JPH0688837A - 加速度センサ - Google Patents

加速度センサ

Info

Publication number
JPH0688837A
JPH0688837A JP4263013A JP26301392A JPH0688837A JP H0688837 A JPH0688837 A JP H0688837A JP 4263013 A JP4263013 A JP 4263013A JP 26301392 A JP26301392 A JP 26301392A JP H0688837 A JPH0688837 A JP H0688837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
support beam
fixed
acceleration
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4263013A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3151956B2 (ja
Inventor
Yasuhiro Negoro
泰宏 根来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=17383679&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH0688837(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP26301392A priority Critical patent/JP3151956B2/ja
Priority to EP93919606A priority patent/EP0611967B1/en
Priority to DE69309426T priority patent/DE69309426T2/de
Priority to PCT/JP1993/001241 priority patent/WO1994006024A1/ja
Priority to US08/211,710 priority patent/US5561248A/en
Publication of JPH0688837A publication Critical patent/JPH0688837A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3151956B2 publication Critical patent/JP3151956B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/0802—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0808—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
    • G01P2015/0811—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0817—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for pivoting movement of the mass, e.g. in-plane pendulum
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動電極と固定電極との間を確実に電気的に
絶縁し、全体構造を簡素化しつつ、ノイズの影響を低減
して加速度の検出精度，検出感度を向上する。 【構成】 抵抗率が小さいシリコン材料からなる第１の
基板としての上側基板１の下面側に絶縁性材料からなる
第２の基板としての下側基板２を設け、支持梁４の全周
に亘って上側基板１を上面側から下面側まで貫通する絶
縁溝５を穿設することにより、支持梁４と該支持梁４に
対向する各固定部６とを一体的に形成する構成とした。
これにより、支持梁４と各固定部６とは絶縁溝５により
電気的に絶縁され、質量部４Ｃは可動電極を構成し、各
突出部６Ａは固定電極をそれぞれ構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の運動
体の加速度を検出するのに用いて好適な加速度センサに
関し、特に、支持梁が加速度に応じて水平方向に変位す
る加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、従来技術による片持梁式の加速
度センサとしては、シリコン基板に設けられ、基端側が
固定端となり先端側が加速度に応じてシリコン基板と水
平方向に変位する質量部を有する支持梁と、該支持梁の
固定端を除く外周側を取囲むように前記シリコン基板を
上面から下面まで貫通して設けられた略コ字状の溝と、
該溝により前記シリコン基板に一体形成され、支持梁の
周囲に所定寸法離間して設けられた固定部と、前記シリ
コン基板の表面に設けられた低抵抗のＰ型拡散層によっ
て前記支持梁および該支持梁に対向する固定部に形成さ
れた可動電極および固定電極とからなるものが、例えば
特開昭６２−２３２１７１号公報等によって知られてい
る。
【０００３】また、他の従来技術による加速度センサと
して、基端側が固定端となり先端側が加速度に応じて水
平方向に変位する質量部を有する支持梁と、該支持梁の
側面に略コ字状の溝を介して設けられた固定部と、前記
支持梁の側面および該側面に対向する固定部の側面に金
属蒸着等の手段を用いて形成された可動電極および固定
電極とからなるものが、特開昭６０−１５９６５８号公
報によって知られている。
【０００４】そして、これらの加速度センサは、支持梁
の幅寸法をその厚さ寸法よりも小さくすることにより加
速度検出方向に指向性を付与し、該支持梁を加速度に応
じてシリコン基板と水平な方向に変位せしめ、この支持
梁の水平方向変位による各電極間の静電容量変化を加速
