(57)【要約】【課題】加速度の検出精度が向上された加速度センサ、及び、その製造方法。【解決手段】第１絶縁層（１３）を介して第１半導体層（１１）に第２半導体層（１２）が積層されて成る第１半導体基板（１０）、第２絶縁層（３３）を介して第３半導体層（３１）に第４半導体層（３２）が積層されて成る第２半導体基板（３０）、第２半導体層（１２）と第４半導体層（３２）とを接合する導電膜（５０）、第２半導体層（１２）の一部を除去することで形成された第１電極（１４）、第４半導体層（３２）の一部を除去することで形成された第２電極（３４）、及び、第４半導体層（３２）と第２絶縁層（３３）それぞれの一部を除去することで形成された第３電極（３５）を有し、第１電極（１４）と第２電極（３４）とが導電膜（５０）を介して接続され、第３電極（３５）と対向してコンデンサを構成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁層（１３）を介して、第１半導体層（１１）に第２半導体層（１２）が積層されて成る第１半導体基板（１０）と、
第２絶縁層（３３）を介して、第３半導体層（３１）に第４半導体層（３２）が積層されて成る第２半導体基板（３０）と、
前記第２半導体層（１２）と前記第４半導体層（３２）との間に設けられ、前記第１半導体基板（１０）と前記第２半導体基板（３０）とを機械的及び電気的に接続する導電膜（５０）と、
異方性エッチングによって前記第２半導体層（１２）の所定部位を除去することで形成された、前記第２半導体層（１２）から成る第１電極（１４）と、
異方性エッチングによって前記第４半導体層（３２）の所定部位を除去することで形成された、前記第４半導体層（３２）から成る第２電極（３４）と、
異方性エッチングによって前記第４半導体層（３２）の所定部位を除去し、等方性エッチングによって前記第２絶縁層（３３）の所定部位を除去することで形成された、前記第４半導体層（３２）から成る第３電極（３５）と、を有し、
前記第１電極（１４）は前記第１絶縁層（１３）を介して前記第１半導体層（１１）に固定され、
前記第２電極（３４）は前記第２絶縁層（３３）を介して前記第３半導体層（３１）に固定され、
前記第３電極（３５）は前記第２絶縁層（３３）を介さずに前記第３半導体層（３１）に対して浮き、前記第３半導体層（３１）に前記第４半導体層（３２）が積層される積層方向に可動となっており、
前記第１電極（１４）と前記第２電極（３４）とが前記導電膜（５０）を介して機械的及び電気的に接続され、前記第３電極（３５）と対向してコンデンサを構成していることを特徴とする加速度センサ。
【請求項２】
前記積層方向における、前記第３電極（３５）の投影位置にある前記第１絶縁層（１３）が除去され、前記第３電極（３５）と前記第１半導体層（１１）とが前記第１絶縁層（１３）を介さずに対向している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３】
前記第２半導体基板（３０）には、前記第２絶縁層（３３）と前記第４半導体層（３２）から成り、前記第３半導体層（３１）に固定されたアンカーと、前記第４半導体層（３２）から成り、前記第２絶縁層（３３）を介さずに前記第３半導体層（３１）に対して浮いた、前記積層方向に可撓性を有する連結梁と、が形成され、
前記連結梁は、前記第２電極（３４）と前記第３電極（３５）とが対向する方向に延びた形状を成し、その一端が前記アンカーに連結され、その他端が前記第３電極（３５）に連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記第２半導体基板（３０）には、第３半導体層（３１）と第２絶縁層（３３）を前記積層方向に貫くトレンチ（３７）と、該トレンチ（３７）を構成する壁面に形成された絶縁膜（３８）と、該絶縁膜（３８）によって囲まれた空間を満たす導電部材（３９）と、から成る貫通電極（３６）が形成され、
該貫通電極（３６）の一端が前記第４半導体層（３２）と電気的に接続され、その他端が外部素子と電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項５】
前記第４半導体層（３２）は、導電層（４０）を介して、第５半導体層（４１）に第６半導体層（４２）が積層されて成り、
前記第５半導体層（４１）が前記第２絶縁層（３３）を介して前記第３半導体層（３１）と機械的に接続され、
前記第６半導体層（４２）が前記導電膜（５０）を介して前記第２半導体層（１２）と機械的及び電気的に接続され、
