JPH10311767A - 物理量センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動部分の変位に応じて，この変位をなくす
ように可動部分を制御し，高速応答の可能な物理量セン
サを提供する。 【構成】 圧力センサ装置のセンサ部10は，シリコン基
板11を含む。シリコン基板11に形成されたダイヤフラム
部11ｂの四辺には，ピエゾ抵抗素子12が設けられる。ダ
イヤフラム部11ｂの上面には制御層14が密着して設けら
れる。ダイヤフラム部11ｂは圧力に応じて変位し，この
変位によりピエゾ抵抗素子12の抵抗値が変化する。抵抗
値の変化は抵抗検出回路21によって検出されその出力は
電流発生回路23に与えられる。電流発生回路23が発生す
る抵抗値の変化にもとづく電流が制御層14に加えられ，
制御層14は圧力の加えられていない状態に素早くもど
る。制御層14に密着しているダイヤフラム部11ｂも，圧
力が加えられていない状態の位置に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，圧力，加速度，角速度，流速
等の物理量を検出する物理量センサ装置に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】圧力や加速度などの物理量を
検出するセンサとして，静電容量型センサとピエゾ抵抗
型センサとが知られている。静電容量型センサは，圧力
や加速度が加わると変位する可動部に可動電極を，それ
と対向する部分に固定電極を設け，可動電極と固定電極
との間の静電容量の変化に基づいて，外力を計測する。
ピエゾ抵抗型センサは，圧力や加速度の印加によって構
造的に変形（変位）する部分にピエゾ抵抗素子を形成
し，その抵抗値の変化から外力を計測する。

【０００３】しかしながら，従来の静電容量型センサお
よびピエゾ抵抗型センサには，次のような問題があっ
た。 (1)可動電極やピエゾ抵抗素子が形成されるセンサの可
動部分は，長時間使用すると，疲労の蓄積により壊れや
すくなる。

【０００４】また，静電容量型センサには次の特有の問
題もあった。 (2)可動電極と固定電極との間の気体（一般には空気）
が，可動電極の動きの抵抗（妨げ）となり（エアーダン
ピング現象），高速応答が難しい。

【０００５】

【発明の開示】この発明は，可動部分の変位または歪み
に応じて，その変位または歪みをなくすように可動部分
を制御し，高速応答を可能とするセンサ装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】この発明による物理量センサ装置は，外部
から与えられる物理量に応じて変位する，または歪みを
生じる可動部と，上記可動部と一体に連結して形成され
た支持部とを備えており，上記可動部の変位または歪み
を検出する検出素子，上記可動部の少なくとも一部に設
けられた形状記憶合金層，および上記検出素子の出力信
号にもとづいて，上記形状記憶合金層を加熱して上記形
状記憶合金層をもとの形状に戻す形状記憶合金層駆動装
置を備えていることを特徴とする。

【０００７】ピエゾ抵抗型センサ装置では上記検出素子
として，上記可動部に設けられたピエゾ抵抗素子が用い
られる。ピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化にもとづいて，
可動部に加えられた物理量が検知される。

【０００８】静電容量型センサ装置では，上記検出素子
は，上記可動部に設けられた可動電極，および上記可動
電極と対向する位置に固定された固定電極によって構成
される。可動電極と固定電極との間の静電容量の変化に
もとづいて，可動部に加えられた物理量が検知される。

【０００９】この発明によると，可動部の少なくとも一
部に設けられた形状記憶合金層を加熱しもとの形状に回
復させることによって，センサ装置の可動部を，変位ま
たは歪みのない状態に素早く戻すことができる。可動部
を支える部分に加わる負担が軽減され，センサ装置の寿
命が延びる。また形状記憶合金層を可動部に直接に設け
ることにより，センサ装置を構成する部材を増やさなく
てもよく，センサ装置の小型化が図られる。

【００１０】たとえば，静電容量型センサ装置において
は，可動部に外力が加えられると，可動電極と固定電極
との間の間隔が変化する。変位した可動部は，形状記憶
合金層のもとの形状への回復にともなって，変位のない
状態に素早く戻り，減衰振動をすることがない。また，
変位した状態から変位のない状態に戻るまでのエアーダ
ンピングが減少する。