度検出信号として検出するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各
従来技術による加速度センサでは、通常数Ωｃｍ以上程
度の高い抵抗率を有するシリコン基板等を用いて支持梁
および固定部等を形成しているから、支持梁の水平方向
の変位による静電容量の変化を検出するために、支持梁
および固定部の表面（即ち、溝の両側面）にリン等を拡
散して抵抗値の低い部分を形成したり、金属を蒸着した
りして可動電極および固定電極を別工程で設ける必要が
ある。
【０００６】このため、上述した各従来技術によるもの
では、電極間寸法の低減によって加速度の検出感度を高
めるため数十μｍ程度の狭小な幅寸法で穿設した溝の両
側面に、抵抗率の低い部分を別途設けて可動電極，固定
電極を形成する分だけ工程が複雑化し、製造効率が低下
して製造コストが増大するという問題がある。
【０００７】特に、特開昭６２−２３２１７１号公報に
示す従来技術によるものでは、エッチング技術によりシ
リコン基板を上下に貫通する２個の溝を左，右に離間し
て穿設した後、シリコン基板の表面に該各溝を取囲むよ
うにして抵抗値の低いＰ型拡散層を形成し、再度エッチ
ング技術により各溝を広げて略コ字状に形成することに
より、このＰ型拡散層を溝の両側で分断して可動電極，
固定電極を形成するようになっているから、エッチング
技術による溝の形成がＰ型拡散層形成工程を挟む前，後
の２段階で行われることになり、製造工程が大幅に複雑
化し、製造コストが増大するという問題がある。
【０００８】また、特開昭６０−１５９６５８号公報に
示す他の従来技術によるものでは、支持梁，溝の側面等
に金属を蒸着等して別体の金属製電極を設けるようにな
っているから、均一な電極を形成するのが難しく、工程
が複雑化するという問題がある。
【０００９】さらに、上述した各従来技術によるもので
は、支持梁の固定端を除く外周側にシリコン基板を貫通
する略コ字状の溝を形成しているに過ぎず、該支持梁の
固定端側はシリコン基板を介して固定部側と接続されて
いるから、可動電極と固定電極との間の電気的絶縁性が
低く、ノイズの影響を受け易くなって加速度の検出精度
や検出感度等が大幅に低下するという問題がある。
【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、可動電極と固定電極との間を確実に電気
的に絶縁することができ、ノイズの影響を低減して加速
度の検出精度，検出感度を向上することができるように
した加速度センサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明が採用する構成は、低抵抗のシリコン材
料から形成された第１の基板と、該第１の基板の下面側
に設けられ、該第１の基板と電気的に絶縁された第２の
基板とを備え、前記第１の基板は、加速度に応じて水平
方向に変位する質量部を有する支持梁と、該支持梁の全
周に亘って前記第１の基板を貫通して設けられた絶縁溝
と、該絶縁溝を挟んで前記支持梁の両側に設けられ、前
記第２の基板に固定された固定部とからなる。
【００１２】
【作用】低抵抗のシリコン材料からなる第１の基板を構
成する支持梁と各固定部とは、絶縁溝により分断されて
電気的に絶縁され、それぞれ可動電極および固定電極を
構成する。そして、加速度が加わると、支持梁はこの加
速度に応じて水平方向に変位し、該支持梁と固定部との
間の静電容量が変化するから、この静電容量変化を可動
電極である支持梁，固定電極である各固定部により、加
速度検出信号として直接検出することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図１１に
基づき、基板上に単一の片持梁式加速度センサを形成す
る場合を例に挙げて説明する。
【００１４】まず、図１ないし図９は本発明の第１の実
施例による加速度センサに係り、図において、１は例え
ば１０ｍΩｃｍ（０．０１Ωｃｍ）程度の低い抵抗率を
有するｎ型のシリコン材料から形成された第１の基板と
しての上側基板を示し、該上側基板１は（１１０）の結
晶面を有している。そして、該上側基板１の内部には、
後述の如く絶縁溝５によって支持梁４，固定部６等が一
体的に形成されるようになっている。
【００１５】２は上側基板１の下面側にガラス層３を介
して接合された第２の基板としての下側基板で、該下側
基板２は例えばガラス材料等の絶縁性材料から形成さ
れ、上側基板１と電気的に絶縁されている。そして、該
下側基板２は絶縁溝５と共に、支持梁４と各固定部６と
の間を電気的に絶縁するものである。なお、前記ガラス
層３は、上側基板１と下側基板２の全周縁部分に設けら
れ、支持梁４の変位を確保すべく中央部には設けられて
いない。
【００１６】４は上側基板１の内部に一体的に形成され
た支持梁を示し、該支持梁４は、図２にも示す如く、そ
の基端側が下側基板２に固定された固定端４Ａとなり、
その中間部が上側基板１の厚さ寸法よりも薄肉に形成さ
れた支持部４Ｂとなり、その先端側の自由端が所定の質
量を有するように厚肉に形成された質量部４Ｃとなって
いる。そして、該支持梁４は支持部４Ｂの幅寸法Ｗ1 が
上側基板１の厚さ寸法Ｈ1 よりも小さく形成されること
により、加速度検出に対する指向性が与えられ、加速度
に応じて水平方向に変位するものである。また、該支持
梁４の支持部４Ｂ，質量部４Ｃの下面側と下側基板２と
の間には、図３に示す如くガラス層３の厚み分だけの隙
間Ｓが確保されている。ここで、該支持梁４は低抵抗の
上側基板１に一体形成されているため、その全体が導電
性を有し、これにより、質量部４Ｃの左，右両側面は振
動に応じて変位する可動電極を構成している。
【００１７】５は支持梁４の外周側全部を取囲むように
して上側基板１に穿設された絶縁溝を示し、該絶縁溝５
は図２，図３にも示す如く、支持梁４の全周に亘って上
側基板１の上面側から下面側まで貫通して設けられ、こ
れにより、抵抗値の低い支持梁４と各固定部６との間を
分断し、電気的に絶縁している。また、該絶縁溝５のう
ち支持梁４の質量部４Ｃと各固定部６との間は、例えば
数十μｍ以下の幅寸法Ｗ2 を有する狭小な検出用溝部５