前記第２電極（３４）は、前記第６半導体層（４２）から成り、
前記第３電極（３５）は、前記第５半導体層（４１）、前記導電層（４０）、及び、前記第６半導体層（４２）より成ることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の加速度センサ。
【請求項６】
請求項１に記載の加速度センサの製造方法であって、
異方性エッチングによって、前記第１半導体基板（１０）に前記第１電極（１４）を形成する第１形成工程と、
異方性エッチング及び等方性エッチングによって、前記第２半導体基板（３０）に前記第２電極（３４）及び前記第３電極（３５）を形成する第２形成工程と、
前記第１形成工程及び前記第２形成工程後、前記導電膜（５０）を介して、前記第１半導体基板（１０）に前記第２半導体基板（３０）を機械的及び電気的に接続する接続工程と、を有することを特徴とする加速度センサの製造方法。
【請求項７】
前記第１形成工程にて、等方性エッチングも行うことで、前記積層方向における前記第３電極（３５）の投影位置にある前記第１絶縁層（１３）を除去することを特徴とする請求項６に記載の加速度センサの製造方法。
【請求項８】
前記２形成工程の前に、第３半導体層（３１）と第２絶縁層（３３）を前記積層方向に貫くトレンチ（３７）と、該トレンチ（３７）を構成する壁面に形成された絶縁膜（３８）と、該絶縁膜（３８）によって囲まれた空間を満たす導電部材（３９）と、から成る貫通電極（３６）を前記第２半導体基板（３０）に形成する貫通電極形成工程を行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の加速度センサの製造方法。
【請求項９】
請求項５に記載の加速度センサの製造方法であって、
異方性エッチングによって、前記第１半導体基板（１０）に前記第１電極（１４）を形成する第１形成工程と、
該第１形成工程後、前記導電膜（５０）を介して、前記第６半導体層（４２）を前記第２半導体層（１２）に機械的及び電気的に接続する第１接続工程と、
該第１接続工程後、異方性エッチングによって、前記第６半導体層（４２）に前記第２電極（３４）と、前記第３電極（３５）の一部を形成する第２形成工程と、
異方性エッチング及び等方性エッチングによって、前記第５半導体層（４１）と前記導電層（４０）に前記第３電極（３５）の一部を形成する第３形成工程と、
前記第１形成工程、前記第２形成工程、及び、前記第３形成工程後、前記導電層（４０）を介して、前記第５半導体層（４１）に前記第６半導体層（４２）を機械的及び電気的に接続することで、前記第１半導体基板（１０）に前記第２半導体基板（３０）を機械的及び電気的に接続する接続工程と、を有することを特徴とする加速度センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式の加速度センサ、及び、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第１の方向（Ｚ）に可動な可動電極と、第１の方向（Ｚ）と直交する第２の方向（Ｘ）にて可動電極と対向する固定電極と、を有し、２つの電極によって構成されるコンデンサの静電容量変化に基づいて加速度を検出する加速度センサが提案されている。この加速度センサは、第１の方向（Ｚ）にて、絶縁層を介して第２のシリコン半導体層が第１のシリコン半導体層に積層されて成るＳＯＩ基板を備え、可動電極と固定電極とが第２のシリコン基板から成る。第２のシリコン半導体層に、第１の方向（Ｚ）に沿うトレンチエッチングを行うことで、可動電極と固定電極とを区画するトレンチが形成され、可動電極及び固定電極における絶縁層側の底部をサイドエッチングすることで、可動電極が絶縁層からリリースされ、第１の方向（Ｚ）の厚さが、固定電極よりも可動電極の方が薄くなっている。
【０００３】
