JP2000065855A - 半導体加速度スイッチ、半導体加速度スイッチの製造方法 - Google Patents
半導体加速度スイッチ、半導体加速度スイッチの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出する加速度の閾値に応じて設計を変更し
なければならないといった手間がかかるばかりか加速度
スイッチの汎用性が低いという問題があった。 【解決手段】 第１の制御電極６と、可動部本体３に形
成した電極１１との間に電圧を与えることにより、可動
部本体３に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大き
さの加速度が作用したとき、可動部本体３が変位するよ
うに構成したものである。
なければならないといった手間がかかるばかりか加速度
スイッチの汎用性が低いという問題があった。 【解決手段】 第１の制御電極６と、可動部本体３に形
成した電極１１との間に電圧を与えることにより、可動
部本体３に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大き
さの加速度が作用したとき、可動部本体３が変位するよ
うに構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は装置に作用する加速
度を検出する半導体加速度スイッチに関するものであ
り、特に検出できる加速度の大きさを任意に調節するこ
とが可能な半導体加速度スイッチに関するものである。
度を検出する半導体加速度スイッチに関するものであ
り、特に検出できる加速度の大きさを任意に調節するこ
とが可能な半導体加速度スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用のエアバックシステムの動作を
判断するには、加速度を検出または測定して衝突の判断
を行うのが一般的である。この判断には、高い信頼性が
要求されるため、ＥＭＩ等による電子回路の万一の誤動
作に対しても種々の安全対策を講じる必要がある。移動
する物体の加速度を検出する加速度検出装置として、半
導体マイクロマシニング技術の発達を背景として開発さ
れた種々の加速度センサ、加速度スイッチがある。
判断するには、加速度を検出または測定して衝突の判断
を行うのが一般的である。この判断には、高い信頼性が
要求されるため、ＥＭＩ等による電子回路の万一の誤動
作に対しても種々の安全対策を講じる必要がある。移動
する物体の加速度を検出する加速度検出装置として、半
導体マイクロマシニング技術の発達を背景として開発さ
れた種々の加速度センサ、加速度スイッチがある。
【０００３】半導体マイクロマシニング技術の発達を背
景として開発された加速度センサの一つとして静電容量
検出方式のものがある。図３９は特開平７−１２０４９
６号公報に記載された従来の加速度センサを説明するた
めの図であり、詳しくは従来の静電容量検出方式の加速
度センサを説明するための図である。図３９（ａ）は従
来の加速度センサの上面から見たときの図、図３９
（ｂ）は従来の加速度センサのＥ−Ｅ断面図である。
景として開発された加速度センサの一つとして静電容量
検出方式のものがある。図３９は特開平７−１２０４９
６号公報に記載された従来の加速度センサを説明するた
めの図であり、詳しくは従来の静電容量検出方式の加速
度センサを説明するための図である。図３９（ａ）は従
来の加速度センサの上面から見たときの図、図３９
（ｂ）は従来の加速度センサのＥ−Ｅ断面図である。
【０００４】図において、１は下側ガラス板、４は上側
ガラス板、９は梁、１０は、可動電極、１５はシリコン
基板である。梁９、可動電極１０はシリコン基板１５に
エッチング加工を施すことにより一体化形成している。
３２は上側固定電極、３３は下側固定電極、３４は充填
剤、３５は接続端子である。
ガラス板、９は梁、１０は、可動電極、１５はシリコン
基板である。梁９、可動電極１０はシリコン基板１５に
エッチング加工を施すことにより一体化形成している。
３２は上側固定電極、３３は下側固定電極、３４は充填
剤、３５は接続端子である。
【０００５】図の加速度センサは下側ガラス板１と上側
ガラス板４との間にシリコン基板１５が位置するように
挟み込んでいる。このとき、上側固定電極３２と下側固
定電極３３との間に可動電極１０が位置するようにシリ
コン基板１５を挟み込む。このようにすることにより、
上側固定電極３２と可動電極１０とにより第１ののコン
デンサ（容量をＣ１とする）、下側固定電極３３と可動
電極１０とにより第２のコンデンサ（容量をＣ２とす
る）が形成される。
ガラス板４との間にシリコン基板１５が位置するように
挟み込んでいる。このとき、上側固定電極３２と下側固
定電極３３との間に可動電極１０が位置するようにシリ
コン基板１５を挟み込む。このようにすることにより、
上側固定電極３２と可動電極１０とにより第１ののコン
デンサ（容量をＣ１とする）、下側固定電極３３と可動
電極１０とにより第２のコンデンサ（容量をＣ２とす
る）が形成される。
【０００６】可動電極１０は梁９によって片持ち支持さ
れており、シリコン基板１５の厚さ方向（ここでは紙面
上下方向）に加速度が作用したとき、可動電極１０は慣
性力により変位する。このとき、変位する方向は加速度
の向きに、変位する大きさは加速度の大きさに依存す
る。
れており、シリコン基板１５の厚さ方向（ここでは紙面
上下方向）に加速度が作用したとき、可動電極１０は慣
性力により変位する。このとき、変位する方向は加速度
の向きに、変位する大きさは加速度の大きさに依存す
る。
【０００７】可動電極１０が変位することにより、第１
のコンデンサの容量Ｃ１、第２のコンデンサの容量Ｃ２
が変化する。第１のコンデンサの容量Ｃ１、第２のコン
デンサの容量Ｃ２の変化は可動電極１０の変位の大きさ
に依存するため、この容量の変化を検出することによ
り、装置に作用する加速度を検出することができる。
のコンデンサの容量Ｃ１、第２のコンデンサの容量Ｃ２
が変化する。第１のコンデンサの容量Ｃ１、第２のコン
デンサの容量Ｃ２の変化は可動電極１０の変位の大きさ
に依存するため、この容量の変化を検出することによ
り、装置に作用する加速度を検出することができる。
【０００８】図に示した加速度センサは、一般に寄生容
量を低減するのが難しく、ＥＭＩ耐性が低いという課題
がある。しかし、自動車用のエアバッグシステムにおい
ては、その目的から高信頼性要求されるため、その使用
環境たるやＥＭＩが多く非常に厳しいものがある。
量を低減するのが難しく、ＥＭＩ耐性が低いという課題
がある。しかし、自動車用のエアバッグシステムにおい
ては、その目的から高信頼性要求されるため、その使用
環境たるやＥＭＩが多く非常に厳しいものがある。
【０００９】そこで、一般には、電子回路の誤動作を想
定し、安全対策として上記のような加速度センサ以外に
車両の前方に衝突判断を行うためのメカニカルな加速度
センサが用いられることが多い。図４０は従来の加速度
スイッチの一例を説明するための図である。図におい
て、２８は球状の重り、２９は磁石、３０ａ、３０ｂは
接点である。装置に加速度が作用していない状態では、
接点３０ａ、３０ｂは開いている。また、装置に加速度
が作用していない状態では磁石２９の磁力により、重り
２８は保持されている。
定し、安全対策として上記のような加速度センサ以外に
車両の前方に衝突判断を行うためのメカニカルな加速度
センサが用いられることが多い。図４０は従来の加速度
スイッチの一例を説明するための図である。図におい
て、２８は球状の重り、２９は磁石、３０ａ、３０ｂは
接点である。装置に加速度が作用していない状態では、
接点３０ａ、３０ｂは開いている。また、装置に加速度
が作用していない状態では磁石２９の磁力により、重り
２８は保持されている。
【００１０】この加速度スイッチは、磁石２９が球状の
重り２８を保持する力よりも、加速度が作用した際に重
り２８に働く慣性力が大きい場合に、重り２８が図中の
矢印方向に移動して接点３０を押して機械的にこれを閉
じることを検出原理としている。
重り２８を保持する力よりも、加速度が作用した際に重
り２８に働く慣性力が大きい場合に、重り２８が図中の
矢印方向に移動して接点３０を押して機械的にこれを閉
じることを検出原理としている。
【００１１】図４１は従来の加速度スイッチの構成を説
明するための図であり、具体的には従来の加速度スイッ
チの断面図である。検出原理は図４０に示したものと同
様で、加速度が作用した際におもりが図中の矢印方向に
移動して接点３０ａ、３０ｂ間を充填し、これら接点間
を導通させることに基づいている。おもりとして水銀３
１を用いているのがこの例の特徴で、おもりを保持する
磁石を用いない代わりに、重力によってこれを保持する
点が図４０の場合と異なっている。
明するための図であり、具体的には従来の加速度スイッ
チの断面図である。検出原理は図４０に示したものと同
様で、加速度が作用した際におもりが図中の矢印方向に
移動して接点３０ａ、３０ｂ間を充填し、これら接点間
を導通させることに基づいている。おもりとして水銀３
１を用いているのがこの例の特徴で、おもりを保持する
磁石を用いない代わりに、重力によってこれを保持する
