JP2013181855A - 物理量センサーおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高い信頼性を有する物理量センサーを提供する。
【解決手段】物理量センサー１００は、基板１０と、可動電極部２１を備えた可動体２０と、可動体２０に接続され、可動体２０の回転軸Ｑとなる軸部３０，３２と、基板１０に固定され、軸部３０，３２を介して可動体２０を支持する固定部４０と、基板１０に可動電極部２１と対向して設けられた固定電極部５と、を含み、固定部４０には、回転軸の線Ｑ上に開口部４６が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、物理量センサーおよび電子機器に関する。

近年、例えばシリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて物理量を検出する慣性センサーなどの物理量センサーが開発されている。

例えば、特許文献１では、Ｚ軸方向（鉛直方向）の加速度を検出する静電容量型の物理量センサーが開示されている。特許文献１の物理量センサーでは、質量部が、該質量部の長手方向に対して対称的に、かつ、質量部の厚さ方向に対して非対称的に、捻りバネで支えられている。

特開２００８−５４４２４３号公報

しかしながら、特許文献１の物理量センサーでは、例えば、質量部および捻りバネを形成している基板（ウエハー）と、当該基板と接合されている封止部材との間の熱膨張率の差により生じる応力や、実装時に装置に加わる応力等の影響によって、捻りバネのバネ定数等の特性が変化し、信頼性が低下してしまう場合があった。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、高い信頼性を有す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を提供することにある。

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。

［適用例１］
本適用例に係る物理量センサーは、
基板と、
可動電極部を備えた可動体と、
前記可動体に接続され、前記可動体の回転軸となる軸部と、
前記基板に固定され、前記軸部を介して前記可動体を支持する固定部と、
前記基板に前記可動電極部と対向して設けられた固定電極部と、
を含み、
前記固定部には、前記回転軸の線上に開口部が設けられている。

このような物理量センサーによれば、固定部に開口部が設けられているため、例えば、基板と固定部との間の熱膨張率の差によって生じる応力や、実装時に装置に加わる応力等が、軸部に与える影響を低減することができる。したがって、軸部のバネ定数等の特性が変化することを抑制することができ、信頼性を向上させることができる。

［適用例２］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記基板は絶縁材料で構成され、前記可動体は半導体材料で構成されていてもよい。

このような物理量センサーによれば、例えば基板をガラス等の絶縁材料、可動体をシリコン等の半導体材料にすることにより、可動体と基板とを貼り合わせることで容易に両者を電気的に絶縁することができ、センサー構造を簡素化することができる。

［適用例３］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記開口部は、前記固定部を貫通していてもよい。

このような物理量センサーによれば、基板と固定部との間の熱膨張率の差によって生じる応力や、実装時に装置に加わる応力等が、軸部に与える影響を、より低減することができる。

［適用例４］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記開口部は、前記回転軸と交差する方向に延在していてもよい。

このような物理量センサーによれば、固定部と軸部とを繋ぐ経路が細長くなり、熱膨張率の差に起因する歪みの影響を小さくすることができる。

［適用例５］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記可動体は、前記回転軸を境にして、一方の領域と他方の領域とで質量が異なっていてもよい。

このような物理量センサーによれば、例えば鉛直方向の加速度が加わったときに、可動体の一方の領域の回転モーメントと、可動体の他方の領域の回転モーメントとが均衡せず、可動体に所定の傾きを生じさせることができる。

［適用例６］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記固定電極部は、
前記可動体の前記一方の領域に対向する位置に配置された第１検出電極と、
前記可動体の前記他方の領域に対向する位置に配置された第２検出電極と、
を含んでいてもよい。

このような物理量センサーによれば、第１検出電極から出力される検出信号と、第２検出電極から出力される検出信号との差（差動信号）から、加速度の大きさや方向を検出することができる。

［適用例７］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記固定部は、前記可動体の周囲に設けられていてもよい。

このような物理量センサーによれば、固定部を基板に確実に固定することができる。

［適用例８］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記可動体には、開口部が設けられ、
前記固定部は、前記可動体の前記開口部の内部に配置されていてもよい。

このような物理量センサーによれば、例えば可動体を、１箇所で支持することができるため、基板と固定部との間の熱膨張率の差によって生じる応力や、実装時に装置に加わる応力等が、軸部に与える影響を、より低減することができる。