以上、示したように、特許文献１に記載の加速度センサでは、可動電極が第１の方向（以下、ｚ方向と示す）に可動であり、ｚ方向の厚さが、固定電極よりも可動電極の方が薄くなっている。そのため、第２のシリコン半導体層から第１のシリコン半導体層へと向かう方向（以下、−ｚ方向と示す）に加速度が印加されると、第１のシリコン半導体層から第２のシリコン半導体層へと向かう方向（以下、＋ｚ方向と示す）の慣性力が可動電極に生じ、その方向に可動電極が変位する。この際、２つの電極の対向面積は減少し、その静電容量が大きく変化する。これとは反対に、＋ｚ方向に加速度が印加されると、−ｚ方向の慣性力が可動電極に生じ、その方向に可動電極が変位する。この際、２つの電極の対向面積は減少し難く、その静電容量は小さく変化する。このように、ｚ方向の厚さが、固定電極よりも可動電極の方が薄くなっているために、＋ｚ方向の加速度が印加された時と、−ｚ方向の加速度が印加された時とでの静電容量変化の振る舞いが異なっている。特許文献１では、ｚ方向への加速度の印加による変位方向が真逆の２つの可動電極と、これら２つの可動電極それぞれと対向する２つの固定電極とによって構成される２つのコンデンサの静電容量Ｃ１，Ｃ２の差分に基づいて、加速度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４５３５８７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、上記したように、特許文献１に示される加速度センサでは、可動電極及び固定電極における絶縁層側の底部をサイドエッチングすることで、ｚ方向の厚さが、固定電極よりも可動電極の方が薄くなっている。
【０００６】
特許文献１の実施形態に記されているように、サイドエッチングは、下記工程を経ることで成される。先ず、トレンチを介してエッチング性ガスのプラスイオンを絶縁層に導入することで、絶縁層をプラスの状態に帯電する。そこへ、さらにエッチング性ガスのプラスイオンを導入し、プラスに帯電した絶縁層にて反発させることで、横方向へ拡散させる。これにより、第２のシリコン半導体層における絶縁層側の底部を横方向にエッチングする。このように、イオンを絶縁層にて反発させることでサイドエッチングを行う。しかしながら、イオンの反発される方向は横方向とは限らないため、意図しない部位がエッチングされ易く、可動電極及び固定電極それぞれの対向面積を精度良く形成することができなかった。そのため、加速度の検出精度が低下する虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、加速度の検出精度が向上された加速度センサ、及び、その製造方法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】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１絶縁層（１３）を介して、第１半導体層（１１）に第２半導体層（１２）が積層されて成る第１半導体基板（１０）と、
第２絶縁層（３３）を介して、第３半導体層（３１）に第４半導体層（３２）が積層されて成る第２半導体基板（３０）と、
第２半導体層（１２）と第４半導体層（３２）との間に設けられ、第１半導体基板（１０）と第２半導体基板（３０）とを機械的及び電気的に接続する導電膜（５０）と、
異方性エッチングによって第２半導体層（１２）の所定部位を除去することで形成された、第２半導体層（１２）から成る第１電極（１４）と、
異方性エッチングによって第４半導体層（３２）の所定部位を除去することで形成された、第４半導体層（３２）から成る第２電極（３４）と、
異方性エッチングによって第４半導体層（３２）の所定部位を除去し、等方性エッチングによって第２絶縁層（３３）の所定部位を除去することで形成された、第４半導体層（３２）から成る第３電極（３５）と、を有し、
第１電極（１４）は第１絶縁層（１３）を介して第１半導体層（１１）に固定され、
第２電極（３４）は第２絶縁層（３３）を介して第３半導体層（３１）に固定され、
第３電極（３５）は第２絶縁層（３３）を介さずに第３半導体層（３１）に対して浮き、第３半導体層（３１）に第４半導体層（３２）が積層される積層方向に可動となっており、
第１電極（１４）と第２電極（３４）とが導電膜（５０）を介して機械的及び電気的に接続され、第３電極（３５）と対向してコンデンサを構成していることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、積層方向（以下、ｚ方向と示す）に加速度が印加されると、その印加方向とは逆方向の慣性力が第３電極（３５）に生じ、その慣性力の生じる方向に第３電極（３５）が変位する。例えば、第２半導体基板（３０）から第１半導体基板（１０）に向かう方向（以下、−ｚ方向と示す）に加速度が印加されると、第３電極（３５）は第１半導体基板（１０）から第２半導体基板（３０）に向かう方向（以下、＋ｚ方向と示す）に変位する。これとは反対に、＋ｚ方向に加速度が印加されると、第３電極（３５）は−ｚ方向に変位する。