点が図４０の場合と異なっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサは
一般に車両前方に設置した加速度スイッチを必要とし、
それらの信号と加速度センサの信号から総合的に衝突判
定を行っている。しかし、図４０のような従来の加速度
スイッチは構造が簡単であるが、おもりを保持するため
に磁石を用いている。また、図４１のような従来の加速
度スイッチは磁石を用いていない分、図４０の例よりも
構造がより簡単でコストを削減できるが、水銀をおもり
に用いているため、環境問題がより深刻になっている現
在の状況では、やはり好ましくない。
一般に車両前方に設置した加速度スイッチを必要とし、
それらの信号と加速度センサの信号から総合的に衝突判
定を行っている。しかし、図４０のような従来の加速度
スイッチは構造が簡単であるが、おもりを保持するため
に磁石を用いている。また、図４１のような従来の加速
度スイッチは磁石を用いていない分、図４０の例よりも
構造がより簡単でコストを削減できるが、水銀をおもり
に用いているため、環境問題がより深刻になっている現
在の状況では、やはり好ましくない。
【００１３】更に図４０、図４１のような従来の加速度
スイッチはいわゆる機械加工によって製造され、サイズ
が数センチメートルオーダーと大きく、低コスト化には
不向きである。また図４０、４１のような従来の加速度
スイッチでは、検出する加速度の閾値を変えるには重り
の質量を変えなければならず、検出する加速度の閾値に
応じて設計を変更しなければならないといった手間がか
かるばかりか加速度スイッチの汎用性が低いといった問
題があった。
スイッチはいわゆる機械加工によって製造され、サイズ
が数センチメートルオーダーと大きく、低コスト化には
不向きである。また図４０、４１のような従来の加速度
スイッチでは、検出する加速度の閾値を変えるには重り
の質量を変えなければならず、検出する加速度の閾値に
応じて設計を変更しなければならないといった手間がか
かるばかりか加速度スイッチの汎用性が低いといった問
題があった。
【００１４】また、図４０、図４１のような従来の加速
度スイッチは、接点３０を閉じている状態で維持する構
造がないため、チャタリングが発生しやすく、接点の状
態が不安定になってシステム全体が誤った判定を下す原
因になりやすく、加速度スイッチに対する信頼性が低い
といった問題があった。
度スイッチは、接点３０を閉じている状態で維持する構
造がないため、チャタリングが発生しやすく、接点の状
態が不安定になってシステム全体が誤った判定を下す原
因になりやすく、加速度スイッチに対する信頼性が低い
といった問題があった。
【００１５】本発明は、従来の加速度検出装置における
上述した課題を解決するためになされたものであり、汎
用性が高く、安定で信頼性の高い半導体加速度スイッチ
を得ることを目的とする。
上述した課題を解決するためになされたものであり、汎
用性が高く、安定で信頼性の高い半導体加速度スイッチ
を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体加
速度スイッチは、支持基板と、前記支持基板上に固定さ
れた第１の制御電極を有する固定部と、前記支持基板上
に固定された支持部、および前記支持部に支持され、作
用する加速度に応じてその位置が変位するとともに、そ
の一部に電極を形成した可動部本体を有する可動部とを
備えたものであって、前記第１の制御電極と、前記可動
部本体に形成した電極との間に電圧を与えることによ
り、前記可動部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ
所定の大きさの加速度が作用したとき、前記可動部本体
が変位するように構成したことを特徴とするものであ
る。
速度スイッチは、支持基板と、前記支持基板上に固定さ
れた第１の制御電極を有する固定部と、前記支持基板上
に固定された支持部、および前記支持部に支持され、作
用する加速度に応じてその位置が変位するとともに、そ
の一部に電極を形成した可動部本体を有する可動部とを
備えたものであって、前記第１の制御電極と、前記可動
部本体に形成した電極との間に電圧を与えることによ
り、前記可動部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ
所定の大きさの加速度が作用したとき、前記可動部本体
が変位するように構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１７】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
固定部は、支持基板に固定され、第１の制御電極に対向
する位置に設けた固定電極を有し、可動部本体は、その
一端が支持部に支持され、前記第１の制御電極と前記固
定電極との間に位置する梁と、前記梁の他端に設けた質
量体と、前記梁の第１の側面に設けた第１の可動電極
と、前記梁の第１の側面に対向する第２の側面に設けた
第２の可動電極を有し、前記第１の制御電極と前記第１
の可動電極との間に電圧を与えることにより、前記可動
部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大きさ
の加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位し、第
２の可動電極と前記固定電極とが接触するように構成し
たことを特徴とするものである。
固定部は、支持基板に固定され、第１の制御電極に対向
する位置に設けた固定電極を有し、可動部本体は、その
一端が支持部に支持され、前記第１の制御電極と前記固
定電極との間に位置する梁と、前記梁の他端に設けた質
量体と、前記梁の第１の側面に設けた第１の可動電極
と、前記梁の第１の側面に対向する第２の側面に設けた
第２の可動電極を有し、前記第１の制御電極と前記第１
の可動電極との間に電圧を与えることにより、前記可動
部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大きさ
の加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位し、第
２の可動電極と前記固定電極とが接触するように構成し
たことを特徴とするものである。
【００１８】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
固定部は、支持基板に固定され、第１の制御電極に対向
する位置に設けた第２の制御電極を有し、可動部本体
は、梁の第２の側面に設けた第３の可動電極を有し、第
２の制御電極と第３の可動電極とに電圧を与えるように
構成したことを特徴とするものである。
固定部は、支持基板に固定され、第１の制御電極に対向
する位置に設けた第２の制御電極を有し、可動部本体
は、梁の第２の側面に設けた第３の可動電極を有し、第
２の制御電極と第３の可動電極とに電圧を与えるように
構成したことを特徴とするものである。
【００１９】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
第１の制御電極および第１の可動電極を櫛歯電極とし、
前記第１の制御電極と前記第１の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたことを特徴とするものである。
第１の制御電極および第１の可動電極を櫛歯電極とし、
前記第１の制御電極と前記第１の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたことを特徴とするものである。
【００２０】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
第２の制御電極および第３の可動電極を櫛歯電極とし、
前記第２の制御電極と前記第３の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたことを特徴とするものである。
第２の制御電極および第３の可動電極を櫛歯電極とし、
前記第２の制御電極と前記第３の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたことを特徴とするものである。
【００２１】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
質量体を梁の内側に設けたことを特徴とするものであ
る。
質量体を梁の内側に設けたことを特徴とするものであ
る。
【００２２】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
質量体の変位を規制するストッパを備え、前記質量体に
接触するストッパの表面を凹凸にしたことを特徴とする
ものである。
質量体の変位を規制するストッパを備え、前記質量体に
接触するストッパの表面を凹凸にしたことを特徴とする
ものである。
【００２３】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
第２の可動電極の表面または固定電極の表面の少なくと
もいずれか一方に展性または延性の高い金属膜を設けた
ことを特徴とするものである。