【００１１】この発明による他の物理量センサ装置は，
外部から与えられた物理量に応じて変位する，または歪
みを生じる可動部と，上記可動部と一体に連結して形成
された支持部とを備えたものであり，上記可動部の変位
または歪みを検出する検出素子，上記可動部の上方およ
び下方に設けられ，静電気力を発生する一組の電極層，
および上記検出素子の出力信号にもとづいて，上記一組
の電極層の間に上記可動部を変位させないような静電気
力を発生させる電極層駆動装置を備えていることを特徴
とする。

【００１２】可動部の上方および下方に設けた電極層の
間に，可動部に加えられた物理量とつり合う静電気力を
発生させることにより，可動部をほとんど変位または歪
みのない状態に保つことができる。また，外部から与え
られる物理量の大きさとつり合う静電気力を電極層の間
に発生させているので，電極層に加える電圧値にもとづ
いて，可動部に与えられた物理量の大きさを検出するこ
とができる。

【００１３】この発明による他の物理量センサ装置は，
外部から与えられる物理量に応じて変位する，または歪
みを生じる可動部と，上記可動部と一体に連結して形成
された支持部とを備えたものであり，上記可動部の変位
または歪みを検出する検出素子，上記可動部の少なくと
も一部に設けられ，内部応力を発生する制御層，および
上記検出素子の出力信号にもとづいて，上記制御層に上
記可動部を変位させないような内部応力を発生させる制
御層駆動装置を備えていることを特徴とする。

【００１４】上記制御層は圧電材料，電歪材料または磁
歪材料によって形成される。

【００１５】上記制御層駆動装置は，制御層を形成する
材料の種類に応じたものが設けられよう。

【００１６】可動部の少なくとも一部に設けられた制御
層に，可動部に加えられた物理量の大きさとつり合う応
力を発生させることによって，センサ装置の可動部をほ
とんど変位または歪みのない状態に保つことができる。
また，外部から加えられる物理量の大きさとつり合う応
力を制御層に発生させるので，制御層に応力を発生させ
る駆動装置の駆動信号にもとづいて，加えられた物理量
を検出することができる。

【００１７】

【実施例】図１は，ピエゾ抵抗型半導体圧力センサ装置
のセンサ部の断面図である。図１において，作図の便宜
上および理解を容易にするために，各構成部材の肉厚が
かなり強調して描かれている。このことは，後に説明す
る他の実施例を示す図面（断面図）においても同様であ
る。

【００１８】ピエゾ抵抗型半導体圧力センサ装置のセン
サ部10は，シリコン半導体基板11を含む。シリコン半導
体基板11の中央にはその下面から異方性エッチングによ
って凹部15が形成され，その周囲がフレーム部（支持
部）11ａとなっている。凹部15の上面が矩形のダイヤフ
ラム部（可動部）11ｂである。

【００１９】ダイヤフラム部11ｂの四辺には，それぞれ
ピエゾ抵抗素子（ひずみ検出素子）12が設けられてい
る。ピエゾ抵抗素子12は，シリコンからなるダイヤフラ
ム部11ｂに不純物をドープ（たとえば拡散）することに
よって形成される。

【００２０】ダイヤフラム部11ｂの上面には，全面にわ
たって絶縁膜13が形成され，その上に形状記憶合金膜
（制御層）14が密着して設けられている。形状記憶合金
膜14の材料には，たとえばＴｉ−Ｎｉ合金やＣｕ−Ｚｎ
−Ａｌ合金があり，加熱されると形状を回復する性質を
もつ。

【００２１】図２(A) は，図１に示すピエゾ抵抗型半導
体圧力センサ装置のセンサ部に圧力が加えられ，ダイヤ
フラム部が変形した直後の状態を，図２(B) はダイヤフ
ラム部が変形した状態（圧力が加えられた状態）から，
もとの位置に戻った状態を，センサ装置の電気回路のブ
ロック図を含めて示すものである。

