KR101153950B1

KR101153950B1 - 각속도 센서

Info

Publication number: KR101153950B1
Application number: KR1020077003054A
Authority: KR
Inventors: 류타 아라키; 오사무 토라야시키; 토오루 키타무라; 히로시 가와사키; 츠요시 다케모토; 고지 나카무라; 피. 크리스토퍼 펠; 케빈 타운센드; 이안 스털랜드
Original assignee: 애틀랜틱 이너셜 시스템스 리미티드; 스미토모 세이미츠 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2012-06-08
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: EP1775551A4; JPWO2006006597A1; WO2006006597A1; CN1985149A; EP1775551A1; US20070220972A1; EP1775551B1; KR20070083478A; JP4571943B2; US7637156B2; CN1985149B

Abstract

실리콘 웨이퍼(1)에 ＭＥＭＳ 기술에 의해 형성되는 진동자(10)는, 중심부(11)에서 지지되어 주(周)방향으로 8등배(等配)하여 연장되는 8개의 대들보부(빔)(12)와, 이들의 8개의 대들보부(12)에 연결된 환(環)형의 링부(13)를 가진다. 링부(13)의 외측에는, 링부(13)으로부터 갭(22)을 두고, 정전 구동용 또는 용량 검출용 등의 8개의 전극（２１ａ～２１ｈ）이 등배되어 있다. 링부(13)의 내측에는, 링부(13)로부터 갭(24)을 두고, 16개의 주파수 조정용의 전극(23)이 등배되어 있다.

Description

각속도 센서{ANGULAR VELOCITY SENSOR}

본 발명은 손떨림 방지 카메라, 자동차 네비게이션 장치 등에 사용되어 물체의 각속도를 검출하는 각속도 센서에 관한 것이다.

최근, 낮은 비용 및 소형화를 도모하는 것을 목적으로 한 각속도 센서로서, 반도체 제조 프로세스 등에 있어서의 기술을 응용하여 여러 종류의 기계 요소의 소형화를 실현하는 ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）기술을 이용하여 실리콘 웨이퍼에 진동자를 형성하고, 이 실리콘 웨이퍼를 2장의 글래스 기판에 끼워 진동자를 봉지(封止)한 구성을 이루는 각속도 센서가 개발되고 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 평11-264729호 공보 참조).

도10은, 일본국 특허공개 평11-264729호 공보에 개시된 종래의 각속도 센서의 구성도이다. 각속도 센서(６０)는, 한 쌍의 글래스 기판(６１，６２)과, 글래스 기판(６１，６２)의 사이에 형성된 추(７１)，베이스(７３) 및 Ｔ자형의 지지(支持) 빔(７２)을 가지는 진동자(７４)가 가공된 실리콘 프레임(７０)으로 구성되어 있으며, 글래스／실리콘／글래스의 삼 층 구조로 되어 있다. 상측의 글래스 기판(６１)에는 콘택트 홀(６３)이 뚫려 있으며, 실리콘 프레임(７０)에는, 콘택트 홀 (６３)에 끼워져 진동자(７４)를 봉지(封止)하는 기둥(６４)이 형성되어 있다. 콘택트 홀(６３)에는 금속이 스퍼터링되어 있으며, 이 콘택트 홀(６３)에 와이어 본딩되어, 글래스 기판(６１)에 설치되어 있는 전극과 전기적으로 접속되어 있다.

글래스 기판(６１)의 하면에는, 방사 방향으로 연장된 빗살형의 정전구동용 전극(６１ａ)과, 한 쌍의 용량검출용 전극(６１ｂ)과, 용량검출용 전극(６１ｂ)의 양측의 두 쌍의 진동자세(振動姿勢) 제어용 전극(６１ｃ)이 설치되어 있다. 하측의 글래스 기판(６２)의 윗면에는, 정전구동용 전극(６１ａ)에 대향 하는 빗살형의 정전구동용 전극(６２ａ)과, 용량검출용 전극(６１ｂ) 및 진동자세 제어용 전극(６１ｃ)에 대향 하는 한 쌍의 용량검출용 전극(６２ｂ)이 설치되어 있다. 진동자(７４)의 원환(圓環)상을 이루는 추(７１)의 상하면의 정전구동용 전극(６１ａ，６２ａ)에 대응하는 영역에 방사상의 홈(７６)이 형성되어 있으며, 이 홈(７６)의 철부(凸部) 및 요부(凹部)에 전극이 형성되어 있다. 지지빔(７２)의 양단이 추(７１)에 연결되며, 지지빔(７２)은 추(７１)를 공중에 지지하고 있다.

정전구동용 전극(６１ａ，６２ａ)과 진동자(７４)의 추(７１)의 전극과의 사이에 구동전압이 인가되면, 정전구동용 전극(６１ａ，６２ａ)에는 그 접리(接離)방향으로 정전력이 작용하여, 진동자(７４)가 ｚ축 둘레로 회전 진동된다. 여기서, ｘ축 둘레의 각속도가 가하여졌을 경우, 진동자(７４)는 전향력(Corioli's Force)이 작용함으로써 ｙ축 둘레로 진동한다. 이 진동에 의해, 용량검출용 전극(６１ｂ，６２ｂ)과 진동자(７４)의 추(７１)의 표면과의 거리가 변동하여 이들 사이의 용량이 변동하게 되고, 이 용량변화를 검출함으로써 가해진 각속도를 검출할 수 있 다.

일본국 특허공개 평11-264729호 공보에 기재된 각속도 센서에 있어서는, 글래스 기판상에 전극을 설치하여 이로부터 배선을 끌어내기 위한 스루 홀(through holes)까지 배선을 실시하기 위해, 금속의 배선이 봉지(封止)부를 횡단함으로써, 진동자의 봉지의 신뢰성이 낮다고 하는 문제가 있다. 또한, 실리콘 유니트의 에칭 깊이와 글래스 기판상의 전극의 두께로 커패시턴스(Capacitance)의 갭(Gap)이 규정되나, 에칭 깊이의 가공 편차를 작게 하는 것은, 에칭 폭의 가공 편차를 작게 하는 것에 비해 곤란하다. 이는, 마스크 패턴을 이용하면 에칭폭의 정확한 가공은 용이하게 행할 수 있는 것에 반해, 에칭 깊이는 에칭 시간으로 제어되어지고, 에칭시간은 에칭조건에 크게 영향을 받기 때문에 그 제어가 어렵기 때문이다. 따라서, 균일한 특성을 가지는 각속도 센서를 양산할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 미국 특허 제５６１６８６４호에는, 중심부에 지지된 공진자(振子)로서의 링부의 외측에 정전구동용의 전극 및 용량검출용의 전극을 형성한 평면링 구조의 각속도 센서가 개시되어 있다. 이와 같은 평면링 구조의 각속도 센서에서는, ｃｏｓｎθ모드（ｎ：모드차수）의 진동을 이용해서 각속도를 검출한다. ｃｏｓｎθ모드를 이용한 진동형의 각속도 센서（자이로）에서는, 구동하는 1차 진동의 고유진동수와 각속도에서 발생하는 전향력에 의해 여기되는 2차진동의 고유진동수가 근사한 쪽이 검출 정밀도가 양호하다. 그러나 링부의 가공오차 등에 의해 양 고유진동수는 어긋나기 때문에, 두 진동모드에서의 공진 주파수를 정확히 정합(整合)시킬 필요가 있다. 따라서, 미국 특허 제５６１６８６４호에서는, 정전구동용의 전극 을 이용해서, 링부와 이 정전구동용의 전극과의 사이에 고정직류 오프셋 전압을 가압함으로써, 두 진동 모드에서의 공진 주파수를 차별적으로 조정하고 있다.