第２の可動電極の表面または固定電極の表面の少なくと
もいずれか一方に展性または延性の高い金属膜を設けた
ことを特徴とするものである。
【００２４】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
梁の一部を曲折させたことを特徴とするものである。
梁の一部を曲折させたことを特徴とするものである。
【００２５】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
少なくとも２つの梁を用いて質量体を支持するようにし
たことを特徴とするものである。
少なくとも２つの梁を用いて質量体を支持するようにし
たことを特徴とするものである。
【００２６】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
固定部は、支持基板に固定された櫛歯状の第１の制御電
極と、前記支持基板に固定された第１の固定端子とを有
し、可動部本体は、その一端が前記支持部に支持された
梁と、前記梁に支持された櫛歯状の第1の可動電極と、
第２の可動電極と、第１の可動電極および第２の可動電
極の間に設けた絶縁膜とを有し、前記第１の可動電極と
前記第１の制御電極とを入れ子状に配置するとともに、
前記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に電圧
を与えることにより、前記可動部本体に静電引力を与
え、所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用したと
き、前記可動部本体が変位し、第２の可動電極と前記第
１の固定端子とが接触するように構成したことを特徴と
するものである。
固定部は、支持基板に固定された櫛歯状の第１の制御電
極と、前記支持基板に固定された第１の固定端子とを有
し、可動部本体は、その一端が前記支持部に支持された
梁と、前記梁に支持された櫛歯状の第1の可動電極と、
第２の可動電極と、第１の可動電極および第２の可動電
極の間に設けた絶縁膜とを有し、前記第１の可動電極と
前記第１の制御電極とを入れ子状に配置するとともに、
前記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に電圧
を与えることにより、前記可動部本体に静電引力を与
え、所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用したと
き、前記可動部本体が変位し、第２の可動電極と前記第
１の固定端子とが接触するように構成したことを特徴と
するものである。
【００２７】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
固定部は、支持基板に固定された櫛歯状の第１の制御電
極と、前記支持基板に固定された第１の固定端子と、前
記支持基板に固定されかつ、前記第１の固定端子に対向
する第２の固定端子とを有し、可動部本体は、その一端
が前記支持部に支持された梁と、前記梁に支持された櫛
歯状の第1の可動電極と、第２の可動電極と、第１の可
動電極および第２の可動電極の間に設けた絶縁膜とを有
し、前記第１の可動電極と前記第１の制御電極とを入れ
子状に配置するとともに、前記第１の制御電極と前記第
１の可動電極との間に電圧を与えることにより、前記可
動部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大き
さの加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位し、
第２の可動電極と前記第２の固定端子とが接触するよう
に構成したことを特徴とするものである。
固定部は、支持基板に固定された櫛歯状の第１の制御電
極と、前記支持基板に固定された第１の固定端子と、前
記支持基板に固定されかつ、前記第１の固定端子に対向
する第２の固定端子とを有し、可動部本体は、その一端
が前記支持部に支持された梁と、前記梁に支持された櫛
歯状の第1の可動電極と、第２の可動電極と、第１の可
動電極および第２の可動電極の間に設けた絶縁膜とを有
し、前記第１の可動電極と前記第１の制御電極とを入れ
子状に配置するとともに、前記第１の制御電極と前記第
１の可動電極との間に電圧を与えることにより、前記可
動部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大き
さの加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位し、
第２の可動電極と前記第２の固定端子とが接触するよう
に構成したことを特徴とするものである。
【００２８】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
第２の可動電極の表面または第２の固定端子の表面の少
なくともいずれか一方に展性または延性の高い金属膜を
設けたことを特徴とするものである。
第２の可動電極の表面または第２の固定端子の表面の少
なくともいずれか一方に展性または延性の高い金属膜を
設けたことを特徴とするものである。
【００２９】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
静電引力の大きさを可変となるように構成したことを特
徴とするものである。
静電引力の大きさを可変となるように構成したことを特
徴とするものである。
【００３０】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
櫛歯状の第１の制御電極と、櫛歯状の第１の可動電極と
の間の電極間距離が不均等となるように配置したことを
特徴とするものである。
櫛歯状の第１の制御電極と、櫛歯状の第１の可動電極と
の間の電極間距離が不均等となるように配置したことを
特徴とするものである。
【００３１】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
支持基板を絶縁体としたことを特徴とするものである。
支持基板を絶縁体としたことを特徴とするものである。
【００３２】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
支持基板を低抵抗なシリコン基板としたことを特徴とす
るものである。
支持基板を低抵抗なシリコン基板としたことを特徴とす
るものである。
【００３３】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
複数の可動部本体を有し、各可動部本体の変位する方向
が異なるように前記複数の可動部本体を配置したことを
特徴とするものである。
複数の可動部本体を有し、各可動部本体の変位する方向
が異なるように前記複数の可動部本体を配置したことを
特徴とするものである。
【００３４】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
請求項１から１８のいずれかに記載の半導体加速度スイ
ッチを複数有し、前記半導体加速度スイッチの可動部の
可動部本体の変位する方向が同一になるように前記半導
体加速度スイッチを配置するとともに、前記各半導体加
速度スイッチの固定部の第１の制御電極とこれに対応す
る前記可動部本体に形成された電極との間に与える電圧
の大きさが異なるように構成したことを特徴とするもの
である。
請求項１から１８のいずれかに記載の半導体加速度スイ
ッチを複数有し、前記半導体加速度スイッチの可動部の
可動部本体の変位する方向が同一になるように前記半導
体加速度スイッチを配置するとともに、前記各半導体加
速度スイッチの固定部の第１の制御電極とこれに対応す
る前記可動部本体に形成された電極との間に与える電圧
の大きさが異なるように構成したことを特徴とするもの
である。
【００３５】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
作用する加速度の大きさに応じてその位置が変位する可
動電極を有し、前記可動電極の変位により変化する静電
容量を検出し、前記検出した静電容量の変化から前記加
速度の大きさを検出する容量式加速度センサを備えたこ
とを特徴とするものである。
作用する加速度の大きさに応じてその位置が変位する可
動電極を有し、前記可動電極の変位により変化する静電
容量を検出し、前記検出した静電容量の変化から前記加
速度の大きさを検出する容量式加速度センサを備えたこ
とを特徴とするものである。
【００３６】この発明に係る半導体加速度スイッチの製
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板と支持基板とを接合する工程 （ｅ） 前記シリコン基板をエッチングして固定部と可
動部とを一括形成する工程 なる工程を有することを特徴とする。
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板と支持基板とを接合する工程 （ｅ） 前記シリコン基板をエッチングして固定部と可
動部とを一括形成する工程 なる工程を有することを特徴とする。
【００３７】この発明に係る半導体加速度スイッチの製
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗な第１のシリコン基板に溝を形成する工