Ａ，５Ａとなっている。
【００１８】６，６は絶縁溝５の各検出用溝部５Ａを挟
んで支持梁４の左，右両側に設けられた固定部を示し、
該各固定部６は絶縁溝５によって上側基板１に一体的に
形成されている。そして、該各固定部６は前記支持梁４
と同様に低抵抗の上側基板１に一体形成されているた
め、その全体が導電性を有し、これにより、支持梁４の
質量部４Ｃと検出用溝部５Ａを挟んで対向する突出部６
Ａ，６Ａの前面側が固定電極を構成している。
【００１９】７，７，…は支持梁４の固定端４Ａと各固
定部６の上面側にそれぞれ設けられた配線取り出し用電
極を示し、該各配線取り出し用電極７は例えば金，チタ
ン等の導電性合金材料から形成されている。そして、該
各配線取り出し用電極７は、その下面側が低抵抗の支持
梁４，各固定部６を介して可動電極たる質量部４Ｃの両
側面，固定電極たる各突出部６Ａの前面側と電気的に接
続されると共に、その上面側がリード線等を介して静電
容量検出回路（いずれも図示せず）等に接続されてい
る。
【００２０】本実施例による加速度センサは上述の如き
構成を有するもので、次に、その製造方法について図４
ないし図９を参照しつつ説明する。
【００２１】まず、図４に示すガラス層形成工程では、
抵抗率の小さいシリコン材料からなる上側基板１の下面
側の全周縁部分を取囲むように、下側基板２を接合する
ための低融点のガラス層３を形成する。
【００２２】次に、図５に示す配線取り出し用電極形成
工程では、金合金等の導電性材料を上側基板１の上面側
の所定位置に蒸着することにより、各配線取り出し用電
極７を形成する。
【００２３】さらに、図６に示す下側基板接合工程で
は、各配線取り出し用電極７が形成された上側基板１の
下面側に、陽極接合技術を用いることにより、ガラス層
３を介してガラス材料等の絶縁性材料からなる下側基板
２を接合し、上側基板１を下側から絶縁する。
【００２４】そして、図７に示す皮膜形成工程では、上
側基板１の上面側にＣＶＤ法を用いて窒化珪素（Ｓｉ
Ｎ）の皮膜８を形成した後、この皮膜８の一部をエッチ
ング技術，フォトリソグラフィ技術等を用いて除去する
ことにより、支持梁４，各固定部６等を形どるようにし
て（即ち、絶縁溝５を形どるようにして）所定のパター
ンに整える。
【００２５】次に、図８に示す絶縁溝形成工程では、前
記皮膜形成工程で形成された皮膜８をマスクとして、例
えばＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
サイド），ＫＯＨ等のアルカリ性エッチング液を用いる
ことにより、結晶面選択エッチング法で支持梁４の全周
に亘って上側基板１を上面側から下面側まで貫通する絶
縁溝５を形成する。これにより、該絶縁溝５によって分
断された支持梁４と各固定部６とが同時に上側基板１に
形成される。
【００２６】最後に、図９に示す皮膜除去工程では、前
記皮膜形成工程で形成された皮膜８をエッチング技術を
用いて除去し、各配線取り出し用電極７を外部に露出せ
しめて加速度センサを完成する。
【００２７】本実施例による加速度センサはこのように
して製造されるもので、加速度が加わると、この加速度
に応じて支持梁４が絶縁溝５内を水平方向に変位し、こ
れにより、該支持梁４の質量部４Ｃと各固定部６の突出
部６Ａとの間の静電容量が変化する。そして、該質量部
４Ｃと各突出部６Ａとの間の静電容量の変化は、全体が
導電性を有する支持梁４，各固定部６を介して各配線取
り出し用電極７に伝達され、該各配線取り出し用電極７
を介して静電容量検出回路等に出力される。
【００２８】かくして、本実施例によれば、抵抗率が１
０ｍΩｃｍ程度と小さいシリコン材料からなる上側基板
１に、該上側基板１を上面側から下面側まで貫通する絶
縁溝５を穿設することによりその全体が導電性を有する
支持梁４，各固定部６を一体的に形成すると共に、上側
基板１の下面側にガラス材料等の絶縁性材料からなる下
側基板２を設ける構成としたから、支持梁４と各固定部
６とを分断して電気的に絶縁することができる。
【００２９】この結果、支持梁４の質量部４Ｃの両側
面、該質量部４Ｃに対向する各固定部６の突出部６Ａの
前面側を可動電極、固定電極としてそれぞれ利用するこ
とができ、加速度センサ全体の構造を大幅に簡素化する
ことができる。従って、前記各従来技術で述べた如く、
支持梁４、固定部６に別体の可動電極、固定電極をそれ
ぞれ設ける必要がなく、部品点数を削減することがで
き、製造工程を簡素化して製造コストを大幅に低減する
ことができる。
【００３０】また、低抵抗の上側基板１に絶縁性の下側
基板２を設けると共に、支持梁４の全周に亘って上側基
板１を上面側から下面側まで貫通する絶縁溝５を形成す
る構成としたから、該絶縁溝５と下側基板２とによって
支持梁４と各固定部６との間を電気的に絶縁することが
でき、可動電極たる支持梁４の質量部４Ｃと固定電極た
る各固定部６の突出部６Ａとが支持梁４の固定端４Ａ等
を介して電気的に接続されるのを防止し、ノイズの影響
を効果的に低減して、加速度の検出精度や検出感度等を
大幅に向上することができる。
【００３１】さらに、絶縁溝５を形成するためのエッチ
ング工程を、図８に示す如く１回で済ますことができる
から、特開昭６２−２３２１７１号公報に示す従来技術
による場合と比較してエッチング工程を大幅に削減する
ことができ、製造工程を簡素化しつつ検出精度等を向上
することができる。
【００３２】次に、図１０は本発明の第２の実施例を示
し、本実施例の特徴は、支持梁の左，右両側に水平方向
の変位量を規制するストッパ部を設けたことにある。な
お、本実施例では、上述した第１の実施例と同一の構成
要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
る。
【００３３】図中、１１は前記第１の実施例で述べた支
持梁４に代えて本実施例に適用される支持梁を示し、該
支持梁１１は前記第１の実施例で述べた支持梁４とほぼ
同様に、低抵抗の上側基板１に設けられ、下側基板２に
ガラス層３を介して固定された固定端１１Ａと、薄肉に
