(57)【要約】【課題】機能素子間に形成される寄生容量を低減させることができる物理量センサーを提供する。【解決手段】物理量センサー１Ａは、基体１０と、基体１０に配置されている複数の機能素子１００，２００，３００と、複数の機能素子１００，２００，３００が収容される凹部２１を有し、基体１０に接合されている蓋体２０と、凹部２１内において機能素子１００，２００，３００間に設けられ、基体１０に接合されている梁部３０と、を含み、蓋体２０と梁部３０とは一体に設けられ、梁部３０は、一定電位である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体に配置されている複数の機能素子と、
複数の前記機能素子が収容される凹部を有し、前記基体に接合されている蓋体と、
前記凹部内において前記機能素子間に設けられ、前記基体に接合されている梁部と、
を含み、
前記蓋体と前記梁部とは一体に設けられ、
前記梁部は、一定電位である、物理量センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記梁部は、平面視で第１方向に延在する第１梁部と、前記第１方向と交差する第２方向に延在する第２梁部と、を有し、
前記第１梁部は、平面視で前記機能素子間に設けられ、
前記第２梁部は、平面視で複数の前記機能素子のうちの少なくとも１つの前記機能素子の駆動用配線と検出用配線との間に設けられている、物理量センサー。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２梁部は複数設けられ、
前記駆動用配線は、平面視で前記第２梁部の間に設けられている、物理量センサー。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記駆動用配線は、加速度センサーの駆動用の配線である、物理量センサー。
【請求項５】
請求項２または３において、
前記駆動用配線は、ジャイロセンサーの駆動用の配線である、物理量センサー。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の物理量センサーを含む、電子機器。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の物理量センサーを含む、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー、電子機器、および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて物理量を検出する物理量センサーが開発されている。特に、加速度を検出する加速度センサーや角速度を検出するジャイロセンサーは、例えば、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）の手振れ補正機能、自動車のナビゲーションシステム、ゲーム機のモーションセンシング機能などの用途が急速に広がりつつある。
【０００３】
このような物理量センサーでは、複数の機能素子が、それぞれ気密に封止されたキャビティー内に収容される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、互いに内部の気圧の異なる複数の空洞部を備え、該複数の空洞部にそれぞれ機能素子が収容された物理量センサーが開示されている。また、例えば、特許文献２には、角速度センサーと加速度センサーとが異なるガス圧力の圧力容器に封止された物理量センサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５０１５３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０７３２５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、上述の物理量センサーでは、例えば、隣り合う機能素子間で寄生容量が形成され、この寄生容量の影響により所望の特性が得られない場合があった。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、機能素子間に形成される寄生容量を低減させることができる物理量センサーを提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記物理量センサーを含む電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００９】
［適用例１］
本適用例に係る物理量センサーは、
基体と、
前記基体に配置されている複数の機能素子と、
複数の前記機能素子が収容される凹部を有し、前記基体に接合されている蓋体と、
前記凹部内において前記機能素子間に設けられ、前記基体に接合されている梁部と、
を含み、
前記蓋体と前記梁部とは一体に設けられ、
前記梁部は、一定電位である。
【００１０】
このような物理量センサーでは、梁部が蓋体の凹部内において機能素子間に設けられており、梁部は一定電位である。そのため、梁部が静電シールドとして機能し、機能素子間に形成される寄生容量を低減させることができる。さらに、このような物理量センサーでは、梁部が蓋体と一体に設けられ、かつ、梁部が基体に接合されている。そのため、蓋体が基体に接合されることにより生じる接合応力による基体の変形を低減させることができ、機能素子の特性が悪化する可能性を低減させることができる。
【００１１】
［適用例２］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記梁部は、平面視で第１方向に延在する第１梁部と、前記第１方向と交差する第２方向に延在する第２梁部と、を有し、
前記第１梁部は、平面視で前記機能素子間に設けられ、
前記第２梁部は、平面視で複数の前記機能素子のうちの少なくとも１つの前記機能素子の駆動用配線と検出用配線との間に設けられていてもよい。
【００１２】
このような物理量センサーでは、第２梁部が機能素子の駆動用配線と検出用配線との間に設けられているため、機能素子の駆動用配線と検出用配線との間に形成される寄生容量を低減させることができる。
【００１３】
［適用例３］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記第２梁部は複数設けられ、
前記駆動用配線は、平面視で前記第２梁部の間に設けられていてもよい。
【００１４】
このような物理量センサーでは、駆動用配線が平面視で第２梁部の間に設けられているため、駆動用配線と検出用配線との間に形成される寄生容量をより低減させることができる。
【００１５】
［適用例４］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記駆動用配線は、加速度センサーの駆動用の配線であってもよい。
【００１６】
［適用例５］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記駆動用配線は、ジャイロセンサーの駆動用の配線であってもよい。
【００１７】
［適用例６］
本適用例に係る電子機器は、
上記適用例のいずれかに記載の物理量センサーを含む。
【００１８】
このような電子機器では、機能素子間に形成される寄生容量を低減させることができる物理量センサーを含むことができる。
【００１９】
［適用例７］
本適用例に係る移動体は、
上記適用例のいずれかに記載の物理量センサーを含む。
【００２０】
このような移動体では、機能素子間に形成される寄生容量を低減させることができる物理量センサーを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図３】第１実施形態に係る物理量センサーの第１機能素子を模式的に示す平面図。
【図４】第１実施形態に係る物理量センサーの第２機能素子を模式的に示す平面図。
【図５】第１実施形態に係る物理量センサーの第３機能素子を模式的に示す平面図。
【図６】第２実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図７】第２実施形態に係る物理量センサーの第１機能素子を模式的に示す平面図。
【図８】第２実施形態に係る物理量センサーの第２機能素子を模式的に示す平面図。
【図９】第２実施形態に係る物理量センサーの第３機能素子を模式的に示す平面図。
【図１０】第３実施形態に係る電子機器の機能ブロック図。
【図１１】電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図
【図１２】電子機器の一例としての腕装着型の携帯機器の外観の一例を示す図。
【図１３】第３実施形態に係る移動体の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２３】
１．  第１実施形態
