(57)【要約】【課題】センサ感度を低下させることなく、最両側に配置される櫛歯電極の破損を抑制することの可能な半導体物理量センサを得る。【解決手段】アンカー部６と、アンカー部６にばね部１２を介して揺動自在に支持される可動電極部８と、可動電極部８に櫛歯状に噛合される固定電極部１０（１１）とを備える。そして、固定電極部１０（１１）の櫛歯部分１０Ｔ（１１Ｔ）のうち最両側に配置される一対の第１の櫛歯電極１０Ｔａ′，１０Ｔａ′（１１Ｔａ′，１１Ｔａ′）を、それ以外の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）よりも短くして、固有振動数をセンサ製造工程中の周波数から遠ざける。また、複数の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）を互いに等しい長さに形成して静電容量を確保する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンカー部と、
前記アンカー部にばね部を介して揺動自在に支持される可動電極部と、
前記可動電極部に櫛歯状に噛合される固定電極部と、を備え、
前記固定電極部は、櫛歯部分のうち最両側に配置される一対の第１の櫛歯電極と、前記第１の櫛歯電極間に配置される複数の第２の櫛歯電極とを有しており、
前記第１の櫛歯電極を、前記第２の櫛歯電極よりも短く形成するとともに、前記第２の櫛歯電極を、互いに等しい長さに形成したことを特徴とする半導体物理量センサ。
【請求項２】
前記可動電極部に、前記第１の櫛歯電極を短くしたことで形成される空きスペース部分を埋める拡張部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体物理量センサ。
【請求項３】
前記第１の櫛歯電極の付け根部分に、当該第１の櫛歯電極よりも幅広となる補強部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体物理量センサ。
【請求項４】
アンカー部と、
前記アンカー部にばね部を介して揺動自在に支持される可動電極部と、
前記可動電極部に櫛歯状に噛合される固定電極部と、を備え、
前記固定電極部は、櫛歯部分のうち最両側に配置される一対の第１の櫛歯電極と、前記第１の櫛歯電極間に配置される１つ又は複数の第２の櫛歯電極とを有しており、
前記第１の櫛歯電極の付け根部分に、当該第１の櫛歯電極よりも幅広となる補強部を設けるとともに、前記第２の櫛歯電極を、前記第１の櫛歯電極よりも長く形成したことを特徴とする半導体物理量センサ。
【請求項５】
前記可動電極部の前記第２の櫛歯電極の先端部と対向する位置に、前記第２の櫛歯電極の先端部が入り込む凹部を設けたことを特徴とする請求項４に記載の半導体物理量センサ。
【請求項６】
前記補強部を、前記第１の櫛歯電極の付け根部分から前記固定電極部の基部に向かって円弧状に拡幅させたことを特徴とする請求項３〜５のうち何れか１項に記載の半導体物理量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動電極部と固定電極部とが櫛歯状に噛合される半導体物理量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体物理量センサとして、互いに櫛歯状に噛合される可動電極部と固定電極部とを備え、可動電極部の櫛歯電極と固定電極部の櫛歯電極との間の静電容量変化によって加速度を検知できるようにした加速度センサがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、このように電極を櫛歯状に形成した場合、固定電極部の最両側に配置される櫛歯電極の固有振動数が、それ以外の中央部側の櫛歯電極の固有振動数よりも低くなる。このため、センサ製造工程中に印加される衝撃の周波数が最両側の櫛歯電極の固有振動数と一致し易くなり、最両側の櫛歯電極が共振して付け根部分から折損してしまう恐れがあった。
【０００４】
これに対して、特許文献１の加速度センサでは、固定電極部の両側の櫛歯電極の長さが中央部側の櫛歯電極よりも短く形成されているため、両側の櫛歯電極の固有振動数を上記センサ製造工程中の周波数よりも高くして共振を避けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３１３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術にあっては、固定電極部の最両側の櫛歯電極の長さが中央部側の櫛歯電極よりも短く形成されているが、櫛歯電極は、全体が櫛歯部分の中央部から両側に向かって段階的に短く形成されている。このため、可動電極部の櫛歯電極と固定電極部の櫛歯電極との間の静電容量が全体として減少し（対向面積が減少し）、センサ感度が低下してしまう恐れがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、センサ感度を低下させることなく、最両側に配置される櫛歯電極の破損を抑制することの可能な半導体物理量センサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、アンカー部と、前記アンカー部にばね部を介して揺動自在に支持される可動電極部と、前記可動電極部に櫛歯状に噛合される固定電極部と、を備え、前記固定電極部は、櫛歯部分のうち最両側に配置される一対の第１の櫛歯電極と、前記第１の櫛歯電極間に配置される複数の第２の櫛歯電極とを有しており、前記第１の櫛歯電極を、前記第２の櫛歯電極よりも短く形成するとともに、前記第２の櫛歯電極を、互いに等しい長さに形成したことを要旨とする。