形成された支持部１１Ｂと、該支持部１１Ｂの自由端側
に所定の質量をもって厚肉に形成された質量部１１Ｃと
から大略構成され、該質量部１１Ｃは可動電極を構成し
ている。しかし、本実施例による支持梁１１の質量部１
１Ｃは、その長さ寸法Ｌが第１の実施例で述べた質量部
４Ｃよりも長くなるように形成され、その左，右両側に
は後述のストッパ部１４，１４が配設されている点で相
違する。
【００３４】１２は本実施例による絶縁溝を示し、該絶
縁溝１２は前記第１の実施例で述べた絶縁溝５とほぼ同
様に、支持梁１１の全周を取囲むようにして上側基板１
の上面側から下面側まで貫通して設けられ、該支持梁１
１と後述の各固定部１３，１３との間を分断して電気的
に絶縁し、狭小な幅寸法Ｗ2 を有する検出用溝部１２
Ａ，１２Ａが設けられている。しかし、本実施例による
絶縁溝１２は、支持梁１１の固定端１１Ａおよび支持部
１１Ｂの周囲全部の上側基板１を取除くように広い面積
をもって形成されると共に、各固定部１３と各ストッパ
部１４との間も分断して絶縁している。また、該絶縁溝
１２のうち支持梁１１の質量部１１Ｃと各ストッパ部１
４とが対向する部分は、検出用溝部１２Ａの幅寸法Ｗ2
よりも小さい幅寸法Ｗ3 （Ｗ3 ＜Ｗ2 ）を有する規制用
溝部１２Ｂ，１２Ｂとして形成され、これにより質量部
１１Ｃが各固定部１３に接触するのを防止している。
【００３５】１３，１３は絶縁溝１２の各検出用溝部１
２Ａを挟んで支持梁１１の左，右両側に設けられた固定
部を示し、該各固定部１３は前記第１の実施例で述べた
各固定部６とほぼ同様に、絶縁溝１２によって上側基板
１に一体的に形成され、支持梁１１の質量部１１Ｃと対
向する側面が固定電極を構成している。しかし、本実施
例による各固定部１３は、前記第１の実施例で述べた固
定部６と異なり、支持梁１１の質量部１１Ｃの左，右両
側のみに設けられている。
【００３６】１４，１４は支持梁１１の質量部１１Ｃ先
端側に位置し、左，右に所定寸法離間して上側基板１に
一体形成された一対のストッパ部を示し、該各ストッパ
部１４は加速度によって水平方向に変位する支持梁１１
の変位量を左，右両側で規制することにより、該支持梁
１１の質量部１１Ｃが各固定部１３に接触するのを防止
するものである。
【００３７】かくして、このように構成される本実施例
でも、上述した前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果
を得ることができる。しかし、本実施例では、絶縁溝１
２の規制用溝部１２Ｂ，１２Ｂを介して支持梁１１の質
量部１１Ｃに対向するストッパ部１４，１４を設ける構
成としたから、加速度検出時に支持梁１１の質量部１１
Ｃが各固定部１３に接触するのを確実に防止することが
でき、より一層信頼性等を大幅に向上することができ
る。
【００３８】さらに、図１１は本発明の第３の実施例を
示し、本実施例の特徴は、各固定部を絶縁溝により２つ
に分断して、一方の固定部を検出用電極とし、他方の固
定部を駆動用電極とすることにより、検出系と駆動系と
を備えたいわゆるサーボ型の加速度センサとして構成し
たことにある。なお、本実施例では、上述した第１，第
２の実施例で述べた構成要素と同一の構成要素に同一の
符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３９】図中、２１は前記第２の実施例で述べた絶
縁溝１２に代えて本実施例に適用される絶縁溝を示し、
該絶縁溝２１は前記第２の実施例で述べた絶縁溝１２と
ほぼ同様に、支持梁１１の全周を取囲むようにして上側
基板１の上面側から下面側まで貫通して設けられ、該支
持梁１１と後述の各固定部２２，２２との間を分断して
電気的に絶縁すると共に、検出用溝部２１Ａ，２１Ａと
規制用溝部２１Ｂ，２１Ｂとが設けられている。しか
し、本実施例による絶縁溝２１は、各固定部２２を長手
方向に分断して電気的に絶縁することにより、後述する
検出用固定部２２Ａと駆動用固定部２２Ｂとを形成して
いる。
【００４０】２２，２２は本実施例による固定部を示
し、該各固定部２２は前記第２の実施例で述べた各固定
部１３とほぼ同様に、絶縁溝２１の各検出用溝部２１Ａ
を挟んで支持梁１１の質量部１１Ｃの左，右両側に設け
られ、該質量部１１Ｃと対向する面が固定電極を構成し
ている。しかし、本実施例による各固定部２２は、絶縁
溝２１により、支持梁１１の固定端１１Ａ側に位置する
検出用固定部２２Ａと、各ストッパ部１４側に位置し、
該検出用固定部２２Ａよりも狭小に形成された駆動用固
定部２２Ｂとに分断されている。
【００４１】ここで、前記各検出用固定部２２Ａは、リ
ード線等を介して静電容量検出回路（いずれも図示せ
ず）に接続され、支持梁１１の質量部１１Ｃと対向する
面が加速度に応じた静電容量の変化を検出する検出用電
極となっている。一方、前記各駆動用固定部２２Ｂは、
リード線等を介して駆動電圧を発生させる静電駆動回路
（図示せず）に接続され、これにより、検出用電極たる
該各検出用固定部２２Ａが検出した静電容量に基いて支
持梁１１との間に静電力を発生させ、該支持梁１１の水
平方向の変位を零に維持する駆動用電極を構成してい
る。
【００４２】かくして、このように構成される本実施例
でも、上述した前記第１，第２の実施例とほぼ同様の効
果を得ることができる。
【００４３】なお、前記各実施例では、上側基板１に単
一の加速度センサを形成する場合を例に挙げて説明した
が、本発明はこれに限らず、上側基板に複数の加速度セ
ンサを形成してもよい。この場合には、一方の加速度セ
ンサの加速度検出方向と他方の加速度センサの加速度検
出方向とを違えることにより、異なる方向の加速度を検
出することができる。
【００４４】また、前記各実施例では、第２の基板とし
ての下側基板２はガラス材料等の絶縁性材料から形成す
るものとして述べたが、これに替えて、例えばシリコン
基板を絶縁性の酸化膜で覆うことにより形成してもよ
い。
【００４５】さらに、前記第２，第３の実施例では、各
ストッパ部１４間を絶縁溝１２（２１）によって分断す
る場合を例に挙げて説明したが、これに替えて、図１
