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JP6344552B2 - 機能素子、電子機器、および移動体 - Google Patents

機能素子、電子機器、および移動体 Download PDF

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Description

本発明は、機能素子、電子機器、および移動体に関する。
近年、例えばシリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて、加速度等の物理量を検出する機能素子（物理量センサー）が開発されている。
例えば特許文献１には、矩形状の錘部の両端を、梁部を介してアンカー部に一体に連結した構成を有し、錘部の両側面に形成された可動電極と、固定電極と、の間の静電容量の変化に基づいて加速度等を検出する物理量センサーが記載されている。
特開２００１−３３０６２３号公報
しかしながら、上記のような物理量センサーにおいて、アンカー（固定部）の材質と、アンカーが固定される部材（基板）の材質とが異なる場合がある。そのため、基板の線膨張係数と固定部の線膨張係数との差に起因して、固定部の基板との接合部には、応力が発生する場合がある。このような接合部の近くに、物理量センサーの特性に敏感な梁部（弾性部）が設けられていると、接合部に発生する応力の大きさは物理量センサーの周囲の温度により変動するため、物理量センサーの温度特性が悪化してしまう。
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、良好な温度特性を有することができる機能素子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、上記機能素子を含む電子機器および移動体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］
本適用例に係る機能素子は、
凹部が設けられている基板と、
前記基板の前記凹部を規定する壁部に接続されている固定部と、
前記固定部から延出し、第１軸方向に伸縮を可能とする弾性部と、
前記弾性部に接続されている可動体と、
前記可動体から延出している可動電極部と、
前記基板に接続され、前記可動電極部の延出方向と沿うように延出している固定電極部と、
を含み、
前記凹部は、前記壁部に設けられた切り欠き部を有し、
前記固定部は、
前記基板と離間し、平面視において前記凹部と重なっている重なり部を有し、
前記重なり部の少なくとも一部は、平面視において切り欠き部と重なり、
前記弾性部は、前記重なり部から延出している。
このような機能素子では、平面視において、重なり部を通る、固定部の基板との接合部と重なり部との境界と、重なり部と弾性部との境界と、の間の距離（最短距離）を、切り欠き部がない場合に比べて、長くすることができる。これにより、基板の線膨張係数と固定部の線膨張係数との差に起因して、固定部の基板との接合部に発生する応力が、弾性部に与える影響を小さくすることができる。その結果、このような機能素子は、良好な温度特性を有することができる。
［適用例２］
本適用例に係る機能素子において、
前記固定部は、平面視において、前記重なり部から前記第１軸方向と交差する第２軸方向に延出している延在部を有していてもよい。
このような機能素子では、固定部は、延在部を有していない場合に比べて、平面視において、基板との接合部の面積を大きくすることができ、より安定して基板に固定されることができる。
［適用例３］
本適用例に係る機能素子において、
前記切り欠き部の前記第１軸方向の幅は、前記重なり部の、平面視において前記切り欠き部と重なる部分の前記第１軸方向の幅よりも広くてもよい。
このような機能素子では、基板の線膨張係数と固定部の線膨張係数との差に起因して、固定部の基板との接合部に発生する応力が、弾性部に与える影響を、より小さくすることができる。
［適用例４］
本適用例に係る機能素子において、
前記基板の材質は、ガラスであり、
前記固定部の材質は、シリコンであってもよい。
このような機能素子では、シリコン基板を加工することにより可動体を形成することができ、可動体を形成するためのシリコン基板と、基板と、を陽極接合によって接合させることができる。
［適用例５］
本適用例に係る機能素子において、
前記凹部は、
前記切り欠き部と連続し、前記可動体を収容する収容部を有し、
前記重なり部は、平面視において、
前記切り欠き部と重なっている第１部分と、
前記収容部と重なっている第２部分と、
を有し、
平面視において、前記切り欠き部の前記第１軸方向と交差する第２軸方向の幅は、前記第２部分の前記第２方向の幅よりも広くてもよい。
このような機能素子では、平面視において、基板の線膨張係数と固定部の線膨張係数との差に起因して、固定部の基板との接合部に発生する応力が、弾性部に与える影響を、より小さくすることができる。