【０００９】
第２の特徴は、前記可動電極部に、前記第１の櫛歯電極を短くしたことで形成される空きスペース部分を埋める拡張部を設けたことを要旨とする。
【００１０】
第３の特徴は、前記第１の櫛歯電極の付け根部分に、当該第１の櫛歯電極よりも幅広となる補強部を設けたことを要旨とする。
【００１１】
第４の特徴は、アンカー部と、前記アンカー部にばね部を介して揺動自在に支持される可動電極部と、前記可動電極部に櫛歯状に噛合される固定電極部と、を備え、前記固定電極部は、櫛歯部分のうち最両側に配置される一対の第１の櫛歯電極と、前記第１の櫛歯電極間に配置される１つ又は複数の第２の櫛歯電極とを有しており、前記第１の櫛歯電極の付け根部分に、当該第１の櫛歯電極よりも幅広となる補強部を設けるとともに、前記第２の櫛歯電極を、前記第１の櫛歯電極よりも長く形成したことを要旨とする。
【００１２】
第５の特徴は、前記可動電極部の前記第２の櫛歯電極の先端部と対向する位置に、前記第２の櫛歯電極の先端部が入り込む凹部を設けたことを要旨とする。
【００１３】
第６の特徴は、前記補強部を、前記第１の櫛歯電極の付け根部分から前記固定電極部の基部に向かって円弧状に拡幅させたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の特徴によれば、最両側に配置される一対の第１の櫛歯電極が、それ以外の第２の櫛歯電極よりも短く形成されているので、問題となる第１の櫛歯電極の固有振動数をセンサ製造工程中の周波数よりも高くすることができる。これにより、第１の櫛歯電極がセンサ製造工程中の周波数で破損してしまうのを抑制することができる。また、第１の櫛歯電極を除く複数の第２の櫛歯電極は、互いに等しい長さに形成されているため、それぞれが長い状態のままを保つことができ、センサ感度が低下してしまうのを回避することができる。
【００１５】
また、本発明の第４の特徴によれば、第１の櫛歯電極の付け根部分に、その第１の櫛歯電極よりも幅広となる補強部を設けたので、その補強部によって第１の櫛歯電極の強度を高めることができる。これにより、第１の櫛歯電極がセンサ製造工程中の周波数で破損してしまうのを抑制することができる。また、それ以外の第２の櫛歯電極を、第１の櫛歯電極よりも長く形成したので、第１の櫛歯電極の補強部による可動電極部側との対向面積の減少分を第２の櫛歯電極の延長部分で補うことができ、センサ感度が低下してしまうのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる半導体物理量センサの第１実施形態を概略的に示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。
【図３】本発明にかかる半導体物理量センサの第２実施形態を概略的に示す平面図である。
【図４】本発明にかかる半導体物理量センサの第３実施形態を概略的に示す平面図である。
【図５】本発明にかかる半導体物理量センサの第４実施形態を概略的に示す平面図である。
【図６】本発明にかかる半導体物理量センサの第５実施形態を概略的に示す平面図である。
【図７】図６中のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。
【図８】本発明にかかる半導体物理量センサの第６実施形態を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
[第１実施形態]
図１および図２は、本発明にかかる半導体物理量センサの第１実施形態を示した図であり、本実施形態では、半導体物理量センサとして加速度センサ１を例にとって説明するものとする。
【００１９】
本実施形態の加速度センサ１は、図２に示すように、上下に配置される２枚のガラス基板２、３と、これら２枚のガラス基板２、３に挟まれるシリコン基板４とを備えている。ガラス基板２、３は絶縁層となり、シリコン基板４は半導体層となる。これらガラス基板２、３とシリコン基板４とは、最終的に陽極接合などによって一体に接合される。
【００２０】
シリコン基板４には、図１に示すように、公知の半導体プロセスにより間隙５を形成することで、周縁部を取り囲む略矩形状のアンカー部６が形成されている。また、このアンカー部６の更に外周は、絶縁性の周囲フレーム７によって囲繞されるようになっている。この周囲フレーム７は、２枚のガラス基板２、３の外周縁部間に固着される。なお、本実施形態では、矩形状のアンカー部６の短辺方向（図中上下方向）をＹ方向、長辺方向（図中左右方向）をＸ方向として以下説明するものとする。