まず、第１実施形態に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る物理量センサー１Ａを模式的に示す平面図である。図２は、第１実施形態に係る物理量センサー１Ａを模式的に示す断面図である。なお、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図１および図２には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
【００２４】
物理量センサー１Ａは、図１および図２に示すように、基体１０と、蓋体２０と、梁部３０と、配線４０，４２，４４，５０，５２，５４，６０，６２，６４，７０，７２と、パッド（端子）８０〜８９と、機能素子１００，２００，３００と、を含む。
【００２５】
なお、便宜上、図１では、蓋体２０を透視して図示している。また、図１では、基体１０に設けられている凹部１２および配線溝１４の図示を省略している。また、図１および図２では、機能素子１００，２００，３００を簡略化して図示している。
【００２６】
以下では、第１機能素子１００が、水平方向（Ｘ軸方向）の加速度を検出する加速度センサー（静電容量型ＭＥＭＳ加速度センサー）であり、第２機能素子２００が水平方向（Ｙ軸方向）の加速度を検出する加速度センサーであり、第３機能素子３００が鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度を検出する加速度センサーである例について説明する。
【００２７】
基体１０の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。基体１０の上面には、３つの凹部１２が形成されており、各凹部１２の上方に（＋Ｚ軸方向側に）、それぞれ機能素子１００，２００，３００の可動体等が配置されている。
【００２８】
蓋体２０は、基体１０上に設けられている。蓋体２０の材質は、例えば、シリコンである。蓋体２０の材質は、例えば、導電性を有していれば特に限定されない。蓋体２０は、基体１０に接合されている。蓋体２０の材質がシリコンであり、基体１０の材質がガラスである場合、基体１０と蓋体２０とは、例えば、陽極接合によって接合されている。蓋体２０には、凹部２１が設けられている。凹部２１は、機能素子１００，２００，３００および第３機能素子３００の駆動用配線６４を収容するためのキャビティー２，４，６，８を構成している。凹部２１は、平面視で（Ｚ軸方向からみて）、蓋体２０の枠部２２で囲まれた領域である。
【００２９】
梁部３０は、凹部２１内に設けられている。梁部３０は、機能素子１００，２００，３００の間に設けられている。また、梁部３０は、第３機能素子３００の検出用配線６０,６２と第３機能素子３００の駆動用配線６４との間に設けられている。梁部３０が凹部２１を区画することによって、キャビティー２，４，６，８が形成される。梁部３０および蓋体２０は、一定電位である。ここで、蓋体２０が一定電位であるとは、蓋体２０が接地電位である場合や、蓋体２０が装置の基準電位である場合を含む。
【００３０】
梁部３０は、第１梁部（第１部分）３２と、複数（図示の例では２つ）の第２梁部（第２部分）３４ａ，３４ｂと、を有している。第１梁部３２は、平面視で凹部２１内をＸ軸方向（第１方向）に延在しており、枠部２２のＸ軸方向に対向する一方の面から他方の面まで延在している。第１梁部３２は、機能素子１００，２００と、第３機能素子３００との間に設けられている。
【００３１】
第２梁部３４ａ，３４ｂは、平面視で凹部２１内をＹ軸方向（第２方向）に延在しており、枠部２２から第１梁部３２まで延在している。第２梁部３４ａは、平面視で第３機能素子３００の検出用配線６０と第３機能素子３００の駆動用配線６４との間に設けられている。第２梁部３４ｂは、平面視で駆動用配線６４と第３機能素子３００の検出用配線６２との間に設けられている。
【００３２】
なお、図示の例では、第１梁部３２が延在する方向と第２梁部３４ａ，３４ｂが延在する方向とが互いに直交する方向であるがこれに限定されず、第１梁部３２が延在する方向と第２梁部３４ａ，３４ｂが延在する方向とは交差する方向であればよい。
【００３３】
梁部３０は、蓋体２０と一体に形成されている。すなわち、梁部３０と蓋体２０とは同じ材質である。例えば、１つのシリコン基板をパターニングすることにより、梁部３０と蓋体２０とを一体に形成することができる。
【００３４】
梁部３０は、基体１０に接合されている。梁部３０の材質がシリコンであり、基体１０の材質がガラスである場合、基体１０と梁部３０とは、例えば、陽極接合によって接合されている。
【００３５】
基体１０、蓋体２０、および梁部３０は、複数のキャビティー２，４，６，８を形成している。第１キャビティー２には、第１機能素子１００が収容されている。第２キャビティー４には、第２機能素子２００が収容されている。第３キャビティー６には、第３機能素子３００が収容されている。第４キャビティー８には、第３機能素子３００の駆動用配線６４が収容されている。キャビティー２，４，６，８内は、例えば、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気である。
【００３６】
図示の例では、第１キャビティー２は、平面視で蓋体２０の枠部２２、第１梁部３２、第２梁部３４ａによって囲まれた空間である。第２キャビティー４は、平面視で蓋体２０の枠部２２、第１梁部３２、第２梁部３４ｂによって囲まれた空間である。第３キャビティー６は、平面視で蓋体２０の枠部２２、第１梁部３２によって囲まれた空間である。第４キャビティー８は、平面視で蓋体２０の枠部２２、第１梁部３２、第２梁部３４ａ，３４ｂで囲まれた空間である。
【００３７】
第１機能素子１００、第２機能素子２００、および第３機能素子３００は、基体１０上に設けられている。図示の例では、第２機能素子２００は、第１機能素子１００の−Ｘ軸方向側に設けられている。また、第３機能素子３００は、第１機能素子１００および第２機能素子２００の−Ｙ軸方向側に設けられている。
【００３８】
第１機能素子１００には、２つの検出用配線４０，４２および１つの駆動用配線４４が電気的に接続されている。検出用配線４０は、第１機能素子１００の固定電極部１３８（図３参照）と、パッド８１と、を電気的に接続している。検出用配線４２は、第１機能素子１００の固定電極部１３９（図３参照）と、パッド８２と、を電気的に接続している。駆動用配線４４は、第１機能素子１００の可動体１３４（可動電極部１３６）（図３参照）と、第３機能素子３００の可動体３２０（図５参照）と、を電気的に接続している。第１機能素子１００の可動体１３４は、例えば、駆動用配線４４、第３機能素子３００の可動体３２０、第３機能素子３００の駆動用配線６４を介して、パッド８４と電気的に接続されている。
【００３９】
なお、ここでは、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ａ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｂ部材」という）」などと用いている。この例のような場合に、Ａ部材とＢ部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、Ａ部材とＢ部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。
【００４０】
第２機能素子２００には、２つの検出用配線５０，５２と１つの駆動用配線５４が電気的に接続されている。検出用配線５０は、第２機能素子２００の固定電極部１３８（図４参照）と、パッド８６と、を電気的に接続している。検出用配線５２は、第２機能素子２００の固定電極部１３９（図４参照）と、パッド８７と、を電気的に接続している。駆動用配線５４は、第２機能素子２００の可動体１３４（可動電極部１３６）（図４参照）と、第３機能素子３００の可動体３２０と、を電気的に接続している。第２機能素子２００の可動体１３４は、例えば、駆動用配線５４、第３機能素子３００の可動体３２０、第３機能素子３００の駆動用配線６４を介して、パッド８４と電気的に接続されている。
【００４１】
第３機能素子３００には、２つの検出用配線６０，６２と１つの駆動用配線６４が電気的に接続されている。検出用配線６０は、第３機能素子３００の固定電極部３５０（図５参照）と、パッド８３と、を電気的に接続している。検出用配線６２は、第３機能素子３００の固定電極部３５２（図５参照）と、パッド８５と、を電気的に接続している。駆動用配線６４は、第３機能素子３００の可動体３２０（図５参照）と、パッド８４と、を電気的に接続している。
【００４２】
駆動用配線６４の一部は、平面視で第２梁部３４ａと第２梁部３４ｂとの間に配置されている。図示の例では、駆動用配線６４の一部は、第４キャビティー８に収容されている。第４キャビティー８には、機能素子１００，２００，３００は収容されておらず、駆動用配線６４のみが収容されている。