［適用例６］
本適用例に係る電子機器は、
上記のいずれかの機能素子を含む。
このような電子機器は、上記いずれかの機能素子を含むため、良好な温度特性を有することができる。
［適用例７］
本適用例に係る移動体は、
上記のいずれかの機能素子を含む。
このような移動体は、上記いずれかの機能素子を含むため、良好な温度特性を有することができる。
本実施形態に係る機能素子を模式的に示す平面図。 本実施形態に係る機能素子を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る機能素子の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る機能素子の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る機能素子の製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態の第１変形例に係る機能素子を模式的に示す平面図。 本実施形態の第２変形例に係る機能素子を模式的に示す平面図。 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。 本実施形態に係る移動体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． 機能素子
まず、本実施形態に係る機能素子について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る機能素子１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係る機能素子１００を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。なお、図１および図２では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸（第１軸）、Ｙ軸（第２軸）、およびＺ軸（第３軸）を図示している。
機能素子１００は、図１および図２に示すように、基板１０と、可動体２０と、固定部３０ａ，３０ｂと、弾性部４０，４４と、可動電極部５０，５２と、固定電極部６０，６２，６４，６６と、配線７１，７２，７３と、パッド７４，７５，７６と、蓋体８０と、を含む。なお、便宜上、図１では、蓋体８０を透視して図示している。以下では、機能素子１００が物理量センサーである場合について説明する。具体的には、機能素子１００が、水平方向（Ｘ軸方向（第１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）である例について説明する。
基板１０の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。基板１０の上面（＋Ｚ軸方向を
向く面）１１には、凹部１２が設けられている。基板１０は、凹部１２を規定する壁部１３を有している。具体的には、壁部１３は、凹部１２の平面形状（Ｚ軸方向から見た形状）を規定している。壁部１３は、平面視において（Ｚ軸方向から見て）、凹部１２を取り囲んでいる。凹部１２は、収容部１４と、切り欠き部１６と、を有している。
収容部１４は、可動体２０、弾性部４０，４４、および可動電極部５０，５２（以下、「可動体２０等」ともいう）を収容するための空間である。具体的には、収容部１４は、図２に示すように、可動体２０等を収容するキャビティー８２を形成し、可動体２０等を収容している。キャビティー８２は、基板１０および蓋体８０によって規定されている。平面視において、収容部１４は、可動体２０等と重なっている。図１に示す例では、収容部１４の平面形状は、長方形である。収容部１４は、切り欠き部１６と連続している。
切り欠き部１６は、壁部１３に設けられている。切り欠き部１６は、２つ設けられている。例えば、一方の切り欠き部１６ａは、収容部１４の−Ｘ軸方向側に設けられ、他方の切り欠き部１６ｂは、収容部１４の＋Ｘ軸方向側に設けられている。図示の例では、壁部１３の＋Ｘ軸方向を向く側面が窪んで切り欠き部１６ａが設けられ、壁部１３の−Ｘ軸方向を向く側面が窪んで他方の切り欠き部１６ｂが設けられている。図示の例では、切り欠き部１６の平面形状は、長方形である。切り欠き部１６のＸ軸方向の幅（大きさ）は、収容部１４のＸ軸方向の幅よりも狭い（小さい）。切り欠き部１６の第２軸方向（Ｙ軸方向）の幅は、収容部１４のＹ軸方向の幅よりも狭い。
基板１０の上面１１には、さらに、溝部１７，１８，１９が設けられている。溝部１７，１８，１９には、それぞれ、配線７１，７２，７３およびパッド７４，７５，７６が設けられている。
なお、図２に示す例では、凹部１２および溝部１７，１８，１９を規定する基板１０の側面は、上面１１に対して垂直であるが、凹部１２および溝部１７，１８，１９を規定する基板１０の側面は、上面１１に対して傾斜していてもよい。