정전구동용의 전극을 진동주파수 조정용의 전극으로서 병용시키고 있기 때문에, 제어회로가 복잡해진다는 문제가 있다. 또한, 정전구동용의 전극에 직류 옵셋 전압을 인가하는 것은 용이하나, 용량검출용의 전극에 직류 옵셋 전압을 인가하는 것은 회로구조상 곤란하기 때문에, 진동 주파수의 조정용으로 용량검출용의 전극은 사용할 수 없다. 따라서, 진동 주파수의 조정용으로 사용할 수 있는 전극의 수가 적어져, 한정된 각도위치 만에서의 전극의 사용에 한정되며, 총면적도 작아지기 때문에, 모드 주파수의 정합기능이 제한된다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 진동자의 봉지성(封止性)을 향상시킬 수 있으며, 균일한 특성의 제품을 용이하게 양산할 수 있는 각속도 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 회로 구성이 복잡하지 않고, 모드 주파수의 조정을 정밀도 높게 행할 수 있는 각속도 센서를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 각속도 센서는, 검출대상의 각속도에 응하여 진동상태가 변화하는 링부를 가지는 진동자를 형성한 반도체 기판을 구비한 각속도 센서에 있어서, 상기 진동자의 정전 구동용의 전극과 상기 진동자의 용량 검출용의 전극과를, 상기 반도체 기판의 상기 링부 내측 또는 외측에 형성하고 있으며, 상기 진동자의 진동 주파수 조정용의 전극을, 상기 정전 구동용의 전극 및 상기 용량 검출용의 전극과는 반대 측의 상기 링부 외측 또는 내측에 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 검출 대상의 각속도에 응하여 진동상태가 변화하는 링부를 가지는 진동자를 형성한 반도체 기판을 구비한 각속도 센서에 있어서, 상기 반도체 기판의 상기 링부 외측에 상기 진동자의 정전 구동용의 전극 및 상기 진동자의 용량 검출용의 전극을 형성하며, 상기 반도체 기판의 상기 링부 내측에 상기 진동자의 진동 주파수 조정용의 전극을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 검출 대상의 각속도에 응하여 진동상태가 변화하는 링부를 가지는 진동자를 형성한 반도체 기판을 구비한 각속도 센서에 있어서, 상기 반도체 기판의 상기 링부 내측에 상기 진동자의 정전 구동용의 전극 및 상기 진동자의 용량 검출용의 전극을 형성하며, 상기 반도체 기판의 상기 링부 외측에 상기 진동자의 진동 주파수 조정용의 전극을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 진동자, 상기 반도체 기판, 상기 정전 구동용의 전극, 상기 용량 검출용의 전극 및 상기 진동 주파수 조정용의 전극은, 동일 재료로 제작되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 동일 재료는 실리콘인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 정전 구동용의 전극, 상기 용량 검출용의 전극, 상기 진동 주파수 조정용의 전극 및 상기 반도체 기판은, 실질적으로 같은 평면상에 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 진동 주파수 조정용의 전극의 서로 인접하는 전극간의 설치 각도차Δφ가, φ＜９０°／ｎ（ｎ：상기 진동자의 진동 모드의 모드 차수）를 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 진동 주파수 조정용의 전극의 개수는, ３×２ｎ、４×２ｎ 또는 ５×２ｎ（ｎ：상기 진동자의 진동 모드의 모드 차수）인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 한 조(組)가 3개, 4개 또는 5개의 진동 주파수 조정용의 전극으로 이루어진 복수조의 진동 주파수 조정용의 전극을, ３６０°／２ｎ（ｎ：상기 진동자의 진동 모드의 모드 차수）의 간격으로 상기 링부의 내측 또는 외측에 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 복수 조의 사이에 대응하는 진동 주파수 조정용의 전극이 존재하고 있으며, 각 조의 대응하는 진동 주파수 조정용의 전극에는 같은 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 복수조의 사이에 대응하는 진동 주파수 조정용의 전극이 존재하고 있으며, 각 조의 대응하는 진동 주파수 조정용의 전극에 독립적으로 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 진동자는, 상기 반도체 기판의 중심부에 그 한쪽 끝이 지지되며, 다른 쪽 끝이 상기 링부에 이어진 복수의 대들보(梁)부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 진동자는, 상기 반도체 기판의 상기 링부 외측에서 그 한쪽 끝이 지지되며, 다른 쪽 끝이 상기 링부에 이어진 복수의 대들보(梁)부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 진동 주파수 조정용의 전극과 상기 대들보부와의 사이에, 상기 링부와 동(同)전위의 부분을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 동전위의 부분에 돌기부를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 용량 검출용의 전극으로부터의 검출 신호를 증폭하는 증폭 회로를 상기 반도체 기판에 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 반도체 기판은 2장의 지지(支持) 기판에 끼워져 있으며, 상기 진동자, 상기 정전 구동용의 전극, 상기 용량 검출용의 전극 및 상기 진동 주파수 조정용의 전극을 수용하는 캐버티(cavity)를 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 정전 구동용의 전극, 상기 용량 검출용의 전극 및 상기 진동 주파수 조정용의 전극 및 상기 진동자를 지탱하는 중심부의 적어도 하나를, 상기 2장의 지지 기판의 한 쪽에 접합시켜 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 캐버티에 겟터(Getter)를 설치하고 있으며, 상기 캐버티 내의 분위기가 100mTorr 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 캐버티에 불활성 가스 또는 겟터에 흡착되지 않는 가스가 봉입(封入)되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 2장의 지지 기판의 한 쪽에, 상기 정전 구동용의 전극에 접속하는 제1배선과 이 제1배선 근방의 제2배선이 설치되어 있으며, 상기 제1배선 및 제2배선 각각에 역위상의 전압을 인가하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 2장의 지지 기판의 한 쪽에, 상기 진동 주파수 조정용의 전극에 전압을 인가하기 위한 배선 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 배선 패턴의 수는, 상기 진동 주파수 조정용의 전극의 개수／２ｎ（ｎ：상기 진동자의 진동 모드의 모드 차수）이며, 상기 각 배선 패턴에는 ３６０°／２ｎ마다 설치된 복수의 상기 진동 주파수 조정용의 전극이 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서는, 상기 정전 구동용의 전극 및 상기 용량 검출용의 전극과 상기 링부와의 거리에 대한 상기 반도체 기판의 두께의 비를 8 이상으로 하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 반도체 기판내에 정전 구동용의 전극 및 용량 검출용의 전극을 형성하고 있다. 따라서, 일본국 공개특허 평11-264729호 공보의 각속도 센서에 비해, 진동자의 봉지 특성이 양호하게 된다. 또한, 커패시터의 갭은 진동자와 정전 구동용의 전극 및 용량 검출용의 전극과의 갭으로 규정되나, 진동자와 이들의 전극을 반도체 기판의 동일 평면에 형성하고 있기 때문에, 이 갭은 정확한 제어가 용이한 에칭폭에 의존하게 되어, 균일한 특성을 가지는 각속도 센서의 양산이 용이하다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 정전 구동용의 전극과, 용량 검출용의 전극과, 진동 주파수 조정용의 전극을 각각 별도로, 반도체 기판의 링부 내측 또는 외측에 형성하고 있다. 예를 들면, 반도체 기판의 링부 외측에 정전 구동용의 전극 및 용량 검출용의 전극을 형성하고, 그 링부 내측에 진동 주파수 조정용의 전극을 형성한 구성, 또는 이와 역으로, 반도체 기판의 링부 내측에 정전 구동용의 전극 및 용량 검출용의 전극을 형성하고, 그 링부 외측에 진동 주파수 조정용의 전극을 형성한 구성으로 한다. 따라서, 미국 특허 제５６１６８６４호와 같이, 진동 주파수의 조정에 정전 구동용의 전극을 겸용하지 않기 때문에, 제어 회로는 단순하고 간략화된 구성으로 된다. 또한, 링부에 따라서, 진동 주파수 조정용의 전극을 균등 배치할 수 있기 때문에, 주파수의 정합(整蛤)을 정밀도 높게 행할 수 있다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 진동자, 반도체 기판, 정전 구동용의 전극, 용량 검출용의 전극 및 진동 주파수 조정용의 전극이, 실질적으로 동일 평면상이며, 예를 들면 실리콘 등의 동일 재료로 구성되어 있다. 따라서 MEMS의 가공 기술의 적용이 용이하다.

진동 주파수 조정용의 전극을 링부에 따라서 배치하는 경우에, 서로 인접하는 전극간의 설치 각도Δφ가 Δφ＜９０°／ｎ（ｎ：모드 차수）의 조건을 만족하도록 한다. 진동 주파수 조정용의 전극 간의 각도 분리가 모드 각분리 보다도 작게 되는 요구를 만족함으로써, 진동 주파수의 조정을 확실히 실행할 수 있다. 또한, 진동 주파수 조정용의 전극의 개수는, ３×２ｎ、４×２ｎ 또는 ５×２ｎ（ｎ：모드 차수）의 어느 쪽이어도 된다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 3개, 4개 또는 5개의 진동 주파수 조정용의 전극으로 구성되는 각 셋트를 ３６０°／２ｎ（ｎ：모드 차수）의 간격으로 링부의 내측 또는 외측에 형성하고 있다. ｎ차의 진동 모드에서는, ３６０°／２ｎ마다 대칭성이 있기 때문에, 이와 같은 전극 배치에 의해, 전극의 총면적이 커져, 주파수 조정범위가 넓어진다. 이와 같은 전극 배치로 하는 경우, 각 세트 간에 있어서 대응하는 전극, 바꿔 말하면 ３６０／２ｎ°의 간격을 두고 배치되어 있는 전극에 같은 전압을 인가하도록 구성해도 된다. 또는, 이들의 대응하는 각 전극에 다른 전압을 인가하도록 구성해도 된다. 전자의 구성의 경우에는, 배선 패턴의 간소화 및 전압원의 개수의 감소화를 꾀할 수 있으며, 후자의 구성의 경우에는, 높은 정밀도의 주파수 조정을 꾀할 수 있다.