【００１０】
ところで、請求項１に記載の発明では、第１電極（１４）と第２電極（３４）とが導電膜（５０）を介して機械的及び電気的に接続され、第３電極（３５）と対向してコンデンサを構成している。そのため、−ｚ方向に加速度が印加され、第３電極（３５）が＋ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向面積は減少し、その静電容量Ｃは減少する。これとは反対に、＋ｚ方向に加速度が印加され、第３電極（３５）が−ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向面積は減少し難く、その静電容量Ｃは減少し難い。このように、−ｚ方向に加速度が印加されるか＋ｚ方向に加速度が印加されるかによって、静電容量Ｃの振る舞い（変化量）が変わる。そのため、静電容量Ｃの振る舞いを観測することでｚ方向における加速度の印加方向を検出することができる。
【００１１】
以上、示したように、請求項１に記載の発明によれば、異方性エッチング及び等方性エッチングによって形成された第１〜第３電極（１４，３４，３５）及び導電膜（５０）によってコンデンサを構成することで、ｚ方向における加速度の方向を検出することができる。したがって、ｚ方向の厚さの異なる固定電極と可動電極とを作成するために、サイドエッチングを用いて製造された加速度センサと比べて、簡素に加速度センサを製造することができる。また、電極間の対向面積の製造誤差が少ないので、加速度の検出精度の低下が抑制される。
【００１２】
請求項２に記載のように、積層方向における、第３電極（３５）の投影位置にある第１絶縁層（１３）が除去され、第３電極（３５）と第１半導体層（１１）とが第１絶縁層（１３）を介さずに対向した構成が良い。これによれば、−ｚ方向における第３電極（３５）の変位範囲が広がる。
【００１３】
請求項３に記載のように、第２半導体基板（３０）には、第２絶縁層（３３）と第４半導体層（３２）から成り、第３半導体層（３１）に固定されたアンカーと、第４半導体層（３２）から成り、第２絶縁層（３３）を介さずに第３半導体層（３１）に対して浮いた、積層方向に可撓性を有する連結梁と、が形成され、連結梁は、第２電極（３４）と第３電極（３５）とが対向する方向に延びた形状を成し、その一端がアンカーに連結され、その他端が第３電極（３５）に連結された構成が良い。これによれば、第３電極３５は、アンカーを支点として、ｚ方向と第２電極（３４）と第３電極（３５）とが対向する方向（ｘ方向）とによって規定されるｚ−ｘ平面にて運動する。そのため、−ｚ方向に加速度が印加され、第３電極（３５）が＋ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向間隔が短くなるが、その対向面積が減少するので、静電容量Ｃが減少する。しかしながら、＋ｚ方向に加速度が印加され、第３電極（３５）が−ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向間隔が短くなり、その対向面積は減少し難いので、静電容量Ｃは増大する。したがって、静電容量Ｃの増減を観測することでｚ方向における加速度の印加方向を検出することができる。なお、加速度の大きさは、静電容量Ｃの変化量によって検出される。
【００１４】
請求項４に記載のように、第２半導体基板（３０）には、第３半導体層（３１）と第２絶縁層（３３）を積層方向に貫くトレンチ（３７）と、該トレンチ（３７）を構成する壁面に形成された絶縁膜（３８）と、該絶縁膜（３８）によって囲まれた空間を満たす導電部材（３９）と、から成る貫通電極（３６）が形成され、該貫通電極（３６）の一端が第４半導体層（３２）と電気的に接続され、その他端が外部素子と電気的に接続される構成を採用することができる、
請求項５に記載のように、第４半導体層（３２）は、導電層（４０）を介して、第５半導体層（４１）に第６半導体層（４２）が積層されて成り、第５半導体層（４１）が第２絶縁層（３３）を介して第３半導体層（３１）と機械的に接続され、第６半導体層（４２）が導電膜（５０）を介して第２半導体層（１２）と機械的及び電気的に接続され、第２電極（３４）は、第６半導体層（４２）から成り、第３電極（３５）は、第５半導体層（４１）、導電層（４０）、及び、第６半導体層（４２）より成る構成を採用することができる。
【００１５】