【００４３】
接地配線７０は、蓋体２０および梁部３０の電位を接地電位（一定電位）にするための配線である。接地配線７０は、コンタクト部７４を介して蓋体２０と電気的に接続されている。接地配線７０は、パッド８０と蓋体２０（コンタクト部７４）とを電気的に接続している。
【００４４】
接地配線７２は、蓋体２０および梁部３０の電位を接地電位（一定電位）にするための配線である。接地配線７２は、コンタクト部７６を介して蓋体２０と電気的に接続されている。接地配線７２は、パッド８８と蓋体２０（コンタクト部７６）とを電気的に接続している。パッド８０，８８は接地電位（グランド）に接続されている。
【００４５】
なお、ここでは、パッド８０，８８が接地電位に接続されている例について説明したが、パッド８０，８２は、装置の電源（基準電位）に接続されていてもよい。この場合、配線７０，７２は、蓋体２０および梁部３０の電位を基準電位（一定電位）にするための配線として機能する。
【００４６】
配線４０，４２，４４，５０，５２，５４，６０，６２，６４，７０，７２は、例えば、基体１０上に設けられた配線溝１４内に設けられている。配線４０，４２，４４，５０，５２，５４，６０，６２，６４，７０，７２の材質は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム、金、白金、チタン、タングステン、クロムである。
【００４７】
パッド８０〜８８は、基体１０上に設けられている。図示の例では、パッド８０〜８８は、Ｘ軸方向に並んで設けられている。パッド８０〜８８の材質は、例えば、配線４０，４２，４４，５０，５２，５４，６０，６２，６４の材質と同じである。
【００４８】
以下、第１機能素子１００、第２機能素子２００、および第３機能素子３００について詳細に説明する。
【００４９】
（１）第１機能素子
まず、第１機能素子１００について説明する。図３は、第１機能素子１００を模式的に示す平面図である。
【００５０】
第１機能素子１００は、Ｘ軸方向の加速度を検出する加速度センサーである。第１機能素子１００は、固定部１３０と、バネ部１３２と、可動体１３４と、可動電極部１３６と、固定電極部１３８，１３９と、を有している。バネ部１３２、可動体１３４、および可動電極部１３６は、凹部１２の上方に設けられ、基体１０と離間している。
【００５１】
固定部１３０は、基体１０に固定されている。固定部１３０は、例えば、陽極接合によって基体１０の上面に接合されている。固定部１３０は、例えば、２つ設けられており、一方の固定部１３０は、可動体１３４の−Ｘ軸方向側に設けられ、他方の固定部１３０は、可動体１３４の＋Ｘ軸方向側に設けられている。
【００５２】
バネ部１３２は、固定部１３０と可動体１３４とを連結している。バネ部１３２は、複数の梁部１３３によって構成されている。梁部１３３は（バネ部１３２は）、可動体１３４の変位方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。
【００５３】
可動体１３４は、Ｘ軸方向に変位可能である。具体的には、可動体１３４は、Ｘ軸方向の加速度に応じて、バネ部１３２を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。可動体１３４は、バネ部１３２、固定部１３０、およびコンタクト部１１０を介して、駆動用配線４４（図１参照）と電気的に接続されている。
【００５４】
可動電極部１３６は、可動体１３４に設けられている。可動電極部１３６は、可動体１３４等を介して、駆動用配線４４（図１参照）と電気的に接続されている。
【００５５】
固定電極部１３８，１３９は、基体１０に固定されている。固定電極部１３８，１３９は、例えば、陽極接合によって基体１０に接合されている。固定電極部１３８，１３９は、一方の端部が固定端として基体１０に接合され、他方の端部が自由端として可動体１３４側へ延出している。固定電極部１３８，１３９は、可動電極部１３６と対向して設けられている。図３に示す例では、固定電極部１３８，１３９は、Ｘ軸に沿って交互に設けられている。第１固定電極部１３８は、コンタクト部１１０を介して、検出用配線４０（図１参照）と電気的に接続されている。第２固定電極部１３９は、コンタクト部１１０を介して、検出用配線４２（図１参照）と電気的に接続されている。
【００５６】
固定部１３０、バネ部１３２、可動体１３４、および可動電極部１３６は、一体に設けられている。固定部１３０、バネ部１３２、可動体１３４、可動電極部１３６、および固定電極部１３８，１３９の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。
【００５７】
次に、第１機能素子１００の動作について説明する。
【００５８】
第１機能素子１００では、駆動用配線４４を介して可動体１３４に駆動信号が印加される。駆動信号は数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波電圧であり、可動体１３４はこの駆動信号に追従することができず、可動体１３４は静止状態となる。ここで、Ｘ軸方向の加速度が生じると、可動体１３４がバネ部１３２を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。この可動体１３４の変位に伴って、可動電極部１３６と固定電極部１３８との間の距離、可動電極部１３６と固定電極部１３９との間の距離が変化する。すなわち、この可動体１３４の変位に伴って、可動電極部１３６と固定電極部１３８との間の静電容量、可動電極部１３６と固定電極部１３９との間の静電容量が変化する。可動電極部１３６と固定電極部１３８との間の静電容量は、検出用配線４０に電気的に接続されたパッド８１（図１参照）を介して測定することができる。また、可動電極部１３６と固定電極部１３９との間の静電容量は、検出用配線４２に電気的に接続されたパッド８２（図１参照）を介して測定することができる。これらの静電容量の変化を検出することにより、Ｘ軸方向の加速度を測定することができる。
【００５９】
（２）第２機能素子
次に、第２機能素子２００について説明する。図４は、第２機能素子２００を模式的に示す平面図である。
【００６０】
第２機能素子２００は、Ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサーである。第２機能素子２００は、固定部１３０と、バネ部１３２と、可動体１３４と、可動電極部１３６と、固定電極部１３８，１３９と、を有している。
【００６１】
第２機能素子２００は、第１機能素子１００を、Ｚ軸まわりに９０°回転させた形状を有している。したがって、第２機能素子２００についてはその詳細な説明を省略する。
【００６２】
可動体１３４は、バネ部１３２、固定部１３０、およびコンタクト部１１０を介して、駆動用配線５４（図１参照）と電気的に接続されている。また、可動電極部１３６は、可動体１３４等を介して、駆動用配線５４と電気的に接続されている。
【００６３】
第１固定電極部１３８は、コンタクト部１１０を介して、検出用配線５０（図１参照）と電気的に接続されている。第２固定電極部１３９は、コンタクト部１１０を介して、検出用配線５２（図１参照）と電気的に接続されている。
【００６４】
次に、第２機能素子２００の動作について説明する。
【００６５】
第２機能素子２００では、駆動用配線５４を介して可動体１３４に駆動信号が印加される。駆動信号は数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波電圧であり、可動体１３４はこの駆動信号に追従することができず、可動体１３４は静止状態となる。ここで、Ｙ軸方向の加速度が生じると、可動体１３４がバネ部１３２を弾性変形させながら、Ｙ軸方向に変位する。この可動体１３４の変位に伴って、可動電極部１３６と固定電極部１３８との間の静電容量、可動電極部１３６と固定電極部１３９との間の静電容量が変化する。可動電極部１３６と固定電極部１３８との間の静電容量は、検出用配線５０に電気的に接続されたパッド８６（図１参照）を介して測定することができる。また、可動電極部１３６と固定電極部１３９との間の静電容量は、検出用配線５２に電気的に接続されたパッド８７（図１参照）を介して測定することができる。これらの静電容量の変化を検出することにより、Ｙ軸方向の加速度を測定することができる。
【００６６】
（３）第３機能素子
次に、第３機能素子３００について説明する。図５は、第３機能素子３００を模式的に示す平面図である。
【００６７】
第３機能素子３００は、Ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサーである。第３機能素子３００は、図５に示すように、第１素子３００ａと、第２素子３００ｂと、を含む。
【００６８】
第１素子３００ａは、可動体３２０と、支持部３３０，３３２と、固定部３４０と、固定電極部３５０，３５２と、を含む。