可動体２０、固定部３０ａ，３０ｂ、弾性部４０，４４、および可動電極部５０，５２は、一体に設けられている。可動体２０、固定部３０ａ，３０ｂ、弾性部４０，４４、および可動電極部５０，５２は、例えば１つの基板（シリコン基板１０２、図４参照）をパターニングすることによって一体的に形成されている。可動体２０、固定部３０ａ，３０ｂ、弾性部４０，４４、および可動電極部５０，５２の材質は、例えば、リンや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。固定部３０ａ，３０ｂの材質と、基板１０の材質とは、異なる。
可動体２０は、弾性部４０，４４に接続されており、Ｘ軸方向に沿って変位可能である。具体的には、可動体２０は、Ｘ軸方向の加速度に応じて、弾性部４０，４４を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極部５０，５２と固定電極部６０，６２，６４，６６との間の隙間の大きさが変化する。すなわち、このような変位に伴って、可動電極部５０，５２と固定電極部６０，６２，６４，６６との間の静電容量の大きさが変化する。これらの静電容量に基づいて、機能素子１００は、Ｘ軸方向の加速度を検出する。図１に示す例では、可動体２０の平面形状は、Ｘ軸に沿った長辺を有する長方形である。
第１固定部３０ａおよび第２固定部３０ｂは、基板１０の壁部１３に接続されている。具体的には、固定部３０ａ，３０ｂは、基板１０と接合している接合部３１を有し、接合部３１において、基板１０と接続されている。接合部３１の平面形状は、固定部３０ａ，３０ｂと基板１０との接触面の平面形状と同じである。固定部３０ａ，３０ｂは、基板１
０上に固定されている。第１固定部３０ａは、収容部１４に対して−Ｘ軸方向側に位置している。第２固定部３０ｂは、収容部１４に対して＋Ｘ軸方向側に位置している。固定部３０ａ，３０ｂは、平面視において凹部１２と重なっている重なり部３２を有している。
重なり部３２は、基板１０と離間している。重なり部３２の少なくとも一部は、平面視において切り欠き部１６と重なっている。図示の例では、重なり部３２は、平面視において、切り欠き部１６と重なっている第１部分３３と、収容部１４と重なっている第２部分３４と、を有している。第１部分３３は、接合部３１に接続されている。第２部分３４は、第１部分３３に接続されている。図示の例では、第１部分３３の平面形状、および第２部分３４の平面形状は、長方形である。平面視において、切り欠き部１６のＹ軸方向の幅Ａは、第２部分３４のＹ軸方向の幅Ｂよりも広い（大きい）。
第１固定部３０ａおよび第２固定部３０ｂは、重なり部３２の第１部分３３から、Ｙ軸方向に延出している延在部３５，３６を有している。図示の例では、延在部３５は、第１部分３３から＋Ｙ軸方向に延出し、延在部３６は、第１部分３３から−Ｙ軸方向に延出している。延在部３５，３６の少なくとも一部は、接合部３１を構成している。図示の例では、第１固定部３０ａの延在部３５、および第２固定部３０ｂの延在部３５，３６は、接合部３１を構成している。第１固定部３０ａの延在部３６は、平面視において、溝部１９およびコンタクト部７０と重なる部分を除いて、接合部３１を構成している。
第１固定部３０ａの接合部３１は、図１に示すように、重なり部３２の第１部分３３の−Ｘ軸方向側に位置する領域３１ａを有している。第２固定部３０ｂの接合部３１は、重なり部３２の第１部分３３の＋Ｘ軸方向側に位置する領域３１ｂを有している。
第１弾性部４０は、第１固定部３０ａから延出し、Ｘ軸方向に伸縮を可能とする。具体的には、第１弾性部４０は、第１固定部３０ａの重なり部３２の第２部分３４から延出している。第１弾性部４０は、可動体２０と第１固定部３０ａとを連結している。第２弾性部４４は、第２固定部３０ｂから延出し、Ｘ軸方向に伸縮を可能とする。具体的には、第２弾性部４４は、第２固定部３０ｂの重なり部３２の第２部分３４から延出している。第２弾性部４４は、可動体２０と第２固定部３０ｂとを連結している。
第１弾性部４０および第２弾性部４４は、所定のばね定数を持ち、Ｘ軸方向に可動体２０を変位し得るように構成されている。図示の例では、第１弾性部４０は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延出する形状をなす梁４１，４２によって構成されている。第２弾性部４４は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延出する形状をなす梁４５，４６によって構成されている。
第１可動電極部５０および第２可動電極部５２は、Ｙ軸に沿って、可動体２０から互いに反対方向に延出している。具体的には、第１可動電極部５０は、可動体２０から＋Ｙ軸方向に延出している。第２可動電極部５２は、可動体２０から−Ｙ軸方向に延出している。可動電極部５０，５２の各々は、Ｘ軸方向に複数並んで設けられている。図示の例では、可動電極部５０，５２の平面形状は、Ｙ軸に沿った長辺を有する長方形である。可動電極部５０，５２は、可動体２０の変位に伴い、Ｘ軸に沿って変位可能である。