これによれば、−ｚ方向に加速度が印加され、第３電極（３５）が＋ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向面積は減少し、その静電容量Ｃは減少する。これとは反対に、＋ｚ方向に加速度が印加され、第３電極（３５）が−ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向面積は増大し、その静電容量Ｃは増大する。したがって、静電容量Ｃの増減を観測することでｚ方向における加速度の印加方向を検出することができる。なお、加速度の大きさは、静電容量Ｃの変化量によって検出される。
【００１６】
請求項６〜９に記載の発明の作用効果は、請求項１〜５いずれかに記載の発明の作用効果と同等なので、その記載を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る加速度センサの概略構成を示す断面図である。
【図２】第１形成工程を示す断面図である。
【図３】第１貫通電極形成工程を示す断面図である。
【図４】第２貫通電極形成工程を示す断面図である。
【図５】第２形成工程を示す断面図である。
【図６】第２実施形態に係る加速度センサの概略構成を示す断面図である。
【図７】第１形成工程を示す断面図である。
【図８】第１接続工程を示す断面図である。
【図９】第２形成工程を示す断面図である。
【図１０】第３形成工程を示す断面図である。
【図１１】積層工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図５に基づいて、本実施形態に係る加速度センサ及びその製造方法を説明する。以下においては、互いに直交の関係にある３方向をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。
【００１９】
図１に示すように、加速度センサ１００は、要部として、第１半導体基板１０と、第２半導体基板３０と、導電膜５０と、を有する。周知の露光技術によって、第１半導体基板１０及び第２半導体基板３０それぞれに微細構造が形成され、第１半導体基板１０と第２半導体基板３０とが導電膜５０を介して機械的及び電気的に接続されている。
【００２０】
第１半導体基板１０は、第１絶縁層１３を介して、第１半導体層１１に第２半導体層１２が積層されて成る。半導体層１１，１２それぞれはシリコンから成り、第１絶縁層１３は酸化シリコンから成る。第１半導体基板１０には、第２半導体層１２から成る第１電極１４が形成され、第１電極１４は第１絶縁層１３を介して第１半導体層１１に固定されている。本実施形態では、ｚ方向における、後述する第３電極３５の投影位置にある第１絶縁層１３が除去され、第３電極３５と第１半導体層１１とが第１絶縁層１３を介さずに対向している。
【００２１】
第２半導体基板３０は、第２絶縁層３３を介して、第３半導体層３１に第４半導体層３２が積層されて成る。半導体層３１，３２それぞれはシリコンから成り、第２絶縁層３３は酸化シリコンから成る。第２半導体基板３０には、第４半導体層３２から成る第２電極３４及び第３電極３５が形成され、第２電極３４は第２絶縁層３３を介して第３半導体層３１に固定され、第３電極３５は第２絶縁層３３を介さずに第３半導体層３１に対して浮いている。また、図示しないが、第２半導体基板３０には、第２絶縁層３３と第４半導体層３２から成るアンカーと、該アンカーと第３電極３５とを連結する、第４半導体層３２から成る連結梁が形成されている。この連結梁は、第３電極３５と同様にして、第２絶縁層３３を介さずに第３半導体層３１に対して浮き、ｚ方向に可撓性を有している。これにより、連結梁及び第３電極３５は、アンカーを支点としてｚ方向に変位可能となっている。本実施形態に係る連結梁は、ｘ方向に延びた形状を成し、その一端がアンカーに連結され、その他端が第３電極３５に連結されている。この構成により、第３電極３５は、アンカーを支点として、ｚ方向とｘ方向とによって規定されるｚ−ｘ平面にて運動する。
【００２２】
本実施形態では、第２半導体基板３０に、第３半導体層３１と第２絶縁層３３をｚ方向に貫くトレンチ３７と、該トレンチ３７を構成する壁面に形成された絶縁膜３８と、該絶縁膜３８によって囲まれた空間を満たす導電部材３９と、から成る貫通電極３６が形成されている。この貫通電極３６の一端が第４半導体層３２と電気的に接続され、その他端が外部素子と電気的に接続される。ちなみに、第３半導体層３１における第４半導体層３２との対向面の裏面も、絶縁膜３８によって覆われている。