【００６９】
可動体３２０は、基体１０に形成された凹部１２上に設けられている。凹部１２の底面（凹部１２を規定する基体１０の面）には、ポスト部１６が設けられている。可動体３２０は、凹部１２によって、基体１０と接触することなく、可動することができる。可動体３２０は、支持部３３０，３３２を介して、ポスト部１６（基体１０）に固定された固定部３４０に接続されている。
【００７０】
可動体３２０は、支持軸Ｑまわりに変位可能である。具体的には、可動体３２０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わると、支持部３３０，３３２によって決定される支持軸Ｑを回転軸（揺動軸）としてシーソー揺動し、Ｚ軸方向に変位する。支持軸Ｑは、図示の例では、Ｙ軸に平行である。
【００７１】
可動体３２０は、第１シーソー片（第１部分）３２０ａと、第２シーソー片（第２部分）３２０ｂと、を有している。第１シーソー片３２０ａは、平面視で支持軸Ｑによって区分された可動体３２０の２つの部分のうちの一方（図示の例では支持軸Ｑの＋Ｘ軸方向側に位置する部分）である。第２シーソー片３２０ｂは、平面視で支持軸Ｑによって区分された可動体３２０の２つの部分のうちの他方（図示の例では支持軸Ｑの−Ｘ軸方向側に位置する部分）である。
【００７２】
第１シーソー片３２０ａの質量と第２シーソー片３２０ｂの質量は異なっている。そのため、鉛直方向の加速度が加わったときに、第１シーソー片３２０ａの回転モーメントと第２シーソー片３２０ｂの回転モーメントとを均衡させず、可動体３２０に所定の傾きを生じさせることができる。図示の例では、支持軸Ｑが可動体３２０の重心から外れた位置に配置されている。これにより、第１シーソー片３２０ａの質量と第２シーソー片３２０ｂの質量を異ならせることができる。
【００７３】
可動体３２０は、支持軸Ｑを境にして設けられた第１可動電極部３２１および第２可動電極部３２２を備えている。第１可動電極部３２１は、第１シーソー片３２０ａに設けられている。第２可動電極部３２２は、第２シーソー片３２０ｂに設けられている。
【００７４】
例えば、可動体３２０が導電性材料（不純物がドープされたシリコン）で構成されることによって、可動電極部３２１，３２２が設けられる。すなわち、第１シーソー片３２０ａが第１可動電極部３２１として機能し、第２シーソー片３２０ｂが第２可動電極部３２２として機能している。
【００７５】
可動体３２０には、可動体３２０を貫通する複数のスリット部３２６が設けられている。可動体３２０にスリット部３２６を設けることにより、気体の粘性により生じるダンピング（質量体の動きを止めようとする働き、流動抵抗）を低減させることができる。
【００７６】
可動体３２０には、支持部３３０，３３２および固定部３４０が配置される貫通孔３２８が設けられている。支持部３３０，３３２は、可動体３２０を支持軸Ｑまわりに変位可能に支持している。支持部３３０，３３２は、トーションバネ（捻りバネ）として機能する。
【００７７】
可動体３２０、支持部３３０，３３２、および固定部３４０は、一体に設けられている。可動体３２０、支持部３３０，３３２、および固定部３４０は、例えば１つの基板をパターニングすることによって一体的に設けられる。そのため、可動体３２０、支持部３３０，３３２、および固定部３４０は、１つの構造体（シリコン構造体）を構成している。この構造体は、基体１０に１点で支持されている。
【００７８】
固定電極部３５０，３５２は、基体１０上に設けられている。固定電極部３５０，３５２は、凹部１２の底面に設けられている。第１固定電極部３５０は、第１シーソー片３２０ａ（第１可動電極部３２１）に対向して配置されている。第２固定電極部３５２は、第２シーソー片３２０ｂ（第２可動電極部３２２）に対向して配置されている。
【００７９】
第１固定電極部３５０と第１可動電極部３２１によって、静電容量Ｃ１が形成される。また、第２固定電極部３５２と第２可動電極部３２２によって、静電容量Ｃ２が形成される。静電容量Ｃ１および静電容量Ｃ２は、例えば、可動体３２０が水平な状態で、等しくなるように構成されている。
【００８０】
第２素子３００ｂは、可動体３２０と、支持部３３０，３３２と、固定部３４０と、固定電極部３５０，３５２と、を含む。
【００８１】
第２素子３００ｂは、図５に示すように、第１素子３００ａを、Ｚ軸まわりに１８０°回転させた形状を有している。すなわち、第１素子３００ａと第２素子３００ｂとは、平面視でＹ軸に平行な直線（図示せず）に対して対称に設けられている。
【００８２】
第１素子３００ａの第１固定電極部３５０と第２素子３００ｂの第１固定電極部３５０とは、検出用配線６０（図１参照）に電気的に接続されている。図示の例では、第１素子３００ａの第１固定電極部３５０と第２素子３００ｂの第１固定電極部３５０とは、配線３６０によって電気的に接続されている。この配線３６０と検出用配線６０とが電気的に接続されている。
【００８３】
第１素子３００ａの第２固定電極部３５２と第２素子３００ｂの第２固定電極部３５２とは、検出用配線６２（図１参照）に電気的に接続されている。図示の例では、第１素子３００ａの第２固定電極部３５２と第２素子３００ｂの第２固定電極部３５２とは、配線３６２によって電気的に接続されている。この配線３６２と検出用配線６２とが電気的に接続されている。
【００８４】
また、第１素子３００ａの可動体３２０と第２素子３００ｂの可動体３２０とは、駆動用配線６４に電気的に接続されている。
【００８５】
次に、第３機能素子３００の動作について説明する。
【００８６】
第３機能素子３００では、駆動用配線６４を介して第１素子３００ａの可動体３２０および第２素子３００ｂの可動体３２０に駆動信号が印加される。駆動信号は数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波電圧であり、可動体３２０はこの駆動信号に追従することができず、可動体３２０は静止状態となる。ここで、Ｚ軸方向の加速度が生じると、可動体３２０が支持軸Ｑまわりに揺動する。この可動体３２０の動きに伴って、第１可動電極部３２１と第１固定電極部３５０との間の距離、および第２可動電極部３２２と第２固定電極部３５２との間の距離が変化する。この結果、第１可動電極部３２１と第１固定電極部３５０との間の静電容量Ｃ１および第２可動電極部３２２と第２固定電極部３５２との間の静電容量Ｃ２が変化する。
【００８７】
したがって、第３機能素子３００では、例えば、静電容量Ｃ１と静電容量Ｃ２との差に基づいて（いわゆる差動検出方式により）、Ｚ軸方向の加速度の向きや大きさを検出することができる。また、第３機能素子３００では、第１素子３００ａと第２素子３００ｂとを設けることにより、Ｚ軸方向以外の方向（例えばＸ軸方向）に検出感度をもつことによる誤差を、キャンセルすることができる。その結果、Ｚ軸方向の検出感度を向上させることができる。静電容量Ｃ１は、検出用配線６０に電気的に接続されたパッド８３（図１参照）を介して測定することができる。静電容量Ｃ２は、検出用配線６２に電気的に接続されたパッド８５（図１参照）を介して測定することができる。
【００８８】
物理量センサー１Ａは、例えば、以下の特徴を有する。
【００８９】
物理量センサー１Ａでは、梁部３０が蓋体２０の凹部２１内において機能素子１００，２００，３００間に設けられており、梁部３０は一定電位（例えば接地電位）である。そのため、梁部３０が静電シールドとして機能し、機能素子１００，２００，３００間に形成される寄生容量を低減させることができる。
【００９０】
さらに、物理量センサー１Ａでは、梁部３０が蓋体２０と一体に設けられ、かつ、基体１０に接合されているため、機能素子１００，２００，３００が歪んで特性が悪化する可能性を低減させることができる。例えば梁部を有さない場合、蓋体２０が基体１０に接合されることにより生じる応力（接合応力）により基体１０が変形して（例えば基体１０が反って）、機能素子に歪みが生じ、素子特性を悪化させる場合があった。これに対して、物理量センサー１Ａでは、梁部３０を有することにより、例えば蓋体が梁部を有さない場合と比べて、接合応力による基体１０の変形を低減させて、機能素子１００，２００，３００に歪みが生じる可能性を低減させることができる。また、梁部３０が基体１０に接合されているため、例えば蓋体が梁部を有さない場合と比べて、機能素子１００，２００，３００に加わる応力を均一化することができる。したがって、物理量センサー１Ａでは、素子特性が悪化する可能性を低減させることができる。さらに、物理量センサー１Ａでは、梁部３０が設けられることにより、例えば蓋体が梁部を有さない場合と比べて、外力による変形を低減させることができる。
【００９１】