【００２２】圧力センサ装置のセンサ部10のダイヤフラ
ム部11ｂは，外部から加えられる圧力に応じて上または
下に変位する。ダイヤフラム部11ｂの上面に設けられた
絶縁膜13および形状記憶合金膜14も，ダイヤフラム部11
ｂとともに上または下に変位する。

【００２３】ダイヤフラム部11ｂの変位により，ダイヤ
フラム部11ｂの四辺に設けられたピエゾ抵抗素子12の抵
抗値が変化する。

【００２４】圧力センサ装置の電気回路は，抵抗検出回
路21と，演算回路22と，電流発生回路23とから構成され
ている。ピエゾ抵抗素子12は抵抗検出回路21に接続され
ている。ピエゾ抵抗素子12の抵抗値の変化は，抵抗検出
回路21によって検出される。

【００２５】抵抗検出回路21によって検出された抵抗値
の変化は，演算回路22に与えられる。演算回路22は抵抗
値の変化にもとづいて圧力を算出し，その算出した圧力
を検出圧力として出力する。

【００２６】演算回路22はまた，圧力を検出したときに
電流発生回路23を制御するための制御信号を出力する。
この制御信号は電流を発生するための指令およびその電
流値の大きさの指令を含む。

【００２７】電流発生回路23は，演算回路22の出力する
制御信号にもとづいて電流を発生する。電流発生回路23
の出力側は，ダイヤフラム部11ｂの上面に設けられた形
状記憶合金膜14に接続されている。形状記憶合金膜14に
は電流発生回路23の発生する電流が加えられる。

【００２８】形状記憶合金膜14は，上述のように，加熱
されると形状が回復する性質をもつ。形状記憶合金膜14
に電流が流れると，形状記憶合金膜14は加熱される。加
熱により形状記憶合金膜14は，加えられている圧力に抗
して，圧力が加えられる前の形状に戻る。

【００２９】形状記憶合金膜14は，絶縁層13を介してダ
イヤフラム部11ｂに密着して設けられている。このた
め，形状記憶合金膜13が圧力の加えられる前の形状に戻
ると，これにともなってダイヤフラム部11ｂも圧力が加
えられる前の形状，または位置（以下，基準位置とす
る）に戻る。

【００３０】このように，圧力センサ装置のセンサ部10
のダイヤフラム11ｂは，外部から加えられた圧力を一旦
検出すると，形状記憶合金膜14の力によって基準位置に
戻され，その位置に保持される。このためダイヤフラム
部11ｂは，圧力検出のために１回変位するだけであり，
それ以外の変位，変形は生じない。ダイヤフラム部11
ｂ，またはダイヤフラム部11ｂと支持部11ａとの境界部
分に蓄積される疲労を少なくすることができるので，セ
ンサの寿命がのびる。また，ダイヤフラム部11ｂは形状
記憶合金膜14によって強制的に迅速に基準位置にもどる
ので，エアーダンピングによる出力値への影響を少なく
することができる。

【００３１】ダイヤフラム部11ｂが基準位置に戻ったの
ち，形状記憶合金膜14を加熱する加熱電流の通電を停止
する。したがって，ダイヤフラム部11ｂは，圧力が依然
として加えられていれば，その圧力に応じて再び変形す
る。すると，形状記憶合金膜14に電流が流れ，ダイヤフ
ラム部11ｂは再び基準位置に戻る。この動作は所定の周
期で繰り返されるか，または圧力を検出すべき時点にお
いて形状記憶合金膜14への通電が停止される。演算回路
22は，圧力を検出すべきサンプリング時点を判断する。

【００３２】図３は他の構造をもつピエゾ抵抗型半導体
圧力センサ装置のセンサ部の断面図と，加えられた圧力
を検出し，かつダイヤフラム部の動きを制御する（基準
位置に戻す）圧力センサ装置の電気回路のブロック図を
示すものである。図２(B) に示すセンサ装置のセンサ部
とは，絶縁層31および形状記憶合金膜32がダイヤフラム
部11ｂの上から支持部11ａの上にまでセンサ部の上面の
全面にわたって形成されている点，ダイヤフラム部に錘
部11C が形成されている点，およびピエゾ抵抗素子の形
成されている位置，が異なっている。図２(B) に示すも
のと同じものについては同一符号を付し，重複説明を避
ける。