【００２３】
導電膜５０は、第２半導体層１２と第４半導体層３２との間に設けられ、両者を機械的及び電気的に接続している。本実施形態に係る導電膜５０は、金（Ａｕ）から成る。図１に示すように、第１電極１４と第２電極３４とが導電膜５０を介して機械的及び電気的に接続され、第３電極３５と対向してコンデンサを構成している。コンデンサは、電極１４，３４と導電膜５０から成る固定電極６０と、第３電極３５から成る可動電極６１とから成り、これら２つの電極６０，６１は、ｘ方向にて互いに対向している。より詳しく言えば、加速度が印加されていない場合、固定電極６０の第２電極３４と可動電極６１とがｘ方向にて互いに対向している。なお、固定電極６０は半導体層１２，３２及び導電膜５０から成り、可動電極６１は第４半導体層３２から成る。
【００２４】
次に、本実施形態に係る加速度センサ１００の製造方法を図２〜図５に基づいて説明する。先ず、第１半導体基板１０と第２半導体基板３０を準備する。以上が、準備工程である。
【００２５】
準備工程後、図２に示すように、異方性エッチングによって、第２半導体層１２の所定部位を除去することで第１電極１４を形成する。その後、等方性エッチングによって、ｚ方向における第３電極３５の投影位置にある第１絶縁層１３を除去する。以上が、第１形成工程である。本実施形態では、第１形成工程において、第２半導体層１２における第４半導体層３２との対向面に、導電膜５０を形成しておく。
【００２６】
第１形成工程後、図３に示すように、第３半導体層３１と第２絶縁層３３をｚ方向に貫くトレンチ３７を形成する。その後、トレンチ３７を形作る壁面を酸化することで、絶縁膜３８を形成する。以上が、第１貫通電極形成工程である。なお、本実施形態では、この工程において、第３半導体層３１の裏面を酸化することで、裏面に絶縁膜３８を形成する。
【００２７】
第１貫通電極形成工程後、図４に示すように、トレンチ３７を形作る絶縁膜３８によって囲まれた空間を導電部材３９によって満たすことで、貫通電極３６を形成する。以上が、第２貫通電極形成工程である。本実施形態では、第２貫通電極形成工程において、第３半導体層３１の裏面に形成された絶縁膜３８の一部を除去し、その中を導電部材３９で満たすことで、第３半導体層３１と外部素子とを接続するパッドを形成しておく。ちなみに、上記した第１貫通電極形成工程と第２電極形成工程とが、特許請求の範囲に記載の貫通電極形成工程に相当する。
【００２８】
第２貫通電極形成工程後、図５に示すように、異方性エッチング及び等方性エッチングによって、第２電極３４及び第３電極３５を形成する。以上が、第２形成工程である。この第２形成工程時に、上記したアンカー、連結梁、及び、可動電極６１が形成される。
【００２９】
第２形成工程後、赤外線を使って第１半導体基板１０と第２半導体基板３０との位置合わせをしつつ、導電膜５０を介して、第１半導体基板１０に第２半導体基板３０を機械的及び電気的に接続する。この際、導電膜５０と第４半導体層３２とが金属接合（Ａｕ−Ｓｉ共晶）される。以上が、接続工程である。この接続工程時に、第１電極１４と第２電極３４とが導電膜５０を介して機械的及び電気的に接続され、固定電極６０が形成される。また、コンデンサが構成される。以上の工程を経ることで、図１に示す加速度センサ１００が製造される。
【００３０】
なお、本実施形態では、第１形成工程において、第２半導体層１２における第４半導体層３２との対向面に、導電膜５０を形成する例を示した。しかしながら、第２形成工程において、第４半導体層３２における第２半導体層１２との対向面に、導電膜５０を形成しても良い。更に言えば、第１形成工程後、第１貫通電極形成工程、第２貫通電極形成工程、及び、第２形成工程を行う例を示した。しかしながら、第１貫通電極形成工程、第２貫通電極形成工程、及び、第２形成工程後、第１形成工程を行ってもよいし、並行して行っても良い。
【００３１】
次に、本実施形態に係る加速度センサ１００の作用効果を説明する。ｚ方向に加速度が印加されると、その印加方向とは逆方向の慣性力が可動電極６１に生じ、その慣性力の生じる方向に可動電極６１が変位する。例えば、第２半導体基板３０から第１半導体基板１０に向かう方向（以下、−ｚ方向と示す）に加速度が印加されると、可動電極６１は第１半導体基板１０から第２半導体基板３０に向かう方向（以下、＋ｚ方向と示す）に変位する。これとは反対に、＋ｚ方向に加速度が印加されると、可動電極６１は−ｚ方向に変位する。