０，図１１中にそれぞれ二点鎖線で示す如く、各ストッ
パ部１４を連結する構成としてもよい。
【００４６】さらにまた、前記各実施例では、ガラス層
３を上側基板１の下面側全周縁部分に設けるものとして
述べたが、支持梁４（１１）の固定端４Ａ（１１Ａ）、
固定部６（１３，２２）に対応する部分のみに設けるよ
うにしてもよい。
【００４７】一方、前記各実施例では、いわゆる片持梁
式の加速度センサを例に挙げて説明したが、本発明はこ
れに限らず、例えば特開平３−１１２１７０号公報に示
す如く、質量部を２つの支点で支持するいわゆる両持梁
式の加速度センサにも適用できる。
【００４８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、低
抵抗のシリコン材料から形成された第１の基板と、該第
１の基板の下面側に設けられ、該第１の基板と電気的に
絶縁された第２の基板とを備え、前記第１の基板は、加
速度に応じて水平方向に変位する質量部を有する支持梁
と、該支持梁の全周に亘って前記第１の基板を貫通して
設けられた絶縁溝と、該絶縁溝を挟んで前記支持梁の両
側に設けられ、前記第２の基板に固定された固定部とに
より構成したから、支持梁と各固定部とを絶縁溝および
第２の基板によって電気的に絶縁することができる。
【００４９】この結果、支持梁の質量部を可動電極とし
て、該質量部に絶縁溝を挟んで対向する各固定部を固定
電極としてそれぞれ利用することができ、加速度センサ
全体の構造，製造工程を簡素化して、製造コストを低減
することができる。
【００５０】また、低抵抗の第１の基板に絶縁性の第２
の基板を設けると共に、支持梁の全周に亘って第１の基
板を上面側から下面側まで貫通する絶縁溝を形成する構
成としたから、該絶縁溝と第２の基板とによって支持梁
と各固定部との間を電気的に絶縁することができ、可動
電極たる支持梁の質量部と固定電極たる各固定部とが支
持梁の固定端等を介して電気的に接続されるのを防止
し、ノイズの影響を効果的に低減して、加速度の検出精
度や検出感度等を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による加速度センサの全
体を示す斜視図である。
【図２】図１中の加速度センサの平面図である。
【図３】図２中の矢示III −III 方向断面図である。
【図４】ガラス層形成工程を示す図３と同様の縦断面図
である。
【図５】図４に示すガラス層形成工程に続く配線取り出
し用電極形成工程を示す縦断面図である。
【図６】図５に示す配線取り出し用電極形成工程に続く
下側基板接合工程を示す縦断面図である。
【図７】図６に示す下側基板接合工程に続く皮膜形成工
程を示す縦断面図である。
【図８】図７に示す皮膜形成工程に続く絶縁溝形成工程
を示す縦断面図である。
【図９】図８に示す絶縁溝形成工程に続く皮膜除去工程
を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例による加速度センサを
示す平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施例による加速度センサを
示す平面図である。
【符号の説明】
１ 上側基板（第１の基板） ２ 下側基板（第２の基板） ４，１１ 支持梁 ４Ｃ，１１Ｃ 質量部 ５，１２，２１ 絶縁溝 ６，１３，２２ 固定部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 低抵抗のシリコン材料から形成された第
    １の基板と、該第１の基板の下面側に設けられ、該第１
    の基板と電気的に絶縁された第２の基板とを備え、前記
    第１の基板は、加速度に応じて水平方向に変位する質量
    部を有する支持梁と、該支持梁の全周に亘って前記第１
    の基板を貫通して設けられた絶縁溝と、該絶縁溝を挟ん
    で前記支持梁の両側に設けられ、前記第２の基板に固定
    された固定部とから構成してなる加速度センサ。
JP26301392A 1992-09-04 1992-09-04 加速度センサ Expired - Fee Related JP3151956B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26301392A JP3151956B2 (ja) 1992-09-04 1992-09-04 加速度センサ
EP93919606A EP0611967B1 (en) 1992-09-04 1993-09-02 Acceleration sensor
DE69309426T DE69309426T2 (de) 1992-09-04 1993-09-02 Beschleunigungsmessaufnehmer
PCT/JP1993/001241 WO1994006024A1 (fr) 1992-09-04 1993-09-02 Capteur d'acceleration
US08/211,710 US5561248A (en) 1992-09-04 1993-09-02 Acceleration sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26301392A JP3151956B2 (ja) 1992-09-04 1992-09-04 加速度センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0688837A true JPH0688837A (ja) 1994-03-29
JP3151956B2 JP3151956B2 (ja) 2001-04-03

Family

ID=17383679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26301392A Expired - Fee Related JP3151956B2 (ja) 1992-09-04 1992-09-04 加速度センサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5561248A (ja)