일반적인 각(角)형의 진동자의 경우에는, 주위로부터 연장되는 빔(梁)에 의해서 고정되는 것이 많으며, 이 경우, 글래스/실리콘/글래스의 이종 재료의 구성에서는, 온도 변화시에 팽창계수의 차이에 근거해서 생기는 내부 응력의 영향을 강하게 받게 때문에, 온도 특성이 나쁘게 되는 일이 있다. 이에 대해서, 본 발명의 각속도 센서에서는, 반도체 기판의 중심부에 지지된 복수의 대들보부에 이어진 링부를 가지는 진동자를 사용하고 있기 때문에, 온도 변화시에도 진동자에 작용하는 내부 응력의 변화가 적고, 온도 변화의 영향을 받는 일이 없다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 진동 주파수 조정용의 전극과 대들보부와의 사이에 링부와 동(同)전위의 부분(플레이트)을 설치하고 있다. 따라서, 이들의 진동 주파수 조정용의 전극과 대들보부와의 사이에 정전 인력이 작용하는 것을 방지한다. 또한, 링부와 동전위인 부분(플레이트)에 돌기부를 형성하고 있다. 외부 충격에 의해 진동자가 위치 변동한 경우에, 이 돌기부에 의해 진동자는, 플레이트에 먼저 충돌하여, 정전 구동용의 전극 및 용량 검출용의 전극에 접착하는 일이 없다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 용량 검출용의 전극에서의 검출 신호를 증폭하는 증폭 회로를 반도체 기판에 형성하고 있으며, 회로 구성을 소형화함과 함께, 검출 신호 이외의 외란 (外亂)성분(노이즈)의 입력을 작게 한다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 반도체 기판이 글래스 또는 실리콘제의 2장의 지지 기판에 끼워져, 정전 구동용의 전극, 용량 검출용의 전극 및/또는 진동 주파수 조정용의 전극이, 위 쪽의 지지 기판에만 접합되어 있다. 즉, 위 쪽의 지지 기판에 매달아 고정하고 있기 때문에, 아래 쪽의 지지 기판에 큰 캐버티를 설치하는 것이 가능하며, 겟터의 설치면적을 넓게 취할 수 있다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, Q값을 소정이상으로 하기 때문에, 아래 쪽의 지지 기판에 겟터를 설치하여 진동자의 분위기를 저압으로 유지하고 있다. 한편, Q치의 온도 계수가 높아지지 않도록 진동자의 분위기를 소정의 압력으로 유지할 필요가 있기 때문에, 불활성 가스 또는 겟터에 흡착되지 않는 가스를 캐버티에 봉입하고 있다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 위쪽의 지지 기판에, 정전 구동용의 전극에 접속하는 제1배선과 제1배선 근방의 제2배선을 설치하며, 제2배선에 제1배선과는 역위상의 전압을 인가하도록 하고 있다. 정전 구동용의 제1배선이, 용량 검출용의 전극의 위쪽을 통과했을 경우, 혼선(Crosstalk)이 발생하기 때문에, 제1배선의 근방에 배치한 제2배선에 역위상의 전압을 인가하여 이 혼선을 성분을 제거한다. 따라서, 용량 검출용의 전극은 혼선의 영향을 받지 않는다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 위쪽의 지지 기판에, 진동 주파수 조정용의 전극의 개수／２ｎ（ｎ：모드 차수）의 배선 패턴이 형성되어, 각 배선 패턴에는, ３６０°／２ｎ마다 설치된 복수의 진동 주파수 조정용의 전극이 접속되어 있다. 따라서, 같은 기능을 가지는 복수의 진동 주파수 조정용의 전극을 한데 모아 하나의 배선 패턴으로 접속시키기 때문에, 배선 패턴의 간략화를 꾀할 수 있다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서는, 정전 구동용의 전극/용량 검출용의 전극 및 링부의 거리와 반도체 기판의 두께와의 비(아스펙트비)를 조정한다. 구체적으로는 그 비를 8 이상으로 함으로써, 진동자의 분위기가 １００ｍＴｏｒｒ이하이더라도 Q값의 제어를 용이하게 한다.

본 발명에서는, 반도체 기판내에 정전 구동용의 전극과 용량 검출용의 전극과 진동 주파수 조정용의 전극을 형성하도록 하였기 때문에, 진동자의 봉지 특성을 향상시킬 수 있으며, 제어회로가 복잡해지지 않아, 균일한 특성을 가지는 각속도 센서를 용이하게 양산하는 것이 가능하다. 또한, 진동자를 링형상으로 하고 있기 때문에, 글래스/실리콘/글래스 등의 이종재료의 구성이더라도, 온도변화의 영향을 받는 일이 없이, 각속도를 정확히 검출하는 것이 가능하다. 예를 들면, 진동 주파수 조정용의 전극을 진동자의 링부의 내측에 설치하도록 하였기 때문에, 링부의 내측 영역을 유효하게 이용할 수 있으며, 또한, 정전 구동용의 전극 및 용량 검출용의 전극의 면적을 크게 취할 수 있어 충분히 큰 용량을 얻을 수 있다는 것과 함께, 진동 주파수 조정용의 전극의 면적을 크게 취할 수 있어 진동 주파수의 고정밀도의 조정을 행하는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 진동자, 반도체 기판, 정전 구동용의 전극, 용량 검출용의 전극 및 진동 주파수 조정용의 전극을, 동일 재료(실리콘)로 구성하였기 때문에, ＭＥＭＳ의 가공 기술을 이용하여, 이들의 미세한 구조물을 고정밀도로 제작하는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 서로 인접하는 전극간의 설치 각도Δφ가Δφ＜９０°／ｎ（ｎ：모드 차수）를 만족하도록 하였기 때문에, 진동 주파수의 조정을 확실히 행하는 것이 가능하다.

본 발명에서는 3개, 4개 또는 5개의 진동 주파수 조정용의 전극을 1셋트로 하여, 각 셋트를 ３６０°／２ｎ（ｎ：모드 차수）의 간격으로 링부의 내측 또는 외측에 형성하도록 하였기 때문에, 진동 주파수 조정용의 전극의 총면적을 크게 할 수 있어, 주파수 조정 범위를 넓힐 수 있다.

본 발명에서는, 대들보부 및 링부와 동전위의 플레이트를 진동 주파수 조정용의 전극과 대들보부와의 사이에 설치하도록 하였기 때문에, 진동 주파수 조정용의 전극과 대들보부와의 사이에 정전 인력이 작용하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 대들보부 및 링부와의 동전위인 플레이트에 돌기부를 형성하도록 하였기 때문에, 외부 충격에 의해 진동자가 위치 변동하였을 경우에도, 진동자가 정전 구동용의 전극 및 용량 검출용의 전극에 접착하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에서는, 용량 검출용의 전극에서의 검출 신호를 증폭하는 증폭회로를 반도체 기판에 형성하도록 하였기 때문에, 회로구성을 소형화할 수 있는 것과 함께, 검출신호의 외란 입력을 작게 하여 정확한 검출 결과를 얻는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 정전 구동용의 전극, 용량 검출용의 전극 및/또는 진동 주파수 조정용의 전극을 위쪽의 지지기판에 접합시키도록 하고 있기 때문에, 이들의 전극 아래 방향에 있는 아래쪽의 지지기판에 넓은 캐버티를 형성할 수 있는 것과 함께, 겟터의 설치면적을 확보하는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 아래쪽의 지지기판의 캐버티 내에 겟터를 설치하여, 진동자의 분위기를 저압（１００ｍＴｏｒｒ이하）으로 유지하도록 하였기 때문에, Q값을 소정 이상으로 하는 것이 가능하다. 또한, 불활성 가스 또는 겟터에 흡착되지 않는 가스를 캐버티에 봉입하여, 정전 구동용의 전극 및 용량 검출용의 전극과 링부와의 거리에 대한 반도체 기판의 두께의 비(아스펙트 비)를 8 이상으로 하도록 하였기 때문에, 진동자의 분위기가 １００ｍＴｏｒｒ 이하이더라도, Q값을 매우 높게 하는 일없이 소망의 값으로 용이하게 제어하는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 지지기판 위의 정전 구동용의 제1배선의 근방에, 제1 배선과 역위상의 전압을 인가하는 제2배선을 설치하도록 하였기 때문에, 용량 검출용의 전극에 미치게 되는 혼선의 영향을 억제하는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 위쪽의 지지기판에 형성된 진동 주파수 조정용의 전극의 개수/２ｎ（ｎ：모드 차수）의 배선 패턴 각각에, ３６０°／２ｎ마다 설치된 복수의 진동 주파수 조정용의 전극을 접속하도록 하였기 때문에, 배선 패턴의 간소화를 실현하는 것이 가능하다.

도1은 본 발명에 관련하는 각속도 센서의 단면 구성도.