物理量センサー１Ａでは、第１梁部３２は平面視で機能素子１００，３００間に設けられ、第２梁部３４ａは、平面視で機能素子１００，２００，３００のうちの１つの機能素子３００の駆動用配線６４と検出用配線６０との間に設けられ、第２梁部３４ｂは、駆動用配線６４と検出用配線６２との間に設けられている。そのため、駆動用配線６４と検出用配線６０，６２との間に形成される寄生容量を低減させることができる。したがって、信号ノイズを低減させることができる。
【００９２】
物理量センサー１Ａでは、駆動用配線６４は、平面視で第２梁部３４ａと第２梁部３４ｂとの間に設けられている。そのため、駆動用配線６４と検出用配線６０，６２との間に形成される寄生容量をより低減させることができる。
【００９３】
２．  第２実施形態
次に、第２実施形態に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態に係る物理量センサー１Ｂを模式的に示す平面図である。以下、第２実施形態に係る物理量センサー１Ｂにおいて、上述した第１実施形態に係る物理量センサー１Ａと同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９４】
上述した物理量センサー１Ａでは、第１機能素子１００が、Ｘ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであり、第２機能素子２００が、Ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであり、第３機能素子３００がＺ軸方向の加速度を検出する加速度センサーである例について説明した。
【００９５】
これに対して、物理量センサー１Ｂでは、第１機能素子１００が、Ｙ軸まわりの角速度を検出するジャイロセンサーであり、第２機能素子２００が、Ｘ軸方向まわりの角速度を検出するジャイロセンサーであり、第３機能素子３００がＺ軸方向まわりの角速度を検出するジャイロセンサーである。
【００９６】
物理量センサー１Ｂは、図６に示すように、基体１０と、蓋体２０と、梁部３０と、配線４０，４２，４４ａ，４４ｂ，５０，５２，５４ａ，５４ｂ，６０，６２，６４ａ，６４ｂと、パッド（端子）８０〜８８，９０〜９５と、機能素子１００，２００，３００と、を含む。
【００９７】
なお、便宜上、図６では、蓋体２０を透視して図示している。また、図６では、機能素子１００，２００，３００を簡略化して図示している。また、図６では、基体１０に設けられている凹部１２および配線溝１４の図示を省略している。
【００９８】
梁部３０は、第１梁部３２と、複数（図示の例では６つ）の第２梁部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆと、を有している。
【００９９】
第２梁部３４ａ〜３４ｆは、平面視で凹部２１内をＹ軸方向に延在している。
【０１００】
第２梁部３４ａは、平面視で第１機能素子１００の検出用配線４０と、駆動用配線４４ａとの間に設けられている。第２梁部３４ｂは、平面視で第１機能素子１００の駆動用配線４４ｂと、第１機能素子１００の検出用配線４２との間に設けられている。第２梁部３４ｃは、平面視で第３機能素子３００の検出用配線６０と、駆動用配線６４ａとの間に設けられている。第２梁部３４ｄは、平面視で第３機能素子３００の駆動用配線６４ｂと、第３機能素子３００の検出用配線６２との間に設けられている。第２梁部３４ｅは、平面視で第２機能素子２００の検出用配線５０と、駆動用配線５４ａとの間に設けられている。第２梁部３４ｆは、平面視で第２機能素子２００の駆動用配線５４ｂと、第２機能素子２００の検出用配線５２との間に設けられている。
【０１０１】
基体１０、蓋体２０、および梁部３０は、複数のキャビティー２，４，６，８ａ，８ｂ，８ｃを形成している。第１〜第３キャビティー２，４，６には、それぞれ機能素子１００，２００，３００が収容されている。第４キャビティー８ａには、第１機能素子１００の駆動用配線４４ａ，４４ｂの一部が収容されている。第５キャビティー８ｂには、第３機能素子３００の駆動用配線６４ａ，６４ｂの一部が収容されている。第６キャビティー８ｃには、第２機能素子２００の駆動用配線５４ａ，５４ｂの一部が収容されている。キャビティー２，４，６，８ａ，８ｂ，８ｃ内は、例えば、減圧状態（真空状態）である。
【０１０２】
図示の例では、第１キャビティー２は、平面視で蓋体２０の枠部２２、梁部３２，３４ａ，３４ｂ，３４ｃによって囲まれた空間である。第２キャビティー４は、平面視で蓋体２０の枠部２２、梁部３２，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆによって囲まれた空間である。第３キャビティー６は、平面視で蓋体２０の枠部２２、梁部３２によって囲まれた空間である。第４キャビティー８ａは、平面視で蓋体２０の枠部２２、梁部３４ａ，３４ｂで囲まれた空間である。第５キャビティー８ｂは、平面視で蓋体２０の枠部２２、梁部３２，３４ｃ，３４ｄで囲まれた空間である。第６キャビティー８ｃは、平面視で蓋体２０の枠部２２、梁部３４ｅ，３４ｆで囲まれた空間である。
【０１０３】
第１機能素子１００には、２つの検出用配線４０，４２と、２つの駆動用配線４４ａ，４４ｂが電気的に接続されている。検出用配線４０は、第１機能素子１００の第１構造体２１２ａの固定検出電極部２４６（図７参照）と、パッド８１と、を電気的に接続している。検出用配線４２は、第１機能素子１００の第２構造体２１２ｂの固定検出電極部２４６（図７参照）と、パッド８２と、を電気的に接続している。駆動用配線４４ａは、第１機能素子１００の固定駆動電極部２３８（図７参照）と、パッド９０と、を電気的に接続している。駆動用配線４４ｂは、第１機能素子１００の固定駆動電極部２３９（図７参照）と、パッド９１と、を電気的に接続している。
【０１０４】
駆動用配線４４ａ，４４ｂの一部は、平面視で第２梁部３４ａと第２梁部３４ｂとの間に配置されている。図示の例では、駆動用配線４４ａ，４４ｂの一部は、第４キャビティー８ａに収容されている。第４キャビティー８ａには、機能素子１００，２００，３００は収容されておらず、駆動用配線４４ａ，４４ｂのみが収容されている。
【０１０５】
第２機能素子２００には、２つの検出用配線５０，５２と、２つの駆動用配線５４ａ，５４ｂが電気的に接続されている。検出用配線５０は、第２機能素子２００の第１構造体２１２ａの固定検出電極部２４６（図８参照）と、パッド８６と、を電気的に接続している。検出用配線５２は、第２機能素子２００の第２構造体２１２ｂの固定検出電極部２４６（図８参照）と、パッド８７と、を電気的に接続している。駆動用配線５４ａは、第２機能素子２００の固定駆動電極部２３８（図８参照）と、パッド９４と、を電気的に接続している。駆動用配線５４ｂは、第２機能素子２００の固定駆動電極部２３９（図８参照）と、パッド９５と、を電気的に接続している。
【０１０６】
駆動用配線５４ａ，５４ｂの一部は、平面視で第２梁部３４ｅと第２梁部３４ｆとの間に配置されている。図示の例では、駆動用配線５４ａ，５４ｂの一部は、第６キャビティー８ｃに収容されている。第６キャビティー８ｃには、機能素子１００，２００，３００は収容されておらず、駆動用配線５４ａ，５４ｂのみが収容されている。
【０１０７】
第３機能素子３００には、２つの検出用配線６０，６２と、２つの駆動用配線６４ａ，６４ｂが電気的に接続されている。検出用配線６０は、第３機能素子３００の固定検出電極部４４６（図９参照）と、パッド８３と、を電気的に接続している。検出用配線６２は、第３機能素子３００の固定検出電極部４４７（図９参照）と、パッド８５と、を電気的に接続している。駆動用配線６４ａは、第３機能素子３００の固定駆動電極部４３８（図９参照）と、パッド９２と、を電気的に接続している。駆動用配線６４ｂは、第３機能素子３００の固定駆動電極部４３９（図９参照）と、パッド９３と、を電気的に接続している。
【０１０８】
駆動用配線６４ａ，６４ｂの一部は、平面視で第２梁部３４ｃと第２梁部３４ｄとの間に配置されている。図示の例では、駆動用配線６４ａ，６４ｂの一部は、第５キャビティー８ｂに収容されている。第５キャビティー８ｂには、機能素子１００，２００，３００は収容されておらず、駆動用配線６４ａ，６４ｂのみが収容されている。
【０１０９】
配線４０，４２，４４ａ，４４ｂ，５０，５２，５４ａ，５４ｂ，６０，６２，６４ａ，６４ｂ、７０，７２は、例えば、基体１０上に設けられた配線溝内に設けられている。
【０１１０】
パッド８０〜８８，９０〜９５は、基体１０上に設けられている。図示の例では、パッド８０〜８８，９０〜９５は、Ｘ軸方向に並んで設けられている。
【０１１１】
以下、第１機能素子１００、第２機能素子２００、および第３機能素子３００について詳細に説明する。
【０１１２】
（１）第１機能素子
まず、第１機能素子１００について説明する。図７は、第１機能素子１００を模式的に示す平面図である。
【０１１３】
第１機能素子１００は、Ｙ軸まわりの角速度を検出するジャイロセンサーである。
【０１１４】