第１固定電極部６０および第２固定電極部６２は、第１可動電極部５０と対向して設けられている。具体的には、第１固定電極部６０は、第１可動電極部５０の一方側（−Ｘ軸方向側）に、第１可動電極部５０と対向して設けられている。第２固定電極部６２は、第１可動電極部５０の他方側（＋Ｘ軸方向側）に、第１可動電極部５０と対向して設けられている。固定電極部６０，６２は、基板１０に接続され、可動電極部５０の延出方向（Ｙ軸方向）と沿うように延出している。図示の例では、平面視において、固定電極部６０，
６２は、基板１０の上面１１に接合されている部分から、凹部１２の外縁を跨いで可動体２０側に延出している。固定電極部６０，６２の平面形状は、Ｙ軸に沿った長辺を有する長方形である。固定電極部６０，６２の材質は、可動体２０の材質と同じである。
第３固定電極部６４および第４固定電極部６６は、第２可動電極部５２と対向して設けられている。具体的には、第３固定電極部６４は、第２可動電極部５２の一方側（−Ｘ軸方向側）に、第２可動電極部５２と対向して設けられている。第４固定電極部６６は、第２可動電極部５２の他方側（＋Ｘ軸方向側）に、第２可動電極部５２と対向して設けられている。固定電極部６４，６６は、基板１０に接続され、可動電極部５２の延出方向（Ｙ軸方向）と沿うように延出している。図示の例では、平面視において、固定電極部６４，６６は、基板１０の上面１１に接合されている部分から、凹部１２の外縁を跨いで可動体２０側に延出している。固定電極部６４，６６の平面形状は、Ｙ軸に沿った長辺を有する長方形である。固定電極部６４，６６の材質は、可動体２０の材質と同じである。
第１配線７１は、基板１０上に設けられている。具体的には、第１配線７１は、基板１０の上面１１に形成された溝部１７に設けられている。第１配線７１は、コンタクト部７０を介して、固定電極部６０，６４と電気的に接続されている。すなわち、固定電極部６０，６４は、互いに電気的に接続されている。
第２配線７２は、基板１０上に設けられている。具体的には、第２配線７２は、基板１０の上面１１に形成された溝部１８に設けられている。第２配線７２は、コンタクト部７０を介して、固定電極部６２，６６電気的に接続されている。すなわち、固定電極部６２，６６は、互いに電気的に接続されている。
第３配線７３は、基板１０上に設けられている。具体的には、第３配線７３は、基板１０の上面１１に形成された溝部１９に設けられている。第３配線７３は、コンタクト部７０を介して、第１固定部３０ａと電気的に接続されている。図示の例では、第３配線７３と第１固定部３０ａとを電気的に接続するためのコンタクト部７０は、第１固定部３０ａの延在部３６に接続されている。
パッド７４，７５，７６は、基板１０上に設けられている。具体的には、パッド７４，７５，７６は、それそれ、溝部１７，１８，１９に設けられ、配線７１，７２，７３に接続されている。パッド７４，７５，７６は、平面視において、蓋体８０と重ならない位置に設けられている。図示の例では、パッド７４，７５，７６は、Ｙ軸方向に並んで設けらている。
配線７１，７２，７３、パッド７４，７５，７６、およびコンタクト部７０（以下、「配線７１等」ともいう）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。配線７１等の材質がＩＴＯ等の透明電極材料であると、基板１０が透明である場合に、配線７１等の上に存在する異物を、基板１０の下面（上面１１の反対側の面）側から容易に視認することができる。
蓋体８０は、基板１０上に設けられている。基板１０および蓋体８０は、パッケージを構成している。基板１０および蓋体８０は、図２に示すように、キャビティー８２を形成している。キャビティー８２には、可動体２０等が収容されている。図２に示す第３配線７３と蓋体８０との間の空隙（溝部１９によって形成される蓋体８０と基板１０との間の空隙）２は、接着部材（図示せず）等によって埋められていてもよく、この場合、キャビティー８２は、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気で密閉されていてもよい。蓋体８０の材質は、例えば、シリコン、ガラスである。
機能素子１００では、パッド７４，７６によって、第１可動電極部５０と第１固定電極部６０との間の静電容量、および第２可動電極部５２と第３固定電極部６４との間の静電容量を測定することができる。さらに、機能素子１００では、パッド７５，７６によって、第１可動電極部５０と第２固定電極部６２との間の静電容量、および第２可動電極部５２と第４固定電極部６６との間の静電容量を測定することができる。このように機能素子１００では、可動電極部５０，５２と固定電極部６０，６４との間の静電容量、および可動電極部５０，５２と固定電極部６２，６６との間の静電容量を別々に測定し、差動検出することにより（いわゆる差動検出方式を用いて）、加速度を検出することができる。