【００３２】
上記したように、固定電極６０は、電極１４，３４と導電膜５０から成り、可動電極６１は、可動電極６１から成る。そして、加速度が印加されていない場合、固定電極６０の第２電極３４と可動電極６１とがｘ方向にて互いに対向している。そのため、−ｚ方向に加速度が印加され、可動電極６１が＋ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向面積は減少し、その静電容量Ｃは減少する。これとは反対に、＋ｚ方向に加速度が印加され、可動電極６１が−ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向面積は減少し難く、その静電容量Ｃは減少し難い。このように、−ｚ方向に加速度が印加されるか＋ｚ方向に加速度が印加されるかによって、静電容量Ｃの振る舞い（変化量）が変わる。そのため、静電容量Ｃの振る舞いを観測することでｚ方向における加速度の印加方向を検出することができる。
【００３３】
以上、示したように、本実施形態に係る加速度センサ１００であれば、異方性エッチング及び等方性エッチングによって形成された電極１４，３４，３５及び導電膜５０によってコンデンサを構成することで、ｚ方向における加速度の方向を検出することができる。したがって、ｚ方向の厚さの異なる固定電極と可動電極とを作成するために、サイドエッチングを用いて製造された加速度センサと比べて、簡素に加速度センサを製造することができる。また、電極間の対向面積の製造誤差が少ないので、加速度の検出精度の低下が抑制される。
【００３４】
ｚ方向における、第３電極３５の投影位置にある第１絶縁層１３が除去され、第３電極３５と第１半導体層１１とが第１絶縁層１３を介さずに対向している。これによれば、−ｚ方向における第３電極３５の変位範囲が広がる。
【００３５】
第３電極３５は、アンカーを支点として、ｚ方向とｘ方向とによって規定されるｚ−ｘ平面にて運動する。そのため、−ｚ方向に加速度が印加され、第３電極３５（可動電極６１）が＋ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向間隔が短くなるが、その対向面積が減少するので、静電容量Ｃが減少する。しかしながら、＋ｚ方向に加速度が印加され、可動電極６１が−ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向間隔が短くなり、その対向面積は減少し難いので、静電容量Ｃは増大する。したがって、静電容量Ｃの増減を観測することでｚ方向における加速度の印加方向を検出することができる。なお、加速度の大きさは、静電容量Ｃの変化量によって検出される。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図６〜図１１に基づいて説明する。第２実施形態に係る加速度センサ１００は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態で示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与している。
【００３７】
第１実施形態では、第４半導体層３２が単層である例を示した。これに対し、本実施形態では、第４半導体層３２が、導電層４０を介して第５半導体層４１に第６半導体層４２が積層されて成る点を第１の特徴とする。
【００３８】
また、第１実施形態では、第２電極３４が第４半導体層３２から成る例を示した。これに対し、本実施形態では第２電極３４が第４半導体層３２の一部（第６半導体層４２）から成る点を第２の特徴とする。
【００３９】
上記特徴点から、本実施形態では固定電極６０が半導体層１２，４２及び導電膜５０から成り、可動電極６１が第４半導体層３２（半導体層４１，４２及び導電層４０）から成る。したがって、図６に示すように、加速度が印加されていない場合、固定電極６０の一部を構成する第６半導体層４２と可動電極６１の一部を構成する第６半導体層４２とがｘ方向にて互いに対向している。
【００４０】
次に、本実施形態に係る加速度センサ１００の製造方法を図７〜図１１に基づいて説明する。先ず、第１半導体基板１０と第２半導体基板３０を準備する準備工程後、図７に示すように、異方性エッチング及び等方性エッチングによって、第１電極１４を形成し、ｚ方向における第３電極３５の投影位置にある第１絶縁層１３を除去する第１形成工程を行う。この際、本実施形態においても、第２半導体層１２に導電膜５０を形成しておく。