第１機能素子１００は、図７に示すように、２つの構造体２１２（第１構造体２１２ａ、第２構造体２１２ｂ）を有している。２つの構造体２１２は、Ｙ軸に平行な軸αに関して対称となるように、Ｘ軸方向に並んで設けられている。
【０１１５】
構造体２１２は、固定部２３０と、駆動バネ部２３２と、質量体（振動体）２３４と、可動駆動電極部２３６と、固定駆動電極部２３８，２３９と、可動体２４０と、梁部２４２と、可動検出電極部２４４と、固定検出電極部２４６と、を有している。駆動バネ部２３２、質量体２３４、可動駆動電極部２３６、可動体２４０、梁部２４２、および可動検出電極部２４４は、凹部１２の上方に設けられ、基体１０と離間している。
【０１１６】
固定部２３０は、基体１０に固定されている。固定部２３０は、例えば、陽極接合によって基体１０の上面に接合されている。固定部２３０は、例えば、１つの構造体２１２に対して、４つ設けられている。図示の例では、構造体２１２ａ，２１２ｂは、第１構造体２１２ａの＋Ｘ軸方向側の固定部２３０と第２構造体２１２ｂの−Ｘ軸側の固定部２３０とを、共通の固定部としている。
【０１１７】
駆動バネ部２３２は、固定部２３０と質量体２３４とを連結している。駆動バネ部２３２は、複数の梁部２３３によって構成されている。梁部２３３は、固定部２３０の数に対応して、複数設けられている。梁部２３３は（駆動バネ部２３２は）、質量体２３４の振動方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。
【０１１８】
質量体２３４は、例えば、平面視において、矩形の枠体である。質量体２３４は、駆動バネ部２３２に接続されている。質量体２３４は、可動駆動電極部２３６および固定駆動電極部２３８，２３９によって、Ｘ軸方向に（Ｘ軸に沿って）振動することができる。
【０１１９】
可動駆動電極部２３６は、質量体２３４に設けられている。図示の例では、可動駆動電極部２３６は、４つ設けられている。可動駆動電極部２３６は、櫛歯状の形状を有していてもよい。
【０１２０】
固定駆動電極部２３８，２３９は、基体１０に固定されている。固定駆動電極部２３８，２３９は、例えば、陽極接合によって基体１０に接合されている。固定駆動電極部２３８，２３９は、可動駆動電極部２３６と対向して設けられ、固定駆動電極部２３８，２３９間に可動駆動電極部２３６が配置されている。可動駆動電極部２３６が櫛歯状の形状を有する場合、固定駆動電極部２３８，２３９は、可動駆動電極部２３６に対応した櫛歯状の形状を有していてもよい。
【０１２１】
可動体２４０は、回転軸となる梁部２４２を介して、質量体２３４に支持されている。可動体２４０は、平面視において、枠状の質量体２３４の内側に設けられている。可動体２４０は、板状の形状を有している。
【０１２２】
梁部２４２は、可動体２４０の重心からずれた位置に設けられている。梁部２４２は、ねじり変形することができ、このねじり変形により、可動体２４０をＺ軸方向に変位させることができる。
【０１２３】
可動検出電極部２４４は、可動体２４０に設けられている。可動検出電極部２４４は、可動体２４０のうち、平面視において固定検出電極部２４６と重なる部分である。可動検出電極部２４４は、固定検出電極部２４６との間に静電容量を形成することができる。
【０１２４】
固定部２３０、駆動バネ部２３２、質量体２３４、可動駆動電極部２３６、可動体２４０、梁部２４２、および可動検出電極部２４４は、一体に設けられている。固定部２３０、駆動バネ部２３２、質量体２３４、可動駆動電極部２３６、固定駆動電極部２３８，２３９、可動体２４０、梁部２４２、および可動検出電極部２４４の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。
【０１２５】
固定検出電極部２４６は、基体１０に固定され、可動検出電極部２４４と対向して設けられている。固定検出電極部２４６は、凹部１２の底面に設けられている。
【０１２６】
次に、機能素子１００の動作について説明する。
【０１２７】
可動駆動電極部２３６と固定駆動電極部２３８，２３９との間に、図示しない電源によって、電圧を印加すると、可動駆動電極部２３６と固定駆動電極部２３８，２３９との間に静電力を発生させることができる。具体的には、パッド９０および配線４４ａを介して固定駆動電極部２３８に第１交番電圧を印加し、パッド９１および配線４４ｂを介して固定駆動電極部２３９に第１交番電圧と位相が１８０°ずれた第２交番電圧を印加する。これにより、駆動バネ部２３２をＸ軸方向に伸縮させつつ、質量体２３４をＸ軸方向に振動させることができる。
【０１２８】
図７に示すように、第１構造体２１２ａでは、固定駆動電極部２３８は、可動駆動電極部２３６の−Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極部２３９は、可動駆動電極部２３６の＋Ｘ軸方向側に配置されている。第２構造体２１２ｂでは、固定駆動電極部２３８は、可動駆動電極部２３６の＋Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極部２３９は、可動駆動電極部２３６の−Ｘ軸方向側に配置されている。そのため、可動駆動電極部２３６と固定駆動電極部２３８との間に第１交番電圧を印加し、可動駆動電極部２３６と固定駆動電極部２３９との間に第１交番電圧と位相が１８０度ずれた第２交番電圧を印加することにより、第１構造体２１２ａの質量体２３４と、第２構造体２１２ｂの質量体２３４と、を互いに逆位相でかつ所定の周波数で、Ｘ軸方向に振動させる（音叉型振動させる）ことができる。
【０１２９】
質量体２３４が上記の振動を行っている状態で、第１機能素子１００にＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、コリオリ力が働き、第１構造体２１２ａの可動体２４０と、第２構造体２１２ｂの可動体２４０とは、Ｚ軸方向に（Ｚ軸に沿って）互いに反対方向に変位する。可動体２４０は、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す。
【０１３０】
可動体２４０がＹ軸方向に変位することにより、可動検出電極部２４４と固定検出電極部２４６との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部２４４と固定検出電極部２４６との間の静電容量は、変化する。この電極部２４４，２４６間の静電容量の変化量を検出することにより、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを求めることができる。これらの静電容量は、検出用配線４０に電気的に接続されたパッド８１、検出用配線４２に電気的に接続されたパッド８２を介して測定することができる。
【０１３１】
（２）第２機能素子
次に、第２機能素子２００について説明する。図８は、第２機能素子２００を模式的に示す平面図である。
【０１３２】
第２機能素子２００は、Ｘ軸まわりの角速度を検出するジャイロセンサーである。第２機能素子２００は、図８に示すように、２つの構造体２１２（第１構造体２１２ａ、第２構造体２１２ｂ）を有している。
【０１３３】
第２機能素子２００は、第１機能素子１００を、Ｚ軸まわりに９０°回転させた形状を有している。したがって、第２機能素子２００についてはその詳細な説明を省略する。
【０１３４】
次に、機能素子２００の動作について説明する。
【０１３５】
パッド９４および配線５４ａを介して固定駆動電極部２３８に第１交番電圧を印加し、パッド９５および配線５４ｂを介して固定駆動電極部２３９に第１交番電圧と位相が１８０°ずれた第２交番電圧を印加する。第１構造体２１２ａの質量体２３４と、第２構造体２１２ｂの質量体２３４と、を互いに逆位相でかつ所定の周波数で、Ｘ軸方向に振動させる（音叉型振動させる）ことができる。
【０１３６】
質量体２３４が上記の振動を行っている状態で、第２機能素子２００にＸ軸まわりの角速度ωｘが加わると、コリオリ力が働き、第１構造体２１２ａの可動体２４０と、第２構造体２１２ｂの可動体２４０とは、Ｚ軸方向に（Ｚ軸に沿って）互いに反対方向に変位する。可動体２４０は、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す。
【０１３７】
可動体２４０がＺ軸方向に変位することにより、可動検出電極部２４４と固定検出電極部２４６との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部２４４と固定検出電極部２４６との間の静電容量は、変化する。この電極部２４４，２４６間の静電容量の変化量を検出することにより、Ｘ軸まわりの角速度ωｘを求めることができる。これらの静電容量は、検出用配線５０に電気的に接続されたパッド８６、検出用配線５２に電気的に接続されたパッド８７を介して測定することができる。
【０１３８】