［適用例９］
本適用例に係る電子機器は、
本適用例に係る物理量センサーを含む。

このような電子機器によれば、本適用例に係る物理量センサーを含むため、高い信頼性を有することができる。

本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。 本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。 本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。 可動体の動作および可変容量の容量値の変化について説明するための図。 本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態の変形例に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。 本実施形態の変形例に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。

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。

１． 物理量センサー
まず、本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、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す平面図である。図２および図３は、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す断面図である。なお、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。また、図１では、便宜上、蓋体６０の図示を省略している。図１〜図３では、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。

物理量センサー１００は、例えば、慣性センサーとして使用することができ、具体的には、例えば、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度を測定するための加速度センサー（静電容量型加速度センサー、静電容量型ＭＥＭＳ加速度センサー）として利用可能である。

物理量センサー１００は、図１〜図３に示すように、支持基板（基板）１０と、可動体２０と、軸部３０，３２と、固定部４０と、第１検出電極５０と、第２検出電極５２と、蓋体６０と、を含んで構成されている。

支持基板１０には、固定電極部５（第１検出電極５０および第２検出電極５２）が設けられている。図示の例では、検出電極５０，５２は、支持基板１０の凹部１２の底部を規定する面１４に設けられている。また、支持基板１０には、固定部４０および蓋体６０が接合されている。支持基板１０と、蓋体６０とで、可動体２０を収容するための空間を形成することができる。支持基板１０の材質は、特に限定されないが、例えば、ガラスである。

可動体２０は、支持基板１０の上方に設けられている。可動体２０は、第１軸部３０および第２軸部３２によって、支持されている。可動体２０は、例えば鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が生じると、軸部３０，３２によって決定される支持軸Ｑを揺動軸（回転軸）として、シーソー揺動（シーソー動作）することができる。支持軸Ｑは、可動体２０の回転軸となる直線（仮想直線）である。可動体２０の平面形状（Ｚ軸方向からみたときの形状）は、例えば、長方形である。

可動体２０は、第１シーソー片２０ａと、第２シーソー片２０ｂと、を有する。第１シーソー片２０ａは、平面視において、支持軸Ｑによって区画される可動体２０の２つの部分のうちの一方（図１では右側に位置する部分）である。第２シーソー片２０ｂは、平面視において、支持軸Ｑによって区画される可動体２０の２つの部分のうちの他方（図１では左側に位置する部分）である。

例えば、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度（例えば重力加速度）が可動体２０に加わった場合、第１シーソー片２０ａと第２シーソー片２０ｂの各々に回転モーメント（力のモーメント）が生じる。ここで、第１シーソー片２０ａの回転モーメント（例えば時計回りの回転モーメント）と第２シーソー片２０ｂの回転モーメント（例えば反時計回りの回転モーメント）が均衡した場合には、可動体２０の傾きに変化が生じず、加速度の変化を検出することができない。したがって、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときに、第１シーソー片２０ａの回転モーメントと、第２シーソー片２０ｂの回転モーメントとが均衡せず、可動体２０に所定の傾きが生じるように、可動体２０が設計される。

物理量センサー１００では、支持軸Ｑを、可動体２０の中心（重心）から外れた位置に配置することによって（支持軸Ｑから各シーソー片２０ａ，２０ｂの先端までの距離を異ならせることによって）、シーソー片２０ａ，２０ｂが互いに異なる質量を有している。すなわち、可動体２０は、支持軸Ｑを境にして、一方の領域（第１シーソー片２０ａ）と他方の領域（第２シーソー片２０ｂ）とで質量が異なる。図示の例では、支持軸Ｑから第１シーソー片２０ａの端面２４までの距離は、支持軸Ｑから第２シーソー片２０ｂの端面２５までの距離よりも大きい。また、第１シーソー片２０ａの厚みと、第２シーソー片２０ｂの厚みとは、等しい。したがって、第１シーソー片２０ａの質量は、第２シーソー片２０ｂの質量よりも大きい。このように、シーソー片２０ａ，２０ｂが互いに異なる質量を有することにより、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときに、第１シーソー片２０ａの回転モーメントと、第２シーソー片２０ｂの回転モーメントとを均衡させないことができる。したがって、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときに、可動体２０に所定の傾きを生じさせることができる。