程 （ｂ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第１のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程（ｄ）
第２の低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｅ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｆ） 前記第１のシリコン基板と前記第２のシリコン
基板とを接合する工程 （ｇ） 前記第１のシリコン基板をエッチングして固定
部と可動部とを一括形成する工程 （ｈ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第２のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程 なる工程を有することを特徴とする。
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗な第１のシリコン基板に溝を形成する工
程 （ｂ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第１のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程（ｄ）
第２の低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｅ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｆ） 前記第１のシリコン基板と前記第２のシリコン
基板とを接合する工程 （ｇ） 前記第１のシリコン基板をエッチングして固定
部と可動部とを一括形成する工程 （ｈ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第２のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程 なる工程を有することを特徴とする。
【００３８】この発明に係る半導体加速度スイッチの製
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板上に犠牲層を成膜して所定の
形状に成形する工程 （ｅ） 前記シリコン基板上および前記犠牲層上に構造
体膜を成膜する工程 （ｆ） 前記構造体膜を所定の形状に成形する工程 （ｇ） 前記構造体膜を貫通する溝を形成する工程 （ｈ） 前記構造体膜上に絶縁膜を成膜して所定の形状
に成形する工程 （ｉ） 前記構造体膜をエッチングして固定部と可動部
とを一括形成する工程 （ｊ） 前記犠牲層をエッチングによって除去する工程 なる工程を有することを特徴とする。
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板上に犠牲層を成膜して所定の
形状に成形する工程 （ｅ） 前記シリコン基板上および前記犠牲層上に構造
体膜を成膜する工程 （ｆ） 前記構造体膜を所定の形状に成形する工程 （ｇ） 前記構造体膜を貫通する溝を形成する工程 （ｈ） 前記構造体膜上に絶縁膜を成膜して所定の形状
に成形する工程 （ｉ） 前記構造体膜をエッチングして固定部と可動部
とを一括形成する工程 （ｊ） 前記犠牲層をエッチングによって除去する工程 なる工程を有することを特徴とする。
【００３９】この発明に係る半導体加速度スイッチの製
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ）低抵抗なシリコン基板の裏面の一部をエッチング
して薄くする工程 （ｂ）前記シリコン基板の裏面側と支持基板とを接合す
る工程 （ｃ）前記シリコン基板をエッチングして固定部と可動
部とを一括形成する工程 （ｄ）前記固定部および可動部表面に絶縁膜を形成する
工程 （ｅ）前記絶縁膜の表面に開口部を形成する工程 （ｆ）前記絶縁膜の表面の一部および前記開口部に金属
膜を形成する工程 なる工程を有することを特徴とする。
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ）低抵抗なシリコン基板の裏面の一部をエッチング
して薄くする工程 （ｂ）前記シリコン基板の裏面側と支持基板とを接合す
る工程 （ｃ）前記シリコン基板をエッチングして固定部と可動
部とを一括形成する工程 （ｄ）前記固定部および可動部表面に絶縁膜を形成する
工程 （ｅ）前記絶縁膜の表面に開口部を形成する工程 （ｆ）前記絶縁膜の表面の一部および前記開口部に金属
膜を形成する工程 なる工程を有することを特徴とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は実施の形態
１の半導体加速度スイッチを説明するための図である。
図において、１は支持基板である。１６はシリコンを有
する枠部である。支持基板１は絶縁性を有し、かつ枠部
１６の材質である低抵抗なシリコンの膨張率にほぼ等し
い材質（例えばパイレックスガラス等）である。枠部１
６は支持基板１の上に固定されている。
１の半導体加速度スイッチを説明するための図である。
図において、１は支持基板である。１６はシリコンを有
する枠部である。支持基板１は絶縁性を有し、かつ枠部
１６の材質である低抵抗なシリコンの膨張率にほぼ等し
い材質（例えばパイレックスガラス等）である。枠部１
６は支持基板１の上に固定されている。
【００４１】２は支持基板１に固定された固定部であ
る。３は支持基板に固定された支持部８と、半導体加速
度スイッチに作用する加速度に応じた慣性力により、そ
の位置が変位する可動部本体３０とを有する可動部であ
る。枠部１６は固定部２、可動部３の外周側方を囲むよ
うに形成されている。また、固定部２、可動部３を密閉
するように枠部１６の上方に封止基板（図示せず）を取
り付けている。
る。３は支持基板に固定された支持部８と、半導体加速
度スイッチに作用する加速度に応じた慣性力により、そ
の位置が変位する可動部本体３０とを有する可動部であ
る。枠部１６は固定部２、可動部３の外周側方を囲むよ
うに形成されている。また、固定部２、可動部３を密閉
するように枠部１６の上方に封止基板（図示せず）を取
り付けている。
【００４２】固定部２は、支持基板１に固定された固定
電極５、支持基板１に固定された第１の制御電極に対応
する制御電極6、支持基板に固定された第１のストッパ
に対応するストッパ７ａ、支持基板に固定された第２の
ストッパに対応するストッパ７ｂを有する。
電極５、支持基板１に固定された第１の制御電極に対応
する制御電極6、支持基板に固定された第１のストッパ
に対応するストッパ７ａ、支持基板に固定された第２の
ストッパに対応するストッパ７ｂを有する。
【００４３】可動部３は、支持基板に固定された支持部
８と、その一部が支持部８に支持された可動部本体３０
とを有する。支持部８は、支持基板に固定された端子８
１、８２および端子８１と端子８２とを電気的に絶縁す
る絶縁膜１７を有する。
８と、その一部が支持部８に支持された可動部本体３０
とを有する。支持部８は、支持基板に固定された端子８
１、８２および端子８１と端子８２とを電気的に絶縁す
る絶縁膜１７を有する。
【００４４】可動部本体３０はその一端が端子８１に支
持された第１の梁に対応する梁９１、梁９１の他端に取
り付けられた質量体１０、その一端が端子８２に支持さ
れた第２の梁に対応する梁９２、梁９１の側面に設けら
れた第１の可動電極に対応する櫛歯状の可動電極１１、
梁９２の他端に取り付けられた第２の可動電極に対応す
る可動電極１３、および梁９２、可動電極１３のそれぞ
れと梁９１とを電気的に絶縁する絶縁膜１７を有する。
固定部２、可動部３、枠部１６において、絶縁膜１７を
除く部分は、同一の材料（ここでは低抵抗なシリコン基
板）をエッチングすることにより一括して形成すること
ができる。
持された第１の梁に対応する梁９１、梁９１の他端に取
り付けられた質量体１０、その一端が端子８２に支持さ
れた第２の梁に対応する梁９２、梁９１の側面に設けら
れた第１の可動電極に対応する櫛歯状の可動電極１１、
梁９２の他端に取り付けられた第２の可動電極に対応す
る可動電極１３、および梁９２、可動電極１３のそれぞ
れと梁９１とを電気的に絶縁する絶縁膜１７を有する。
固定部２、可動部３、枠部１６において、絶縁膜１７を
除く部分は、同一の材料（ここでは低抵抗なシリコン基
板）をエッチングすることにより一括して形成すること
ができる。
【００４５】梁９１、梁９２、および梁９１と梁９２、
可動電極１３のそれぞれとの間に設けた絶縁膜１７によ
り梁９を構成する。梁９は固定電極５と制御電極６との
間に位置し、質量体１０はストッパ７ａとストッパ７ｂ
との間に位置する。梁９の第１の側面に対応する梁９１
の制御電極６側の側面には可動電極１１が設けられ、梁
９の第１の側面に対向する第２の側面側（詳しくは梁９
１の固定電極５側の側面）に可動電極１３が設けられて
いる。
可動電極１３のそれぞれとの間に設けた絶縁膜１７によ
り梁９を構成する。梁９は固定電極５と制御電極６との
間に位置し、質量体１０はストッパ７ａとストッパ７ｂ