도2는 본 발명에 관련하는 각속도 센서의 실리콘 웨이퍼의 평면도.

도3은 본 발명에 관련하는 각속도 센서에 있어서의 플레이트의 확대도.

도4는 본 발명에 관련하는 각속도 센서에서의 1차 진동 및 2차 진동의 상태를 나타내는 도면.

도5는 진동 주파수 조정용의 전극의 배치예를 나타내는 개략도.

도6은 진동 주파수 조정용의 전극의 배치예를 나타내는 개략도.

도7은 정전 구동용의 전극에 접속되는 글래스 기판상의 금속 배선의 개략도.

도8은 진동 주파수 조정용의 전극에 접속되는 글래스 기판상의 배선 패턴을 나타내는 개략도.

도9는 본 발명에 관련하는 각속도 센서의 제조공정을 나타내는 단면도.

도10은 종래의 각속도 센서의 구성도.

이하, 본 발명을 그 실시의 형태를 나타내는 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도1은 본 발명에 관련하는 각속도 센서의 단면구성도, 도2는 본 발명에 관련하는 각속도 센서의 실리콘 웨이퍼의 평면도이다.

평면 링공진기 구조를 이용한 각속도 센서에서는, 진동의 모드차수를 n으로 한 경우, 임의의 n에 의한 ｃｏｓｎθ모드의 쌍을 이용하여도 동작이 가능하다. 그러나 고차 모드에서는, 모드 결합계수가 저하하며, 또한 모드의 형태가 복잡하게 되기 때문에, 실용적으로는 저차모드（ｎ＝２，ｎ＝３）가 넓게 이용되고 있다. 이하의 실시의 형태에서는, ｎ＝２인 예, 즉 ｃｏｓ２θ모드를 이용한 예에 대해서 설명한다.

본 발명의 각속도 센서는, ＭＥＭＳ 기술을 이용하여 뒤에서 기술하는 진동자, 각종의 전극 등을 형성하고 있는 반도체 기판으로서의 실리콘 웨이퍼(1)(예를 들면, 두께１００～３００μｍ)를 파이렉스(등록상표) 글래스로 이루어진 지지기판으로의 2장의 글래스 기판(2, 3)으로 끼운 구성을 하고 있으며, 글래스/실리콘/글래스의 3층 구조를 취하고 있다. 그리고 글래스 기판(2, 3)은, 실리콘 웨이퍼(1)에 형성된 진동자(10)를 저압으로 봉지하고 있다. 진동자(10)는, 중심부(11)에서 지지되어 주(周)방향으로 8등배(等配)하여 연장되는 8개의 대들보부(빔)(12)와, 이들의 8개의 대들보부(12)에 연결된 환(環)형의 링부(13)를 가진다. 대들보부(12)의 한 쪽 끝은 중심부(11)에 지지되어, 다른 쪽 끝은 링부(13)에 접속되어 있으며, 대들보부(12)가 링부(13)를 지지하고 있다.

링부(13)의 외측에는, 링부(13)로부터 적절히(예를 들면 １０μｍ정도) 갭(22)을 두고, 8개의 전극(21(２１ａ～２１ｈ)）이 등배적으로 형성되어 있다. 대향하는 전극끼리는 같은 기능을 가지고 있으며, 전극 (２１ａ) 및 전극(２１ｂ)은, 진동자(10)에 1차 진동을 일으키게 하기 위한 정전 구동용의 전극(이하, 간단히 구동 전극이라고도 한다)이며, 전극(２１ｃ) 및 전극(２１ｄ)은, 진동자(10)에 발생 한 1차 진동을 검출하기 위한 전극이며, 전극(２１ｅ) 및 전극(２１ｆ)는, 진동자(10)에 발생한 2차 진동을 검출하기 위한 용량 검출용의 전극(이하, 간단히 검출 전극이라고도 한다)이며, 전극(２１ｇ) 및 전극(２１ｈ)은, 진동자(10)에 발생한 2차 진동을 삭제하기 위한 전극이다.

1차 진동의 진동수가 진동자(10)의 고유 진동수와 맞도록, 진동 전극(２１ａ，２１ｂ)과 1차 진동 검출용의 전극(２１ｃ，２１ｄ)과의 사이에서 진폭 및 주파수를 제어하고 있다. 2차 진동에 의해 발생하는 전향력의 영향을 없애 검출 정밀도의 향상을 꾀하도록, 2차 진동을 무효로 하기 위한 전압을 전극(２１ｇ) 및 전극(２１ｈ)에 인가한다. 이 전압을 모니터함으로써, 각속도의 크기를 검출한다. 이와 같이 같은 기능을 가지는 전극을 2개씩 설치하도록 하고 있기 때문에, 검출 감도를 2배로 하는 것이 가능하다. 또한, 대향하는 위치(점대칭의 위치)에 같은 기능을 가지는 전극을 배치하고 있기 때문에, 외부 충격 인가에 의한 출력 변동의 경우에 상쇄 효과도 기대할 수 있다.

링 부(13)의 내측에는, 링부(13)으로부터 적절히（예를 들면, １０μｍ정도） 갭(24)을 두고, 16개의 진동 주파수 조정용의 전극(이하, 간단히 조정 전극이라고도 한다)(23)이 등배적으로 형성되어 있다. 이들의 조정 전극(23)은, 정전 인력에 의해 고유 진동수를 제어하는 전극이며, 1차 진동 및 2차 진동에서의 고유진동수를 맞추기(일치시키기) 위한 전압이 인가된다. 본 예에서는, 16개의 조정 전극(23)을 형성하고 있어, 양쪽 고유진동수의 정합(整合)을 양호하게 행할 수 있다.

실질적으로 동일 평면상에 형성된 진동자(10)(링부(13) 및 대들보부(12))와 전극(21)과 조정 전극(23)을, 동일 재료(실리콘)로 제작하고 있기 때문에, 제작 비용이 낮고, 미세한 구조물을 정밀도 높게 제작하는 것이 가능한 ＭＥＭＳ기술을 이용하기 쉽다. 또한, ＭＥＭＳ의 가공 기술에 적합한 도전성을 가지는 실리콘을 재료로 이용하는 것이 일반적이나, 스퍼터링법 또는 도금법으로 적층한 금속을 재료로서 이용해도 된다.

본 발명에서는, 구동 전극, 검출 전극 등의 8개의 전극 (２１（２１ａ～２１ｈ）)을 링부(13)의 외측에 배치하며, 16개의 조정 전극(23)을 링부(13)의 내측에 배치하고 있다. 따라서, 링부(13)의 외측에 배치한 8개의 전극(21)은, 고정 전극(23)의 설치에 따른 면적 감속의 영향을 받지 않으며, 충분히 큰 용량을 얻을 수가 있다. 즉, 이들의 24개의 전극 전부를 링부(13)의 외측에 배치하는 구성에 비해, 8개의 전극(21)의 면적을 크게 하는 것이 가능하며 충분한 용량을 얻는 것이 가능한 것과 함께, 16개의 조정 전극(23)의 면적을 크게 하는 것이 가능하여 진동 주파수를 높은 정밀도로 조정하는 것이 가능하다. 또한, 링부(13)의 내측 영역을 유효하게 이용하여 조정 전극(23)을 형성하고 있기 때문에, 소형의 구성을 실현할 수 있다.

서로 인접하는 대들보부(１２，１２) 의 사이, 및 대들보부(12)와 전극(23)과의 사이에는, 대들보부(12) 및 링부와(13) 동전위인 8장의 플레이트(25)가, 대들보부(12), 전극(23)의 사이에 각각 갭(26, 28)을 두고 형성되어 있다. 도3은, 이 플레이트(25)의 확대도이며, 플레이트(25)의 링부(13)와의 대향면 및 대들보부(12)와의 대향면에는, 돌기부(２５ａ，２５ｂ)가 형성되어 있다.

또한, 실리콘 웨이퍼(1)의 구석부에는, 진동자(10)에 발생한 1차 진동 또는 2차 진동을 검출하기 위한 전극２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ에서의 검출 신호를 증폭하는 증폭 회로(29)가 형성되어 있으며, 프리앰프(Preamplifier)를 센서 칩에 포함한 구성을 하고 있다.

위쪽의 글래스 기판(2)에는, 상기 전극(２１（２１ａ～２１ｈ），２３)에 대응하는 위치에 스루 홀(31)이 형성되어 있다. 각 전극(２１（２１ａ～２１ｈ），２３)의 패드(27)와, 글래스 기판(2)의 표면에 형성한 패드(32)를 접속하는 와이어(36)가, 각 스루 홀(31) 내를 삽통(揷通)하고 있다. 글래스 기판(2) 하부의 진동자(10)(대들보부(12) 및 링부(13))에 대응하는 영역은, 부분적으로 잘라내어져 캐버티(33)로 되어 있다. 이 스루 홀(31) 및 캐버티(33)를 설치한 부분 이외의 영역에서는, 글래스 기판(2)의 아래 면이 실리콘 웨이퍼(1)에 접합되어 있다.