【００２１】
アンカー部６の間隙５を隔てた内側には錘を兼ねた可動電極部８が形成されており、かつ、間隙９を隔てたＹ方向略中央部には一対の第１固定電極部１０および第２固定電極部１１が形成されている。これら第１、第２固定電極部１０、１１は、間隙９を介して非導通状態で配置されている。なお、アンカー部６は、ガラス基板２、３に陽極接合等により固定されている。
【００２２】
また、可動電極部８は、その長辺となるＸ方向の両辺とアンカー部６のＸ方向の両辺との間に形成されるばね部１２を介して揺動自在に支持されており、物理量としての加速度の印加によって可動電極部８の移動が許容されるようになっている。このとき、図２に示すように、可動電極部８の両面とガラス基板２、３との間には空隙部δ１、δ２が設けられており、その空隙部δ１、δ２によって可動電極部８の変位が可能となっている。
【００２３】
アンカー部６、可動電極部８、第１、第２固定電極部１０、１１およびばね部１２は、シリコン基板４を、例えば、反応性イオンエッチング等により垂直エッチング加工することで形成されている。
【００２４】
図１に示すように、可動電極部８は、Ｙ方向両側にＸ方向に沿って配置される一対の電極幹部８１、８２と、これら電極幹部８１、８２のＸ方向中央部間を連結する櫛歯基部８３とによって略Ｈ字状に形成されている。そして、可動電極部８の櫛歯基部８３には、それぞれ複数の櫛歯電極８４ａ、８５ａがＸ方向の一方側と他方側とに向けて突出する第１櫛歯部分８４および第２櫛歯部分８５が設けられている。
【００２５】
一方、固定電極部１０、１１は、可動電極部８の櫛歯基部８３を挟んで、一対の電極幹部８１、８２間に左右対称に配置されており、互いに対向する側とは反対側、つまり、アンカー部６の短辺となるＹ方向の両辺に位置する側が基部１０ａ、１１ａとなっている。そして、それら基部１０ａ、１１ａには、可動電極部８の櫛歯基部８３に向かって複数の櫛歯電極１０Ｔａ、１１Ｔａが突出する第３櫛歯部分１０Ｔおよび第４櫛歯部分１１Ｔが設けられている。また、基部１０ａ、１１ａは、図２に示すように、その基部１０ａ、１１ａの上面全体が上側のガラス基板２に、かつ、下面一部が下側のガラス基板３にそれぞれ陽極接合等により固定されている。
【００２６】
図１に示すように、可動電極部８の第１櫛歯部分８４と固定電極部１０の第３櫛歯部分１０Ｔとが互いに噛合されているとともに、可動電極部８の第２櫛歯部分８５と固定電極部１１の第４櫛歯部分１１Ｔとが互いに噛合されている。このとき、第１櫛歯部分８４の櫛歯電極８４ａと第３櫛歯部分１０Ｔの櫛歯電極１０Ｔａとの間、および第２櫛歯部分８５の櫛歯電極８５ａと第４櫛歯部分１１Ｔの櫛歯電極１１Ｔａとの間には、Ｙ方向に対して互いに逆となる側にそれぞれ所定の検知部が設けられている。そして、それぞれの検知部間のギャップに蓄積した静電気の変化（静電容量変化）を検出するようになっている。
【００２７】
ばね部１２は、可動電極部８のＹ方向両側とＸ方向両側とに位置して、合計４箇所設けられている。それぞれのばね部１２は、例えば、連続する一本の細長い線状部を複数段のつづら折り状に折曲した状態で形成することができ、ばね部１２全体で可動電極部８の変位を許容するように弾発力をもって支持している。
【００２８】
このとき、アンカー部６と可動電極部８との間には、その可動電極部８のＸ方向およびＹ方向への変位量を制限するストッパー部１３が配置されている。これにより、過大な加速度の入力によって、可動電極部８がアンカー部６に衝突して固着してしまうのを防止できるようにしている。
【００２９】
可動電極部８とアンカー部６とは、ばね部１２を介して互いに電気的に導通されており、アンカー部６の一対の長辺のＸ方向中央部には、可動電極部８と電気的に導通する端子１４、１５が設けられている。また、固定電極部１０、１１の基部１０ａ、１１ａには、その固定電極部１０、１１と直接導通する端子１６、１７が設けられている。
【００３０】
そして、図２に示すように、上側のガラス基板２には、各端子１４〜１７に対応した部位にそれぞれテーパ状の開口部２Ｈがエッチングにより穿設され、これら開口部２Ｈの内周にそれぞれ設けた配線２Ｈｃを各端子１４〜１７に導通させてある。
【００３１】
このように構成された加速度センサ１は、印加される加速度によって可動電極部８が固定電極部１０、１１に対してＹ方向に変位する。これにより、第１櫛歯部分８４と第３櫛歯部分１０Ｔとの間の静電容量、および第２櫛歯部分８５と第４櫛歯部分１１Ｔとの間の静電容量が変化する。そして、それらの静電容量変化は、電気信号として各端子１４〜１７から配線２Ｈｃを介して外部に取り出され、それらの静電容量信号を処理することにより、印加された加速度の大きさを検知することができる。
【００３２】