機能素子１００は、例えば、以下の特徴を有する。
機能素子１００では、凹部１２は、壁部１３に設けられた切り欠き部１６を有し、固定部３０ａ，３０ｂは、基板１０と離間し、平面視において凹部１２と重なっている重なり部３２を有し、重なり部３２の少なくとも一部は、平面視において切り欠き部１６と重なり、弾性部４０，４４は、重なり部３２から延出している。そのため、機能素子１００では、平面視において、第１固定部３０ａの重なり部３２を通る、接合部３１と重なり部３２との境界３と、重なり部３２と第１弾性部４０との境界４と、の間の距離（最短距離）Ｌ１を、切り欠き部１６ａがない場合に比べて、長くすることができる。これにより、基板１０の線膨張係数と第１固定部３０ａの線膨張係数との差に起因して、第１固定部３０ａの接合部３１に発生する応力が、第１弾性部４０に与える影響を小さくすることができる。同様に、機能素子１００では、平面視において、第２固定部３０ｂの重なり部３２を通る、接合部３１と重なり部３２との境界３と、重なり部３２と第２弾性部４４との境界５と、の間の距離（最短距離）Ｌ２を、切り欠き部１６ｂがない場合に比べて、長くすることができる。これにより、基板１０の線膨張係数と第２固定部３０ｂの線膨張係数との差に起因して、第２固定部３０ｂの接合部３１に発生する応力が、第２弾性部４４に与える影響を小さくすることができる。その結果、機能素子１００は、良好な温度特性を有することができる。平面視において、第１固定部３０ａの重なり部３２を通る、境界３と境界４との間の距離Ｌ１、および、第２固定部３０ｂの重なり部３２を通る、境界３と境界５との間の距離Ｌ２は、例えば、２０μｍ以上である。
なお、例えば、切り欠き部を設けずに重なり部の第２部分のＸ軸方向の幅を広くすることにより、接合部と重なり部との境界と、重なり部と弾性部との境界と、の間の距離を長くすると、機能素子の小型化を図ることが困難となる場合がある。機能素子１００では、切り欠き部１６を設けることにより、小型化を図ることができる。
機能素子１００では、固定部３０ａ，３０ｂは、平面視において、重なり部３２からＹ軸方向に延出している延在部３５，３６を有している。そのため、固定部３０ａ，３０ｂは、延在部３５，３６を有していない場合に比べて、平面視において、接合部３１の面積を大きくすることができ、より安定して基板１０に固定されることができる。
機能素子１００では、基板１０の材質は、ガラスであり、固定部３０ａ，３０ｂの材質は、シリコンである。そのため、シリコン基板を加工することにより可動体２０を形成することができ、可動体２０を形成するためのシリコン基板と、基板１０と、を陽極接合によって接合させることができる。さらに、機能素子１００では、このように基板１０の材質と固定部３０ａ，３０ｂの材質が異なっても、上記のように、基板１０の線膨張係数と固定部３０ａ，３０ｂの線膨張係数との差に起因して、固定部３０ａ，３０ｂの接合部３１に発生する応力が、弾性部４０，４４に与える影響を小さくすることができる。
機能素子１００では、平面視において、切り欠き部１６のＹ軸方向の幅Ａは、重なり部３２の第２部分３４のＹ軸方向の幅Ｂよりも広い。そのため、機能素子１００では、平面視において、第１固定部３０ａの重なり部３２を通る、境界３と境界４との間の距離Ｌ１、および、第２固定部３０ｂの重なり部３２を通る、境界３と境界５との間の距離Ｌ２を、幅Ａが幅Ｂよりも狭い場合に比べて、長くすることができる。これにより、基板１０の線膨張係数と固定部３０ａ，３０ｂの線膨張係数との差に起因して接合部３１に発生する応力が、弾性部４０，４４に与える影響を、より小さくすることができる。
機能素子１００では、第３配線７３と第１固定部３０ａとを電気的に接続するためのコンタクト部７０は、第１固定部３０ａの延在部３６に接続されている。そのため、機能素子１００では、例えば第３配線と第１固定部とを電気的に接続するためのコンタクト部が弾性部に近い重なり部と接続されている場合に比べて、コンタクト部７０が接続されることによって第１固定部３０ａに発生する応力が、第１弾性部４０に与える影響を小さくすることができる。
２． 機能素子の製造方法
次に、本実施形態に係る機能素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３〜図５は、本実施形態に係る機能素子１００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図２に対応している。
