接合部位を除くような形状をなしていてもよい。
【００６５】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１〜４３が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｄ＞ｔなる関係を満たす。これにより、例えば、図４に示すように、固定電極指３９１と配線４１上の絶縁膜６との間には、隙間２２１が形成されている。図示しないが、この隙間２２１と同様の隙間が他の各固定電極指と配線４１、４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。このような隙間は、後述する物理量センサー１の製造において、基板１０２と基板１０３との間にも同様に形成され、陽極接合時に生じるガスを排出することができる。
【００６６】
また、図６に示すように、蓋部材５と配線４３上の絶縁膜６との間には、隙間２２２が形成されている。図示しないが、この隙間２２２と同様の隙間が蓋部材５と配線４１、４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。これらの隙間は、蓋部材５内を減圧したり、不活性ガスを充填したりするのを用いることができる。なお、これらの隙間は、蓋部材５と絶縁基板２とを接着剤により接合する際に、接着剤により塞いでもよい。
【００６７】
このような絶縁膜６の構成材料としては、特に限定されず、絶縁性を有する各種材料を用いることができるが、絶縁基板２がガラス材料（特に、アルカリ金属イオンが添加されたガラス材料）で構成されている場合、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を用いるのが好ましい。これにより、前述したような不本意な電気的接続を防止するとともに、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００６８】
また、絶縁膜６の厚さ（平均厚さ）は、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの範囲で絶縁膜６を形成すると、前述したような不本意な電気的接続を防止することができる。また、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
以上説明したような配線４１には、電極７１が電気的に接続されている。同様に、配線４２には、電極７２が電気的に接続されている。また、配線４３には、電極７３が電気的に接続されている。これらの電極７１、７２、７３は、それぞれ、蓋部材５の外側にて絶縁基板２上に設けられている。
【００６９】
このような電極７１、７２、７３を設けることにより、後に詳述するような物理量センサー１の製造時において、絶縁基板２となる第１基板と、可動部３３、可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５および固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８を形成するための第２基板とを陽極接合により接合する際に、配線４１、４２、４３と第２基板とを電極７１、７２、７３を介して電気的に接続することにより、配線４１、４２、４３および第２基板の電位を等しくすることができる。そのため、これらの基板を陽極接合により接合する際に、これらの基板間に電界を印加しても、配線４１、４２、４３と第２基板との間で放電が生じるのを防止することができる。その結果、配線４１、４２、４３の導通不良を防止することができる。その結果、物理量センサー１の製造時の歩留まりが向上し、物理量センサー１の低コスト化を図ることができる。
【００７０】
また、電極７１、７２、７３が絶縁基板２と蓋部材５との間の空間の外側に設けられているので、絶縁基板２と蓋部材５との接合後であっても、必要に応じて、電極７１、７２、７３の少なくとも一部を除去することにより、配線４１、４２、４３の容量を調整することができる。その結果、物理量センサー１の高感度化を図ることができる。
【００７１】
また、前述したように、配線４１〜４３および端子４４〜４６は、凹部２２〜２４内に設けられているが、電極７１〜７３は、凹部２２〜２４の外側に設けられている。これにより、物理量センサー１の製造時において、絶縁基板２となる第１基板と、素子片３を形成するための第２基板とを陽極接合により接合する際に、配線４１〜４３と第２基板とを電極７１〜７３を介して電気的に接続することができる。
また、図７に示すように、凹部２２は、内側から外側に向けて深さが段階的に浅くなる部分２２３（階段状の壁面）を有する。そして、電極７１は、配線４１から当該部分２２３を跨って凹部２２の外側へ延出している。これにより、凹部２２の深さを深くしても、電極７１および配線４１の損傷または断線を防止することができる。
【００７２】
同様に、凹部２３は、内側から外側に向けて深さが段階的に浅くなる部分２３３（階段状の壁面）を有する。そして、電極７２は、配線４２から当該部分２３３を跨って凹部２３の外側へ延出している。また、凹部２４は、内側から外側に向けて深さが段階的に浅くなる部分２４３（階段状の壁面）を有する。そして、電極７３は、配線４３から当該部分２４３を跨って凹部２４の外側へ延出している。