との間に位置する。梁９の第１の側面に対応する梁９１
の制御電極６側の側面には可動電極１１が設けられ、梁
９の第１の側面に対向する第２の側面側（詳しくは梁９
１の固定電極５側の側面）に可動電極１３が設けられて
いる。
【００４６】梁９の一端は支持部８に支持されているた
め、半導体加速度スイッチに作用する加速度に応じて梁
９は撓む。梁９が撓む方向は、固定部２、可動部３、枠
部１６を形成するために用いたシリコン基板の面内であ
って、かつ梁９の長手方向に垂直または略垂直な方向で
ある。また、梁９ａ、９ｂの厚みを調節し、その弾性を
大きくすることにより、検出する加速度に対する感度が
高くなるように構成している。ストッパ７ａ、７ｂは質
量体１０の変位を規制することにより、梁９が必要以上
に撓むのを防止するためのものである。可動電極１３と
固定電極５とが接触すると、端子８２と固定電極５とが
電気的に接続された状態になる。
め、半導体加速度スイッチに作用する加速度に応じて梁
９は撓む。梁９が撓む方向は、固定部２、可動部３、枠
部１６を形成するために用いたシリコン基板の面内であ
って、かつ梁９の長手方向に垂直または略垂直な方向で
ある。また、梁９ａ、９ｂの厚みを調節し、その弾性を
大きくすることにより、検出する加速度に対する感度が
高くなるように構成している。ストッパ７ａ、７ｂは質
量体１０の変位を規制することにより、梁９が必要以上
に撓むのを防止するためのものである。可動電極１３と
固定電極５とが接触すると、端子８２と固定電極５とが
電気的に接続された状態になる。
【００４７】制御電極６の側面には櫛歯状の電極６１が
形成されている。制御電極６と、端子８１との間に電圧
を与えることにより、可動電極１１と制御電極６との間
に静電引力が働き、梁９が制御電極６側に撓み、質量体
１０は制御電極６側（またはストッパ７ｂ側）に移動す
るとともに、質量体１０がストッパ７ａに接触した状態
で質量体１０が停止し、この位置に可動部本体３０が保
持される。
形成されている。制御電極６と、端子８１との間に電圧
を与えることにより、可動電極１１と制御電極６との間
に静電引力が働き、梁９が制御電極６側に撓み、質量体
１０は制御電極６側（またはストッパ７ｂ側）に移動す
るとともに、質量体１０がストッパ７ａに接触した状態
で質量体１０が停止し、この位置に可動部本体３０が保
持される。
【００４８】このとき、梁９の側面に形成した櫛歯状の
可動電極１１と、制御電極６に形成した櫛歯状の電極６
１とが互いに入れ子状となる。可動電極１１、電極６１
を櫛歯状としたので、これらの間に与える電圧が小さく
ても、発生する静電引力を大きくすることができる。ま
た、静電引力の大きさは可動電極１１と電極６１との間
（または制御電極６と端子８１との間）に与える電圧に
応じて変化する。
可動電極１１と、制御電極６に形成した櫛歯状の電極６
１とが互いに入れ子状となる。可動電極１１、電極６１
を櫛歯状としたので、これらの間に与える電圧が小さく
ても、発生する静電引力を大きくすることができる。ま
た、静電引力の大きさは可動電極１１と電極６１との間
（または制御電極６と端子８１との間）に与える電圧に
応じて変化する。
【００４９】梁９が撓む方向に加速度が作用すると、こ
の加速度の向きとは反対の向きの慣性力が半導体加速度
スイッチに作用する。加速度の大きさがある所定の閾値
を超えると、可動部本体３０に作用する慣性力が静電引
力よりも大きくなるため、可動部本体３０は固定電極５
側に変位し、ついには、梁９が固定電極５側に撓み、可
動電極１３と固定電極５とが接触し、質量体１０とスト
ッパ７ｂとが接触した状態で停止する。このとき、固定
電極５と可動電極１３とが接触／非接触であるかは、固
定電極５と可動電極１３に導通する端子８２とが導通／
非導通であるかを検出することにより判断することがで
きる。
の加速度の向きとは反対の向きの慣性力が半導体加速度
スイッチに作用する。加速度の大きさがある所定の閾値
を超えると、可動部本体３０に作用する慣性力が静電引
力よりも大きくなるため、可動部本体３０は固定電極５
側に変位し、ついには、梁９が固定電極５側に撓み、可
動電極１３と固定電極５とが接触し、質量体１０とスト
ッパ７ｂとが接触した状態で停止する。このとき、固定
電極５と可動電極１３とが接触／非接触であるかは、固
定電極５と可動電極１３に導通する端子８２とが導通／
非導通であるかを検出することにより判断することがで
きる。
【００５０】よって、固定電極５と端子８２とが導通状
態であることを検出したとき、半導体加速度スイッチに
所定の方向に所定の大きさ以上の加速度が作用したと判
断することができる。また、検出する加速度の大きさ
は、可動部本体３０を保持する静電引力の大きさに応じ
て変えることができる。可動部本体３０を保持する静電
引力の大きさは、制御電極６と端子８１との間に与える
電圧により変化する。よって、制御電極６と端子８１と
の間に与える電圧を調節することにより、可動部本体３
０が変位しはじめるときの慣性力の大きさを変えること
ができるので、検出する加速度の閾値を任意に設定する
ことが可能となる。
態であることを検出したとき、半導体加速度スイッチに
所定の方向に所定の大きさ以上の加速度が作用したと判
断することができる。また、検出する加速度の大きさ
は、可動部本体３０を保持する静電引力の大きさに応じ
て変えることができる。可動部本体３０を保持する静電
引力の大きさは、制御電極６と端子８１との間に与える
電圧により変化する。よって、制御電極６と端子８１と
の間に与える電圧を調節することにより、可動部本体３
０が変位しはじめるときの慣性力の大きさを変えること
ができるので、検出する加速度の閾値を任意に設定する
ことが可能となる。
【００５１】実施の形態１の半導体加速度スイッチの具
体的な動作を説明する。図２〜図６は実施の形態１の半
導体加速度スイッチの動作を説明するための図である。
図２は半導体加速度スイッチの上面図であり、具体的に
は制御電極６と端子８１との間に電圧を与え、可動部本
体３０を保持した状態を示す図、図３は図２の半導体加
速度スイッチのＡ−Ａ断面図、図４は図２の半導体加速
度スイッチのＢ−Ｂ断面図、図５は図２の半導体加速度
スイッチのＣ−Ｃ断面図である。
体的な動作を説明する。図２〜図６は実施の形態１の半
導体加速度スイッチの動作を説明するための図である。
図２は半導体加速度スイッチの上面図であり、具体的に
は制御電極６と端子８１との間に電圧を与え、可動部本
体３０を保持した状態を示す図、図３は図２の半導体加
速度スイッチのＡ−Ａ断面図、図４は図２の半導体加速
度スイッチのＢ−Ｂ断面図、図５は図２の半導体加速度
スイッチのＣ−Ｃ断面図である。
【００５２】図において、図１と同一の符号を付したも
のは同一またはこれに相当するものである。図において
４は封止基板であり、封止基板４において固定電極５、
制御電極6、端子８１、端子８２に対応する部分には穴
が形成され、この穴にＣｒ／Ａｕなどの金属膜を有する
電極取り出し部が形成されており、この電極取り出し部
から電位を与えることができる。図３〜図５では、固定
電極５の電極取り出し部２０ｃ、制御電極６の電極取り
出し部２０ａ、端子８２の電極取り出し部２０ｂを図示
している。また、２５は空隙である。
のは同一またはこれに相当するものである。図において
４は封止基板であり、封止基板４において固定電極５、
制御電極6、端子８１、端子８２に対応する部分には穴
が形成され、この穴にＣｒ／Ａｕなどの金属膜を有する
電極取り出し部が形成されており、この電極取り出し部
から電位を与えることができる。図３〜図５では、固定
電極５の電極取り出し部２０ｃ、制御電極６の電極取り
出し部２０ａ、端子８２の電極取り出し部２０ｂを図示
している。また、２５は空隙である。
【００５３】ストッパ７ａは制御電極6と可動電極１１
とが接触する前に質量体１０の移動を止めることができ
る程度の位置に設けてある。制御電極６と端子１９との
間に電圧を与えたとき、可動電極１１と電極６１との間
に静電引力が働き、質量体１０がストッパ７ａ側に移動
し、ついにはストッパ７ａと接触し、この位置に可動部
本体３０が保持される。またこのとき、端子８１とスト
ッパ７ａとは接触するので、同電位になる。ストッパ７
ａが接地されている場合、これらの接触により、端子８
１は接地される。
とが接触する前に質量体１０の移動を止めることができ
る程度の位置に設けてある。制御電極６と端子１９との
間に電圧を与えたとき、可動電極１１と電極６１との間
に静電引力が働き、質量体１０がストッパ７ａ側に移動
し、ついにはストッパ７ａと接触し、この位置に可動部
本体３０が保持される。またこのとき、端子８１とスト
ッパ７ａとは接触するので、同電位になる。ストッパ７
ａが接地されている場合、これらの接触により、端子８
１は接地される。
【００５４】ストッパ７ａにおいて、質量体１０と接触
する面は凹凸に形成されているので、ストッパ７ａと質
量体１０との接触面積が小さくなり、ストッパ７ａと質
量体１０とが吸着するのを防止する。図２に示す状態で
は、可動電極１３と固定電極５との間は開放されている
ため、端子８２と固定電極５とは非導通の状態である。
する面は凹凸に形成されているので、ストッパ７ａと質
量体１０との接触面積が小さくなり、ストッパ７ａと質