なお、図示はしないが、支持軸Ｑを可動体２０の中心に配置し、かつ、シーソー片２０ａ，２０ｂの厚みを互いに異ならせることによって、シーソー片２０ａ，２０ｂが互いに異なる質量を有するようにしてもよい。このような場合にも、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときに、可動体２０に所定の傾きを生じさせることができる。

可動体２０は、支持基板１０と離間して設けられている。図示の例では、可動体２０と支持基板１０との間には、空隙２が設けられている。また、可動体２０は、軸部３０，３２によって、固定部４０から離間して接続されている。可動体２０と固定部４０との間には、空隙４が設けられている。可動体２０の周囲に空隙２，４が存在することによって、可動体２０は、シーソー揺動することができる。

可動体２０は、可動電極部２１を備えている。可動電極部２１は、可動電極２１ａ，２１ｂを有している。なお、可動電極部２１は、可動電極２１ａ，２１ｂのいずれか一方で構成されていてもよい。可動体２０が導電性材料で構成されることによって、可動電極が形成されてもよく、また、可動体２０の表面に金属等の導体層からなる可動電極を形成することもできる。図示の例では、可動体２０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２１ａ，２１ｂが形成されている。すなわち、第１シーソー片２０ａが可動電極２１ａとして機能し、第２シーソー片２０ｂが可動電極２１ｂとして機能している。

支持基板１０には、可動電極部２１と対向して設けられている固定電極部５が設けられている。図示の例では、固定電極部５は、第１検出電極５０と、第２検出電極５２と、を有している。支持基板１０の、可動電極２１ａに対向する位置には、第１検出電極５０が設けられている。この可動電極２１ａと第１検出電極５０とによって、可変容量Ｃ１が構成されている。支持基板１０の、可動電極２１ｂに対向する位置には、第２検出電極５２が設けられている。この可動電極２１ｂと第２検出電極５２とによって、可変容量Ｃ２が構成されている。可変容量Ｃ１および可変容量Ｃ２は、例えば、図２に示す可動体２０が水平である状態において、同じ容量となるように構成される。可動電極２１ａおよび可動電極２１ｂは、可動体２０のシーソー揺動に応じて位置が変化する。これにより、可変容量Ｃ１，Ｃ２の容量値が変化する。図示の例では、可動体２０自体が可動電極２１ａ，２１ｂを構成しているため、可動電極２１ａ，２１ｂは、同じ電位を有する電極である。可動体２０には、軸部３０，３２を介して、所定の電位が与えられる。

なお、図示はしないが、蓋体６０の、可動電極２１ａに対向する位置に第１検出電極５０が設けられ、蓋体６０の、可動電極２１ｂに対向する位置に第２検出電極５２が設けられてもよい。

可動体２０には、可動体２０の上面２８から可動体２０の下面２９まで貫通する貫通孔（スリット）２６が設けられている。これにより、可動体２０が揺動する際の空気の影響（空気の抵抗）を低減することができる。図示の例では、貫通孔２６は、複数設けられている。

第１軸部３０および第２軸部３２は、可動体２０に接続され、可動体２０の回転軸となる。第１軸部３０および第２軸部３２は、可動体２０を支持している。第１軸部３０，３２は、可動体２０がシーソー揺動することにより生じるねじり変形に対して強い復元力を有している。

第１軸部３０および第２軸部３２は、図１に示すように、平面視において、支持軸Ｑ上配置されている。第１軸部３０および第２軸部３２は、可動体２０の回転中心（揺動中心）となる支持軸Ｑの位置を決定する部材である。第１軸部３０および第２軸部３２は、固定部４０から可動体２０まで延出している。第１軸部３０および第２軸部３２の延出方向（Ｙ軸方向）は、支持軸Ｑに沿う方向である。