아래쪽의 글래스 기판(3)의 윗면 쪽에는, 큰 캐버티(34)가 설치되어 있으며, 캐버티(34)의 저면에 겟터(35)가 설치되어 있다. 캐버티(34)을 설치한 부분 이외의 영역에서는, 글래스 기판(3)의 윗면이 실리콘 웨이퍼(1)에 결합되어 있다. 겟터(35)는, 글래스 기판(3)과 실리콘 웨이퍼(1)와의 양극 접합시에 발생하는 수소가스를 흡착한다.

2장의 글래스 기판(2, 3)으로, 진동자(10), 각종의 전극(21, 23)을 지지함과 함께, 진동자(10)를 저압으로 봉지하고 있다. 링부(13)의 내측에 설치한 조정 전극(23)은, 단지 위쪽의 글래스 기판(2)에 접합되어 있다. 바꿔 말하면, 위쪽의 글래스 기판(2)에 매달려 고정되어 있기 때문에, 아래쪽의 글래스 기판(3)에 큰 캐버 티(34)을 설치하는 것이 가능한 것과 함께, 겟터(35)의 설치면적을 넓게 하는 것이 가능하다. 본 발명에서는, 실리콘 웨이퍼(1)에 구동용 또는 검출용의 전극을 형성하고 있기 때문에, 글래스 기판에 이들의 전극을 설치하는 경우에 비해, 봉지 특성이 양호하다. 진동자(10)(대들보부(12) 및 링부(13))는, 캐버티(33, 34) 내에서 진동한다.

이어서 동작에 대해서 설명한다. 본 발명의 각속도 센서에서는, 정전 인력을 이용해서 진동자(10)를 구동시켜(1차 진동), 가해진 각속도에 따른 새로운 진동(2차 진동)에 의한 정전 용량의 변화를 검출하며, 그 2차 진동을 무효로 하기 위하여 전극(２１ｇ, ２１ｈ)에 인가해야 하는 전압을 모니터함으로써, 가해진 각속도를 검출한다. 일단, 구동 전극 (２１ａ，２１ｂ)에 전압을 인가하여, 진동자(10)에 ｃｏｓ２θ모드의 1차 진동을 일으키게 한다. 이 1차 진동의 상태를 도４（ａ）에 나타낸다. 여기에서, 링부(13)에 수직한 축을 중심으로 각속도（도４（ａ）의 Ω）가 발생하였을 경우, 전향력（도４（ａ）의 ｆc ）이 발생하며, ｓｉｎ２θ모드의 2차 진동을 일으키게 한다. 이 2차 진동의 상태를 도４（ｂ）에 나타낸다. 1차 진동과 2차 진동의 공진 주파수는, 완전한 구성일 경우 이론적으로는 일치한다.

진동자(10)의 정전 구동용으로 직류 전압Ｖ_DC과 교류 전압Ｖ_AC이 인가되었을 경우, 전극에 가해지는 힘F은 아래(1)식으로 나타내어진다.

Ｆ＝εＳ（Ｖ_DC＋Ｖ_AC）²／２ｄ²　　　…（１）

단、ε：유전율、Ｓ：전극의 면적、ｄ：링부, 전극간의 거리

진동시의 진동자(10)와 전극(２１ｃ, ２１ｄ)과의 사이에 축적되는 전기량Q는 아래의 (2)식으로 나타내어져, 아래(3)식으로 나타내어지는 전류를 검출하게 되기 때문에, 이 전류의 변화를 모니터함으로써, 1차 진동을 검출한다. 그리고 가해지는 각속도로 발생하는 전향력으로 여기하는 2차 진동을 전극(２１ｅ, ２１ｆ)으로 검출하여, 여기한 2차 진동을 무효로 하기 위해서 전극(２１ｇ, ２１ｈ)에 인가하여야 하는 전압을 모니터하여, 가해진 각속도를 검출한다.

[식 １]

단、Ｖ：링부, 전극간의 전압、ｄ0 ：링부, 전극간의 초기 거리、

　ａ：１차 진동의 진폭、ω：공진 주파수

이어서, 본 발명의 특징 부분을 이루는 조정 전극(23)의 구성, 작용, 효과 등에 대해서 설명한다. ｃｏｓｎθ 모드를 이용하는 진동형의 각속도 센서에서는, 진동하는 1차 진동의 고유 진동수와 각속도에 의해 여기된 2차 진동의 고유 진동수를 정확히 정합시킬 필요가 있으며, 조정 전극(23)은 이들의 고유 진동수를 정합시 키기 위한 조정을 실시한다. 어느 조정 전극(23)에 전압이 인가되었을 경우에, ｃｏｓ２θ모드에서의 주파수 변화의 크기는, 그 모드의 진동축에 대한 조정 전극(23)의 각도 위치에 의존한다. ｃｏｓ２θ모드는 ４５°의 진동축의 어긋남을 가지는 2개의 모드를 가지나, 그 한쪽의 모드의 진동축 방향(반경방향의 파복(波腹))에 전압이 인가되었을 경우, 그 모드 주파수에서의 최대 천이가 달성되게 된다. 이 위치는 다른 쪽의 모드의 반경방향의 절(node)과 일치하며, 이 위치에서는 반경방향의 움직임은 없기 때문에, 이 모드에 있어서 결과로서 주파수 변화는 최소로 된다. 따라서, 제작 과정에서 발생하는 불완전한 링에 있어서의 2개의 모드의 주파수차(즉, 비(非)제로 모드의 주파수 스플릿(Split))를 최소로 하기 때문에, 모드 주파수를 조정하는 것이 가능하다. 조정 전극(23)에 인가되는 전극의 크기는, 최초에 측정된 주파수 스플릿을 정확히 보상하는 것 같은 주파수 천이를 유기(誘起)하도록 계산된다.

한쪽의 모드의 진동축 방향이 하나의 조정 전극(23)에 대해서 완전히 일치하지 않을 경우, 이 위치에서 양쪽의 모드가 반경방향의 움직임을 가지기 때문에, 전압이 인가되면 양쪽의 주파수가 변화한다. 이 경우, 양쪽의 모드 주파수를 일치시키기 위해서는, 꽤 고전압을 필요로하며, 필요한 전압의 계산은 보다 복잡하게 된다. 요구되는 전압을 용이하게 계산할 수 있을 경우, 효율적으로 주파수의 평형을 실현하기 위해서는, 2개의 진동 모드 중 높은 주파수를 가지는 모드의 진동축에 따라서, 복수의 전극에 평형력을 정확히 분해하는 것이 필요하다.

그래서 본 실시의 형태에서는, ０°과 ９０°와의 사이、９０°과 １８０° 와의 사이、１８０°과 ２７０°와의 사이、２７０°과 ３６０°（＝０°）와의 사이에、２２．５°의 사이를 두고 각각 4개씩의 조정 전극(23)을 배치한 구성을 하고 있다. 이 구성에서는, 높은 주파수를 가지는 모드의 진동축의 양측의 가장 가까운 조정 전극(23)에, 아래(4)식, (5)식으로 나타내어지는 전압ΔＶ₁ ，ΔＶ₂이 인가되어져, 진동축(각도φm)에 따라서 분해력이 주어진다.

[식 ２]

단、φ1 ，φ2 ：진동축（각도φm ）의 양측의 가장 가까운 2개의 조정 전극(23)의 각도 위치

ｎ：모드 차수（본 실시의 형태에서는 ｎ＝２）

ΔＦ：평형인 모드 주파수 스플릿(Split)

ｋ：주파수 조정 계수를 정의하는 정수

또한, 고주파수 모드의 진동축이 하나의 조정 전극(23)의 중심과 일치하는 경우에는, 그 하나의 조정 전극(23) 만에 전압을 인가하기만 하면 된다. 예를 들 면, φm ＝φ1 이면, ΔＶ₂ ＝０로 되며、φm ＝φ2 이면ΔＶ₁ ＝０로 된다.

이상과 같은 효과는, ０°과 ９０°의 사이에만 4개의 조정 전극(23)을 배치하는 것만으로도 얻어지나, 본 실시의 형태에서는, 동일의 전압을 인가하는 조정 전극(23)을 다른 각도 영역에도 설치함으로써, 조정 전극(23)의 총면적을 증가시켜서, 4배의 주파수 조정 범위가 얻어지도록 하고 있다. 이는, ｃｏｓ２θ모드의 진동 형태가, ９０°마다 대칭성을 가지기 때문이다. 일반적으로 n차의 진동 모드의 경우에는, ３６０°／２ｎ마다 대칭성을 가지기 때문에, ３６０°／２ｎ마다 진동 주파수 조정용의 전극을 배치하면, ｃｏｓ２θ모드와 같은 형태로 주파수 조정 범위를 넓히는 것이 가능하다.