量体１０とが吸着するのを防止する。図２に示す状態で
は、可動電極１３と固定電極５との間は開放されている
ため、端子８２と固定電極５とは非導通の状態である。
【００５５】図６は実施の形態１の半導体加速度スイッ
チの動作を説明するための図であり、具体的には、ある
閾値を越えた加速度が作用し、これにより可動電極１３
と固定電極５とが接触したときの半導体加速度スイッチ
の要部を示す図である。
チの動作を説明するための図であり、具体的には、ある
閾値を越えた加速度が作用し、これにより可動電極１３
と固定電極５とが接触したときの半導体加速度スイッチ
の要部を示す図である。
【００５６】図６の半導体加速度スイッチは、紙面左方
向に加速度が作用すると、この向きとは逆の向きに（紙
面矢印方向）半導体加速度スイッチに慣性力が作用す
る。慣性力の大きさが静電引力よりも小さいとき、可動
部本体３０は移動しない。加速度の大きさが所定のある
閾値を超えると、可動部本体３０に作用する慣性力が静
電引力よりも大きくなり、可動部本体３０が変位し始
め、質量体１０がストッパ７ｂ側に移動し、梁９が固定
電極５側に撓み、ついには第２の可動電極１３と固定電
極５とが接触し、質量体１０とストッパ７ｂとが接触し
た状態で停止する。ストッパ７ｂは、質量体１０の変位
を規制することにより、梁９が必要以上に撓み、破壊す
るのを防止するためのものである。
向に加速度が作用すると、この向きとは逆の向きに（紙
面矢印方向）半導体加速度スイッチに慣性力が作用す
る。慣性力の大きさが静電引力よりも小さいとき、可動
部本体３０は移動しない。加速度の大きさが所定のある
閾値を超えると、可動部本体３０に作用する慣性力が静
電引力よりも大きくなり、可動部本体３０が変位し始
め、質量体１０がストッパ７ｂ側に移動し、梁９が固定
電極５側に撓み、ついには第２の可動電極１３と固定電
極５とが接触し、質量体１０とストッパ７ｂとが接触し
た状態で停止する。ストッパ７ｂは、質量体１０の変位
を規制することにより、梁９が必要以上に撓み、破壊す
るのを防止するためのものである。
【００５７】可動電極１３が固定電極５に接触したと
き、可動電極１３と固定電極５とが導通状態になる。従
って可動電極１３に導通する端子８２と固定電極５とが
導通状態になる。従って、端子８２と固定電極５との導
通／非導通（または短絡／開放）の状態を検出すること
により、可動電極１３と固定電極５との接触／非接触を
検出し、これにより半導体加速度スイッチに作用する所
定方向の加速度が所定の大きさよりも大きいかどうかを
検出する。
き、可動電極１３と固定電極５とが導通状態になる。従
って可動電極１３に導通する端子８２と固定電極５とが
導通状態になる。従って、端子８２と固定電極５との導
通／非導通（または短絡／開放）の状態を検出すること
により、可動電極１３と固定電極５との接触／非接触を
検出し、これにより半導体加速度スイッチに作用する所
定方向の加速度が所定の大きさよりも大きいかどうかを
検出する。
【００５８】実施の形態１の半導体加速度スイッチは、
制御電極６と可動電極１１との間に与える電圧の大きさ
を調節することにより、これらの間に発生する静電引力
の大きさを調節することが可能となるため、所定の方向
（ここでは梁９の撓む方向）の加速度の検出を行うこと
ができるとともに、質量体１０の質量を変えることな
く、検出できる加速度の大きさを適宜調節することが可
能となるので、汎用性が高い半導体加速度スイッチを得
ることができる。また、静電引力で可動部本体３０を保
持しているので、静電引力よりも小さな加速度に対して
は反応しないので外乱に強く、安定で信頼性が高い半導
体加速度スイッチを得ることができる。
制御電極６と可動電極１１との間に与える電圧の大きさ
を調節することにより、これらの間に発生する静電引力
の大きさを調節することが可能となるため、所定の方向
（ここでは梁９の撓む方向）の加速度の検出を行うこと
ができるとともに、質量体１０の質量を変えることな
く、検出できる加速度の大きさを適宜調節することが可
能となるので、汎用性が高い半導体加速度スイッチを得
ることができる。また、静電引力で可動部本体３０を保
持しているので、静電引力よりも小さな加速度に対して
は反応しないので外乱に強く、安定で信頼性が高い半導
体加速度スイッチを得ることができる。
【００５９】また、ストッパ７ａを設けたので、静電引
力により移動する質量体の変位を規制するできるので、
梁９が必要以上に撓み破損するのを防止できる。さらに
ストッパ７ａにおいて、質量体１０と接触する側の表面
を凹凸にしたので、ストッパ７ａと質量体１０との吸着
を防止できるため、可動部本体３０が変位しはじめるべ
き加速度の大きさのときに、ストッパ７ａと質量体１０
との吸着により可動部本体３０が変位しないといったこ
とがなくなるので、感度が高い半導体加速度スイッチを
得ることができる。また、ストッパ７ｂにおいて、質量
体１０と接触する側の表面を凹凸にすれば上述と同様の
効果を得ることができる。
力により移動する質量体の変位を規制するできるので、
梁９が必要以上に撓み破損するのを防止できる。さらに
ストッパ７ａにおいて、質量体１０と接触する側の表面
を凹凸にしたので、ストッパ７ａと質量体１０との吸着
を防止できるため、可動部本体３０が変位しはじめるべ
き加速度の大きさのときに、ストッパ７ａと質量体１０
との吸着により可動部本体３０が変位しないといったこ
とがなくなるので、感度が高い半導体加速度スイッチを
得ることができる。また、ストッパ７ｂにおいて、質量
体１０と接触する側の表面を凹凸にすれば上述と同様の
効果を得ることができる。
【００６０】また、固定電極5、可動電極１３と導通す
る端子８２のそれぞれは、制御電極6、ストッパ７ａ、
端子８１と電気的に絶縁されているので、固定電極５、
端子８２のそれぞれと、外部回路（図示せず）との接続
が容易であり、かつ固定電極５と端子８２との間の電圧
信号を加速度の閾値判定を行う論理回路（図示せず）な
どへの入力信号として利用できる。
る端子８２のそれぞれは、制御電極6、ストッパ７ａ、
端子８１と電気的に絶縁されているので、固定電極５、
端子８２のそれぞれと、外部回路（図示せず）との接続
が容易であり、かつ固定電極５と端子８２との間の電圧
信号を加速度の閾値判定を行う論理回路（図示せず）な
どへの入力信号として利用できる。
【００６１】実施の形態１では端子８２と固定電極５と
の導通／非導通を検出することにより、加速度を検出す
るものとしたがこれに限定されるものではない。ある閾
値を越えた加速度が半導体加速度スイッチに作用したと
き、質量体１０とストッパが接触するため、質量体１０
とストッパ７ｂとは導通状態になる。このとき、質量体
１０に導通する端子８１とストッパ７ｂとが接触し、導
通状態となる。従って端子８１とストッパ７との接触／
非接触を検出するために、これらの間の導通／非導通を
検出することにより、半導体加速度スイッチに所定の方
向に所定の大きさ以上の加速度が作用したかどうかを検
出するような構成にしてもよい。
の導通／非導通を検出することにより、加速度を検出す
るものとしたがこれに限定されるものではない。ある閾
値を越えた加速度が半導体加速度スイッチに作用したと
き、質量体１０とストッパが接触するため、質量体１０
とストッパ７ｂとは導通状態になる。このとき、質量体
１０に導通する端子８１とストッパ７ｂとが接触し、導
通状態となる。従って端子８１とストッパ７との接触／
非接触を検出するために、これらの間の導通／非導通を
検出することにより、半導体加速度スイッチに所定の方
向に所定の大きさ以上の加速度が作用したかどうかを検
出するような構成にしてもよい。
【００６２】または、端子８１の電圧の変化を調べるこ
とにより、半導体加速度スイッチに所定の方向に所定の
大きさ以上の加速度が作用したかどうかを検出するよう
に構成してもよい。要は、静電引力により保持された可
動部本体３０が変位したかどうかを検出できるような構
成であればその構成はどのようなものであってもよい。
とにより、半導体加速度スイッチに所定の方向に所定の
大きさ以上の加速度が作用したかどうかを検出するよう
に構成してもよい。要は、静電引力により保持された可
動部本体３０が変位したかどうかを検出できるような構
成であればその構成はどのようなものであってもよい。
【００６３】また、実施の形態１では梁９の弾性を大き
くし、制御電極６と可動電極１１との間に電圧を与えた
とき、静電引力により梁９を撓ませて保持するような構
成について説明したが、これに限定される必要はない。
例えば梁９の厚さを大きくすることにより梁９の弾性を
小さくし（または剛性を高くし）、制御電極６と可動電
極１１との間に電圧を与えたとき、静電引力により梁９
がほとんど撓まないかまたは若干撓ませた状態で保持す
るような構成であってもよい。要は可動部本体３０に静
電引力を与え、可動部本体３０を保持することができる
ような構成であればその構成はどのようなものであって
もよい。
くし、制御電極６と可動電極１１との間に電圧を与えた
とき、静電引力により梁９を撓ませて保持するような構
成について説明したが、これに限定される必要はない。
例えば梁９の厚さを大きくすることにより梁９の弾性を
小さくし（または剛性を高くし）、制御電極６と可動電