EP (1) EP0611967B1 (ja)
JP (1) JP3151956B2 (ja)
DE (1) DE69309426T2 (ja)
WO (1) WO1994006024A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171881B1 (en) 1992-04-27 2001-01-09 Denso Corporation Acceleration sensor and process for the production thereof
US6388300B1 (en) 1999-01-25 2002-05-14 Denso Corporation Semiconductor physical quantity sensor and method of manufacturing the same
JP2008525820A (ja) * 2004-12-29 2008-07-17 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 振り子式面内ｍｅｍｓ加速度計装置
DE102009018266A1 (de) 2008-04-22 2009-10-29 DENSO CORPORATION, Kariya-shi Sensor zur Erfassung einer physikalischen Grösse und Verfahren zu dessen Fertigung

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5587518A (en) * 1994-12-23 1996-12-24 Ford Motor Company Accelerometer with a combined self-test and ground electrode
JP3689958B2 (ja) * 1995-02-23 2005-08-31 マツダ株式会社 応力検出方法およびその実施に使用する装置
JP3106389B2 (ja) * 1995-08-18 2000-11-06 株式会社村田製作所 可変容量コンデンサ
DE69608380T2 (de) * 1995-09-04 2000-11-30 Murata Mfg. Co., Ltd. Beschleunigungsdetektionsvorrichtung
US6035714A (en) 1997-09-08 2000-03-14 The Regents Of The University Of Michigan Microelectromechanical capacitive accelerometer and method of making same
US6718605B2 (en) 1997-09-08 2004-04-13 The Regents Of The University Of Michigan Single-side microelectromechanical capacitive accelerometer and method of making same
US6167757B1 (en) 1997-09-08 2001-01-02 The Regents Of The University Of Michigan Single-side microelectromechanical capacitive accelerometer and method of making same
JPH1194873A (ja) * 1997-09-18 1999-04-09 Mitsubishi Electric Corp 加速度センサ及びその製造方法
JP4003326B2 (ja) 1998-02-12 2007-11-07 株式会社デンソー 半導体力学量センサおよびその製造方法
DE19817357B4 (de) * 1998-04-18 2008-10-30 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement
US5990427A (en) * 1998-10-23 1999-11-23 Trw Inc. Movable acceleration switch responsive to acceleration parallel to plane of substrate upon which the switch is fabricated and methods
JP2000206142A (ja) * 1998-11-13 2000-07-28 Denso Corp 半導体力学量センサおよびその製造方法
DE10066435B4 (de) * 1999-07-26 2012-03-08 Denso Corporation Halbleitersensor für eine physikalische Größe
ITTO20010086A1 (it) * 2001-01-30 2002-07-30 St Microelectronics Srl Procedimento per sigillare e connettere parti di microsistemi elettromeccanici, fluidi, ottici e dispositivo cosi' ottenuto.
FR2830125B1 (fr) * 2001-09-24 2006-11-17 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une prise de contact en face arriere d'un composant a substrats empiles et composant equipe d'une telle prise de contact
US6862795B2 (en) * 2002-06-17 2005-03-08 Vty Holding Oy Method of manufacturing of a monolithic silicon acceleration sensor