조정 전극(23)의 배치 조건은, 고주파수 모드의 진동축(각도φm)에 따라서 충분한 각해상(角解像)으로 평형력을 분해할 수 있으며, ｃｏｓ２θ모드 주파수를 천이할 수 있다는 것이다. 이를 위해서는, 서로 인접하는 조정 전극(23, 23)간의 설치 각도차가 모드 이각도(離角度)보다 작아야 하는 것이 요구되며, 구체적으로는 그 설치 각도차Δφ는, n을 모드 차수로 했을 경우, 아래(6)식으로 나타내어지는 조건을 만족할 필요가 있다. 구체적으로는, 설치 각도차Δφ는, ｃｏｓ２θ모드의 경우에４５°미만、ｃｏｓ３θ모드의 경우에 ３０°미만으로 된다.

Δφ＜９０°／ｎ　　　　　　　　　　…（６）

조정 전극(23, 23)의 설치 각도차가 상기(6)식의 한계에 가깝고, 더욱이 진동축이 2개의 조정 전극(23, 23)의 사이에 위치하는 경우에는, 조정 전극(23)에 인 가되는 전압이 양쪽의 모드에 대해서 서로 비슷한 결과를 가지게 되어, 주파수 정합에는 고전압이 필요하다. 그러나 개개의 조정 전극(23)이 커지기 때문에 표면적이 증가함으로써, 이 효과는 일부 상쇄될 수 있다.

조정 전극(23)의 총면적을 최대로 하여 조정 범위를 최대한으로 하는 것이 바람직하다. 또한, １８０°／ｎ의 각 원호의 영역에 조정 전극(23)을 같은 개수씩 배치하는 것이 바람직하며, 이와 같은 구성에 의해, 조정 전극(23)의 구성을 2n쌍까지 늘릴 수 있다.

본 실시의 형태에서는, ９０°의 각 원호내에 4개의 조정 전극(23)을 설치하여, 총수 16개의 조정 전극(23)을 설치하고 있다. 도5 및 도6은, ｃｏｓ２θ모드에 있어서의 조정 전극(23)의 배치의 다른 예를 나타내고 있다. 도5에 나타내는 예에서는, ９０°의 각 원호내에 3개의 조정 전극(23)을 설치하여, 총12개의 조정 전극(23)을 설치하고 있다. 도6에 나타내는 예에서는, ９０°의 각 원호 내에 5개의 조정 전극(23)을 설치하여, 총수 20개의 조정 전극(23)을 설치하고 있다.

９０°의 각 원호내에 2개의 조정 전극(23)을 설치한 경우에는, 상기(6)식의 조건을 만족하지 않게 되어, 주파수 정합을 행할 수 없게 된다. 한편, 조정 전극(23)을 설치 개수를 도6에 나타내는 예보다 많도록 하는 것도 가능하나, 필요한 전기적 접속이 증가하여 차등 전압이 인가되는 전극 면적이 작아지기 때문에, 실용적이라고는 말할 수 없다.

따라서, n을 모드 차수로 하였을 경우에 설치되는 조정 전극(23)의 총수는, ３×２ｎ、４×２ｎ 또는 ５×２ｎ로 하는 것이 실용적이다. 이에 근거하면, ｃｏｓ３θ모드의 경우에는, ６０°（１８０°／ｎ에서 ｎ＝３）의 각 원호의 안에, 3개, 4개 또는 5개의 조정 전극(23)을 각각 설치하며, 총수로 18개, 24개 또는 30개의 조정 전극(23)을 설치하는 구성이 바람직하다.

이하, 본 발명의 각속도 센서의 또 다른 특징 및 그 특징에 근거한 효과에 대해서 설명한다. 중심부(11)에서 지지된 8개의 대들보부(12)와, 이들의 대들보부(12)에 연결된 링부(13)로 진동자(10)를 구성하고 있기 때문에, 다른 진동자와 비교하여 질량을 작게 할 수 있어 관성력의 영향이 적어진다. 또한, 진동자(10)가 진동하더라도, 그 중심 위치는 변동하지 않기 때문에, 반력(反力)이 적고 진동자(10)의 고정계로의 영향이 작다. 중심부(11)에서 지지되고 있기 때문에, 글래스와 실리콘에 있어서의 팽창계수의 차로부터 발생하는 내부 응력의 영향을 받는 일이 없으며, 온도 특성이 우수하다.

실리콘 웨이퍼(1)에 각종의 전극을 형성하고 있기 때문에, 진동자(10)의 봉지 기능의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 진동자(10)(링부13)와 각종의 전극과를 동일 평면위에 형성하고 있기 때문에, 마스크 패턴의 폭을 조정함으로써, 진동자(10)(링부13)와 각종의 전극과의 사이의 거리를 제어하게 되며, 그 제어는 간단하며, 소망의 거리를 용이하게 실현할 수 있다. 이 결과, 균일한 특성을 가지는 각속도 센서의 양산이 가능하게 된다.

본 발명의 각속도 센서에 있어서의 Q값의 제어에 대해서 설명한다. 진동자(10)에 일반적으로 요구되어지는 Q값은 1000이상이다. 진동자(10)의 분위기의 압력이 높은 경우에는 Q값이 낮아지기 때문에, 압력을 낮게 하기 위해서 기체(특히 양극 접합시에 발생하는 수소 가스)를 흡착하기 위한 겟터(35)를 글래스 기판(3)에 설치하고 있다. 단, Q값이 너무 높은 경우에는 진동자(10)를 구동하는 회로의 제어계(특히 구동 전압의 진동소(素)를 제어하는 ＰＬＬ（Phase Lock Loop)회로등)에 높은 분해능이 필요로 되는 것, 온도 계수가 큰 내부 마찰에 의한 댐퍼(Damper) 효과가 지배(支配)하여 온도 특성이 나빠지는 것 등의 문제가 있기 때문에, Q값에는 상한이 존재한다.

임의의 Q값을 얻기 위해서, 양극 접합시에 겟터(35)가 흡수하지않는 불활성 가스（Ａｒ，Ｎｅ등）를 봉입하여 가스에 의한 댐퍼 효과를 제어하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나 양극 접합시에는 고전압이 인가되기 때문에, 불활성 가스의 압력이 소정 범위인 경우에는 방전이 문제가 된다. 예를 들면, Ar을 봉입 가스로 이용하며, 양극 접합시에 ３５０Ｖ 이상의 전압을 인가한 경우, １００ｍＴｏｒｒ 이상으로 방전이 발생한다. Q값은 진동자(10)의 분위기의 압력에 영향을 받아, １００ｍＴｏｒｒ 이하에서는 Q값이 매우 높아져 상기의 상한을 넘게 된다.

동일 압력하에서도 진동자(10)의 구조가 댐핑(Damping) 효과에 큰 영향을 미치며, 특히 갭부에서의 스퀴즈 댐핑(Squeeze damping) 효과의 영향력이 높다. 이 점을 고려하여 본 실시의 형태에서는, 링부(13)와 전극(21（２１ａ～２１ｈ）)과의 사이의 거리d, 즉 갭(22)의 폭d(도1참조)에 대한 실리콘 웨이퍼(1)의 두께T(도1참조)의 비율(아스펙트 비) Ｔ／ｄ를 높게 한다. 구체적으로는 Ｔ／ｄ의 값을 8 이상으로 하여, 진동자(10)의 Q값을 제어한다. 따라서 본 발명에 있어서는 １００ｍＴｏｒｒ이하라도, 매우 높아지지 않도록 Q값을 제어하는 것이 가능하다.

이어서, 대들보부(12, 12)의 사이 및 대들보부(12), 조정 전극(23)의 사이에 설치한 플레이트(25)와, 플레이트(25)에 형성한 돌기부(25a)와의 효과에 대해서 설명한다. 플레이트(25)는, 진동자(10)(대들보부(12) 및 링부(13))와 동전위이며, 이와같은 플레이트(25)를 대들보부(12)와 조정 전극(23)과의 사이에 설치하고 있기 때문에, 대들보부(12)와 조정 전극(23)과의 사이에 정전 인력이 작용하는 것을 방지할 수 있어, 고유 진동수를 변동시키는 일이 없다.

외부 충격에 의한 관성력이 발생한 경우, 플레이트(25)의 돌기부(25a)의 존재에 의해, 대들보부(12) 또는 링부(13)는, 이와 동전위인 플레이트(25)에 먼저 충돌하기 때문에, 대들보부(12) 또는 링부(13)의 변이(變移)량을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 돌기부(25a)를 대들보부(12) 또는 링부(13)에 형성하여도 같은 효과를 얻을 수 있으나, 가동부재(可動部材)인 대들보부(12) 또는 링부(13)에 돌기부(25a)를 형성하였을 경우, 그 질량 변화, 응력의 이상 발생 등, 진동에 악영향을 미칠 수 있기 때문에, 본 발명에서는, 고정부재인 플레이트(25)에 돌기부(25a)를 형성하고 있다.