極１１との間に電圧を与えたとき、静電引力により梁９
がほとんど撓まないかまたは若干撓ませた状態で保持す
るような構成であってもよい。要は可動部本体３０に静
電引力を与え、可動部本体３０を保持することができる
ような構成であればその構成はどのようなものであって
もよい。
【００６４】また、端子８２、梁９２、可動電極１３の
表面に絶縁膜（図示せず）を形成し、この絶縁膜の上に
金属膜を形成するような構成にしても良い。この場合、
上述に述べた効果を奏する上に、絶縁膜１７が不要とな
るため、梁９１と梁９２とが離反するといったことが無
くなる。
表面に絶縁膜（図示せず）を形成し、この絶縁膜の上に
金属膜を形成するような構成にしても良い。この場合、
上述に述べた効果を奏する上に、絶縁膜１７が不要とな
るため、梁９１と梁９２とが離反するといったことが無
くなる。
【００６５】自動車用のエアバッグシステムにおいて
は、加速度を測定して衝突の判断を行うのが一般的であ
るが、高い信頼性が求められるため、ＥＭＩ等による電
子回路の万一の誤動作に対しても種々の安全対策が講じ
られており、本加速度スイッチはこのようなシステムの
セーフィングセンサとして好適である。
は、加速度を測定して衝突の判断を行うのが一般的であ
るが、高い信頼性が求められるため、ＥＭＩ等による電
子回路の万一の誤動作に対しても種々の安全対策が講じ
られており、本加速度スイッチはこのようなシステムの
セーフィングセンサとして好適である。
【００６６】実施の形態２．実施の形態１の半導体加速
度スイッチでは、所定の方向に所定の大きさ以上の加速
度が作用した場合、可動部本体３０が振り子状に振動
し、固定電極５と可動電極１３とが短い時間間隔で接触
／非接触を繰り返すことにより、チャタリングが発生す
るといった問題がある。半導体加速度スイッチを自動車
のエアバックを動作させるスイッチとして用いる場合、
加速度を検出したときの半導体加速度スイッチの出力信
号を一定時間持続して出力することが望ましい。実施の
形態２の半導体加速度スイッチは固定電極５と可動電極
１３とが接触した状態を保持することにより、この状態
に対応する出力信号を一定時間持続して出力できるよう
に構成したことを特徴とする。
度スイッチでは、所定の方向に所定の大きさ以上の加速
度が作用した場合、可動部本体３０が振り子状に振動
し、固定電極５と可動電極１３とが短い時間間隔で接触
／非接触を繰り返すことにより、チャタリングが発生す
るといった問題がある。半導体加速度スイッチを自動車
のエアバックを動作させるスイッチとして用いる場合、
加速度を検出したときの半導体加速度スイッチの出力信
号を一定時間持続して出力することが望ましい。実施の
形態２の半導体加速度スイッチは固定電極５と可動電極
１３とが接触した状態を保持することにより、この状態
に対応する出力信号を一定時間持続して出力できるよう
に構成したことを特徴とする。
【００６７】図７は実施の形態２の半導体加速度スイッ
チの要部を示す図である。図８は半導体加速度スイッチ
の動作を説明するための図でり、具体的には可動部本体
を保持したときの状態を示す図、図９は図８のＤ−Ｄ断
面図である。図において、図１〜６に付した符号と同一
のものは同一またはこれに相当するものである。図にお
いて、１１ａは第１の可動電極に対応する可動電極、１
１ｂは第３の可動電極に対応する櫛歯状の可動電極であ
る。可動電極１１ａは梁９の第１の側面に対応する制御
電極６側の側面に設けられている。可動電極１１ｂは梁
９の第２の側面に対応する固定電極５側の側面に設けら
れている。梁の第１の側面と第２の側面とは互いに対向
する。
チの要部を示す図である。図８は半導体加速度スイッチ
の動作を説明するための図でり、具体的には可動部本体
を保持したときの状態を示す図、図９は図８のＤ−Ｄ断
面図である。図において、図１〜６に付した符号と同一
のものは同一またはこれに相当するものである。図にお
いて、１１ａは第１の可動電極に対応する可動電極、１
１ｂは第３の可動電極に対応する櫛歯状の可動電極であ
る。可動電極１１ａは梁９の第１の側面に対応する制御
電極６側の側面に設けられている。可動電極１１ｂは梁
９の第２の側面に対応する固定電極５側の側面に設けら
れている。梁の第１の側面と第２の側面とは互いに対向
する。
【００６８】固定部２は第２の制御電極に対応する制御
電極１２を有し、制御電極１２は支持基板１に固定して
いる。１２１は制御電極１２に設けた櫛歯状の電極であ
る。
電極１２を有し、制御電極１２は支持基板１に固定して
いる。１２１は制御電極１２に設けた櫛歯状の電極であ
る。
【００６９】封止基板４において、制御電極１２に対応
する部分には穴が形成されており、この穴の部分に、電
極取り出し部２０ｅを形成しており、外部から制御電極
１２に電圧を与えることができる。
する部分には穴が形成されており、この穴の部分に、電
極取り出し部２０ｅを形成しており、外部から制御電極
１２に電圧を与えることができる。
【００７０】端子８１、固定電極１２のそれぞれの電極
取り出し部の間に電圧を与えると、可動電極１１ｂと電
極１２１との間に静電引力が生じる。これにより、加速
度の大きさがある閾値を越えると、可動部本体３０に作
用する慣性力および可動電極１１ｂと電極１２１との間
に生じる静電引力により可動部本体３０が変位し始め、
梁９が固定電極５側に撓み、質量体１０はスットッパ７
b側に移動するとともに、可動電極１３と固定電極５と
が接触し、端子８２と固定電極５とが導通状態となる。
取り出し部の間に電圧を与えると、可動電極１１ｂと電
極１２１との間に静電引力が生じる。これにより、加速
度の大きさがある閾値を越えると、可動部本体３０に作
用する慣性力および可動電極１１ｂと電極１２１との間
に生じる静電引力により可動部本体３０が変位し始め、
梁９が固定電極５側に撓み、質量体１０はスットッパ７
b側に移動するとともに、可動電極１３と固定電極５と
が接触し、端子８２と固定電極５とが導通状態となる。
【００７１】このとき、可動電極１１ｂと電極１２１と
の間に生じる静電引力により可動部本体３０は保持され
るため、質量体１０が振り子状に振動するのを防止する
ことができる。また、可動電極１１ｂと電極１２１との
間に生じる静電引力により可動部本体３０が保持される
状態では、梁９の第２の側面に形成した櫛歯状の電極
と、制御電極１２に形成した櫛歯状の電極とが互いに入
れ子状となる。従って、固定電極５と可動電極１３とが
短い時間間隔で接触／非接触を繰り返すことにより、チ
ャタリングが発生するといったことがなくなる。また、
可動電極１１ｂ、電極１２１を櫛歯状としたので、可動
電極１１ｂと電極１２１との間に与える電圧を小さくし
ても、大きな静電引力を発生することができる。
の間に生じる静電引力により可動部本体３０は保持され
るため、質量体１０が振り子状に振動するのを防止する
ことができる。また、可動電極１１ｂと電極１２１との
間に生じる静電引力により可動部本体３０が保持される
状態では、梁９の第２の側面に形成した櫛歯状の電極
と、制御電極１２に形成した櫛歯状の電極とが互いに入
れ子状となる。従って、固定電極５と可動電極１３とが
短い時間間隔で接触／非接触を繰り返すことにより、チ
ャタリングが発生するといったことがなくなる。また、
可動電極１１ｂ、電極１２１を櫛歯状としたので、可動
電極１１ｂと電極１２１との間に与える電圧を小さくし
ても、大きな静電引力を発生することができる。
【００７２】よって、半導体加速度スイッチが加速度を
検出したときの出力信号を一定時間持続して出力するこ
とができるので、この出力信号を入力信号とし、加速度
を検出する検出回路（図示せず）は、半導体加速度スイ
ッチからの出力信号の変化をより検出しやすくなる。よ
って、この半導体加速度スイッチを自動車のエアバック
を動作させるスイッチとしてより望ましいものとするこ
とができる。
検出したときの出力信号を一定時間持続して出力するこ
とができるので、この出力信号を入力信号とし、加速度
を検出する検出回路（図示せず）は、半導体加速度スイ
ッチからの出力信号の変化をより検出しやすくなる。よ
って、この半導体加速度スイッチを自動車のエアバック
を動作させるスイッチとしてより望ましいものとするこ
とができる。
【００７３】また、可動電極１１ａと制御電極６との間
に電圧を与えないようにし、かつ可動電極１１ｂと制御
電極１２との間に電圧を与えると、可動電極１１ｂと電
極１２１との間に生じる静電引力により、可動部本体３
０は固定電極５側に変位し、可動電極１３と固定電極５
とが接触し、固定電極５と可動電極１３に導通する端子
１８とが導通状態となる。つまり、可動電極１１ａと制
御電極６との間に与える電圧、および可動電極１１ｂと
制御電極１２との間に与える電圧を適宜調節することに
より、可動電極１３と固定電極５とを接触／非接触の状
態にすることができるので、これらの状態において、正
常な出力をするかどうかを模擬的に試験することができ
る。よって実際に加速度を与えることなく、半導体加速
度スイッチの機能が検査できるようになりかつ、欠陥の
ある半導体加速度スイッチをより簡単に検出することが
できる。
に電圧を与えないようにし、かつ可動電極１１ｂと制御
電極１２との間に電圧を与えると、可動電極１１ｂと電
極１２１との間に生じる静電引力により、可動部本体３