ここで、本実施形態では、固定電極部１０、１１の櫛歯部分１０Ｔ、１１Ｔのうち最両側に配置される一対の第１の櫛歯電極１０Ｔａ′，１０Ｔａ′、１１Ｔａ′，１１Ｔａ′を、それ以外の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″、１１Ｔａ″よりも短く形成してある。このとき、第２の櫛歯電極１０Ｔａ″、１１Ｔａ″は、一対の第１の櫛歯電極１０Ｔａ′，１０Ｔａ′、１１Ｔａ′，１１Ｔａ′間の中央部側に複数（本実施形態では３つずつ）配置され、それらが互いに等しい長さで形成されるようになっている。なお、本実施形態では、最両側の第１の櫛歯電極１０Ｔａ′、１１Ｔａ′を短くしたことにより、この短くした分だけ第１の櫛歯電極１０Ｔａ′、１１Ｔａ′の先端方向に空きスペース部分Ｓ１、Ｓ２が設けられることになる。
【００３３】
以上の構成により、第１実施形態の加速度センサ１によれば、固定電極部１０（１１）の櫛歯部分１０Ｔ（１１Ｔ）のうち最両側に配置される第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）を、それ以外の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）よりも短くしている。これにより、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の固有振動数を中央部側の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）よりも高くすることができる。したがって、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の固有振動数をセンサ製造工程中に印加される衝撃の周波数から遠ざけることが可能となる。これにより、その第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）がセンサ製造工程中の周波数に共振して破損、ひいては折損してしまうのを抑制することができる。
【００３４】
また、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）を短くした場合にも、それらを除く中央部側の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）は、互いに等しい長さで形成されて互いに長いままの状態を保つことができる。これにより、それら第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）と可動電極部８の櫛歯電極８４ａ（８５ａ）との対向面積を大きく確保することができ、それら両者間の静電容量が減少するのを防止できる。したがって、静電容量が減少するのは短くした第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）側のみであるため、静電容量の減少を最小限度にとどめてセンサ感度が大きく低下してしまうのを回避することができる。
【００３５】
[第２実施形態]
図３は、本発明の第２実施形態を示した図であり、上記第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。
【００３６】
本実施形態の加速度センサ１Ａが、上記第１実施形態の加速度センサ１と主に異なる点は、可動電極部８に、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の先端方向に設けられた空きスペース部分Ｓ１（Ｓ２）に迫り出す拡張部２０を設けたことにある。勿論、その空きスペース部分Ｓ１（Ｓ２）は、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）を、第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）よりも短くしたことで形成されるものである。
【００３７】
本実施形態では、空きスペース部分Ｓ１（Ｓ２）の全体が拡張部２０によって埋められるようになっている。その他の構成は第１実施形態の加速度センサ１と同様である。
【００３８】
以上の構成により、第２実施形態の加速度センサ１Ａによれば、上記第１実施形態と同様の作用効果に加えて、可動電極部８に拡張部２０を設けたことにより、その可動電極部８の重量を拡張部２０の分だけ増すことができる。これにより、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）を短くしたことによる感度低下を、可動電極部８の重量増分によって補うことができる。
【００３９】
[第３実施形態]
図４は、本発明の第３実施形態を示した図であり、上記第２実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものする。
【００４０】
本実施形態の加速度センサ１Ｂが、上記第２実施形態の加速度センサ１Ａと主に異なる点は、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の付け根部分に補強部２１を設けたことにある。この補強部２１は、櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の付け根部分から固定電極部１０（１１）の基部１０ａ（１１ａ）に亘って、その櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）よりも幅広に形成されている。