【００４１】
第１形成工程後、図８に示すように、導電膜５０を介して、第１半導体基板１０に第６半導体層４２を機械的及び電気的に接続する。この際、導電膜５０と第６半導体層４２とが金属接合（Ａｕ−Ｓｉ共晶）される。以上が、第１接続工程である。
【００４２】
第１接続工程後、図９に示すように、異方性エッチングによって、第６半導体層４２に第２電極３４と、第３電極３５の一部を形成する。以上が第２形成工程である。この工程にて、固定電極６０が形成される。
【００４３】
該第２形成工程後、第１実施形態と同様にして、第１貫通電極形成工程、第２貫通電極形成工程、及び、第１実施形態の第２形成工程に相当する第３形成工程を行うことで、図１０に示すように、貫通電極３６、第３電極３５の一部、アンカー（図示略）、及び、連結梁（図示略）を形成する。
【００４４】
上記した第１形成工程、第２形成工程、及び、第３形成工程後、図１１に示すように、導電層４０を第５半導体層４１における第６半導体層４２との対向面に積層する。以上が、積層工程である。
【００４５】
該積層工程後、赤外線を使って第５半導体層４１と第６半導体層４２との位置合わせをしつつ、導電層４０を介して、第５半導体層４１に第６半導体層４２を機械的及び電気的に接続する。この際、導電層４０と第６半導体層４２とが金属接合（Ａｕ−Ｓｉ共晶）される。以上が、第２接続工程である。この第２接続工程時に、第６半導体層４２から成る第３電極３５の一部と、第５半導体層４１から成る第３電極３５の一部とが導電層４０を介して機械的及び電気的に接続され、可動電極６１が形成される。また、コンデンサが構成される。以上の工程を経ることで、図６に示す加速度センサ１００が製造される。
【００４６】
なお、本実施形態では、積層工程において、導電層４０を第５半導体層４１における第６半導体層４２との対向面に積層する例を示した。しかしながら、導電層４０を第６半導体層４２における第５半導体層４１との対向面に積層しても良い。更に言えば、第１形成工程、第１接続工程、及び、第２形成工程後、第１貫通電極形成工程、第２貫通電極形成工程、及び、第３形成工程を行う例を示した。しかしながら、第１貫通電極形成工程、第２貫通電極形成工程、及び、第３形成工程後、第１形成工程、第１接続工程、及び、第２形成工程を行ってもよいし、並行して行っても良い。
【００４７】
次に、本実施形態に係る加速度センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、固定電極６０は、半導体層１２，４２及び導電膜５０から成り、可動電極６１は、第４半導体層３２（半導体層４１，４２及び導電層４０）から成る。そして、加速度が印加されていない場合、固定電極６０の一部を構成する第６半導体層４２と可動電極６１の一部を構成する第６半導体層４２とがｘ方向にて互いに対向している。そのため、−ｚ方向に加速度が印加され、可動電極６１が＋ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向面積は減少し、その静電容量Ｃは減少する。これとは反対に、＋ｚ方向に加速度が印加され、第３電極が−ｚ方向に変位する場合、コンデンサの対向面積は増大し、その静電容量Ｃは増大する。したがって、静電容量Ｃの増減を観測することでｚ方向における加速度の印加方向を検出することができる。なお、加速度の大きさは、静電容量の変化量によって検出される。
【００４８】
以上、示したように、本実施形態に係る加速度センサ１００であれば、第１実施形態に記載の加速度センサ１００と同等の作用効果を奏する。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５０】
各実施形態では、導電膜５０は、金（Ａｕ）から成る例を示した。しかしながら、導電膜５０としては上記例に限定されず、例えば、導電性のフィラーが混入された樹脂シートを採用することもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１０・・・第１半導体基板
１４・・・第１電極
３０・・・第２半導体基板
３４・・・第２電極
３５・・・第３電極
５０・・・導電膜
１００・・・加速度センサ
【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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