【００３３】ピエゾ抵抗型圧力センサ装置のセンサ部30
のダイヤフラム部11ｂの中央には，ダイヤフラム部11ｂ
と一体に錘部11ｃが形成されている。錘部11ｃは逆台錘
状につくられ，支持部11ａよりも薄い。

【００３４】ダイヤフラム部31ｂの上面に形成された４
つのピエゾ抵抗素子12は，ダイヤフラム部11ｂの上面に
おいて，錘部11ｃの四辺に対応する位置に設けられてい
る。錘部11ｃが形成されていることにより，加えられる
圧力に対するダイヤフラム部11ｂの感度が向上し，わず
かな圧力の変化をもピエゾ抵抗素子12によって検出する
ことができる。

【００３５】図４は静電容量型圧力センサ装置のセンサ
部の断面図と，加えられた圧力を検出し，かつダイヤフ
ラム部の動きを制御する（基準位置に戻す）圧力センサ
装置の電気回路のブロック図を示すものである。

【００３６】静電容量型圧力センサ装置のセンサ部40に
おいて，ダイヤフラム部43，絶縁膜44および形状記憶合
金膜45が積層されている。シリコン基板41の上面の外周
に沿って絶縁層42が設けられており，ダイヤフラム部4
3，絶縁膜44および形状記憶合金膜45からなる積層構造
を，その周囲において支持している。ダイヤフラム部43
は半導体材料により形成されている。

【００３７】絶縁層42により，シリコン基板41の上面と
ダイヤフラム部43の下面との間には微小な間隙が形成さ
れている。ダイヤフラム部43は導電性をもつので可動電
極として働く。シリコン基板41も導電性をもち，固定電
極として働く。固定電極（シリコン基板）41と可動電極
（ダイヤフラム部）43とによってコンデンサが形成され
ている。固定電極41と可動電極43とは，外部に設けられ
た容量検出回路24に接続されている。

【００３８】シリコン基板41の中央には円台錘状の穴46
があけられている。検出すべき圧力は穴46からダイヤフ
ラム部43に加えられる。圧力が加えられると，ダイヤフ
ラム部43，絶縁膜44および形状記憶合金膜45が変形（変
位）する。ダイヤフラム部43の変位により，ダイヤフラ
ム部（可動電極）43と，シリコン基板（固定電極）41と
の間の静電容量が変化する。

【００３９】静電容量の変化は，容量検出回路24によっ
て検出される。容量検出回路24の出力は演算回路22Ａに
与えられ，演算回路22Ａは容量検出回路24の出力にもと
づいて，加えられた圧力を検出し，かつ制御信号を電流
発生回路23に与える。電流発生回路23は制御信号にもと
づいて電流を発生し，この電流は，形状記憶合金膜45の
内部に流れる。形状記憶合金膜45が加熱され，形状記憶
合金膜45はもとの形状に回復する。形状記憶合金膜45と
一体に形成されたダイヤフラム部43が基準位置に戻り，
ダイヤフラム部（可動電極）43と固定電極（シリコン基
板）41との間の静電容量が，圧力の加わる前の値に戻
る。

【００４０】図５は片持ち梁型の静電容量加速度センサ
装置のセンサ部の断面図と，加えられた加速度を検出
し，かつ梁部の動きを制御する（基準位置に戻す）加速
度センサ装置の電気回路のブロック図を示すものであ
る。電気回路のブロック図は図４に示すものと同じであ
るので，その説明を省略する。

【００４１】静電容量加速度センサ装置のセンサ部50
は，上基板51と下基板52とから構成されている。上基板
51は方形枠状の支持部51ａと，この支持部51ａの一辺か
ら中央に向かってのびた梁部51ｂと，梁部51ｂに片持ち
状に支持された逆角錐台状の錘部51ｃとから構成されて
いる。支持部51ａにおいて，上基板51と下基板52とが互
いに接合されている。上基板51は半導体基板により形成
され，下基板52はガラス基板により形成されている。

【００４２】梁部51ｂはかなり薄く形成されている。錘
部51ｃも支持部51ａよりも少し薄くつくられ，錘部51ｃ
の下面と下基板52との間には間隙が形成されている。下
基板52の錘部51ｃの下面に対向する箇所には，固定電極
53が設けられている。上基板51は，半導体基板により構
成されているので錘部51ｃは導電性をもち，可動電極と
して働く。固定電極53と錘部51ｃの下面とは間隙をもっ
て互いに対向し，コンデンサを形成している。

【００４３】上基板51の支持部51ａ（梁部51が結合した
少なくとも一辺），梁部51ｂおよび錘部51ｃが形成され
た部分の上面には，絶縁層54が形成され，さらにその上
には形状記憶合金膜55が形成されている。

【００４４】静電容量型加速度センサ装置のセンサ部50
に加速度が加えられると，これに応じて梁部51ｂと，そ
の上面に積層された絶縁層54および形状記憶合金膜55が
変形し，固定電極53と錘部51ｃの下面（可動電極）との
間の静電容量が変化する。静電容量の変化は外部に設け
られた容量検出回路24によって検出される。

【００４５】容量検出回路24の出力は演算回路22Ａに与
えられる。演算回路22は容量検出回路24の出力に基づい
て，加えられた加速度を検出し，かつ制御信号を電流発
生回路23に与える。電流発生回路23の発生する電流が，
形状記憶合金膜55の内部に流れ，形状記憶合金膜55が加
熱されて形状が回復する。これによって梁部51ｂが基準
位置にもどる。

【００４６】図６は片持ち梁型のピエゾ抵抗型加速度セ
ンサ装置のセンサ部の断面図と，加えられた加速度を検
出し，かつ梁部の動きを制御する（基準位置に戻す）加
速度センサ装置の電気回路のブロック図を示すものであ
る。図５に示す加速度センサ装置と同一のものには同一
の符号を付し，重複説明を避ける。電気回路のブロック
図は図２(B) に示すものと同じである。

【００４７】加速度センサ装置のセンサ部60を構成する
上基板51の梁部51ｂには，ピエゾ抵抗素子65が形成され
ている。センサ装置のセンサ部60に加速度が加えられる
と，梁部51ｂが変形し，梁部51ｂの上に形成されたピエ
ゾ抵抗素子65の抵抗値が変化する。ピエゾ抵抗素子65は
抵抗検出回路21に接続されており，その抵抗値の変化は
抵抗検出回路21によって検出される。

【００４８】梁部51ｂ上において，ピエゾ抵抗素子65が
形成された部分には絶縁層63が形成され，その上には形
状記憶合金膜64が形成されている。センサ装置のセンサ
部60に加速度が加わると，梁部51ｂの上面の形状記憶合
金膜74も変形する。形状記憶合金膜74の変形はその内部
に電流が流されて加熱されることにより，打ち消され
る。

【００４９】図７は静電容量型半導体圧力センサ装置の
センサ部の断面図と，加えられた圧力を検出し，かつダ
イヤフラム部の動きを制御する（基準位置に戻す）圧力
センサ装置の電気回路のブロック図を示すものである。

【００５０】静電容量型半導体圧力センサ装置のセンサ
部70は，シリコン基板71上に下部制御電極72，絶縁膜73
および固定電極74が積層され，固定電極74の上面の外周
に沿って絶縁膜75が設けられ，さらに絶縁膜75の上にダ
イヤフラム部76，絶縁膜77および上部制御電極78が積層
されて形成されている。絶縁層75がダイヤフラム部76，
絶縁膜77および上部制御電極78からなる積層構造をその
周囲において支持している。ダイヤフラム部76は半導体
材料により形成されている。

【００５１】シリコン基板71の中央には円台錘状の穴79
があけられている。シリコン基板21の上に設けられた下
部制御電極72，絶縁膜73および固定電極74の中央にも，
上記シリコン基板21の穴79の上部の直径と同じ大きさの
穴が，穴79と通じてあけられている。

【００５２】絶縁層75により，固定電極74の上面とダイ
ヤフラム部76の下面との間には微小な間隙が形成されて
いる。ダイヤフラム部76が可動電極として働き，固定電
極74と可動電極（ダイヤフラム部）76とによってコンデ
ンサが構成されている。

【００５３】センサ装置70の電気回路は，容量検出回路
24，演算回路22Ａおよび電圧発生回路26によって構成さ
れている。

【００５４】圧力センサ装置のセンサ部70の可動電極
（ダイヤフラム部）76に，穴79から圧力が加えられる
と，これに応じてダイヤフラム部76と，ダイヤフラム部
76の上に設けられた絶縁膜77および上部制御電極78が変
位し，固定電極74と可動電極（ダイヤフラム部）76との
間の静電容量が変化する。固定電極74と可動電極76との
間の静電容量の変化は，容量検出回路24によって検出さ
れる。検出された静電容量の変化は，演算回路25に与え
られる。

【００５５】演算回路25は，容量検出回路24の出力にも
とづいて，制御信号を電圧発生回路26に与える。電圧発
生回路26は，演算回路25からの制御信号にもとづく電圧
を発生し，下部制御電極72と上部制御電極78とに印加す
る。

【００５６】下部制御電極72と上部制御電極78との間に
は，電圧発生回路26が発生する電圧に応じた静電気力が
発生し，ダイヤフラム部76の変位を打ち消す。これによ
って，ダイヤフラム部76，絶縁膜77および上部制御電極
78は元の状態（基準位置）に戻る。可動電極（ダイヤフ
ラム部）76と固定電極74との間の静電容量も，圧力が加
えられていない状態の静電容量に戻る。

【００５７】可動電極76と固定電極74との間の静電容量
が変化すると，その変化に応じた電圧の変化が電圧発生
回路26の出力電圧に生じるので，可動電極76と固定電極
74とは常に並行な基準状態に保たれることになる。

【００５８】穴79を通してダイヤフラム部76に加えられ
る圧力と常に等しい静電気力が下部制御電極72と上部制
御電極78との間に発生する。したがって，この静電気力
を生じさせる下部制御電極72と上部制御電極78への印加
電圧は，圧力を表している。電圧発生回路26から，ダイ
ヤフラム部76に加えられた圧力（検出圧力）が出力され
る。

【００５９】図８は図７に示す静電容量型半導体圧力セ
ンサ装置のセンサ部におけるダイヤフラム部の制御の原
理を示すブロック図である。

【００６０】センサ装置のセンサ部のダイヤフラム部76
に圧力が加わると，ダイヤフラム部76に圧力の大きさに
応じたたわみを生じる（圧力をたわみに変換：符号101
）。このたわみにもとづく静電気力が下部制御電極72
と上部制御電極78との間に発生するように，電圧発生回
路26から電圧が発生し，下部制御電極72と上部制御電極
78とに印加される（たわみを圧力に変換：符号102 ）。
ダイヤフラム部76に加えられた圧力は，電圧発生回路26
の出力から求めることができる。

【００６１】図９は図７に示すダイヤフラム部の制御の
原理を示す他のブロック図である。図８に示すブロック
図とは，ダイヤフラム部の変位の予測をするブロックが
加えられている点が異なる。

【００６２】演算回路25に，静電容量の変化率を求める
微分回路103 を含ませておく。静電容量の変化率にもと
づいて，次の瞬間のダイヤフラム部76の変位を予測する
ことができる（符号104 ）。次の瞬間のダイヤフラム部
76の変位の予測値にもとづく電圧を，下部制御電極72と
上部制御電極78とに加えることにより，ダイヤフラム部
76のたわみをさらに小さいものにし，かつ応答性が高め
ることができる。

【００６３】図７に示すセンサ装置では，加えられる圧
力の大きさに応じてダイヤフラム部76を変位させないよ
うにするために，ダイヤフラム部76の上下にそれぞれ電
極を形成し，両電極間に静電気力を発生させているが，
ダイヤフラム部または可動部上に圧電層，または電歪層
を形成してもよい。圧電層の材料には，たとえばＰＺＴ
（ジルコン酸チタン酸鉛）がある。電歪層の材料には，
たとえばＰＭＮ（Ｐｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃ ：マグネ
シウム二オブ酸鉛）がある。圧電材料および電歪材料は
ともに，電圧が印加されると内部に応力を生じる。印加
する電圧を制御することによって，内部に生じる応力を
制御してダイヤフラム部または可動部を変位させないよ
うにすることができる。磁気によって歪みを生じる磁歪
材料を用いることも可能である。この場合，ダイヤフラ
ム部76を変位させないようにするための電極（下部制御
電極72と上部制御電極78）は必要とされないので，セン
サ部70の構造がさらに簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピエゾ抵抗型半導体圧力センサ装置のセンサ部
を示す断面図である。

【図２】(A) はダイヤフラム部が変形した直後のピエゾ
抵抗型半導体圧力センサ装置のセンサ部を示す断面図，
(B) はダイヤフラム部がもとの位置に戻った状態を示す
センサ装置のセンサ部の断面図と，センサ装置の電気回
路のブロック図である。

【図３】ピエゾ抵抗型半導体圧力センサ装置のセンサ部
の断面図と，加えられた圧力を検出し，ダイヤフラム部
の動きを制御するための電気回路のブロック図である。

【図４】静電容量型半導体圧力センサ装置のセンサ部の
断面図と，加えられた圧力を検出し，ダイヤフラム部の
動きを制御するための電気回路のブロック図である。

【図５】片持ち梁型静電容量加速度センサ装置のセンサ
部の断面図と，加えられた加速度を検出し，梁部の動き
を制御するための電気回路のブロック図である。

【図６】片持ち梁型ピエゾ抵抗型加速度センサ装置のセ
ンサ部の断面図と，加えられた加速度を検出し，梁部の
動きを制御するための電気回路のブロック図である。

【図７】静電容量型半導体圧力センサ装置のセンサ部の
断面図と，加えられた圧力を検出し，ダイヤフラム部の
動きを制御するための電気回路のブロック図である。

【図８】ダイヤフラム部の制御の原理を示すブロック図
である。

【図９】ダイヤフラム部の制御の原理を示す他のブロッ
ク図である。

【符号の説明】

10，30，40，70 圧力センサ装置のセンサ部 50，60 加速度センサ装置のセンサ部 11ｂ ダイヤフラム部 12，65 ピエゾ抵抗素子 14，32，45，55，64 形状記憶合金膜 72 下部制御電極 78 上部制御電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から与えられる物理量に応じて変位
   する，または歪みを生じる可動部と，上記可動部と一体
   に連結して形成された支持部とを備えた物理量センサ装
   置において，上記可動部の変位または歪みを検出する検
   出素子，上記可動部の少なくとも一部に設けられた形状
   記憶合金層，および上記検出素子の出力信号にもとづい
   て，上記形状記憶合金層を加熱して上記形状記憶合金層
   をもとの形状に戻す形状記憶合金層駆動装置を備えた，
   物理量センサ装置。
2. 【請求項２】 外部から与えられた物理量に応じて変位
   する，または歪みを生じる可動部と，上記可動部と一体
   に連結して形成された支持部とを備えた物理量センサ装
   置において，上記可動部の変位または歪みを検出する検
   出素子，上記可動部の上方および下方に設けられ，静電
   気力を発生する一組の電極層，および上記検出素子の出
   力信号にもとづいて，上記一組の電極層の間に上記可動
   部を変位させないような静電気力を発生させる電極層駆
   動装置を備えた，物理量センサ装置。
3. 【請求項３】 外部から与えられる物理量に応じて変位
   する，または歪みを生じる可動部と，上記可動部と一体
   に連結して形成された支持部とを備えた物理量センサ装
   置において，上記可動部の変位または歪みを検出する検
   出素子，上記可動部の少なくとも一部に設けられ，内部
   応力を発生する制御層，および上記検出素子の出力信号
   にもとづいて，上記制御層に上記可動部を変位させない
   ような内部応力を発生させる制御層駆動装置を備えた，
   物理量センサ装置。