（３）第３機能素子
次に、第３機能素子３００について説明する。図９は、第３機能素子３００を模式的に示す平面図である。
【０１３９】
第３機能素子３００は、Ｚ軸まわりの角速度を検出するジャイロセンサーである。第３機能素子３００は、図９に示すように、２つの構造体４１２（第１構造体４１２ａ、第２構造体４１２ｂ）を有している。２つの構造体４１２は、Ｙ軸に平行な軸βに関して対称となるように、Ｘ軸方向に並んで設けられている。
【０１４０】
構造体４１２は、固定部４３０と、駆動バネ部４３２と、質量体４３４と、可動駆動電極部４３６と、固定駆動電極部４３８，４３９と、可動体４４０と、検出バネ部４４２と、可動検出電極部４４４と、固定検出電極部４４６，４４７と、を有している。駆動バネ部４３２、質量体４３４、可動駆動電極部４３６、可動体４４０、検出バネ部４４２、および可動検出電極部４４４は、凹部１２の上方に設けられ、基体１０と離間している。
【０１４１】
固定部４３０は、基体１０に固定されている。固定部４３０は、例えば、陽極接合によって基体１０に接合されている。固定部４３０は、例えば、１つの構造体４１２に対して、４つ設けられている。図示の例では、構造体４１２ａ，４１２ｂは、第１構造体４１２ａの＋Ｘ軸方向側の固定部４３０と第２構造体４１２ｂの−Ｘ軸側の固定部４３０とを、共通の固定部としている。
【０１４２】
駆動バネ部４３２は、固定部４３０と質量体４３４とを連結している。駆動バネ部４３２は、複数の梁部４３３によって構成されている。梁部４３３は、固定部４３０の数に対応して、複数設けられている。梁部４３３は（駆動バネ部４３２）は、質量体４３４の振動方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。
【０１４３】
質量体４３４は、駆動バネ部４３２に接続されている。質量体４３４は、可動駆動電極部４３６および固定駆動電極部４３８，４３９によって、Ｘ軸方向に（Ｘ軸に沿って）振動することができる。
【０１４４】
可動駆動電極部４３６は、質量体４３４に設けられている。可動駆動電極部４３６は、図９に示すように、櫛歯状の形状を有していてもよい。
【０１４５】
固定駆動電極部４３８，４３９は、基体１０に固定されている。固定駆動電極部４３８，４３９は、例えば、陽極接合によって基体１０に接合されている。固定駆動電極部４３８，４３９は、可動駆動電極部４３６と対向して設けられ、固定駆動電極部４３８，４３９間に可動駆動電極部４３６が配置されている。可動駆動電極部４３６が櫛歯状の形状を有する場合、固定駆動電極部４３８，４３９は、可動駆動電極部４３６に対応した櫛歯状の形状を有していてもよい。第１固定駆動電極部４３８は、例えば、コンタクト部を介して、駆動用配線６４ａ（図６参照）と電気的に接続されている。第２固定駆動電極部４３９は、例えば、コンタクト部を介して、駆動用配線６４ｂ（図６参照）と電気的に接続されている。
【０１４６】
可動体４４０は、検出バネ部４４２を介して、質量体４３４に支持されている。可動体４４０は、平面視において、枠状の質量体４３４の内側に設けられている。図示の例では、可動体４４０は、平面視において、矩形の枠体である。可動体４４０は、Ｘ軸方向に延出する第１延出部４４０ａと、Ｙ軸方向に延出する第２延出部４４０ｂと、を有している。
【０１４７】
検出バネ部４４２は、可動体４４０と質量体４３４とを連結している。検出バネ部４４２は、複数の梁部４４３によって構成されている。梁部４４３は（検出バネ部４４２は）、可動体４４０の変位方向であるＹ軸方向に円滑に伸縮することができる。
【０１４８】
可動検出電極部４４４は、可動体４４０に設けられている。可動検出電極部４４４は、例えば、可動体４４０の一方の第２延出部４４０ｂから他方の第２延出部４４０ｂまで、Ｘ軸方向に延出している。
【０１４９】
固定検出電極部４４６，４４７は、基体１０に固定され、可動検出電極部４４４と対向して設けられている。固定検出電極部４４６は、凹部１２の底面（凹部１２を規定する基体１０の面）に設けられたポスト部（図示せず）に、例えば陽極接合によって接合されている。固定検出電極部４４６，４４７は、平面視において、枠状の可動体４４０の内側に設けられている。
【０１５０】
図示の例では、固定検出電極部４４６と固定検出電極部４４７は、可動検出電極部４４４を挟んで設けられている。第１構造体４１２ａでは、可動検出電極部４４４の−Ｙ方向側に固定検出電極部４４６が設けられ、可動検出電極部４４４の＋Ｙ方向側に固定検出電極部４４７が設けられている。第２構造体４１２ｂでは、可動検出電極部４４４の−Ｙ方向側に固定検出電極部４４７が設けられ、可動検出電極部４４４の＋Ｙ方向側に固定検出電極部４４６が設けられている。
【０１５１】
固定部４３０、駆動バネ部４３２、質量体４３４、可動駆動電極部４３６、可動体４４０、検出バネ部４４２、および可動検出電極部４４４は、一体に設けられている。固定部４３０、駆動バネ部４３２、質量体４３４、可動駆動電極部４３６、固定駆動電極部４３８，４３９、可動体４４０、検出バネ部４４２、可動検出電極部４４４、および固定検出電極部４４６の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。
【０１５２】
次に、機能素子３００の動作について説明する。
【０１５３】
パッド９２および駆動用配線６４ａを介して固定駆動電極部４３８に第１交番電圧を印加し、パッド９３および駆動用配線６４ｂを介して固定駆動電極部４３９に第１交番電圧と位相が１８０°ずれた第２交番電圧を印加する。これにより、第１構造体４１２ａの質量体４３４と、第２構造体４１２ｂの質量体４３４と、を互いに逆位相でかつ所定の周波数で、Ｘ軸方向に振動させる（音叉型振動させる）ことができる。
【０１５４】
質量体４３４が上記の振動を行っている状態で、第３機能素子３００にＺ軸まわりの角速度ωｚが加わると、コリオリ力が働き、第１構造体４１２ａの可動体４４０と、第２構造体４１２ｂの可動体４４０とは、Ｙ軸方向に（Ｙ軸に沿って）互いに反対方向に変位する。可動体４４０は、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す。
【０１５５】
可動体４４０がＹ軸方向に変位することにより、可動検出電極部４４４と固定検出電極部４４６との間の距離、および可動検出電極部４４４と固定検出電極部４４７との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部４４４と固定検出電極部４４６との間の静電容量、および可動検出電極部４４４と固定検出電極部４４７との間の静電容量は、変化する。この電極部４４４，４４６間の静電容量の変化量、および電極部４４４，４４７間の静電容量の変化量を検出することにより、Ｚ軸まわりの角速度ωｚを求めることができる。これらの静電容量は、検出用配線６０に電気的に接続されたパッド８３、検出用配線６２に電気的に接続されたパッド８５を介して測定することができる。
【０１５６】
物理量センサー１Ｂでは、上述した物理量センサー１Ａと同様の作用効果を奏することができる。
【０１５７】
３．  変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１５８】
例えば、本発明に係る物理量センサーは、機能素子として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の加速度を検出する加速度センサー、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸まわりの角速度を検出する加速度センサーを含んで構成されていてもよい。すなわち、本発明に係る物理量センサーは、加速度センサーとしての機能と、ジャイロセンサーとしての機能を備えていてもよい。例えば、本発明に係る物理量センサーは、上述した第１実施形態に係る物理量センサー１Ａの機能素子１００，２００，３００である、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向の加速度を検出する加速度センサー、および上述した第２実施形態に係る物理量センサー１Ｂの機能素子１００，２００，３００である、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸まわりの角速度を検出するジャイロセンサーを含んで構成されていてもよい。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の加速度を検出することができ、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸まわりの角速度を検出することができる。
【０１５９】
４．  第３実施形態
次に、第３実施形態に係る電子機器について図面を参照しながら説明する。図１０は、第３実施形態に係る電子機器１０００の機能ブロック図である。