【００４１】
具体的には、図４に示すように、本実施形態では、補強部２１が櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）と基部１０ａ（１１ａ）との間に形成された直角のコーナー部分を埋める三角状に形成されている。その他の構成は第２実施形態と同様である。
【００４２】
以上の構成により、第３実施形態の加速度センサ１Ｂによれば、上記第１および第２実施形態と同様の作用効果に加えて、補強部２１によって第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の強度を付け根部分で増大することができる。これにより、その第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）が付け根部分から破損（折損）してしまうのをより抑制することができるようになる。
【００４３】
なお、本実施形態では、特徴部分を上記第２実施形態の加速度センサ１Ａに適用した場合を例示したが、もちろん、上記第１実施形態の拡張部２０が設けられていない加速度センサ１にあっても適用することができる。
【００４４】
[第４実施形態]
図５は、本発明の第４実施形態を示した図であり、上記第３実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。
【００４５】
本実施形態の加速度センサ１Ｃが、上記第３実施形態の加速度センサ１Ｂと主に異なる点は、補強部２１Ａを、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の付け根部分から固定電極部の基部１０ａ（１１ａ）に向かって、滑らかに拡幅する円弧状に形成したことにある。その他の構成は第３実施形態と同様である。
【００４６】
以上の構成により、第４実施形態の加速度センサ１Ｃによれば、上記第１〜第３実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、補強部２１Ａを内側が滑らかに連続する円弧形状としてある。これにより、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の付け根部分への応力集中を緩和することができ、その第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の破損抑制効果をより一層高めることができる。
【００４７】
[第５実施形態]
図６および図７は、本発明にかかる半導体物理量センサの第５実施形態を示した図であり、本実施形態では、半導体物理量センサとして加速度センサ１Ｄを例にとって説明するものとする。
【００４８】
本実施形態の加速度センサ１Ｄは、図７に示すように、上下に配置される２枚のガラス基板２、３と、これら２枚のガラス基板２、３に挟まれるシリコン基板４とを備えている。ガラス基板２、３は絶縁層となり、シリコン基板４は半導体層となる。これらガラス基板２、３とシリコン基板４とは、最終的に陽極接合などによって一体に接合される。
【００４９】
シリコン基板４には、図６に示すように、公知の半導体プロセスにより間隙５を形成することで、周縁部を取り囲む略矩形状のアンカー部６が形成されている。また、このアンカー部６の更に外周は、絶縁性の周囲フレーム７によって囲繞されるようになっている。この周囲フレーム７は、２枚のガラス基板２、３の外周縁部間に固着される。なお、本実施形態では、矩形状のアンカー部６の短辺方向（図中上下方向）をＹ方向、長辺方向（図中左右方向）をＸ方向として以下説明するものとする。
【００５０】
アンカー部６の間隙５を隔てた内側には錘を兼ねた可動電極部８が形成されており、かつ、間隙９を隔てたＹ方向略中央部には一対の第１固定電極部１０および第２固定電極部１１が形成されている。これら第１、第２固定電極部１０、１１は、間隙９を介して非導通状態で配置されている。なお、アンカー部６は、ガラス基板２、３に陽極接合等により固定されている。
【００５１】
また、可動電極部８は、その長辺となるＸ方向の両辺とアンカー部６のＸ方向の両辺との間に形成されるばね部１２を介して揺動自在に支持されており、物理量としての加速度の印加によって可動電極部８の移動が許容されるようになっている。このとき、図７に示すように、可動電極部８の両面とガラス基板２、３との間には空隙部δ１、δ２が設けられており、その空隙部δ１、δ２によって可動電極部８の変位が可能となっている。
【００５２】
アンカー部６、可動電極部８、第１、第２固定電極部１０、１１およびばね部１２は、シリコン基板４を、例えば、反応性イオンエッチング等により垂直エッチング加工することで形成されている。
【００５３】
図６に示すように、可動電極部８は、Ｙ方向両側にＸ方向に沿って配置される一対の電極幹部８１、８２と、これら電極幹部８１、８２のＸ方向中央部間を連結する櫛歯基部８３とによって略Ｈ字状に形成されている。そして、可動電極部８の櫛歯基部８３には、それぞれ複数の櫛歯電極８４ａ、８５ａがＸ方向の一方側と他方側とに向けて突出する第１櫛歯部分８４および第２櫛歯部分８５が設けられている。