또한, 진동자(10)에 발생한 1차 진동 또는 2차 진동을 검출하기 위한 전극(２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ)으로부터 출력되는 검출 신호의 레벨은 매우 낮다. 따라서, 부유(浮遊)용량에 반응하여, 검출 채널에 포함되는 잘못된 신호를 발생시키는 결과로 되어, 성능이 열화(劣化)하는 일이 발생할 수 있다. 오차를 최소한으로 하기 위해서는, 가능한 전극의 근방에서 검출 신호를 증폭하는 것이 바람직하다. 그래서 본 실시의 형태에서는, 실리콘 웨이퍼(1)에 증폭 회로(29)를 형성하 여, 각 전극(２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ)으로부터의 검출 신호를 증폭한다. 따라서, 레벨이 낮더라도, 정확한 검출 신호를 취득하는 것이 가능하다.

이어서, 위쪽의 글래스 기판(2) 위에서의 금속 배선에 대해서 설명한다. 도7은, 구동 전극(２１ａ（또는 ２１ｂ）)에 접속되는 금속 배선의 모식도이며, 도7에 있어서 도1, 도2와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다. 구동 전극(21a)의 패드(27)에 와이어(36)를 거쳐서 접속되는 글래스 기판(2)의 패드(32)에, 그 한쪽 끝을 접속시킨 제1배선으로서의 구동 전압용의 금속 배선(41)이 글래스 기판(2) 위에 패턴 형성되어 있다. 금속 배선(41)의 다른 쪽 끝은 전압원(42)에 접속되어 있다. 이 금속 배선(41)에 병설하여, 제2배선으로서의 삭제용의 금속 배선(43)이 글래스 기판(2) 위에 패턴 형성되어 있다. 이 금속 배선(43)의 한쪽 끝은 개방되어 있으며, 다른 쪽 끝은 전압원(42)에 접속되어 있다.

전압원(42)은, 금속 배선(41)에 구동 전압을 인가하여, 이 구동 전압과 역위상의 전압을 금속 배선(43)에 인가한다. 구동 전압용의 금속 배선(41)이 검출 전극(２１ｅ（또는 ２１ｆ）)의 위쪽을 통과했을 경우에, 용량성 결합에 의한 신호 전파(傳播)(혼선)가 발생한다. 여기에서, 본 실시의 형태에서는, 금속 배선(41)의 근방에 있는 금속 배선(43)에 구동 전압과 역위상의 전압을 인가하여, 이 혼선 성분을 삭제한다. 이 결과, 검출 전극(２１ｅ（또는 ２１ｆ）)에서는 혼선의 영향을 받지 않는 검출 신호가 얻어져, 정확한 각속도를 검출하는 것이 가능하다.

일반적으로 일차 진동을 구동하기 위한 전압은, 2차 진동을 무효로 하기 위한 구동 전압보다도 크기 때문에, 1차 진동의 구동용 전극(２１ａ，２１ｂ)에 접속 되는 금속 배선에만 상술한 것과 같은 구성을 적용하면 된다. 이와 같이 하면, 금속 배선의 필요 이상의 복잡화를 방지할 수 있다. 그러나 검출 대상의 각속도가 매우 큰 경우에는, 2차 진동을 무효로 하기 위한 구동 전압에 의한 혼선이 의미를 가지는 크기로 되기 때문에, 2차 진동을 무효로 하기 위한 구동용 전극(２１ｇ，２１ｈ)에도, 같은 형태의 구성을 적용하는 것이 바람직하다.

이어서, 위쪽의 글래스 기판(2) 위에서의 16개의 조정 전극(23)에 있어서의 금속 배선에 대해서 설명한다. 도8은, 이 금속 배선의 모식도이며, 도8에 있어서, 도1 및 도2와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다. 위쪽의 글래스 기판(2)에는, １６（조정 전극(23)의 개수）／２×２（모드 차수）＝４개의 배선 패턴(51)이 형성되어 있다. 각 배선 패턴(51)에는, ３６０°／２×２＝９０°마다 설치된 4개의 조정 전극(23)이 글래스 기판(2)에 형성된 스루 홀을 거쳐서 와이어 본딩 접속되어 있다. 각 배선 패턴(51)의 한쪽 끝은, 글래스 기판(2)의 하나의 주연(周緣)부까지 연장되어 있다. 그리고 적어도 하나의 조정 전극(23)으로 전압을 인가하는 전압원(52)에, 이들의 배선 패턴(51)의 한쪽 끝이 접속된다. 또한, 53은 링부(13)에 일정의 DC전압을 부여하기 위한 전극이다.

본 실시의 형태에서는, 동일의 조정용 전압이 인가되는 4개씩의 조정 전극(23)을 각각, 1개씩의 배선 패턴(51)에서 접속하도록 하였기 때문에, 16개의 조정 전극(23) 각각에 대해서 배선을 실시하는 경우에 비교해서, 배선 구조의 간략화를 꾀하는 것이 가능하다.

도8에 나타내는 것과 같은 배선 패턴에서, ９０°마다 설치된 4개의 조정 전 극(23) 각각에 동일의 전압을 인가하면, 조정 전극(23)용으로 준비하는 전압원의 개수를 최소로 할 수 있다. 그러나 전압원의 분해능이 충분하지 않은 경우에, 높은 정밀도의 주파수 조정을 실현하기 위해서는, ９０°마다 설치된 4개의 조정 전극(23)에 독립해서 다른 전압을 인가한 것이 바람직하다. 예를 들면, 전압원의 분해능이 3단계인 경우에는, ９０°마다 설치된 각 조정 전극(23)에 동일 전압을 인가했을 때, 3단계의 평형력 밖에는 부여하지않는다. 이에 대해 독립적으로 다른 전압을 인가할 수 있으면, 12단계의 평형력을 부여하는 것이 가능하다.

진동 주파수 조정용의 전극은 센서의 내측에 흩어져 존재하고 있기 때문에, 글래스 기판의 위에 배선 패턴을 배치하여 그들의 전극에 전기적 접속을 실시하는 것은, 외부와의 배선을 용이하게 하기 위해서 유용하다.

이어서, 본 발명의 각속도 센서의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도9는 그 제조 공정을 나타내는 단면도이다. 실리콘 웨이퍼(1)위에 패드(27)를 형성한다（도９（ａ））. 구체적으로는, 실리콘 웨이퍼(1)의 표면에 패드(27)가 되는 금속막을 증착한 후, 광식각법(Photolithography)으로 작성한 레지스트 패턴을 마스크로서 습식 에칭(Wet etching)에 의하여, 패드(27)를 패턴 형성한다.

이어서, 스루 홀이 형성된 위쪽의 글래스 기판(2)을, 양극 접합에 의해서 실리콘 웨이퍼(1)에 접합한다（도９（ｂ））. 또한, 접합되는 글래스 기판(2)에는, 샌드 블러스팅(Sand blasting) 가공에 의해 캐버티(33)가 미리 작성되어 있는 것과 함께, 금속막의 증착, 광식각법, 습식 에칭의 일련의 처리에 의해서, 그 표면에 패드(32) 및 금속 배선(미도시)이 미리 작성되어 있다. 이어서, 실리콘 웨이퍼(1)의 글래스 기판(2)과의 접합면과는 반대측으로부터, DeepＲＩＥ（Reactive Ion Etching）처리 등을 포함하는 ＭＥＭＳ 기술을 이용하여, 링부(13)을 가지는 진동자, 전극(２１，２３) 및 홈(２２，２４) 등을 실리콘 웨이퍼(1)에 형성한다（도９（ｃ））.

이어서 양극 접합에 의해 실리콘 웨이퍼(1)에 아래쪽의 글래스기판(3)을 접합한다（도９（ｄ））. 또한, 접합되는 글래스 기판(3)에는 샌드 블러스팅 가공으로 작성된 캐버티(34)의 저면에 겟터(35)가 미리 설치되어 있다. 이 접합시에 Ar가스를 봉입하여 접합 후 겟터(35)를 가열하여 활성화시켜 수소 가스 등을 흡착시킨다. 최후에, 실리콘 웨이퍼(1)의 전극(２１，２３)의 패드(27)와 글래스 기판(2)의 패드(32)를 와이어(36)로 본딩한다（도９（ｅ））.