US6912902B2 (en) * 2003-03-26 2005-07-05 Honeywell International Inc. Bending beam accelerometer with differential capacitive pickoff
US7179674B2 (en) * 2004-12-28 2007-02-20 Stmicroelectronics, Inc. Bi-directional released-beam sensor
JP4687736B2 (ja) * 2008-03-25 2011-05-25 株式会社村田製作所 外力検知装置の製造方法および外力検知装置
JP5260342B2 (ja) * 2009-01-30 2013-08-14 ローム株式会社 Ｍｅｍｓセンサ
JP2012255669A (ja) * 2011-06-07 2012-12-27 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 加速度計測装置
DE102017203722B4 (de) 2017-03-07 2021-11-25 Brandenburgische Technische Universität (BTU) Cottbus-Senftenberg Mems und verfahren zum herstellen derselben

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3877313A (en) * 1973-07-23 1975-04-15 Singer Co Electrostatic accelerometer
US4342227A (en) * 1980-12-24 1982-08-03 International Business Machines Corporation Planar semiconductor three direction acceleration detecting device and method of fabrication
JPS5944875A (ja) * 1982-09-06 1984-03-13 Nissan Motor Co Ltd 梁構造体を有する半導体装置
FR2558263B1 (fr) * 1984-01-12 1986-04-25 Commissariat Energie Atomique Accelerometre directif et son procede de fabrication par microlithographie
US4679434A (en) * 1985-07-25 1987-07-14 Litton Systems, Inc. Integrated force balanced accelerometer
US5343064A (en) * 1988-03-18 1994-08-30 Spangler Leland J Fully integrated single-crystal silicon-on-insulator process, sensors and circuits
US4951510A (en) 1988-07-14 1990-08-28 University Of Hawaii Multidimensional force sensor
US5081867A (en) * 1988-09-30 1992-01-21 Nec Corporation Semiconductor sensor
JPH0623782B2 (ja) * 1988-11-15 1994-03-30 株式会社日立製作所 静電容量式加速度センサ及び半導体圧力センサ
US4987779A (en) * 1989-02-28 1991-01-29 United Technologies Corporation Pulse-driven accelerometer arrangement
US5006487A (en) * 1989-07-27 1991-04-09 Honeywell Inc. Method of making an electrostatic silicon accelerometer
JP2617798B2 (ja) * 1989-09-22 1997-06-04 三菱電機株式会社 積層型半導体装置およびその製造方法
JPH03204977A (ja) * 1989-10-12 1991-09-06 Yokogawa Electric Corp 半導体加速度センサ
US5228341A (en) * 1989-10-18 1993-07-20 Hitachi, Ltd. Capacitive acceleration detector having reduced mass portion
DE4000903C1 (ja) * 1990-01-15 1990-08-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
EP0543901B1 (en) * 1990-08-17 1995-10-04 Analog Devices, Inc. Monolithic accelerometer
JP2786321B2 (ja) * 1990-09-07 1998-08-13 株式会社日立製作所 半導体容量式加速度センサ及びその製造方法
JPH04268725A (ja) * 1991-02-25 1992-09-24 Canon Inc 力学量検出センサおよびその製造方法
JP2804196B2 (ja) * 1991-10-18 1998-09-24 株式会社日立製作所 マイクロセンサ及びそれを用いた制御システム
FR2687777B1 (fr) * 1992-02-20 1994-05-20 Sextant Avionique Micro-capteur capacitif a faible capacite parasite et procede de fabrication.