図３に示すように、例えばガラス基板をパターニングして（具体的には、フォトリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングして）、収容部１４および切り欠き部１６を有する凹部１２、および溝部１７，１８，１９を形成する。本工程により、凹部１２および溝部１７，１８，１９が形成された基板１０を得ることができる。
次に、溝部１７，１８，１９に、それぞれ配線７１，７２，７３を形成する。次に、配線７１，７２，７３上にコンタクト部７０を形成する。次に、配線７１，７２，７３と接続するように、それぞれパッド７４，７５，７６を形成する。コンタクト部７０、配線７１，７２，７３、およびパッド７４，７５，７６は、例えば、スパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法による成膜、およびパターニングにより形成される。コンタクト部７０を形成する工程と、パッド７４，７５，７６を形成する工程とは、その順序を問わない。
なお、コンタクト部７０は、基板１０の上面１１よりも上方に突出するように形成されることが好ましい。これにより、コンタクト部７０を、後述するシリコン基板１０２と確実に接触させることができる。この場合、コンタクト部７０は、例えば、基板１０にシリコン基板１０２を接合する工程において潰れる。
図４に示すように、基板１０に、例えばシリコン基板１０２を接合する。基板１０とシリコン基板１０２との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基板１０とシリコン基板１０２とを強固に接合することができる。
図５に示すように、シリコン基板１０２を、例えば研削機によって研削して薄膜化した後、所定の形状にパターニングして、可動体２０、固定部３０ａ，３０ｂ、弾性部４０，４４、可動電極部５０，５２を一体的に形成する。さらに、本工程において、固定電極部６０，６２，６４，６６を形成する。本工程におけるパターニングのエッチングは、ボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）法により行われてもよい。
図２に示すように、基板１０に蓋体８０を接合して、基板１０および蓋体８０によって形成されるキャビティー８２に、可動体２０等を収容する。基板１０と蓋体８０との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基板１０と蓋体８０とを強固に接
合することができる。本工程を、不活性ガス雰囲気で行うことにより、キャビティー８２に不活性ガスを充填することができる。
以上の工程により、機能素子１００を製造することができる。
３． 変形例
３．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る機能素子について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態の第１変形例に係る機能素子２００を模式的に示す平面図である。なお、図６および以下に示す図７では、蓋体８０を透視して図示している。また、図６および以下に示す図７では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸（第１軸）、Ｙ軸（第２軸）、およびＺ軸（第３軸）を図示している。
以下、本実施形態の第１変形例に係る機能素子２００において、本実施形態に係る機能素子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。このことは、以下に示す本実施形態の第２変形例に係る機能素子３００についても同様である。
上述した機能素子１００では、図１に示すように平面視において、切り欠き部１６のＸ軸方向の幅は、重なり部３２の第１部分３３のＸ軸方向の幅と同じであり、第１固定部３０ａの接合部３１は領域３１ａを有し、第２固定部３０ｂの接合部３１は領域３１ｂを有していた。
これに対し、機能素子２００では、図６に示すように平面視において、切り欠き部１６の第１軸方向（Ｘ軸方向）の幅Ｃは、重なり部３２の、平面視において切り欠き部１６と重なる部分（第１部分）３３のＸ軸方向の幅Ｄよりも広い。そのため、第１固定部３０ａの接合部３１は、重なり部３２の第１部分３３の−Ｘ軸方向に位置する領域を有していない。同様に、第２固定部３０ｂの接合部３１は、重なり部３２の第１部分３３の＋Ｘ軸方向に位置する領域を有していない。これにより、機能素子２００では、例えば機能素子１００と比べて、基板１０の線膨張係数と固定部３０ａ，３０ｂの線膨張係数との差に起因して接合部３１に発生する応力が、弾性部４０，４４に与える影響を、より小さくすることができる。
３．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る機能素子について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の第２変形例に係る機能素子３００を模式的に示す平面図である。