【００５４】
一方、固定電極部１０、１１は、可動電極部８の櫛歯基部８３を挟んで、一対の電極幹部８１、８２間に左右対称に配置されており、互いに対向する側とは反対側、つまり、アンカー部６の短辺となるＹ方向の両辺に位置する側が基部１０ａ、１１ａとなっている。そして、それら基部１０ａ、１１ａには、可動電極部８の櫛歯基部８３に向かって複数の櫛歯電極１０Ｔａ、１１Ｔａが突出する第３櫛歯部分１０Ｔおよび第４櫛歯部分１１Ｔが設けられている。また、基部１０ａ、１１ａは、図７に示すように、その基部１０ａ、１１ａの上面全体が上側のガラス基板２に、かつ、下面一部が下側のガラス基板３にそれぞれ陽極接合等により固定されている。
【００５５】
図６に示すように、可動電極部８の第１櫛歯部分８４と固定電極部１０の第３櫛歯部分１０Ｔとが互いに噛合されているとともに、可動電極部８の第２櫛歯部分８５と固定電極部１１の第４櫛歯部分１１Ｔとが互いに噛合されている。このとき、第１櫛歯部分８４の櫛歯電極８４ａと第３櫛歯部分１０Ｔの櫛歯電極１０Ｔａとの間、および第２櫛歯部分８５の櫛歯電極８５ａと第４櫛歯部分１１Ｔの櫛歯電極１１Ｔａとの間には、Ｙ方向に対して互いに逆となる側にそれぞれ所定の検知部が設けられている。そして、それぞれの検知部間のギャップに蓄積した静電気の変化（静電容量変化）を検出するようになっている。
【００５６】
ばね部１２は、可動電極部８のＹ方向両側とＸ方向両側とに位置して、合計４箇所設けられている。それぞれのばね部１２は、例えば、連続する一本の細長い線状部を複数段のつづら折り状に折曲した状態で形成することができ、ばね部１２全体で可動電極部８の変位を許容するように弾発力をもって支持している。
【００５７】
このとき、アンカー部６と可動電極部８との間には、その可動電極部８のＸ方向およびＹ方向への変位量を制限するストッパー部１３が配置されている。これにより、過大な加速度の入力によって、可動電極部８がアンカー部６に衝突して固着してしまうのを防止できるようにしている。
【００５８】
可動電極部８とアンカー部６とは、ばね部１２を介して互いに電気的に導通されており、アンカー部６の一対の長辺のＸ方向中央部には、可動電極部８と電気的に導通する端子１４、１５が設けられている。また、固定電極部１０、１１の基部１０ａ、１１ａには、その固定電極部１０、１１と直接導通する端子１６、１７が設けられている。
【００５９】
そして、図７に示すように、上側のガラス基板２には、各端子１４〜１７に対応した部位にそれぞれテーパ状の開口部２Ｈがエッチングにより穿設され、これら開口部２Ｈの内周にそれぞれ設けた配線２Ｈｃを各端子１４〜１７に導通させてある。
【００６０】
このように構成された加速度センサ１は、印加される加速度によって可動電極部８が固定電極部１０、１１に対してＹ方向に変位する。これにより、第１櫛歯部分８４と第３櫛歯部分１０Ｔとの間の静電容量、および第２櫛歯部分８５と第４櫛歯部分１１Ｔとの間の静電容量が変化する。そして、それらの静電容量変化は、電気信号として各端子１４〜１７から配線２Ｈｃを介して外部に取り出され、それらの静電容量信号を処理することにより、印加された加速度の大きさを検知することができる。
【００６１】
ここで、本実施形態では、固定電極部１０、１１の櫛歯部分１０Ｔ、１１Ｔのうち最両側に配置される一対の第１の櫛歯電極１０Ｔａ′，１０Ｔａ′、１１Ｔａ′，１１Ｔａ′の付け根部分に、その第１の櫛歯電極よりも幅広となる補強部２１を設けている。
【００６２】
また、それ以外の一対の第１の櫛歯電極１０Ｔａ′，１０Ｔａ′、１１Ｔａ′，１１Ｔａ′間に配置される第２の櫛歯電極１０Ｔａ″、１１Ｔａ″を、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′、１１Ｔａ′よりも長く形成してある。
【００６３】
さらに、本実施形態では、第２の櫛歯電極１０Ｔａ″、１１Ｔａ″を長くしたことにより、可動電極部８の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″、１１Ｔａ″の先端部と対向する位置に、その先端部が入り込む凹部２５が設けられている。
【００６４】
以上の構成により、第５実施形態の加速度センサ１Ｄによれば、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の付け根部分に補強部２１を設けたので、その補強部２１によって第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の強度を高めることができる。これにより、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）がセンサ製造工程中の周波数で破損してしまうのを抑制することができる。
【００６５】