【０１６０】
電子機器１０００は、本発明に係る物理量センサーを含む。以下では、本発明に係る物理量センサーとして、物理量センサー１Ａを含む場合について説明する。
【０１６１】
電子機器１０００は、さらに、演算処理装置（ＣＰＵ）１０２０、操作部１０３０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０５０、通信部１０６０、表示部１０７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図１０の構成要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１６２】
演算処理装置１０２０は、ＲＯＭ１０４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、演算処理装置１０２０は、物理量センサー１Ａの出力信号や、操作部１０３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部１０６０を制御する処理、表示部１０７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
【０１６３】
操作部１０３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を演算処理装置１０２０に出力する。
【０１６４】
ＲＯＭ１０４０は、演算処理装置１０２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
【０１６５】
ＲＡＭ１０５０は、演算処理装置１０２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１０４０から読み出されたプログラムやデータ、物理量センサー１Ａから入力されたデータ、操作部１０３０から入力されたデータ、演算処理装置１０２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１６６】
通信部１０６０は、演算処理装置１０２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０１６７】
表示部１０７０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等により構成される表示装置であり、演算処理装置１０２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０１６８】
このような電子機器１０００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、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ー）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、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、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【０１６９】
図１１は、電子機器１０００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるスマートフォンは、操作部１０３０としてボタンを、表示部１０７０としてＬＣＤを備えている。
【０１７０】
図１２は、電子機器１０００の一例である腕装着型の携帯機器（ウェアラブル機器）の外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるウェアラブル機器は、表示部１０７０としてＬＣＤを備えている。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０１７１】
また、電子機器１０００である携帯機器は、例えば、ＧＰＳ受信機（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置センサーを備え、ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することができる。
【０１７２】
５．  第５実施形態
次に、第５実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第５実施形態に係る移動体１１００として、自動車を模式的に示す斜視図である。
【０１７３】
本実施形態に係る移動体は、本発明に係る物理量センサーを備える。以下では、本発明に係る物理量センサーとして、物理量センサー１Ａを備える移動体について、説明する。
【０１７４】
本実施形態に係る移動体１１００は、さらに、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー１１２０、コントローラー１１３０、コントローラー１１４０、バッテリー１１５０およびバックアップ用バッテリー１１６０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る移動体１１００は、図１３に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１７５】
このような移動体１１００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【０１７６】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれら本実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【０１７７】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１７８】
１Ａ…物理量センサー、１Ｂ…物理量センサー、２…第１キャビティー、４…第２キャビティー、６…第３キャビティー、８，８ａ…第４キャビティー、８ｂ…第５キャビティー、８ｃ…第６キャビティー、１０…基体、１２…凹部、１４…配線溝、１６…ポスト部、２０…蓋体、２１…凹部、２２…枠部、３０…梁部、３２…第１梁部、３４ａ〜３４ｆ…第２梁部、４０，４２…検出用配線、４４，４４ａ，４４ｂ…駆動用配線、５０，５２…検出用配線、５４，５４ａ，５４ｂ…駆動用配線、６０，６２…検出用配線、６４，６４ａ，６４ｂ…駆動用配線、７０，７２…接地配線、７４，７６…コンタクト部、８０〜８８，９０〜９５…パッド、１００…第１機能素子、１１０…コンタクト部、１３０…固定部、１３２…バネ部、１３３…梁部、１３４…可動体、１３６…可動電極部、１３８…第１固定電極部、１３９…第２固定電極部、２００…第２機能素子、２１２…構造体、２１２ａ…第１構造体、２１２ｂ…第２構造体、２３０…固定部、２３２…駆動バネ部、２３３…梁部、２３４…質量体、２３６…可動駆動電極部、２３８…固定駆動電極部、２３９…固定駆動電極部、２４０…可動体、２４２…梁部、２４４…可動検出電極部、２４６…固定検出電極部、３００…第３機能素子、３００ａ…第１素子、３００ｂ…第２素子、３２０…可動体、３２０ａ…第１シーソー片、３２０ｂ…第２シーソー片、３２１…第１可動電極部、３２２…第２可動電極部、３２６…スリット部、３２８…貫通孔、３３０…支持部、３３２…支持部、３４０…固定部、３５０…第１固定電極部、３５２…第２固定電極部、３６０，３６２…配線、４１２…構造体、４１２ａ…第１構造体、４１２ｂ…第２構造体、４３０…固定部、４３２…駆動バネ部、４３３…梁部、４３４…質量体、４３６…可動駆動電極部、４３８…第１固定駆動電極部、４３９…第２固定駆動電極部、４４０…可動体、４４０ａ…第１延出部、４４０ｂ…第２延出部、４４２…検出バネ部、４４３…梁部、４４４…可動検出電極部、４４６…固定検出電極部、４４７…固定検出電極部、１０００…電子機器、１０２０…演算処理装置、１０３０…操作部、１０４０…ＲＯＭ、１０５０…ＲＡＭ、１０６０…通信部、１０７０…表示部、１１００…移動体、１１２０…コントローラー、１１３０…コントローラー、１１４０…コントローラー、１１５０…バッテリー、１１６０…バックアップ用バッテリー
【図１】
2016161531.tif 000003
【図２】
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【図６】
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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３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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