【００７３】
また、図６に示すように、凹部２４の端子４６が設けられた部分の深さが凹部２４の他の部分の深さよりも深い。これにより、物理量センサー１の製造時において、絶縁基板２となる第１基板と、素子片３を形成するための第２基板とを陽極接合により接合する際に、端子４６が第２基板に接触して端子４６の電極材料がセンサー部を形成する基板側に拡散するのを防止することができる。
また、図示しないが、同様に、凹部２２の端子４４が設けられた部分の深さが凹部２２の他の部分の深さよりも深い。また、凹部２３の端子４５が設けられた部分の深さが凹部２３の他の部分の深さよりも深い。
【００７４】
（蓋部材）
蓋部材５は、前述した素子片３を保護する機能を有する。
この蓋部材５は、前述した絶縁基板２に接合され、絶縁基板２との間に素子片３を収納する空間を形成する。
具体的に説明すると、この蓋部材５は、板状をなし、その一方の面（下面）に凹部５１が設けられている。この凹部５１は、素子片３の可動部３３および可動電極部３６、３７等の変位を許容するように形成されている。
【００７５】
そして、蓋部材５の下面の凹部５１よりも外側の部分は、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。本実施形態では、前述した絶縁膜６を介して絶縁基板２と蓋部材５とが接合されている。
蓋部材５と絶縁基板２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合法、直接接合法等を用いることができる。
また、蓋部材５の構成材料としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料等を好適に用いることができる。
【００７６】
（物理量センサーの製造方法）
次に、本発明の物理量センサーの製造方法を説明する。なお、以下では、前述した物理量センサー１を製造する場合の一例を説明する。
図８および図９は、それぞれ、図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図、図１０および図１１は、それぞれ、図８（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図、図１２は、図８（ｄ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。なお、図８および図９は、それぞれ、図１中のＡ−Ａ線断面に対応する断面を示している。
物理量センサー１の製造方法は、第１基板である基板１０２上に導体パターン４を形成する工程と、電極７１〜７３を第２基板である基板１０３に接触させた状態で、基板１０２（１０２Ａ）と基板１０３とを接合する工程と、基板１０３をエッチングすることにより素子片３を形成する工程とを含む。
【００７７】
以下、各工程を順次詳細に説明する。
なお、以下では、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンで構成されている場合を例に説明する。
［１］
まず、図８（ａ）に示すように、第１基板である基板１０２を用意する。
この基板１０２は、後述する工程を経て絶縁基板２となるものである。
また、基板１０２は、アルカリ金属を含むガラス材料で構成されている。
【００７８】
［２］
次に、図８（ｂ）に示すように、基板１０２の上面をエッチングすることにより、空洞部２１および凹部２２、２３を形成する。このとき、図８（ｂ）では図示しないが、上記エッチングにより凹部２４も同時に形成する。これにより、空洞部２１と凹部２２〜２４が形成された基板１０２Ａを得る。
【００７９】
このような空洞部２１と凹部２２〜２４の形成方法（エッチング方法）としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、ビームエッチング、等の物理的エッチング法、リアクティブイオンエッチング、光アシストエッチング、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００８０】
また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数繰り返し、空洞部２１と凹部２２〜２４を順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に、除去される。このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。
なお、マスクとして、例えば、グレースケールマスクを用いることにより、空洞部２１と凹部２２〜２４（深さの異なる複数の凹部）を一括形成してもよい。
【００８１】
［３］
次に、図８（ｃ）に示すように、基板１０２Ａの上面上に、導体パターン４を形成する。その後、図８（ｃ）では図示しないが、絶縁膜１０６Ａを形成する。
ここで、絶縁膜１０６Ａは、後述する個片化を経て絶縁膜６となるものである。
以下、図１０および図１１に基づき、導体パターン４および絶縁膜１０６Ａの形成について詳述する。なお、図１０では、基板１０２Ａの固定電極指３９１との接合部近傍における導体パターン４および絶縁膜１０６Ａの形成を代表的に図示している。また、図１１では、導体パターン４の端子４４、電極７１および絶縁膜１０６Ａの形成を代表的に図示している。
【００８２】
導体パターン４を形成するに際しては、まず、図１０（ａ）に示すように、凹部２２内に配線４１を形成するとともに、凹部２３内に配線４２を形成する。このとき、図１０では図示しないが、配線４１、４２の形成と同時に、凹部２４内に配線４３を形成する。
また、このとき、図１１（ａ）に示すように、電極７１を配線４１と一体的に形成する。また、図１１では図示しないが、電極７２を配線４２と一体的に形成し、また、電極７３を配線４３と一体的に形成する。
【００８３】
配線４１、４２、４３および電極７１、７２、７３の形成方法（成膜方法）としては、特に限定されないが、例えば、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、薄膜の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における成膜においても、同様の方法を用いることができる。
【００８４】
そして、図１０（ｂ）に示すように、配線４２上に複数の突起４７２を形成（成膜）する。このとき、図１０（ｂ）では図示しないが、突起４７２の形成と同時に、配線４２上に複数の突起４７１を形成する。また、突起４７２の形成と同時に、配線４１上に複数の突起４８１および複数の突起４８２を形成する。また、突起４７２の形成と同時に、配線４３上に突起５０を形成する。
また、このとき、図１１（ｂ）に示すように、突起４７２の形成と同時に、配線４１上に端子４４を形成する。また、図１１では図示しないが、突起４７２の形成と同時に、配線４２上に端子４５を形成し、また、配線４３上に端子４６を形成する。
【００８５】
次に、図１０（ｃ）および図１１（ｃ）に示すように、配線４１、４２等を覆うように、基板１０２Ａの上面に絶縁膜１０６を形成（成膜）する。
次に、図１０（ｄ）および図１１（ｄ）に示すように、絶縁膜１０６の各突起４７２、端子４４および電極７１に対応する部分を除去する。また、図１０（ｄ）、図１１（ｄ）では図示しないが、絶縁膜１０６の各突起４７１、突起５０、端子４５、４６および電極７２、７３に対応する部分も除去する。これにより、端子４４〜４６および電極７１〜７３を露出させるとともに、各突起４７１、４７２、５０が貫通する絶縁膜１０６Ａが得られる。
以上のようにして、導体パターン４および絶縁膜１０６Ａが得られる。
【００８６】
［４］
次に、図８（ｄ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、第２基板である基板１０３を陽極接合法により接合する。これにより、基板１０３と各突起４７１、４７２、５０とが接続される。
このとき、図１２に示すように、電極７１が、基板１０２Ａと基板１０３との間に介在し、基板１０２Ａおよび基板１０３の双方に接触している。これにより、基板１０２Ａと基板１０３とが電極７１を介して電気的に接続されている。また、図示しないが、電極７１と同様に、電極７２、７３も、基板１０２Ａと基板１０３との間に介在し、基板１０２Ａおよび基板１０３の双方に接触している。
【００８７】
このような電極７１〜７３により基板１０２Ａおよび基板１０３が互いに等電位となるため、基板１０２Ａと基板１０３とを陽極接合により接合する際に、基板１０２Ａと基板１０３との間に電界を印加しても、配線４１〜４３と基板１０３との間で放電が生じるのを防止することができる。その結果、配線４１〜４３の導通不良を防止することができる。
【００８８】
この基板１０３は、後述する薄肉化、パターンニングおよび個片化を経て素子片３となるものである。
また、基板１０３は、シリコン基板である。
また、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さよりも厚くなっている。これにより、基板１０３の取り扱い性を向上させることができる。なお、基板１０３の厚さが素子片３の厚さと同じであってもよい。この場合、後述する薄肉化工程［５］を省略すればよい。
【００８９】
［５］
次に、基板１０３を薄肉化して、図８（ｅ）に示すように、基板１０３Ａを得る。
この薄肉化は、基板１０３Ａの厚さが素子片３の厚さと同じになるように行われる。
また、基板１０３の薄肉化方法は、特に限定されないが、例えば、ＣＭＰ法、ドライポリッシュ法を好適に用いることができる。
【００９０】
［６］
次に、基板１０３Ａをエッチングすることにより、図９（ａ）に示すように、素子片３を得る。
［７］
次に、図９（ｂ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、凹部５１を有する蓋部材１０５を接合する。これにより、基板１０２Ａと蓋部材１０５とが素子片３を収納するようにして接合された接合体１０１が得られる。
この蓋部材１０５は、後述する個片化を経て蓋部材５となるものである。
［８］
次に、接合体１０１を個片化（ダイシング）することにより、図９（ｃ）に示すように、物理量センサー１が得られる。
【００９１】
以上説明したような物理量センサー１の製造方法によれば、基板１０２Ａと基板１０３とを陽極接合により接合する際に、これらの基板間に電界を印加しても、配線４１〜４３と基板１０３との間で放電が生じるのを防止することができる。その結果、配線４１〜４３の導通不良を防止することができる。その結果、物理量センサー１の製造時の歩留まりが向上し、物理量センサー１の低コスト化を図ることができる。
【００９２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の物理量センサーの第２実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーを示す断面図、図１４は、図１３に示す物理量センサーの電極を説明するための断面図である。
本実施形態にかかる物理量センサーは、固定電極部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかる物理量センサーと同様である。
なお、以下の説明では、第２実施形態の物理量センサーに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１３、１４では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００９３】
本実施形態の物理量センサー１Ａは、図１３に示すように、素子片３を支持する絶縁基板２Ａを有する。
この絶縁基板２Ａの上面には、図１４に示すように、配線４１、４２、４３および端子４４、４５、４６に対応した平面視形状をなす凹部２２Ａ、２３Ａ、２４Ａが設けられている。
【００９４】
そして、配線４１および端子４４は、凹部２２Ａ内に設けられ、配線４２および端子４５は、凹部２３Ａ内に設けられ、配線４３および端子４６は、凹部２４Ａ内に設けられている。
また、図１４に示すように、凹部２２Ａは、内側から外側に向けて深さが連続的に浅くなる部分２２３Ａ（傾斜した壁面）を有する。そして、電極７１は、配線４１から当該部分２２３Ａを跨って凹部２２Ａの外側へ延出している。これにより、凹部２２Ａの深さを深くしても、電極７１および配線４１の損傷または断線を防止することができる。
【００９５】
同様に、凹部２３Ａは、内側から外側に向けて深さが連続的に浅くなる部分２３３Ａ（傾斜した壁面）を有する。そして、電極７２は、配線４２から当該部分２３３Ａを跨って凹部２３Ａの外側へ延出している。また、凹部２４Ａは、内側から外側に向けて深さが連続的に浅くなる部分２４３Ａ（傾斜した壁面）を有する。そして、電極７３は、配線４３から当該部分２４３Ａを跨って凹部２４の外側へ延出している。
【００９６】
また、図１３に示すように、凹部２４Ａの端子４６が設けられた部分の深さが凹部２４Ａの他の部分の深さよりも深い。特に、本実施形態では、凹部２４Ａの端子４６が設けられた部分から凹部２４Ａの他の部分に向けて深さが連続的に浅くなっている。これにより、凹部２４Ａの端子４６が設けられた部分の深さを深くしても、配線４１の損傷または断線を防止することができる。
【００９７】
また、図示しないが、同様に、凹部２２Ａの端子４４が設けられた部分から凹部２２Ａの他の部分に向けて深さが連続的に浅くなっている。また、凹部２３Ａの端子４５が設けられた部分から凹部２３Ａの他の部分に向けて深さが連続的に浅くなっている。
以上説明したような第２実施形態に係る物理量センサー１Ａによっても、前述した第１実施形態に係る物理量センサー１と同様、高感度化、製造効率の改善、低コスト化、高信頼性化の少なくとも１つを実現することができる。
【００９８】
（変形例）
次に、図１５に基づいて、本発明の物理量センサーの変形例を説明する。
図１５は、本発明の物理量センサーの変形例を示す模式図である。
図１５に示す物理量センサー２００は、前述した物理量センサー１と、物理量センサー１に電気的に接続された電子部品２０１とを有する。
電子部品２０１は、例えば集積回路素子（ＩＣ）であり、物理量センサー１を駆動する機能を有する。この電子部品２０１に角速度検出回路や加速度検出回路を形成することにより物理量センサー２００をジャイロセンサーや加速度センサーとして構成することができる。
【００９９】
なお、図１５では、物理量センサー２００が１つの物理量センサー１を有する場合を図示しているが、物理量センサー２００が複数の物理量センサー１を有していてもよい。また、物理量センサー２００は、物理量センサー１と、物理量センサー１とは異なる構成の物理量センサーとを有していてもよい。
このような物理量センサー２００は、感度および耐衝撃性の優れた物理量センサー１を備えるので、優れた信頼性を有する。
【０１００】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器を説明する。
図１６は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、物理量センサー１が内蔵されている。
【０１０１】
図１７は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、物理量センサー１が内蔵されている。
【０１０２】
図１８は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１０３】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１０４】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
【０１０５】
このようなディジタルスチルカメラ１３００には、物理量センサー１が内蔵されている。
このような電子機器は、高感および耐衝撃性に優れた物理量センサー１を備えるので、優れた信頼性を有する。
なお、本発明の電子機器は、図１６のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１７の携帯電話機、図１８のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【０１０６】
以上、本発明の物理量センサー、物理量センサーの製造方法および電子機器について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、固定電極部は、櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指の少なくとも１つの固定電極指がその他の固定電極指に対して絶縁基板上で分離していれば、前述した実施形態に限定されない。
【０１０７】
また、固定電極部の複数の固定電極指と、これに噛み合うように設けられた可動電極部の複数の可動電極指との本数、配置および大きさ等の形態は、前述した実施形態に限定されない。
また、可動部をＹ軸方向に変位させるように構成してもよいし、可動部をＸ軸に平行な軸線まわりに回動させるように構成してもよい。この場合、可動電極指と固定電極指との対向面積の変化による静電容量変化に基づいて物理量を検出すればよい。
【０１０８】
また、上述の実施例では、物理量センサー１を物理量センサー素子として用いる場合について説明したが、物理量センサー素子に限らず、例えば固定電極指と可動電極指に異なる電圧を加えてクーロン力により可動電極指を駆動させることにより固有周波数を発振する共振子として本発明の物理量センサーを用いても良い。
また、前述した実施形態では、固定電極部および可動電極部がそれぞれ櫛歯形状をなす場合を例に説明したが、固定電極部および可動電極部の形状は、それぞれ、これに限定されない。例えば、固定電極部および可動電極部の形状は、それぞれ、板状またはシート状をなしていてもよい。この場合、例えば、固定電極部は、可動電極部の板面に対向するように配置すればよい。
また、可動電極部および固定電極部は、可動部の回動中心軸に対して片側にのみ設けられていてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１‥‥物理量センサー  １Ａ‥‥物理量センサー  ２‥‥絶縁基板  ２Ａ‥‥絶縁基板  ３‥‥素子片  ４‥‥導体パターン  ５‥‥蓋部材  ６‥‥絶縁膜  ２１‥‥空洞部  ２２‥‥凹部  ２２Ａ‥‥凹部  ２３‥‥凹部  ２３Ａ‥‥凹部  ２４‥‥凹部  ２４Ａ‥‥凹部  ３１‥‥固定部  ３２‥‥固定部  ３３‥‥可動部  ３４‥‥連結部  ３５‥‥連結部  ３６‥‥可動電極部  ３７‥‥可動電極部  ３８‥‥固定電極部  ３９‥‥固定電極部  ４１‥‥配線  ４２‥‥配線  ４３‥‥配線  ４４‥‥端子  ４５‥‥端子  ４６‥‥端子  ５０‥‥突起  ５１‥‥凹部  ７１‥‥電極  ７２‥‥電極  ７３‥‥電極  １０１‥‥接合体  １０２‥‥基板  １０２Ａ‥‥基板  １０３‥‥基板  １０３Ａ‥‥基板  １０５‥‥蓋部材  １０６‥‥絶縁膜  １０６Ａ‥‥絶縁膜  ２００‥‥物理量センサー  ２０１‥‥電子部品  ２２１‥‥隙間  ２２２‥‥隙間  ２２３‥‥部分  ２２３Ａ‥‥部分  ２３３‥‥部分  ２３３Ａ‥‥部分  ２４３‥‥部分  ２４３Ａ‥‥部分  ３４１、３４２‥‥梁  ３５１、３５２‥‥梁  ３６１〜３６５‥‥可動電極指  ３７１〜３７５‥‥可動電極指  ３８１〜３８８‥‥固定電極指  ３９１〜３９８‥‥固定電極指  ４７１‥‥突起  ４７２‥‥突起  ４８１‥‥突起  ４８２‥‥突起  １１００‥‥パーソナルコンピューター  １１０２‥‥キーボード  １１０４‥‥本体部  １１０６‥‥表示ユニット  １２００‥‥携帯電話機  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥メモリ  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピューター
【図１】
2013124933.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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