また、それ以外の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）を、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）よりも長く形成したので、センサ感度が低下してしまうのを回避することができる。すなわち、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の付け根部分に補強部２１を設ける構成では、その補強部２１によって第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の櫛歯電極８４ａ（８５ａ）との対向面積がＡ１分だけ減少してしまうこととなる。しかしながら、第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）を第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）よりも長くすることで、その減少分を第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）の延長部分でＡ２分だけ補うことができ、センサ感度の低下を防止できる。
【００６６】
また、本実施形態では、可動電極部８の第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）の先端部と対向する位置に、その第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）の先端部が入り込む凹部２５を設けている。そのため、可動電極部８が減少するのは長くした第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）の先端部と対向する位置のみであるため、可動電極部８の重量の減少を最小限度にとどめてセンサ感度が低下してしまうのを抑制できる。
【００６７】
なお、本実施形態が上記第３実施形態と異なる点は、本実施形態では第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）を３つ（複数）用いるようにしているが、第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）は１つでもいい点である。また、第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）を複数用いた場合には、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）よりも長ければ、それらを必ずしも等しい長さに形成する必要がない点である。
【００６８】
[第６実施形態]
図８は、本発明の第６実施形態を示した図であり、上記第５実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。
【００６９】
本実施形態の加速度センサ１Ｅが、上記第５実施形態の加速度センサ１Ｄと主に異なる点は、補強部２１Ａを第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の付け根部分から固定電極部の基部１０ａ（１１ａ）に向かって、滑らかに拡幅する円弧状に形成したことにある。また、本実施形態では、第２の櫛歯電極１０Ｔａ″（１１Ｔａ″）の先端部を受け入れる凹部２５Ａにあっても円弧状に形成している。その他の構成は第５実施形態と同様である。
【００７０】
以上の構成により、第６実施形態の加速度センサ１Ｅによれば、上記第５実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、補強部２１Ａを内側が滑らかに連続する円弧形状としてある。これにより、第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の付け根部分への応力集中を緩和することができ、その第１の櫛歯電極１０Ｔａ′（１１Ｔａ′）の破損抑制効果をより一層高めることができる。
【００７１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００７２】
例えば、上記実施形態では、半導体物理量センサとして加速度センサを例示したが、これに限ることなく、可動電極を変位させる物理量であれば、その物理量の検出センサとして本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ  加速度センサ（半導体物理量センサ）
６  アンカー部
８  可動電極部
１０、１１  固定電極部
１０Ｔ  第３櫛歯部分（固定電極部の櫛歯部分）
１０Ｔａ′  第１の櫛歯電極
１０Ｔａ″  第２の櫛歯電極
１１Ｔ  第４櫛歯部分（固定電極部の櫛歯部分）
１１Ｔａ′  第１の櫛歯電極
１１Ｔａ″  第２の櫛歯電極
１２  ばね部
２０  拡張部
２１、２１Ａ  補強部
【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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