固定部４０は、可動体２０を囲むように設けられている。固定部４０と可動体２０とは、離間しており、固定部４０と可動体２０との間には、空隙４が設けられている。固定部４０は、支持基板１０に固定されている。固定部４０は、図１に示すように平面視において、可動体２０の周囲に設けられている。固定部４０は、接続部４４を有している。固定部４０は、接続部４４において、軸部３０，３２に接続されている。図示の例では、可動体２０の一方側（＋Ｙ方向側）に位置する接続部４４と、第１軸部３０とが接続され、可動体２０の他方側（−Ｙ方向側）に位置する接続部４４と、第２軸部３２とが接続されている。そのため、可動体２０は、可動体２０の一方側（＋Ｙ方向側）からと、可動体２０の他方側（−Ｙ方向側）からの２箇所で支持されている。

接続部４４は、軸部３０，３２と接続している。図示の例では、接続部４４は、可動体２０を挟んで、２つ設けられている。接続部４４の一方（＋Ｙ方向側）は、第１軸部３０と接続され、接続部４４の他方（−Ｙ方向側）は、第２軸部３２と接続されている。接続部４４は、支持基板１０と空隙２を介して、離間している。すなわち、接続部４４は、支持基板１０に接していない。図１に示すように平面視において、接続部４４は、固定部４０のうち支持基板１０に接合されていない部分（接していない部分）であることができる。

接続部４４には、開口部４６が設けられている。開口部４６は、接続部４４のうち、軸部３０，３２が接続されている部分の近傍に設けられている。開口部４６は、図１に示すように平面視において支持軸（可動体２０の回転軸となる直線）Ｑ上に位置している。図示の例では、開口部４６の中心が、支持軸Ｑ上に位置している。開口部４６は、支持軸Ｑ（回転軸）と交差する方向（図示の例では直交する方向）に延在している。これにより、固定部４０と軸部３０，３２とを繋ぐ経路が細長くなり、熱膨張率の差に起因する歪みの影響を小さくすることができる。開口部４６の平面形状は、特に限定されずに、任意の形状を有することができる。図示の例では、開口部４６の平面形状は、軸部３０，３２の幅（Ｘ軸方向の大きさ）よりも大きい幅を有する矩形である。開口部４６は、固定部４０（接続部４４）を貫通している。なお、開口部４６は、固定部４０（接続部４４）を貫通していなくてもよい。

可動体２０、固定部４０、および軸部３０，３２は、一体に設けられている。可動体２０、固定部４０、および軸部３０，３２は、１つの基板（シリコン基板）をパターニングすることによって一体的に設けられる。例えば支持基板１０をガラス等の絶縁材料、可動体２０をシリコン等の半導体材料にすることにより、可動体２０と支持基板１０とを貼り合わせることで容易に両者を電気的に絶縁することができ、センサー構造を簡素化することができる。

固定電極部５は、第１検出電極５０と第２検出電極５２とを有している。第１検出電極５０は、支持基板１０上に設けられている。第１検出電極５０は、可動体２０（可動電極２１ａ）に対向する位置に配置されている。第１検出電極５０の上方には、空隙２を介して、可動電極２１ａが位置している。第１検出電極５０は、可動電極２１ａとの間に容量Ｃ１を形成するように設けられている。

第２検出電極５２は、支持基板１０上に設けられている。第２検出電極５２は、可動体２０（可動電極２１ｂ）に対向する位置に配置されている。第２検出電極５２の上方には、空隙２を介して、可動電極２１ｂが位置している。第２検出電極５２は、可動電極２１ｂとの間に容量Ｃ２を形成するように設けられている。第１検出電極５０の平面形状と、第２検出電極５２の平面形状は、例えば、支持軸Ｑを軸として、線対称である。

検出電極５０，５２の材質は、例えば、アルミ、金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等である。検出電極５０，５２の材質は、ＩＴＯ等の透明電極材料であることが望ましい。検出電極５０，５２として、透明電極材料を用いることにより、支持基板１０が透明基板（ガラス基板）である場合、検出電極５０，５２上に存在する異物等を容易に視認することができるためである。

蓋体６０は、支持基板１０に載置されている。蓋体６０としては、例えば、シリコン基板（シリコン製の基板）を用いることができる。支持基板１０としてガラス基板を用いた場合、支持基板１０と蓋体６０とは、陽極接合によって接合されていてもよい。

次に、可動体２０の動作と、その動作に伴う可変容量Ｃ１，Ｃ２の容量値の変化について説明する。図４は、可動体２０の動作および可変容量Ｃ１，Ｃ２の容量値の変化について説明するための図である。

図４（Ａ）では、可動体２０は、水平状態を維持している（この状態は、重力加速度がない状態（無重力状態）に対応する）。支持軸Ｑと第１シーソー片２０ａの先端との間の距離は、支持軸Ｑと第２シーソー片２０ｂの先端との間の距離よりも大きい。そのため、図４（Ａ）の状態で、例えば、鉛直下向き（−Ｚ軸方向）に加速度が生じたとき、第１シーソー片２０ａに生じる回転モーメントは、第２シーソー片２０ｂに生じる回転モーメントよりも大きく、可動体２０は、時計回りに回転することになる。

図４（Ｂ）の状態では、可動体２０に、例えば、重力加速度Ｇ１（＝１Ｇ）が加わる。これに伴い、可動体２０は、時計回りに回転し、可動体２０に傾きが生じる。この可動体２０のシーソー揺動によって、可動電極２１ａと第１検出電極５０との間の距離が小さくなり、その結果、可変容量Ｃ１の容量値が増大する。一方、可動電極２１ｂと第２検出電極５２との間の距離は、大きくなり、その結果、可変容量Ｃ２の容量値は、減少する。物理量センサー１００では、この可変容量Ｃ１，Ｃ２の容量値の変化を示す２つの検出信号（差動信号）によって、加速度の大きさと方向を検出することができる。具体的には、２つの検出信号の各々の変化の程度から、重力加速度Ｇ１の値（＝１Ｇ）を検出することができる。さらに、２つの検出信号の各々の変化の方向から、加速度の方向（鉛直下向き、−Ｚ軸方向）を特定することができる。

図４（Ｃ）の状態では、重力加速度（＝１Ｇ）が可動体２０に加わっている状態で、可動体２０に、さらに、鉛直上向き（＋Ｚ軸方向）の加速度Ｇ２が加わる。この場合は、可動体２０は、反時計回りに回転し、可動体２０に図４（Ｂ）の場合とは逆の傾きが生じる。この可動体２０のシーソー揺動によって、可動電極２１ａと第１検出電極５０との間の距離が大きくなり、その結果、可変容量Ｃ１の容量値が減少する。一方、可動電極２１ｂと第２検出電極５２との間の距離は、小さくなり、その結果、可変容量Ｃ２の容量値は、増大する。

図４（Ｂ）の状態で得られる検出信号（つまり、重力加速度の大きさと向き）を基準として、図４（Ｃ）の状態における検出信号を判定することによって、図４（Ｃ）の状態で、どの方向にどの程度の加速度が作用しているかを検出することができる。つまり、図４（Ｃ）の状態で得られる２つの検出信号に基づいて、２つの検出信号の各々の変化の程度から、加わった加速度Ｇ２の値を検出することができる。さらに、２つの検出信号の各々の変化の方向から、加速度Ｇ２の方向（鉛直上向き、＋Ｚ軸方向）を特定することができる。

上述のように、物理量センサー１００は、加速度センサーやジャイロセンサー等の慣性センサーとして使用することができ、具体的には、例えば、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度を測定するための静電容量型加速度センサーとして使用することができる。

本実施形態に係る物理量センサー１００は、例えば、以下の特徴を有する。

物理量センサー１００では、固定部４０に開口部４６が設けられており、開口部４６は、支持軸（回転軸の線）Ｑ上に配置されている。これにより、例えば、支持基板１０と固定部４０との間の熱膨張率の差によって生じる応力や、実装時に装置に加わる応力等が、軸部３０，３２に与える影響を低減することができる。例えば、これらの応力等が生じることによって、軸部に力（外力）が加わると、軸部のバネ係数等の特性が変化してしまう。物理量センサー１００では、固定部４０に開口部４６を設けることによって、この外力が、軸部に加わることを抑制することができる。したがって、物理量センサー１００によれば、軸部のバネ定数等の特性が変化することを抑制することができ、信頼性を向上させることができる。

物理量センサー１００では、接続部４４は、支持基板１０と空隙２を介して離間している。そのため、例えば、支持基板１０と固定部４０との間の熱膨張率の差によって生じる応力や、実装時に装置に加わる応力等が、軸部３０，３２に与える影響をより低減することができる。接続部が支持基板と接触していると、接続部と支持基板との間の熱膨張率の差によって応力が生じてしまうが、物理量センサー１００では、このような問題が生じない。さらに、物理量センサー１００では、開口部４６が接続部４４を貫通しているため、当該応力等が軸部３０，３２に与える影響をより低減することができる。

物理量センサー１００では、軸部３０，３２は、支持軸Ｑ上に配置され、可動体２０は、平面視において、支持軸Ｑを境にして一方の領域（第１シーソー片２０ａ）と他方の領域（第２シーソー片２０ｂ）とで質量が異なっている。これにより、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度が加わったときに、可動体２０の一方の領域（第１シーソー片２０ａ）の回転モーメントと、可動体２０の他方の領域（第２シーソー片２０ｂ）の回転モーメントとが均衡せず、可動体に所定の傾きを生じさせることができる。

物理量センサー１００では、固定部４０は、可動体２０の周囲に設けられている。これにより、固定部４０を支持基板１０に確実に固定することができる。

２． 物理量センサーの製造方法
次に、本実施形態に係る物理量センサーの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５〜図８は、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造工程を模式的に示す断面図である。

図５に示すように、例えば、ガラス基板１０１上にマスクＭを形成する。マスクＭは、例えば、スパッタ法や塗布法等でガラス基板１０１上に絶縁層を成膜した後、当該絶縁層を所定の形状にパターニングすることによって形成される。

図６に示すように、マスクＭをマスクとして、ガラス基板１０１をウェットエッチングして、凹部１２を形成する。これにより、支持基板１０を形成することができる。次に、マスクＭを除去する。次に、凹部１２の底部を規定する面１４に、第１検出電極５０、および第２検出電極５２を形成する。検出電極５０，５２は、スパッタ法等により支持基板１０の面１４上に導電層を成膜した後、当該導電層をフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパターニングすることにより形成される。

図７に示すように、支持基板１０に、シリコン基板２０１（センサー基板）を接合させる。支持基板１０とシリコン基板２０１との接合は、例えば、陽極接合や直接接合、または接着剤を用いて行われる。

図８に示すように、シリコン基板２０１を、例えば研削機によって研削して薄膜化した後、所望の形状にパターニングして、可動体２０、軸部３０，３２、および固定部４０を形成する。パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術（ドライエッチング）によって行われ、より具体的なエッチング技術として、ボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）法を用いることができる。本工程では、シリコン基板２０１をパターニング（エッチング）することにより、可動体２０、軸部３０，３２、固定部４０（開口部４６）が一体的に形成される。

図１〜図３に示すように、支持基板１０に蓋体６０を接合して、支持基板１０および蓋体６０によって形成される空間に可動体２０を収容する。支持基板１０と蓋体６０との接合は、例えば、陽極接合や接着剤等を用いて行われる。

以上の工程により、物理量センサー１００を製造することができる。

３． 物理量センサーの変形例
次に、本実施形態の変形例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９は、本実施形態の変形例に係る物理量センサー２００を模式的に示す平面図である。図１０は、本実施形態の変形例に係る物理量センサー２００を模式的に示す断面図である。なお、図１０は、図９のＸ−Ｘ線断面図である。以下、本実施形態の変形例に係る物理量センサー２００において、本実施形態に係る物理量センサー１００の構成部材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。

上述した物理量センサー１００の例では、図１に示すように、固定部４０は、可動体２０の周囲に設けられていた。そのため、可動体２０は、２箇所で支持されていた。

これに対し、物理量センサー２００では、図９および図１０に示すように、可動体２０には開口部２１０が設けられ、固定部４０は、可動体２０の開口部２１０の内部に配置されている。そのため、可動体２０は、１箇所で支持されている。

固定部４０は、可動体２０に設けられた開口部２１０の内部に配置されている。固定部４０は、平面視において支持軸Ｑ上に１つ設けられている。固定部４０は、支持基板１０の面１４に設けられた突起部１４ａに接合されている。突起部１４ａには、可動体２０に所定の電位を供給するための配線（図示せず）が設けられていてもよい。

接続部４４は、固定部４０の突起部１４ａと接合されている部分から＋Ｙ方向に向かって延在している第１部分４４ａと、固定部４０から−Ｙ方向に向かって延在している第２部分４４ｂと、を有している。接続部４４の第１部分４４ａは、固定部４０と第１軸部３０とを接続している。接続部４４の第２部分４４ｂは、固定部４０と第２軸部３２とを接続している。

第１軸部３０は、接続部４４の第１部分４４ａから可動体２０まで＋Ｙ方向に向かって延出している。第２軸部３２は、接続部４４の第２部分４４ｂから可動体２０まで−Ｙ方向に向かって延出している。図示の例では、固定部４０、接続部４４、開口部４６、軸部３０，３２が、支持軸Ｑ上に配置されている。

物理量センサー２００によれば、固定部４０は、可動体２０の開口部２１０の内部に配置されている。そのため、可動体２０を１箇所で支持することができる。これにより、例えば、可動体を２箇所で支持している場合と比べて、支持基板と固定部との間の熱膨張率の差によって生じる応力や、実装時に装置に加わる応力等が、軸部に与える影響をより低減することができる。

４． 電子機器
次に、本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。本実施形態に係る電子機器は、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１００を含む電子機器について、説明する。

図１１は、本実施形態に係る電子機器として、モバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００を模式的に示す斜視図である。

図１１に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を有する表示ユニット１１０６と、により構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。

このようなパーソナルコンピューター１１００には、物理量センサー１００が内蔵されている。

図１２は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機（ＰＨＳも含む）１２００を模式的に示す斜視図である。

図１２に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。

このような携帯電話機１２００には、物理量センサー１００が内蔵されている。

図１３は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルスチルカメラ１３００を模式的に示す斜視図である。なお、図１３には、外部機器との接続についても簡易的に示している。

ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。

また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。

また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。

このようなデジタルスチルカメラ１３００には、物理量センサー１００が内蔵されている。

以上のような電子機器１１００，１２００，１３００は、高い信頼性を有する物理量センサー１００を含む。そのため、電子機器１１００，１２００，１３００は、高い信頼性を有することができる。

なお、上記物理量センサー１００を備えた電子機器は、図１１に示す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）、図１２に示す携帯電話機、図１３に示すデジタルスチルカメラの他にも、例えば、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、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種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、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などに適用することができる。

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。

Ｃ１，Ｃ２…可変容量、Ｍ…マスク、Ｑ…支持軸、２，４…空隙、５…固定電極部、１０…支持基板、１４…面、２０…可動体、２１…可動電極部、２１ａ…可動電極、２１ｂ…可動電極、２４…端面、２５…端面、２６…貫通孔、２８…上面、２９…下面、３０…第１軸部、３２…第２軸部、４０…固定部、４４…接続部、４６…開口部、５０…第１検出電極、５２…第２検出電極、６０…蓋体、１００…物理量センサー、１０１…ガラス基板、２００…物理量センサー、２０１…シリコン基板、２１０…開口部、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０８…表示部、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１３００…デジタルスチルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター

Claims (9)

1. 基板と、
   可動電極部を備えた可動体と、
   前記可動体に接続され、前記可動体の回転軸となる軸部と、
   前記基板に固定され、前記軸部を介して前記可動体を支持する固定部と、
   前記基板に前記可動電極部と対向して設けられた固定電極部と、
   を含み、
   前記固定部には、前記回転軸の線上に開口部が設けられている、物理量センサー。
2. 請求項１において、
   前記基板は絶縁材料で構成され、前記可動体は半導体材料で構成される、物理量センサー。
3. 請求項１または２において、
   前記開口部は、前記固定部を貫通している、物理量センサー。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
   前記開口部は、前記回転軸と交差する方向に延在する、物理量センサー。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記可動体は、前記回転軸を境にして、一方の領域と他方の領域とで質量が異なる、物理量センサー。
6. 請求項５において、
   前記固定電極部は、
   前記可動体の前記一方の領域に対向する位置に配置された第１検出電極と、
   前記可動体の前記他方の領域に対向する位置に配置された第２検出電極と、
   を含む、物理量センサー。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
   前記固定部は、前記可動体の周囲に設けられている、物理量センサー。
8. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
   前記可動体には、開口部が設けられ、
   前記固定部は、前記可動体の前記開口部の内部に配置されている、物理量センサー。
9. 請求項１ないし８いずれか１項に記載の物理量センサーを含む、電子機器。

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