또한, 상술한 예에서는 글래스 기판(2)/실리콘 웨이퍼(1)/글래스 기판(3)으로 이루어진 글래스/실리콘/글래스의 3층 구성으로 하였으나, 글래스 기판에 대신하여 실리콘 기판을 사용하는 것도 가능하며, 글래스/실리콘/실리콘의 3층 구성 또는 실리콘/실리콘/글래스의 3층 구성 또한, 실리콘/실리콘/실리콘의 3층 구성이더라도 본 발명은 적용 가능하다. 단, 실리콘, 실리콘 간에는 절연을 꾀하기 위하여 ＳｉＯ2등의 절연막을 사이에 형성할 필요가 있다. 또한, 실리콘, 실리콘, 실리콘의 접합은 양극 접합이 아닌 붙여서 가열하는 퓨전 접합(fusion junction)이다.

또한, 상술한 실시의 형태에서는 ｃｏｓ２θ모드에서 진동하는 경우에 대해서 설명하였으나, ｃｏｓ３θ모드에서 진동하는 경우에 대해서도 본 발명을 같은 형태로 적용하는 것이 가능하며, 일반적인 ｃｏｓｎθ모드의 전체에 대해서, 본 발 명의 구성을 이용하는 것이 가능하다.

또한, 상술한 실시의 형태에서는 정전 구동용의 전극 및 용량 구동용의 전극을 링부의 외측에 형성하여, 진동 주파수 조정용의 전극을 링부의 내측에 형성하였으나, 이와는 반대로, 정전 구동용의 전극 및 용량 구동용의 전극을 링부의 내측에 형성하여, 진동 주파수 조정용의 전극을 링부의 외측에 형성하는 구성이더라도, 본 발명을 같은 형태로 적용할 수 있다. 또한, 정전 구동용의 전극과, 용량 구동용의 전극과, 진동 주파수 조정용의 전극을, 링부의 외측 또는 내측에 혼재(混在)시켜서 형성하도록 해도 된다.

또한, 상술한 실시의 형태에서는 실리콘 웨이퍼의 중심부에 한쪽 끝이 지지된 복수의 대들보부로 링부를 지지하도록 하였으나, 링부를 그 외측으로부터 지지하도록 하는 구성이더라도, 본 발명을 같은 형태로 적용할 수 있다.

또한, 상술한 실시의 형태에서는 진동 주파수 조정용의 전극만이 위쪽의 글래스 기판에 접합(매달리는) 되도록 하였으나, 정전 구동용의 전극, 용량 구동용의 전극, 및/또는 링부를 지지하는 중심부도 마찬가지로, 위쪽의 글래스 기판에 접합되도록(매달리도록) 하여도 된다. 이와 같이 하면 캐버티가 커져 겟터가 차지하는 면적도 커지기 때문에, 신뢰성이 높은 패키지(package)가 가능해진다.

또한, 상술한 실시의 형태에서는 링부(13)과 동전위의 플레이트(25)를 설치하도록 하고 있으나, 플레이트(25)는 반드시 필요한 부재는 아니다. 대들보부(21), 조정 전극(23)의 크기, 또는 대들보부(12), 조정 전극(23) 간의 거리를 조정함으로써, 약한 정전 인력만이 걸리도록 할 수 있다면, 플레이트(25)를 설치할 필요는 없 다.

본 발명은 진동자의 봉지성(封止性)을 향상시킬 수 있으며, 균일한 특성의 제품을 용이하게 양산할 수 있는 각속도 센서를 제공할 수 있다.

Claims

검출대상의 각속도에 응하여 진동상태가 변화하는 링부를 가지는 진동자를 형성한 반도체 기판을 구비한 각속도 센서에 있어서,

상기 진동자의 정전 구동용의 전극과 상기 진동자의 용량 검출용의 전극과를, 상기 반도체 기판의 상기 링부 내측 또는 외측에 형성하고 있으며, 상기 진동자의 진동 주파수 조정용의 전극을, 상기 정전 구동용의 전극 및 상기 용량 검출용의 전극과는 반대측의 상기 링부 외측 또는 내측에 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
검출 대상의 각속도에 응하여 진동상태가 변화하는 링부를 가지는 진동자를 형성한 반도체 기판을 구비한 각속도 센서에 있어서,

상기 반도체 기판의 상기 링부 외측에 상기 진동자의 정전 구동용의 전극 및 상기 진동자의 용량 검출용의 전극을 형성하며, 상기 반도체 기판의 상기 링부 내측에 상기 진동자의 진동 주파수 조정용의 전극을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
검출 대상의 각속도에 응하여 진동상태가 변화하는 링부를 가지는 진동자를 형성한 반도체 기판을 구비한 각속도 센서에 있어서,

상기 반도체 기판의 상기 링부 내측에 상기 진동자의 정전 구동용의 전극 및 상기 진동자의 용량 검출용의 전극을 형성하며, 상기 반도체 기판의 상기 링부 외측에 상기 진동자의 진동 주파수 조정용의 전극을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 진동자, 상기 반도체 기판, 상기 정전 구동용의 전극, 상기 용량 검출용의 전극 및 상기 진동 주파수 조정용의 전극은, 동일 재료로 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항4에 있어서,

상기 동일 재료는 실리콘인 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 정전 구동용의 전극, 상기 용량 검출용의 전극, 상기 진동 주파수 조정용의 전극 및 상기 반도체 기판은, 실질적으로 같은 평면상에 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 진동 주파수 조정용의 전극의 서로 인접하는 전극간의 설치 각도차Δφ가, φ＜９０°／ｎ（ｎ：상기 진동자의 진동 모드의 모드 차수）를 만족하는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 진동 주파수 조정용의 전극의 개수는, ３×２ｎ、４×２ｎ 또는 ５×２ｎ（ｎ：상기 진동자의 진동 모드의 모드 차수）인 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

한조(組)가 3개, 4개 또는 5개의 진동 주파수 조정용의 전극으로 이루어진 복수조의 진동 주파수 조정용의 전극을, ３６０°／２ｎ（ｎ：상기 진동자의 진동 모드의 모드 차수）의 간격으로 상기 링부의 내측 또는 외측에 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항9에 있어서,

상기 복수조의 사이에 대응하는 진동 주파수 조정용의 전극이 존재하고 있으며, 각 조의 대응하는 진동 주파수 조정용의 전극에는 같은 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항9에 있어서,

상기 복수조의 사이에 대응하는 진동 주파수 조정용의 전극이 존재하고 있으며, 각 조의 대응하는 진동 주파수 조정용의 전극에 독립적으로 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 진동자는, 상기 반도체 기판의 중심부에 그 한쪽 끝이 지지되며, 다른 쪽 끝이 상기 링부에 이어진 복수의 대들보(梁)부를 가지는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 진동자는, 상기 반도체 기판의 상기 링부 외측에서 그 한쪽 끝이 지지되며, 다른 쪽 끝이 상기 링부에 이어진 복수의 대들보(梁)부를 가지는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항12에 있어서,

상기 진동 주파수 조정용의 전극과 상기 대들보부와의 사이에, 상기 링부와 동(同)전위의 부분을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항14에 있어서,

상기 링부와 동(同)전위의 부분에 돌기부를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 용량 검출용의 전극으로부터의 검출 신호를 증폭하는 증폭 회로를 상기 반도체 기판에 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 반도체 기판은 2장의 지지(支持) 기판에 끼워져 있으며, 상기 진동자, 상기 정전 구동용의 전극, 상기 용량 검출용의 전극 및 상기 진동 주파수 조정용의 전극을 수용하는 캐버티(cavity)를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항17에 있어서,

상기 정전 구동용의 전극, 상기 용량 검출용의 전극 및 상기 진동 주파수 조정용의 전극 및 상기 진동자를 지탱하는 중심부의 적어도 하나를, 상기 2장의 지지 기판의 한 쪽에 접합시켜 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항17에 있어서,

상기 캐버티에 겟터(Getter)를 설치하고 있으며, 상기 캐버티 내의 분위기가 100mTorr 이하인 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항19에 있어서,

상기 캐버티에 불활성 가스 또는 겟터에 흡착되지 않는 가스가 봉입(封入)되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항17에 있어서,

상기 2장의 지지 기판의 한 쪽에, 상기 정전 구동용의 전극에 접속하는 제1배선과, 상기 제1배선 근방의 제2배선이 설치되어 있으며, 상기 제1배선 및 제2배선 각각에 역위상의 전압을 인가하도록 구성한 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항17에 있어서,

상기 2장의 지지 기판의 한 쪽에, 상기 진동 주파수 조정용의 전극에 전압을 인가하기 위한 배선 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항22에 있어서,

상기 배선 패턴의 수는, 상기 진동 주파수 조정용의 전극의 개수／２ｎ（ｎ：상기 진동자의 진동 모드의 모드 차수）이며, 상기 각 배선 패턴에는 ３６０°／２ｎ마다 설치된 복수의 상기 진동 주파수 조정용의 전극이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.
청구항1 내지 3의 어느 항에 있어서,

상기 정전 구동용의 전극 및 상기 용량 검출용의 전극과 상기 링부와의 거리에 대한 상기 반도체 기판의 두께의 비를 8 이상으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 각속도 센서.