上述した機能素子１００では、図１に示すように、第１固定部３０ａおよび第２固定部３０ｂは、Ｙ軸方向における中央部に重なり部３２を有していた。
これに対し、機能素子３００では、図７に示すように、第１固定部３０ａおよび第２固定部３０ｂは、Ｙ軸方向における端部に重なり部３２を有している。平面視において第１固定部３０ａと重なる切り欠き部１６ａは、２つ設けられている。平面視において第２固定部３０ｂと重なる切り欠き部１６ｂは、２つ設けられている。図示の例では、第１固定部３０ａの＋Ｙ軸方向の端部に設けられた重なり部３２は、第１弾性部４０の梁４１と接続し、第１固定部３０ａの−Ｙ軸方向の端部に設けられた重なり部３２は、第１弾性部４０の梁４２と接続している。第２固定部３０ｂの＋Ｙ軸方向の端部に設けられた重なり部３２は、第２弾性部４４の梁４５と接続し、第２固定部３０ｂの−Ｙ軸方向の端部に設けられた重なり部３２は、第２弾性部４４の梁４６と接続している。図示の例では、重なり部３２は、平面視において切り欠き部１６と重なる第１部分３３から構成されている。
機能素子３００では、第１固定部３０ａは、＋Ｙ軸方向の端部に設けられた重なり部３２から、−Ｙ軸方向の端部に設けられた重なり部３２まで、Ｙ軸方向に延出している延在部３７を有している。同様に、第２固定部３０ｂは、＋Ｙ軸方向の端部に設けられた重なり部３２から、−Ｙ軸方向の端部に設けられた重なり部３２まで、Ｙ軸方向に延出している延在部３７を有している。
機能素子３００では、機能素子１００と同様に、良好な温度特性を有することができる。
なお、機能素子３００において、図６で示した機能素子２００のように、切り欠き部１６のＸ軸方向の幅を、重なり部３２の第１部分３３のＸ軸方向の幅よりも広くしてもよい。
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、本発明に係る機能素子を含む。以下では、本発明に係る機能素子として、機能素子１００を含む電子機器について、説明する。
図８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８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、機能素子１００が内蔵されている。
図９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９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、機能素子１００が内蔵されている。
図１０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１０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、機能素子１００が内蔵されている。
以上のような電子機器１１００，１２００，１３００は、機能素子１００を含むため、良好な温度特性を有することができる。
なお、機能素子１００を備えた電子機器は、図８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９に示す携帯電話機、図１０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、ヘッドマウントディスプレイ、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、ロケット、船舶の計器類）、ロボットや人体などの姿勢制御、フライトシミュレーターなどに適用することができる。
５． 移動体
次に、本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。本実施形態に係る移動体は、本発明に係る機能素子を含む。以下では、本発明に係る機能素子として、機能素子１００を含む移動体について、説明する。
図１１は、本実施形態に係る移動体として、自動車１５００を模式的に示す斜視図である。
自動車１５００には、機能素子１００が内蔵されている。具体的には、図１１に示すように、自動車１５００の車体１５０２には、自動車１５００の加速度を検知する機能素子１００を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１５０４が搭載されている。また、機能素子１００は、他にも、車体姿勢制御ユニット、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）、に広く適用することができる。
自動車１５００は、機能素子１００を含むため、良好な温度特性を有することができる。
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。