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171881B1 (en) 1992-04-27 2001-01-09 Denso Corporation Acceleration sensor and process for the production thereof
US6227049B1 (en) 1992-04-27 2001-05-08 Denso Corporation Acceleration sensor and process for the production thereof
US6244112B1 (en) 1992-04-27 2001-06-12 Denso Corporation Acceleration sensor and process for the production thereof
USRE40347E1 (en) 1992-04-27 2008-06-03 Denso Corporation Acceleration sensor and process for the production thereof
USRE40561E1 (en) 1992-04-27 2008-11-04 Denso Corporation Acceleration sensor and process for the production thereof
USRE41047E1 (en) 1992-04-27 2009-12-22 Denso Corporation Acceleration sensor and process for the production thereof
USRE41213E1 (en) 1992-04-27 2010-04-13 Denso Corporation Dynamic amount sensor and process for the production thereof
USRE42083E1 (en) 1992-04-27 2011-02-01 Denso Corporation Acceleration sensor and process for the production thereof
US6388300B1 (en) 1999-01-25 2002-05-14 Denso Corporation Semiconductor physical quantity sensor and method of manufacturing the same
JP2008525820A (ja) * 2004-12-29 2008-07-17 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド 振り子式面内ｍｅｍｓ加速度計装置
DE102009018266A1 (de) 2008-04-22 2009-10-29 DENSO CORPORATION, Kariya-shi Sensor zur Erfassung einer physikalischen Grösse und Verfahren zu dessen Fertigung

Also Published As

Publication number Publication date
DE69309426D1 (de) 1997-05-07
WO1994006024A1 (fr) 1994-03-17
JP3151956B2 (ja) 2001-04-03
EP0611967A4 (en) 1995-02-01
DE69309426T2 (de) 1997-07-10
US5561248A (en) 1996-10-01
EP0611967A1 (en) 1994-08-24
EP0611967B1 (en) 1997-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0688837A (ja) 加速度センサ
US5830777A (en) Method of manufacturing a capacitance type acceleration sensor
KR100236501B1 (ko) 정전 용량형 압력 센서
TWI615349B (zh) 混合整合構件
US20030230143A1 (en) Monolithic silicon acceleration sensor
JPH09129898A (ja) センサおよびセンサの製造方法
JPH11344507A (ja) マイクロマシンの構成エレメント
JP2005351904A (ja) 加速度センサ
JP2005172543A (ja) 加速度センサおよび加速度センサの製造方法
JP3189420B2 (ja) 加速度センサ
JP2009270961A (ja) Ｍｅｍｓセンサおよびその製造方法
JP3528539B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2009052899A (ja) 慣性力センサおよびその製造方法
JP3633555B2 (ja) 半導体力学量センサ
JP3550467B2 (ja) 圧力センサおよびその製造方法
JPH11201984A (ja) 半導体力学量センサ及びその製造方法
JP4214572B2 (ja) 半導体力学量センサの製造方法
JPH0954114A (ja) 加速度センサ
JPH06273442A (ja) 静電容量型半導体加速度センサ及びその製造方法並びに当該静電容量型半導体加速度センサの実装構造
US7495301B2 (en) Thin film accelerometer
JPH1090300A (ja) 静電容量型物理量センサ
JPH08320339A (ja) 半導体力学量センサ
JPH07113817A (ja) 加速度センサ
JPH06207950A (ja) 加速度センサ
JP2014071052A (ja) 静電容量型圧力センサ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090126

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090126

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees