(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化しても低消費電力で感度の高いセンサー素子を提供する。【解決手段】ジャイロセンサー素子１は、基部１０と、基部１０から延出し、第１面と第１面の反対側にある第２面とを有し、駆動振動する駆動用振動腕４０，５０と、基部１０から延出し、第１面と同じ側にある第３面と第３面の反対側にある第４面とを有し、駆動用振動腕４０，５０に加えられた物理量に応じて振動する検出用振動腕２０，３０と、を有するジャイロセンサー素子１であって、駆動用振動腕４０，５０は、第１面および第２面の少なくとも一方の面側に有底の溝８０，８１，９０，９１と、有底の溝８０，８１，９０，９１の内面に配置された駆動用電極と、を有し、検出用振動腕２０，３０は、第３面および第４面と交差する方向に貫通する貫通孔２１，３１と、貫通孔２１，３１の内壁面の少なくとも一部に配置された検出用電極と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から延出し、第１面と前記第１面の反対側にある第２面とを有し、駆動振動する駆動用振動腕と、
前記基部から延出し、前記第１面と同じ側にある第３面と前記第３面の反対側にある第４面とを有し、前記駆動用振動腕に加えられた物理量に応じて振動する検出用振動腕と、
を有するセンサー素子であって、
前記駆動用振動腕は、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面側に有底の溝と、前記有底の溝の内面に配置された駆動用電極と、を有し、
前記検出用振動腕は、前記第３面および前記第４面と交差する方向に貫通する貫通孔と、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に配置された検出用電極と、を有することを特徴とするセンサー素子。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサー素子において、
前記貫通孔は、前記検出用振動腕が延出する方向に沿って複数有することを特徴とするセンサー素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のセンサー素子において、
平面視で、前記基部の一方の端から延出し、並んで配置されている複数の前記駆動用振動腕と、
平面視で、前記基部の一方の端とは反対側にある他方の端から延出し、並んで配置されている複数の前記検出用振動腕と、
を有することを特徴とするセンサー素子。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のセンサー素子において、
平面視で、前記基部の一方の端から延出し、並んで配置されている複数の前記駆動用振動腕と、
平面視で、前記基部の一方の端から延出し、複数の前記駆動用振動腕と並んで配置されている少なくとも１つの前記検出用振動腕と、
を有することを特徴とするセンサー素子。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のセンサー素子において、
前記検出用振動腕の振動方向は、前記駆動振動の方向に対して交差する方向であることを特徴とするセンサー素子。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載のセンサー素子において、
前記検出用振動腕は、第１検出用振動腕、第２検出用振動腕、第３検出用振動腕、および第４検出用振動腕の４つを有し、
前記駆動用振動腕は、第１駆動用振動腕および第２駆動用振動腕の２つを有し、
互いに直交する２つの方向を第１方向および第２方向とするとき、
前記基部は、支持部と、前記第２方向に沿って前記支持部の両側から延出する第１連結部および第２連結部と、を有し、
前記第１方向に沿って前記支持部の両側から延出する前記第１検出用振動腕および前記第２検出用振動腕と、
前記第１方向に沿って前記第１連結部の両側から延出する前記第１駆動用振動腕および前記第２駆動用振動腕と、
前記第１方向に沿って前記第２連結部の両側から延出する第３駆動用振動腕および第４駆動用振動腕と、
を有することを特徴とするセンサー素子。
【請求項７】
請求項６に記載のセンサー素子において、
前記駆動振動する方向および前記検出用振動腕の振動する方向は、前記第２方向に沿った方向であることを特徴とするセンサー素子。
【請求項８】
基部と、
前記基部から延出し、第１面と前記第１面の反対側にある第２面とを有する駆動用振動腕と、
前記基部から延出し、前記駆動用振動腕に加えられた物理量に応じて振動し、前記第１面と同じ側にある第３面と前記第３面の反対側にある第４面とを有する検出用振動腕と、
を含み、
前記駆動用振動腕は、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面側に有底の溝を有し、
前記検出用検出腕は、前記第３面および前記第４面と交差する方向に貫通する貫通孔を有するセンサー素子の製造方法であって、
表裏面を有する基板を準備し、前記基板をエッチングにより加工して前記基部、前記駆動用振動腕、前記検出用振動腕、および前記貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記基板をエッチングにより加工して前記有底の溝を形成する有底の溝形成工程と、
前記貫通孔の内壁面および前記有底の溝の内面の少なくとも一方に電極パターンを形成する電極パターン形成工程と、を有し、
前記貫通孔形成工程におけるエッチングをドライエッチングにより行うことを特徴とするセンサー素子の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のセンサー素子の製造方法において、
前記貫通孔形成工程の後に前記有底の溝形成工程を行うとともに、前記有底の溝形成工程におけるエッチングをウエットエッチングにより行うことを特徴とするセンサー素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項８に記載のセンサー素子の製造方法において、
前記有底の溝形成工程の後に前記貫通孔形成工程を行うとともに、前記有底の溝形成工程におけるエッチングをドライエッチングにより行うことを特徴とするセンサー素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のセンサー素子と、
前記センサー素子を駆動する回路および信号を検出する回路を含む電子部品と、
前記センサー素子と前記電子部品とを収容するパッケージと、
を備えていることを特徴とするセンサー。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のセンサー素子を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のセンサー素子を備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー素子、センサー素子の製造方法、センサー、電子機器、および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動素子やジャイロセンサー素子は、携帯電話やデジタルカメラなどの電子機器、および自動車などの移動体に使用されている。これらの電子機器や移動体の高性能化の要求に伴い、振動素子やジャイロセンサー素子にも、低インピーダンス化や検出感度の向上が求められている。
例えば、特許文献１には、基部と、基部から両側に延びる検出腕と、基部から両側に延びる連結腕と、連結腕から垂直方向に延びる駆動腕と、を備え、駆動腕および検出腕に表裏から有底の溝を形成することによって電界効率を高め、ジャイロ素子のインピーダンス（ＣＩ値、直列等価抵抗）の低減、および感度の向上を図ることが開示されている。
また、特許文献２には、基部と、基部から一方に延びる一対の駆動腕と、基部から駆動腕と反対側に延びる一対の検出腕と、を備え、駆動腕および検出腕に貫通溝を形成することによって電界効率を高め、ジャイロ素子のインピーダンス（ＣＩ値、直列等価抵抗）の低減、および感度の向上を図ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６６７８４号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７９９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１のような検出腕部に有底の溝が設けられたジャイロ素子では、例えば、ウエットエッチングにより有底の溝を形成した場合、エッチング速度異方性が存在する材料において、溝底部の面がセンサー素子の表面に対して角度を有する形状となってしまう。
こういった形状では、電極形成のフォトリソ工程において、検出腕の溝底部を露光する際に、角度を有した部分で光の乱反射が起こり、本来露光されてはいけない壁部にも光が当たってしまう。
その結果、現像後に溝内壁部のレジストが失われてしまい、溝内の電極を所望の形状に形成できず、感度の低下を招く恐れがあった。
また、上述の特許文献２のような検出腕部に貫通溝が設けられたジャイロ素子では、駆動腕に形成した貫通溝の側壁部が薄くなることにより、振動の際に発生する熱弾性損失が大きくなることにより、駆動インピーダンスが増加してしまい、消費電力を増大する恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係るセンサー素子は、基部と、前記基部から延出し、第１面と前記第１面の反対側にある第２面とを有し、駆動振動する駆動用振動腕と、前記基部から延出し、前記第１面と同じ側にある第３面と前記第３面の反対側にある第４面とを有し、前記駆動用振動腕に加えられた物理量に応じて振動する検出用振動腕と、を有するセンサー素子であって、前記駆動用振動腕は、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面側に有底の溝と、前記有底の溝の内面に配置された駆動用電極と、を有し、前記検出用振動腕は、前記第３面および前記第４面と交差する方向に貫通する貫通孔と、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部に配置された検出用電極と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、駆動用振動腕に有底の溝を形成することにより、熱弾性損失の増大を招くことなく電界効率を向上し、駆動インピーダンスを低減することができる。また、検出用振動腕に貫通孔を形成することにより、電極形成におけるフォトリソ工程において、溝内での光の乱反射を抑制し、所望の形状に電極を形成することができ、感度の低下を抑えることができる。
従って、消費電力を抑えた感度の高いセンサー素子を提供することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載のセンサー素子において、前記貫通孔は、前記検出用振動腕が延出する方向に沿って複数有することが好ましい。
【０００９】
本適用例によれば、検出用振動腕に形成された貫通孔の寸法（貫通孔における最も長い径）を小さくすることができるため、センサー素子に衝撃が加わった際に検出用振動腕に発生する歪を小さくすることができる。従って、上述の効果に加えて、耐衝撃性を向上する効果を得ることもできる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載のセンサー素子において、平面視で、前記基部の一方の端から延出し、並んで配置されている複数の前記駆動用振動腕と、平面視で、前記基部の一方の端とは反対側にある他方の端から延出し、並んで配置されている複数の前記検出用振動腕と、を有することが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子が得られる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載のセンサー素子において、平面視で、前記基部の一方の端から延出し、並んで配置されている複数の前記駆動用振動腕と、平面視で、前記基部の一方の端から延出し、複数の前記駆動用振動腕と並んで配置されている少なくとも１つの前記検出用振動腕と、を有することが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子が得られる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に記載のセンサー素子において、前記検出用振動腕の振動方向は、前記駆動振動の方向に対して交差する方向であることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子が得られる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例に記載のセンサー素子において、前記検出用振動腕は、第１検出用振動腕、第２検出用振動腕、第３検出用振動腕、および第４検出用振動腕の４つを有し、前記駆動用振動腕は、第１駆動用振動腕および第２駆動用振動腕の２つを有し、互いに直交する２つの方向を第１方向および第２方向とするとき、前記基部は、支持部と、前記第２方向に沿って前記支持部の両側から延出する第１連結部および第２連結部と、を有し、前記第１方向に沿って前記支持部の両側から延出する前記第１検出用振動腕および前記第２検出用振動腕と、前記第１方向に沿って前記第１連結部の両側から延出する前記第１駆動用振動腕および前記第２駆動用振動腕と、前記第１方向に沿って前記第２連結部の両側から延出する第３駆動用振動腕および第４駆動用振動腕と、を有することが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子が得られる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例に記載のセンサー素子において、前記駆動振動する方向および前記検出用振動腕の振動する方向は、前記第２方向に沿った方向であることが好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子が得られる。
【００２０】
［適用例８］本適用例に係るセンサー素子の製造方法は、基部と、前記基部から延出し、第１面と前記第１面の反対側にある第２面とを有する駆動用振動腕と、前記基部から延出し、前記駆動用振動腕に加えられた物理量に応じて振動し、前記第１面と同じ側にある第３面と前記第３面の反対側にある第４面とを有する検出用振動腕と、を含み、前記駆動用振動腕は、前記第１面および前記第２面の少なくとも一方の面側に有底の溝を有し、前記検出用検出腕は、前記第３面および前記第４面と交差する方向に貫通する貫通孔を有するセンサー素子の製造方法であって、表裏面を有する基板を準備し、前記基板をエッチングにより加工して前記基部、前記駆動用振動腕、前記検出用振動腕、および前記貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記基板をエッチングにより加工して前記有底の溝を形成する有底の溝形成工程と、前記貫通孔の内壁面および前記有底の溝の内面の少なくとも一方に電極パターンを形成する電極パターン形成工程と、を有し、前記貫通孔形成工程におけるエッチングをドライエッチングにより行うことを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、基板を貫通するような加工はドライエッチングで行うため、外形や貫通孔の加工精度がよく、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子を製造することができる。
【００２２】
［適用例９］上記適用例に記載のセンサー素子の製造方法において、前記貫通孔形成工程の後に前記有底の溝形成工程を行うとともに、前記有底の溝形成工程におけるエッチングをウエットエッチングにより行うことが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、非貫通の溝はウエットエッチングで行うため、振動腕の表裏面に溝を形成したい場合には表裏面を同時に加工することもできるので、製造が容易になる。
【００２４】
［適用例１０］上記適用例に記載のセンサー素子の製造方法において、前記有底の溝形成工程の後に前記貫通孔形成工程を行うとともに、前記有底の溝形成工程におけるエッチングをドライエッチングにより行うことが好ましい。
【００２５】
本適用例によれば、外形、貫通孔、および有底の溝の形成をドライエッチングで行うため、センサー素子の全体を精度よく加工することができるので、特性のバラツキの小さなセンサー素子を製造することができる。
【００２６】
［適用例１１］本適用例に係るセンサーは、上記適用例に記載のセンサー素子と、前記センサー素子を駆動する回路および信号を検出する回路を含む電子部品と、前記センサー素子と前記電子部品とを収容するパッケージと、を備えていることを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子を備えたセンサー、例えばジャイロセンサー等の物理量センサーが得られる。
【００２８】
［適用例１２］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載のセンサー素子を備えていることを特徴とする。
【００２９】
本適用例によれば、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子を備えた電子機器が得られる。
【００３０】
［適用例１３］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載のセンサー素子を備えていることを特徴とする。
【００３１】
本適用例によれば、消費電力の増大や感度の低下を抑制したセンサー素子を備えた移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサー素子の平面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】有底の溝を有する検出用振動腕の電極構成を示す断面図。
【図５】有底の溝を有する検出用振動腕に照射した光の動きを説明する断面図。
【図６】本発明の第１実施形態に係るセンサー素子の駆動振動状態を表す平面図。
【図７】本発明の第１実施形態に係るセンサー素子の検出振動状態を表す平面図。
【図８】本発明の第１実施形態の製造方法に係るフローチャート。
【図９】本発明の第１実施形態の製造方法に係るフローチャート。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るセンサー素子の平面図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るセンサー素子の平面図。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るセンサー素子の平面図。
【図１３】図１２中のＣ−Ｃ線断面図。
【図１４】本実施形態に係るセンサー素子を備えるセンサーの概略を示す断面図。
【図１５】本実施形態に係るセンサー素子を備える電子機器としての携帯電話機を示す斜視図。
【図１６】本実施形態に係るセンサー素子を備える移動体としての自動車を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。また、図１〜図３、図６、図７、および図１０〜図１３では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」としている。また、以下の説明では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」と言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。更に、説明の便宜上、＋Ｚ軸側から見たときの平面視において、＋Ｚ軸側の面を第１主面６０、−Ｚ軸側の面を第２主面７０として説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係るセンサー素子について、ジャイロセンサー素子１を一例として挙げ、その概略構成について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係るセンサー素子の概略構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線での断面図である。また図３は、図１におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【００３５】
図１に示すように、センサー素子としてのジャイロセンサー素子１は、基部１０、＋Ｚ軸側から見た平面視で、基部１０の他方の端から＋Ｙ軸方向に延出している一対の検出用振動腕２０，３０、および＋Ｚ軸側から見た平面視で、検出用振動腕２０，３０が延出している基部１０の他方の端とは反対側にある基部１０の一方の端から−Ｙ軸方向に延出している一対の駆動用振動腕４０，５０などから構成されている。本実施形態では、上記一対の検出用振動腕２０，３０の先端部には、基部１０側の端部よりも幅（Ｘ軸方向の長さ）が大きい錘部（ハンマーヘッド）９４、９５を有している。同様に、上記一対の駆動用振動腕４０、５０の先端部には、錘部９６、９７を有している。このような錘部を有することにより、ジャイロセンサー素子１の小型化を図ることができる。なお、検出用振動腕２０，３０および駆動用振動腕４０，５０は、先端部に錘部９４，９５、錘部９６，９７を有していなくてもよいし、錘部９４，９５、錘部９６，９７のそれぞれが幅の異なる２つ以上の領域を有していてもよい。
【００３６】
本実施形態における駆動用振動腕５０および検出用振動腕３０の断面形状をそれぞれ図２および図３に示す。
【００３７】
図２に示すように、駆動用振動腕５０は、第１主面６０（第１面）から第１主面６０に対し反対側である第２主面７０（第２面）に向かって有底の溝８０を備えている。また、第２主面７０から第２主面７０に対し反対側である第１主面６０に向かって有底の溝９０を備えている。また同様に、駆動用振動腕４０は、第１主面６０から第１主面６０に対し反対側である第２主面７０に向かって有底の溝８１を備えている。また、第２主面７０から第２主面７０に対し反対側である第１主面６０に向かって有底の溝９１を備えている。
【００３８】
駆動用振動腕５０には、図２に示すように、駆動振動させるための駆動用電極５２，５３，５４，５５が配置されている。駆動用電極５２，５３は、それぞれ有底の溝８０，９０の内面に配置されており、同電位となるように基部１０等に形成された引き廻し電極（図示せず）により電気的に接続されている。また、駆動用電極５４，５５は、それぞれ第１主面６０と第２主面７０とを接続する側面に配置されており、同電位となるように基部１０等に配置された引き廻し電極（図示せず）により電気的に接続されている。駆動用振動腕５０は、これらの駆動用電極５２，５３と、駆動用電極５４，５５と、の間に駆動用振動腕４０，５０の共振周波数と同じ周波数の交流電圧を印加することにより、駆動振動させることができる。なお、駆動用振動腕４０にも駆動用振動腕５０と同様の駆動用電極が配置されており、駆動用振動腕４０の第１主面６０側および第２主面７０側にある有底の溝の内面に配置された駆動用電極は、駆動用振動腕５０の側面に配置された駆動用電極５４，５５と同電位となるように電気的に接続されている。また、駆動用振動腕４０の第１主面６０と第２主面７０とを接続するそれぞれの側面に形成された駆動用電極は、駆動用振動腕５０の有底の溝の内面に配置された駆動用電極５２，５３と同電位となるように電気的に接続されている。なお、駆動用振動腕５０は、Ｙ軸方向に沿って有底の溝８０，９０と並ぶ１つ以上の貫通孔を有していてもよい。また、同様に、駆動用振動腕４０は、Ｙ軸方向に沿って有底の溝８１，９１と並ぶ１つ以上の貫通孔を有していてもよい。また、駆動用振動腕５０の貫通孔を有する領域には、駆動用電極５２，５３，５４，５５にあたる駆動用電極が配置されていてもよい。また、同様に、駆動用振動腕４０の貫通孔を有する領域には、駆動用振動腕の有底の溝８１，９１に配置された駆動用電極にあたる駆動用電極が配置されていてもよい。
【００３９】
図３に示すように、検出用振動腕３０は、第３主面（第３面）と第４主面（第４面）とをＺ軸方向に貫通している貫通孔３１を有している。また、同様に、検出用振動腕２０は、第３主面（第３面）と第４主面（第４面）とをＺ軸方向に貫通している貫通孔２１を有している。
【００４０】
検出用振動腕３０には、図３に示すように、検出用電極３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９が形成されている。検出用電極３４，３５，３６，３７は、それぞれ貫通孔３１の内壁面に配置されており、検出用電極３４は、貫通孔３１の内壁面の−Ｘ軸側かつ＋Ｚ軸側に配置されており、検出用電極３５は、貫通孔３１の内壁面の−Ｘ軸側かつ−Ｚ軸側に配置されており、検出用電極３６は、貫通孔３１の内壁面の＋Ｘ軸側かつ＋Ｚ軸側に配置されており、検出用電極３７は、貫通孔３１の内壁面の＋Ｘ軸側かつ−Ｚ軸側に配置されている。検出用電極３２，３３，３８，３９は、第３主面と第４主面とを接続する側面に配置されており、検出用電極３２は、−Ｘ軸側にある側面の＋Ｚ軸側に検出用電極３４と向かい合うように配置されており、検出用電極３３は、−Ｘ軸側にある側面の−Ｚ軸側に検出用電極３５と向かい合うように配置されている。検出用電極３８は、＋Ｘ軸側にある側面の＋Ｚ軸側に検出用電極３６と向かい合うように配置されており、検出用電極３９は、＋Ｘ軸側にある側面の−Ｚ軸側に検出用電極３７と向かい合うように配置されている。
【００４１】
検出用電極３２，３５，３６，３９は、基部１０等に配置された引き廻し電極（図示せず）により同電位となるように電気的に接続されている。また、検出用電極３３，３４，３７，３８は、基部１０等に配置された引き廻し電極（図示せず）により同電位となるように電気的に接続されている。なお、検出用振動腕２０にも検出用振動腕３０と同様の検出用電極が配置されており、検出用振動腕３０における検出用電極３２，３５，３６，３９の位置にあたる検出用振動腕２０の検出用電極は、検出用振動腕３０の検出用電極３３，３４，３７，３８と電気的に接続されている。検出用振動腕３０における検出用電極３３，３４，３７，３８の位置にあたる検出用振動腕２０の検出用電極は、検出用振動腕３０の検出用電極３２，３５，３６，３９と電気的に接続されている。
【００４２】
上述の駆動用電極５２，５３，５４，５５および検出用電極３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９は、例えば、フォトリソグラフィーと呼ばれるフォトレジスト塗布、露光、現像、エッチング、フォトレジスト除去などの工程により形成することができる。このフォトリソグラフィー工程における露光の際、乱反射した光が本来露光されてはいけない面に照射されてしまうと、所望の形状に電極を形成できない可能性がある。
例えば、図４に示すように、検出用振動腕２０，３０に本実施形態のような貫通孔２１，３１の代わりに有底の溝を有する場合には、検出用電極３４，３５，３６，３７は有底の溝の内側面に配置される。この有底の溝を、例えばウエットエッチングにより形成した場合、基板の結晶における異方性の影響により、有底の溝の底部において、基板の表裏面とは平行でない結晶面を有した形状となる。
この有底の溝に、フォトリソグラフィー工程を用いて検出用電極を形成する場合には、有底の溝内面に電極膜を形成し、フォトレジストを塗布した後、有底の溝の−Ｘ側側面に形成された電極と有底の溝の＋Ｘ側側面に形成された電極とを分断するために、有底の溝の底部に対してパターン露光を行う。この際、図５に示すように、露光した光が有底の溝の底部の結晶面で乱反射することにより、本来露光されてはならない有底の溝の側面部まで露光される可能性があり、フォトレジストパターンが所望の形状にならない可能性がある。所望の形状となっていないフォトレジストパターンを用いて電極膜をエッチングすると、検出用電極３４，３５，３６，３７が所望の形状にならない、例えば、検出用電極３４，３５，３６，３７が形成できなかったり、他の電極と電気的に接続されてしまったりするため、ジャイロセンサー素子１の性能が低下する可能性がある。
【００４３】
本実施形態のジャイロセンサー素子１は、検出用振動腕２０，３０に貫通孔２１，３１を有するため、貫通孔２１，３１の内部に底部を有さないので、上述のフォトリソグラフィー工程における露光時に光が乱反射する可能性が低減する。また、本実施形態においては、フォトリソグラフィー工程における露光は、例えば、貫通孔２１，３１の内壁面の中央付近に斜めから照射すればよいため、光が乱反射する可能性が低減しフォトレジストパターンを所望の形状に形成しやすい。従って、検出用電極３４，３５，３６，３７が形成できなかったり、他の電極と電気的に接続されてしまったりすることで、ジャイロセンサー素子１の性能が低下する可能性が低減する。また、貫通孔２１，３１を有することで、検出用振動腕２０，３０の貫通孔２１，３１の内壁面と、検出用振動腕２０，３０の側面と、の間の長さを小さく、すなわち検出用振動腕２０，３０の貫通孔２１，３１の内壁面と、検出用振動腕２０，３０の側面と、の間の壁厚さを薄くすることができるため、電界効率を高め、高感度のジャイロセンサー素子１を得ることもできる。なお、検出用振動腕３０は、検出用電極３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９を配置しない、Ｙ軸方向に沿って貫通孔３１と並ぶ有底の溝を１つ以上有していてもよい。また、同様に、検出用振動腕２０は、検出用振動腕３０における検出用電極３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９にあたる検出用電極を配置しない、Ｙ軸方向に沿って貫通孔２１と並ぶ有底の溝を１つ以上有していてもよい。
【００４４】
次に、本実施形態におけるジャイロセンサー素子１の駆動振動状態について、図６を用いて説明する。腕部としての駆動用振動腕４０，５０は、Ｘ軸およびＹ軸で規定される平面の面内方向の内、Ｘ軸方向に沿って反対方向に屈曲振動する。すなわち、駆動用振動腕４０が−Ｘ方向に変位する際、駆動用振動腕５０は＋Ｘ方向に変位し、駆動用振動腕４０が＋Ｘ方向に変位する際、駆動用振動腕５０は−Ｘ方向に変位する。このような面内方向に屈曲振動する振動体において、有底の溝８０，８１，９０，９１を有することにより、電界効率を向上して等価回路定数における等価直列容量（Ｃ１）を大きくする効果が得られる。また同時に、振動により発生する熱が有底の溝８０，８１，９０，９１を介して振動方向と同方向に移動することによる熱弾性損失を低減してＱ値を向上させる効果が得られる。そのため、駆動インピーダンスを低減することができ、低消費電流のジャイロセンサー素子１を得ることができる。
【００４５】
本実施形態におけるジャイロセンサー素子１の動作原理について、図６および図７を用いて説明する。
図６に示す駆動モードにおいて、駆動用電極に所定の交流電圧を印加すると、図６に示すように、駆動用振動腕４０，５０は、ＸＹ面内方向で逆向きに即ち互いに接近離反する向きに屈曲振動（面内モード振動）する。
【００４６】
この状態で、ジャイロセンサー素子１に各振動腕の延出方向であるＹ軸回りに回転する角速度ωが加わると、その角速度ωに応じて発生するコリオリ力の作用により、図７に示すように、駆動用振動腕４０，５０は主面に垂直な面外方向即ちＺ軸方向に沿って互いに逆向きに屈曲振動（面外モード振動）する。このＺ軸方向の振動に共振して、検出用振動腕２０，３０が、Ｚ軸方向に沿って互いに逆向きに屈曲振動（面外モード振動）する。このとき、検出用振動腕２０，３０の振動方向は、駆動用振動腕４０，５０の振動方向とは逆相になる。すなわち、駆動用振動腕４０の面外振動モードの振動方向は、検出用振動腕２０の面外振動モードの振動方向とは逆相になり、駆動用振動腕５０の面外振動モードの振動方向は、検出用振動腕３０の面外振動モードの振動方向とは逆相になる。
【００４７】
駆動用振動腕４０が＋Ｚ軸方向に変位すると、駆動用振動腕５０は−Ｚ軸方向に変位する面外モード振動の屈曲振動となる。この駆動用振動腕４０，５０の面外モードの屈曲振動が基部１０を介して検出用振動腕２０，３０に伝わることで、検出用振動腕２０，３０を共振させ、検出用振動腕２０が−Ｚ軸方向に変位すると、検出用振動腕３０は＋Ｚ軸方向に変位する面外モードの屈曲振動となる。
【００４８】
この検出用振動腕２０，３０のＺ軸方向の屈曲振動によって検出用振動腕２０，３０の検出用電極間に発生する電荷量に基づいて、ジャイロセンサー素子１に加えられた角速度ωが求められる。
【００４９】
このようなジャイロセンサー素子１の構成材料としては、所望の振動特性を発揮することができるものであれば、特に限定されず、各種圧電体材料および各種非圧電体材料を用いることができる。
例えば、ジャイロセンサー素子１を構成する圧電体材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、四ホウ酸リチウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、ジャイロセンサー素子１を構成する圧電体材料としては水晶（Ｘカット板、ＡＴカット板、Ｚカット板等）が好ましい。水晶でジャイロセンサー素子１を構成すると、ジャイロセンサー素子１の振動特性（特に周波数温度特性）を優れたものとすることができる。
また、ジャイロセンサー素子１を構成する非圧電体材料としては、例えば、シリコン、石英等が挙げられる。特に、ジャイロセンサー素子１を構成する非圧電体材料としてはシリコンが好ましい。シリコンでジャイロセンサー素子１を構成すると、優れた振動特性を有するジャイロセンサー素子１を比較的安価に実現することができる。また、公知の微細加工技術を用いてエッチングにより高い寸法精度でジャイロセンサー素子１を形成することができる。なお、ジャイロセンサー素子１を構成する材料として非圧電体をもちいる場合には、ジャイロセンサー素子１の駆動手段として、クーロン力による静電駆動を用いてもよいし、ジャイロセンサー素子１上に前述の圧電体材料および圧電体材料を励振するための電極を配置して圧電効果を用いてもよい。また、センサー素子としては、本実施形態のジャイロセンサー素子１以外にも、物理量を検出する素子、例えば、慣性センサー（加速度センサー等）、力センサー（傾斜センサー等）用の素子であってもよい。
【００５０】
次に、本実施形態におけるジャイロセンサー素子１の製造方法の一例を図８のフローチャートに示す。
図８に示すように、ジャイロセンサー素子１の製造方法は、表裏面を有する水晶ウエハーを準備する水晶ウエハー準備工程（Ｓｔｅｐ１）と、水晶ウエハー上にジャイロセンサー素子１の外形形状および貫通孔を形成するための第１のマスクを形成する第１マスク形成工程（Ｓｔｅｐ２）と、第１のマスクを介して水晶ウエハーをエッチングして外形形状および貫通孔を形成する貫通孔形成工程（Ｓｔｅｐ３）と、第１のマスクを除去する第１マスク除去工程（Ｓｔｅｐ４）と、水晶ウエハー上に有底の溝を形成するための第２のマスクを形成する第２マスク形成工程（Ｓｔｅｐ５）と、第２のマスクを介して水晶ウエハーをエッチングして有底の溝を形成する有底の溝形成工程（Ｓｔｅｐ６）と、第２のマスクを除去する第２マスク除去工程（Ｓｔｅｐ７）と、水晶ウエハー上に金属膜を形成する金属膜形成工程（Ｓｔｅｐ８）と、金属膜をエッチングするための第３のマスクを形成する第３マスク形成工程（Ｓｔｅｐ９）と、第３のマスクを介して金属膜をエッチングして電極パターンを形成する電極パターン形成工程（Ｓｔｅｐ１０）と、第３のマスクを除去する第３マスク除去工程（Ｓｔｅｐ１１）と、を含んでいる。
【００５１】
この方法により、ジャイロセンサー素子１の外形部の形成と、有底の溝８０，８１，９０，９１を駆動用振動腕４０，５０に、貫通孔２１，３１を検出用振動腕２０，３０に、それぞれ形成することができる。
【００５２】
なお、有底の溝８０，８１，９０，９１は、混酸等の液体を用いたウエットエッチングや、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ4Ｆ8、ＣＣｌＦ3、ＳＦ6等のフッ素原子含有化合物ガスやＣｌ2、ＢＣｌ3、ＣＣｌ4等の塩素原子含有化合物ガスなどの各種ハロゲン系ガス等を用いたドライエッチング等を使用して形成することができる。有底の溝８０，８１，９０，９１をウエットエッチングにより形成すれば、表裏からのエッチングを同時に行うことができるため、製造工程を簡素化することが可能となり、製造コストの低減を図ることができる。また、有底の溝８０，８１，９０，９１をドライエッチングにより形成すれば、ウエットエッチングを用いた場合と比較して、エッチングされる部材の結晶構造等の影響によってエッチング後の形状が所望の形状と異なってしまう可能性を低減することができるため、所望の振動特性からのずれが小さいジャイロセンサー素子１を得ることができる。
【００５３】
また、外形形状および貫通孔は、混酸等の液体を用いたウエットエッチングや、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ4Ｆ8、ＣＣｌＦ3、ＳＦ6等のフッ素原子含有化合物ガスやＣｌ2、ＢＣｌ3、ＣＣｌ4等の塩素原子含有化合物ガスなどの各種ハロゲン系ガス等を用いたドライエッチング等を使用して形成することができるが、ドライエッチングを用いることが好ましい。ウエットエッチングは、エッチングされる部材の結晶構造等の影響によって、エッチング後の形状が所望の形状と異なってしまう可能性がある。ドライエッチングは、エッチングされる部材の結晶構造等の影響を受けにくいため、エッチング後の形状が所望の形状と異なってしまう可能性を低減することができ、所望の振動特性からのずれが小さいジャイロセンサー素子１を得ることができる。
【００５４】
次に、本実施形態におけるジャイロセンサー素子１の製造方法の別の一例を図９のフローチャートに示す。
図９に示すように、ジャイロセンサー素子１の製造方法は、表裏面を有する水晶ウエハーを準備する水晶ウエハー準備工程（Ｓｔｅｐ１）と、水晶ウエハー上に有底の溝を形成するための第１のドライエッチング用の第１のマスクを形成する第１マスク形成工程（Ｓｔｅｐ２）と、第１のドライエッチングにより有底の溝を形成する有底の溝形成工程（Ｓｔｅｐ３）と、第１のドライエッチング用の第１のマスクを除去する第１マスク除去工程（Ｓｔｅｐ４）と、ジャイロセンサー素子１の外形形状および貫通孔を形成する第２のドライエッチング用の第２のマスクを形成する第２マスク形成工程（Ｓｔｅｐ５）と、第２のドライエッチングにより外形形状および貫通孔を形成する貫通孔形成工程（Ｓｔｅｐ６）と、第２のドライエッチング用の第２のマスクを除去する第２マスク除去工程（Ｓｔｅｐ７）と、水晶ウエハー上に金属膜を形成する金属膜形成工程（Ｓｔｅｐ８）と、金属膜をエッチングするための第３のマスクを形成する第３マスク形成工程（Ｓｔｅｐ９）と、第３のマスクを介して金属膜をエッチングして電極パターンを形成する電極パターン形成工程（Ｓｔｅｐ１０）と、第３のマスクを除去する第３マスク除去工程（Ｓｔｅｐ１１）と、を含んでいる。
【００５５】
上述の方法では、ジャイロセンサー素子１の外形部と、駆動用振動腕４０，５０にある有底の溝８０，８１，９０，９１と、検出用振動腕２０，３０にある貫通孔２１，３１と、を、ドライエッチングで形成する。ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ4Ｆ8、ＣＣｌＦ3、ＳＦ6等のフッ素原子含有化合物ガスやＣｌ2、ＢＣｌ3、ＣＣｌ4等の塩素原子含有化合物ガスなどの各種ハロゲン系ガス等を用いたドライエッチングは、混酸等の液体を用いたウエットエッチングと比較して、エッチングされる部材の結晶構造等の影響を受け難い。そのため、エッチング後の形状が所望の形状と異なってしまう可能性を低減することができ、所望の振動特性からのずれが小さいジャイロセンサー素子１を得ることができる。また、有底の溝８０，８１，９０，９１を第１のドライエッチングにより形成するため、結晶異方性の影響を低減することができる。従って、Ｙ軸方向における溝の内面と駆動用振動腕の側面との間の厚さ、すなわち壁部の厚さのばらつきを低減することができ、駆動用振動腕４０，５０の電界効率を向上して等価回路定数における等価直列容量（Ｃ１）をより大きくすることもできる。
【００５６】
以上述べたように、第１実施形態に係るジャイロセンサー素子１は、駆動用振動腕４０，５０において電界効率を高め、且つ熱弾性損失を低く抑えることができ、低インピーダンス、低消費電流のジャイロセンサー素子１とすることができる。また、検出用振動腕２０，３０において、貫通孔２１，３１を有することにより電極形成時における露光時の乱反射を低減できるため、貫通孔２１，３１の内壁面に所望の形状の電極を形成しやすくなり、ジャイロセンサー素子１の性能が低下する可能性を低減することができる。また、壁部に電極を形成することにより電界効果を高め、容易に高感度のジャイロセンサー素子１を得ることもできる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るセンサー素子としてのジャイロセンサー素子２について図１０を用いて説明する。図１０は、第２実施形態に係るジャイロセンサー素子２の概略構成を模式的に示す平面図である。以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。第２実施形態に係るジャイロセンサー素子２は、一対の検出用振動腕２２０，２３０に形成された貫通孔の構成が異なる以外、第１実施形態に係るジャイロセンサー素子１と同様である。
【００５８】
図１０に示すように、ジャイロセンサー素子２の検出用振動腕２２０は、検出用振動腕２２０の延出するＹ軸方向に沿って２つの貫通孔２２１，２２２を有している。同様に、検出用振動腕２３０は、検出用振動腕２３０の延出するＹ軸方向に沿って２つの貫通孔２３１，２３２を有している。上記のように、貫通孔２２１，２２２，２３１，２３２を配置することで、＋Ｚ軸側から見た平面視で、貫通孔２２１，２２２，２３１，２４１における最も長い径は、第１実施形態の貫通孔２１，３１における最も長い径よりも小さくなる。一般に、貫通孔を有する構造体において、貫通孔における最も長い径が小さい（換言して、平面視したときの面積が小さい）方が、構造体に応力がかかった場合に発生する歪が小さくなる。このため、ジャイロセンサー素子２に衝撃等の応力が加わった際に検出用振動腕２２０，２３０に発生する歪を、第１実施形態のジャイロセンサー素子１に同様の衝撃等の応力が加わった場合と比較して、小さくすることができる。従って、本実施形態のジャイロセンサー素子２は、第１実施形態のジャイロセンサー素子１と同様な効果を有するとともに、第１実施形態のジャイロセンサー素子１と比較して、耐衝撃性を向上する効果を得ることができる。なお、検出用振動腕２２０，２３０に形成する貫通孔２２１，２２２，２３１，２３２は１本の検出用振動腕２０，３０に２個に限定されるものではなく、３個以上の貫通孔がＹ軸方向に沿って形成されていても良い。
【００５９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るセンサー素子としてのジャイロセンサー素子３について図１１を用いて説明する。図１１は、第３実施形態に係るジャイロセンサー素子３の概略構成を模式的に示す平面図である。以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６０】
図１１に示すように、ジャイロセンサー素子３は、基部３１０と、＋Ｚ軸側から見た平面視で、基部３１０の一方の端から＋Ｙ軸方向に延出している一対の駆動用振動腕３２０，３３０、駆動用振動腕３２０，３３０が延出している基部３１０の一方の端から＋Ｙ軸方向に延出している検出用振動腕３４０などから構成されている。すなわち、＋Ｚ軸側から見た平面視で、駆動用振動腕３２０，３３０は、Ｘ軸方向に並んで配置されており、検出用振動腕３４０は、Ｘ軸方向の＋Ｘ軸側に駆動用振動腕３２０，３３０と並んで配置されている。駆動用振動腕３２０，３３０は第１実施形態の駆動用振動腕４０，５０と同様に有底の溝および駆動用電極を有しており、検出用振動腕３４０は第１実施形態の検出用振動腕２０，３０と同様に貫通孔および検出用電極を有している。本実施形態のジャイロセンサー素子３においても、第１実施形態のジャイロセンサー素子１と同様な効果を有することができる。なお、本実施形態では、検出用振動腕３４０は、＋Ｘ軸側に一対の駆動用振動腕３２０，３３０と並んで配置されているが、これに限らず、検出用振動腕３４０は、＋Ｚ軸側から見た平面視で、Ｘ軸方向の−Ｘ軸側に駆動用振動腕３２０，３３０と並んで配置されていても良い。また、検出用振動腕の数は１本に限定されるものではなく、２本以上の検出用振動腕を有しても良い。また、２本以上の検出用振動腕を有する場合には、２本以上の検出用振動腕は、一対の駆動用振動腕３２０，３３０を挟んで配置されていてもよいし、＋Ｚ軸側から見た平面視で、Ｘ軸方向の＋Ｘ軸側または−Ｘ軸側に一対の駆動用振動腕３２０，３３０と並んで配置されていてもよい。また、駆動用振動腕は、一対（２本）より多くても、すなわち３本以上有していてもよい。なお、検出用振動腕３４０は、第２実施形態のジャイロセンサー素子２の検出用振動腕２２０，２３０と同様に、検出用振動腕３４０の延出するＹ軸方向に沿って２つ以上の貫通孔を有していてもよい。
【００６１】
本実施形態において、駆動用振動腕３２０，３３０に形成した駆動用電極に所定の交流電圧を印加すると、駆動用振動腕３２０，３３０は、ＸＹ面内方向で逆向きに即ち互いに接近離反する向きに屈曲振動（面内モード振動）する。この状態でジャイロセンサー素子３に各振動腕の延出方向であるＹ軸回りに回転する角速度ωが加わると、その角速度ωに応じて発生するコリオリ力の作用により、駆動用振動腕３２０，３３０は主面に垂直な面外方向即ちＺ軸方向に沿って互いに逆向きに屈曲振動（面外モード振動）する。このＺ軸方向の振動に共振して、検出用振動腕３４０が、Ｚ軸方向に屈曲振動（面外モード振動）する。この検出用振動腕３４０のＺ軸方向の屈曲振動によって検出用振動腕３４０の検出用電極間に発生する電荷量に基づいて、ジャイロセンサー素子３に加えられた角速度ωが求められる。
【００６２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るセンサー素子としてのジャイロセンサー素子４について図１２を用いて説明する。図１２は、第４実施形態に係るジャイロセンサー素子４の概略構成を模式的に示す平面図である。以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、互いに直交する２つの方向を第１方向および第２方向とするとき、第１方向をＹ軸方向とし、第２方向をＸ軸方向として説明する。
【００６３】
図１２に示すように、ジャイロセンサー素子４は、支持部１０００とＸ軸方向に沿って支持部１０００の両側から延出する第１連結部１００１および第２連結部１００２とを有する基部４１０と、基部４１０の＋Ｙ軸側の端部から＋Ｙ軸方向に延出する第１検出用振動腕４２０と、基部４１０の−Ｙ軸側の端部から−Ｙ軸方向に延出する第２検出用振動腕４３０と、第１連結部１００１の＋Ｙ軸側の端部から＋Ｙ軸方向に延出する第１駆動用振動腕４４０と、第１連結部１００１の−Ｙ軸側の端部から−Ｙ軸方向に延出する第２駆動用振動腕４４１と、第２連結部１００２の＋Ｙ軸側の端部から＋Ｙ軸方向に延出する第３駆動用振動腕４５０と、第２連結部１００２の−Ｙ軸側の端部から−Ｙ軸方向に延出する第４駆動用振動腕４５１などから構成されている。第１〜第４駆動用振動腕４４０，４４１，４５０，４５１には、第１実施形態と同様に有底の溝および駆動用電極を有している。また，第１および第２検出用振動腕４２０，４３０には、第１実施形態と同様に貫通孔および検出用電極を有している。
【００６４】
次に、図１３を用いて、第１検出用振動腕４２０に配置されている電極について説明する。
図１３は、図１２におけるＣ−Ｃ断面図である。図１３に示すように、第１検出用振動腕４２０は、検出用電極４１０，４１１，４１２，４１３が配置されている、検出用電極４１１、４１２は、基部４１０等に配置されている引き廻し電極（図示せず）により同電位となるように電気的に接続されている。また、検出用電極４１０、４１３は、基部４１０等に配置されている引き廻し電極（図示せず）により同電位となるように電気的に接続されている。なお、第２検出用振動腕４３０にも第１検出用振動腕４２０と同様の検出用電極が配置されている。第２検出用振動腕４３０の貫通孔の内壁面に配置された検出用電極は、第１検出用振動腕４２０の＋Ｚ軸側の面と−Ｚ軸側の面とを接続する側面に配置された検出用電極４１０，４１３と同電位となるように電気的に接続されている。第２検出用振動腕４３０の＋Ｚ軸側の面と−Ｚ軸側の面とを接続する側面に配置された検出用電極は、第１検出用振動腕４２０の貫通孔内壁面に配置された検出用電極４１１，４１２と同電位となるように電気的に接続されている。本実施形態のジャイロセンサー素子４においても、第１実施形態のジャイロセンサー素子１と同様な効果を有することができる。
【００６５】
本実施形態において、第１〜第４駆動用振動腕４４０，４４１，４５０，４５１に配置した駆動用電極に所定の交流電圧を印加すると、第１および第２駆動用振動腕４４０，４４１と第３および第４駆動用振動腕４５０，４５１とは、ＸＹ面内方向で逆向きに即ち互いに接近離反する向きに屈曲振動（面内モード振動）する。すなわち、第１および第２駆動用振動腕４４０，４４１が−Ｘ軸方向に変位すると、第３および第４駆動用振動腕４５０，４５１は＋Ｘ軸方向に変位し、第１および第２駆動用振動腕４４０，４４１が＋Ｘ軸方向に変位すると、第３および第４駆動用振動腕４５０，４５１は−Ｘ軸方向に変位する。
【００６６】
この状態でジャイロセンサー素子４に主面に垂直なＺ軸回りに回転する角速度ωが加わると、その角速度ωに応じて発生するコリオリ力の作用により、第１〜第４駆動用振動腕４４０，４４１，４５０，４５１は各振動腕の延出方向であるＹ軸方向に振動する。このＹ軸方向の振動に共振して、第１および第２検出用振動腕４２０，４３０が、Ｘ軸方向に屈曲振動する。この第１および第２検出用振動腕４２０，４３０のＸ軸方向の屈曲振動によって第１および第２検出用振動腕４２０，４３０の検出用電極間に発生する電荷量に基づいて、ジャイロセンサー素子４に加えられた角速度ωが求められる。なお、第１および第２検出用振動腕４２０，４３０は、第２実施形態のジャイロセンサー素子２の検出用振動腕２２０，２３０と同様に、第１および第２検出用振動腕４２０，４３０の延出するＹ軸方向に沿って２つ以上の貫通孔を有していてもよい。
【００６７】
（ジャイロセンサー）
次に、上述の各実施形態に係るセンサー素子を備えたセンサーとしてジャイロセンサーを例に挙げて、図１４を用いて説明する。
図１４は、上述の各実施形態に係るセンサー素子を備えたジャイロセンサー６００の断面図である。なお、本実施形態においては、センサー素子としてジャイロセンサー素子１を有するジャイロセンサーを例示して説明する。
図１４に示すように、ジャイロセンサー６００は、パッケージ７の凹部に、ジャイロセンサー素子１およびジャイロセンサー素子１を駆動する回路および信号を検出する回路を含む電子部品５を収容し、パッケージ７の開口部をキャップ６により塞ぐことで、内部を気密に保持している。
パッケージ７は、絶縁性を有する材料で構成されている。このような材料としては、特に限定されず、例えば、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックス、樹脂、またはガラス等を用いることができる。キャップ６は、例えばコバール合金などの金属材料で構成されていてもよいし、セラミック、樹脂、またはガラス等で構成されていてもよい。
パッケージ７内に収納されたジャイロセンサー素子１は、接合部材８によりパッケージ７に機械的、電気的に接続されている。接合部材８は、例えば、導電性接着剤や、金属バンプなどの導電性の接合部材を用いることにより、電気的な接続を図るとともに機械的な接続を行うことができる。なお、ジャイロセンサー素子１は、接合部材８によりパッケージ７に機械的に接続され、ボンディング線等によりパッケージ７に電気的に接続されていてもよい。また、同様に、電子部品５は、例えば、導電性接着剤や、金属バンプなどの導電性の接合部材を用いて、パッケージ７に機械的および電気的に接続されていてもよいし、接合部材によりパッケージ７に機械的に接続され、ボンディング線等によりパッケージ７に電気的に接続されていてもよい。また、ジャイロセンサー素子１および電子部品５は、図示しないパッケージ７の凹部表面や内部に配置された配線により、電気的に接続されている。また、ジャイロセンサー素子１および電子部品５の少なくとも一方は、図示しないパッケージ７の外表面に配置された外部接続端子と図示しないパッケージ７の凹部表面や内部に配置された配線を介して電気的に接続されている。ジャイロセンサー６００は、加えられた角速度ωに応じた信号を、前述の外部接続端子を介して出力する。
【００６８】
上述したジャイロセンサー６００によれば、ジャイロセンサー素子１がパッケージ７内に収納されているため、外乱などの影響を受け難くなり、角速度の検出特性などを安定化することが可能となる。
【００６９】
（電子機器）
次に、図１５を用いて、上述の各実施形態に係るセンサー素子を備えた電子機器について説明する。
図１５は、上述の各実施形態に係るセンサー素子を備える電子機器としての携帯電話機を示す斜視図である。なお、本実施形態においては、ジャイロセンサー素子１を有する携帯電話機を例示して説明する。
携帯電話機７００は、複数の操作ボタン７１０並びに表示ユニット７２０を備える。操作ボタン７１０を押すことによって、表示ユニット７２０に表示される画面を操作することができる。このような携帯電話機７００に、上述の実施形態のジャイロセンサー素子１を搭載することにより、様々な機能を付与することができる。例えば、図１５の携帯電話機７００に搭載されたカメラ（図示せず）に、手振れ補正機能を付与することができる。
【００７０】
なお、本発明のセンサー素子を備える電子機器は、図１５の携帯電話機７００の他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、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）、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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、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、リアルタイムクロック装置、テレビ、ディジタルカメラ、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、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、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、有線又は無線の通信機能を有し各種のデータを送信可能なガスメーターや水道メーターや電力量計（スマートメーター）等の各種計測機器、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ー、ヘッドマウントディスプレイ等のウェアラブル端末、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）等に適用することができる。
【００７１】
（移動体）
次に、図１６を用いて、上述の各実施形態に係るジャイロセンサー素子を備えた移動体について説明する。
図１６は、上述の各実施形態に係るジャイロセンサー素子を備える移動体としての自動車を示す斜視図である。なお、本実施形態においては、ジャイロセンサー素子１を有する自動車を例示して説明する。
自動車８００には、ジャイロセンサー素子１を内蔵したカーナビゲーションシステムが搭載されている。また、ジャイロセンサー素子１は、他にもキーレスエントリー、タイヤなどを制御する電子制御ユニット、車体姿勢制御システム、イモビライザー、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に広く適用できる。
【００７２】
なお、本発明のセンサー素子を備える移動体は、自動車に限定されず、例えば、自転車、オートバイ、鉄道等の他の車両、航空機、ヘリコプター、船舶、宇宙船、二足歩行ロボット、ラジオコントロールヘリコプターやラジオコントロール自動車等、ドローン、等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１，２，３，４…ジャイロセンサー素子、５…電子部品、６…キャップ、７…パッケージ、８…接合部材、１０…基部、２０…検出用振動腕、２１…貫通孔、３０…検出用振動腕、３１…貫通孔、３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９…検出用電極、４０，５０…駆動用振動腕、５２，５３，５４，５５…駆動用電極、６０…第１主面、７０…第２主面、８０，８１，９０，９１…有底の溝、９４，９５，９６，９７…錘、６００…ジャイロセンサー、７００…携帯電話機、８００…自動車。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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