例えば、上記の実施形態では、機能素子が、Ｘ軸方向の加速度を検出する加速度センサー（物理量センサー）である場合について説明したが、本発明に係る機能素子は、Ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであってもよいし、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もあってもよい。また、本発明に係る機能素子は、加速度センサーに限定されず、例えば、角速度を検出するジャイロセンサーであってもよい。また、本発明に係る機能素子は、加速度センサーや角速度センサー等のセンサー以外の素子であってもよく、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓｔｅｍｓ）振動子などであってもよい。
また、上記の実施形態では、第１軸、第２軸、および第３軸を互い直交する３軸として説明したが、第１軸、第２軸、および第３軸は、互いに直交せずに、互いに交差している３軸であってもよい。
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
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、方法および結果が同一の構成、あるいは目的およ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また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。
２…空隙、３，４，５…境界、１０…基板、１１…上面、１２…凹部、１３…壁部、１４…収容部、１６，１６ａ，１６ｂ…切り欠き部、１７，１８，１９…溝部、２０…可動体、３０ａ…第１固定部、３０ｂ…第２固定部、３１…接合部、３１ａ，３１ｂ…領域、３２…重なり部、３３…第１部分、３４…第２部分、３５，３６，３７…延在部、４０…第１弾性部、４１，４２…梁、４４…第２弾性部、４５，４６…梁、５０…第１可動電極部、５２…第２可動電極部、６０…第１固定電極部、６２…第２固定電極部、６４…第３固定電極部、６６…第４固定電極部、７０…コンタクト部、７１…第１配線、７２…第２配線、７３…第３配線、７４，７５，７６…パッド、８０…蓋体、８２…キャビティー、１００…機能素子、１０２…シリコン基板、２００，３００…機能素子、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、１５００…自動車、１５０２…車体、１５０４…電子制御ユニット

Claims (7)

  1. 凹部が設けられている基板と、
    前記基板の前記凹部を規定する壁部に接続されている固定部と、
    前記固定部から延出し、第１軸方向に伸縮を可能とする弾性部と、
    前記弾性部に接続されている可動体と、
    前記可動体から延出している可動電極部と、
    前記基板に接続され、前記可動電極部の延出方向と沿うように延出している固定電極部と、
    を含み、
    前記凹部は、前記壁部に設けられた切り欠き部を有し、
    前記固定部は、
    前記基板と離間し、平面視において前記凹部と重なっている重なり部を有し、
    前記重なり部の少なくとも一部は、平面視において切り欠き部と重なり、
    前記弾性部は、前記重なり部から延出している、機能素子。
  2. 請求項１において、
    前記固定部は、平面視において、前記重なり部から前記第１軸方向と交差する第２軸方向に延出している延在部を有している、機能素子。
  3. 請求項１または２において、
    前記切り欠き部の前記第１軸方向の幅は、前記重なり部の、平面視において前記切り欠き部と重なる部分の前記第１軸方向の幅よりも広い、機能素子。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
    前記基板の材質は、ガラスであり、
    前記固定部の材質は、シリコンである、機能素子。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
    前記凹部は、
    前記切り欠き部と連続し、前記可動体を収容する収容部を有し、
    前記重なり部は、平面視において、
    前記切り欠き部と重なっている第１部分と、
    前記収容部と重なっている第２部分と、
    を有し、
    平面視において、前記切り欠き部の前記第１軸方向と交差する第２軸方向の幅は、前記第２部分の前記第２軸方向の幅よりも広い、機能素子。
  6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の機能素子を含む、電子機器。
  7. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の機能素子を含む、移動体。
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