０は固定電極５側に変位し、可動電極１３と固定電極５
とが接触し、固定電極５と可動電極１３に導通する端子
１８とが導通状態となる。つまり、可動電極１１ａと制
御電極６との間に与える電圧、および可動電極１１ｂと
制御電極１２との間に与える電圧を適宜調節することに
より、可動電極１３と固定電極５とを接触／非接触の状
態にすることができるので、これらの状態において、正
常な出力をするかどうかを模擬的に試験することができ
る。よって実際に加速度を与えることなく、半導体加速
度スイッチの機能が検査できるようになりかつ、欠陥の
ある半導体加速度スイッチをより簡単に検出することが
できる。
【００７４】実施の形態３．実施の形態３の半導体加速
度スイッチは梁の内側に質量体を設けたことを特徴とす
るものである。図１１は、実施の形態３の半導体加速度
スイッチの要部を示す図である。図において、図１から
図１０に付した符号と同一のものは同一またはこれに相
当するものである。図において、９３は梁であり、梁９
３はその一端が質量体１０に支持され、他端は開放して
いる。梁９と梁９３とはほぼ一直線上に位置し、梁９と
梁９３とにより質量体１０を挟むような構成となってい
る。このように構成することにより梁の内側に質量体１
０を設けることが可能となる。
度スイッチは梁の内側に質量体を設けたことを特徴とす
るものである。図１１は、実施の形態３の半導体加速度
スイッチの要部を示す図である。図において、図１から
図１０に付した符号と同一のものは同一またはこれに相
当するものである。図において、９３は梁であり、梁９
３はその一端が質量体１０に支持され、他端は開放して
いる。梁９と梁９３とはほぼ一直線上に位置し、梁９と
梁９３とにより質量体１０を挟むような構成となってい
る。このように構成することにより梁の内側に質量体１
０を設けることが可能となる。
【００７５】梁９の制御電極６側の側面には櫛歯状の可
動電極１１ａが形成される。梁９３の制御電極６側の側
面には櫛歯状の可動電極１１ａが形成される。梁９の固
定電極５側の側面には櫛歯状の可動電極１１ｂが形成さ
れる。梁９３の固定電極５側の側面には櫛歯状の可動電
極１１ｂが形成される。
動電極１１ａが形成される。梁９３の制御電極６側の側
面には櫛歯状の可動電極１１ａが形成される。梁９の固
定電極５側の側面には櫛歯状の可動電極１１ｂが形成さ
れる。梁９３の固定電極５側の側面には櫛歯状の可動電
極１１ｂが形成される。
【００７６】制御電極６はその形状が凹状であり、その
窪みにストッパ７ａを設け、窪みの両側に櫛歯状の電極
６１が形成される。制御電極１２はその形状が凹状であ
り、その窪みに固定電極５、ストッパ７ｂを設け、窪み
の両側に櫛歯状の電極１２１が形成される。また、櫛歯
状の電極６１の櫛歯の枚数は、櫛歯状の電極１２１の櫛
歯の枚数よりも多い。
窪みにストッパ７ａを設け、窪みの両側に櫛歯状の電極
６１が形成される。制御電極１２はその形状が凹状であ
り、その窪みに固定電極５、ストッパ７ｂを設け、窪み
の両側に櫛歯状の電極１２１が形成される。また、櫛歯
状の電極６１の櫛歯の枚数は、櫛歯状の電極１２１の櫛
歯の枚数よりも多い。
【００７７】実施の形態３の半導体加速度スイッチは、
梁９３を設け、梁９３の制御電極６側の側面に電極１１
ａを設けたので、梁の内側に質量体１０を設ける構成と
するとともに、可動部本体３０の制御電極６側の側面に
より多くの電極を設けたので、この結果、制御電極６に
形成された櫛歯状の電極と対向する電極面積をより大き
くすることができる。これにより、制御電極６と端子１
９との間に与える電圧の大きさを実施の形態１と同程度
としたとき、静電引力の大きさを実施の形態1のそれに
比べより大きくすることができる。
梁９３を設け、梁９３の制御電極６側の側面に電極１１
ａを設けたので、梁の内側に質量体１０を設ける構成と
するとともに、可動部本体３０の制御電極６側の側面に
より多くの電極を設けたので、この結果、制御電極６に
形成された櫛歯状の電極と対向する電極面積をより大き
くすることができる。これにより、制御電極６と端子１
９との間に与える電圧の大きさを実施の形態１と同程度
としたとき、静電引力の大きさを実施の形態1のそれに
比べより大きくすることができる。
【００７８】または、静電引力の大きさを実施の形態１
のそれと同程度としたとき、制御電極６と端子１９との
間に与える電圧の大きさは実施の形態１のそれに比べよ
り小さくすることができるとともに、可動電極１３と固
定電極５とがより安定して接触する。
のそれと同程度としたとき、制御電極６と端子１９との
間に与える電圧の大きさは実施の形態１のそれに比べよ
り小さくすることができるとともに、可動電極１３と固
定電極５とがより安定して接触する。
【００７９】更に、制御電極６に設ける櫛歯状の電極６
１の歯の数を制御電極１２に設ける櫛歯状の電極１２１
の歯の枚数よりも多くすれば、制御電極６と端子１９と
の間に与える電圧と、制御電極１２と端子１８との間に
与える電圧とを同じとしたとき、常に制御電極６側に梁
９を撓ませることができるため、可動部本体３０を制御
電極６側に確実に保持することができる。よって、作用
する加速度の大きさがある閾値を越える前の半導体加速
度スイッチの状態に確実にセットすることができる。
１の歯の数を制御電極１２に設ける櫛歯状の電極１２１
の歯の枚数よりも多くすれば、制御電極６と端子１９と
の間に与える電圧と、制御電極１２と端子１８との間に
与える電圧とを同じとしたとき、常に制御電極６側に梁
９を撓ませることができるため、可動部本体３０を制御
電極６側に確実に保持することができる。よって、作用
する加速度の大きさがある閾値を越える前の半導体加速
度スイッチの状態に確実にセットすることができる。
【００８０】実施の形態４．図１２は実施の形態４の半
導体加速度スイッチの要部を説明するための図である。
図において、図１〜図１１に付した符号と同一のものは
同一またはこれに相当するものである。図において、梁
９はその一部が、これを形成するために用いたシリコン
基板に平行な面内で蛇行するように曲折する曲折部９４
を有することを特徴とする。曲折部９４は支持部８と可
動電極１３との間に設けてある。これにより、梁９の弾
性をより大きくすることができるため、梁９の感度が向
上し、加速度の閾値を制御電極６と端子８１との間に与
える電圧によって制御することがより容易となる。
導体加速度スイッチの要部を説明するための図である。
図において、図１〜図１１に付した符号と同一のものは
同一またはこれに相当するものである。図において、梁
９はその一部が、これを形成するために用いたシリコン
基板に平行な面内で蛇行するように曲折する曲折部９４
を有することを特徴とする。曲折部９４は支持部８と可
動電極１３との間に設けてある。これにより、梁９の弾
性をより大きくすることができるため、梁９の感度が向
上し、加速度の閾値を制御電極６と端子８１との間に与
える電圧によって制御することがより容易となる。
【００８１】実施の形態５．図１３は実施の形態５の半
導体加速度スイッチの断面図である。図において、図１
から図１２に付した符号と同一のものは同一またはこれ
に相当するものである。図において１４ａは可動電極１
３に設けた緩衝部材、１４ｂは固定電極５に設けた緩衝
部材である。緩衝部材１４ａ、１４ｂは例えば、展性、
延性が高く、柔らかい金属膜等を用いると良い。この金
属膜に用いる金属としては例えば金、銀、銅、白金等を
用いるのが好ましい。
導体加速度スイッチの断面図である。図において、図１
から図１２に付した符号と同一のものは同一またはこれ
に相当するものである。図において１４ａは可動電極１
３に設けた緩衝部材、１４ｂは固定電極５に設けた緩衝
部材である。緩衝部材１４ａ、１４ｂは例えば、展性、
延性が高く、柔らかい金属膜等を用いると良い。この金
属膜に用いる金属としては例えば金、銀、銅、白金等を
用いるのが好ましい。
【００８２】図の半導体加速度スイッチは加速度の大き
さがある所定の閾値を越えると、質量体１０がストッパ
７ｂ側に移動するとともに、緩衝部材１４ａ、１４ｂが
互いに接触し、端子８２と固定電極５とが導通状態とな
る。また緩衝部材同士を互いに接触させているので、接
触するときに梁９、可動電極１３に加わる衝撃力を緩和
するため、可動部本体３０、特に梁９が破壊されにくく
なるため、耐故障性が高い半導体加速度スイッチを得る
ことができる。
さがある所定の閾値を越えると、質量体１０がストッパ
７ｂ側に移動するとともに、緩衝部材１４ａ、１４ｂが
互いに接触し、端子８２と固定電極５とが導通状態とな
る。また緩衝部材同士を互いに接触させているので、接
触するときに梁９、可動電極１３に加わる衝撃力を緩和
するため、可動部本体３０、特に梁９が破壊されにくく
なるため、耐故障性が高い半導体加速度スイッチを得る
ことができる。
【００８３】実施の形態５では、可動電極１３に緩衝部
材１４ａを設け、固定電極５に緩衝部材１４ｂを設けた
例を説明したが、これに限定される必要はなく、緩衝部
材は可動電極１３または固定電極５の少なくともいずれ
か一方に設ければ上述の効果を奏する。
材１４ａを設け、固定電極５に緩衝部材１４ｂを設けた
例を説明したが、これに限定される必要はなく、緩衝部
材は可動電極１３または固定電極５の少なくともいずれ
か一方に設ければ上述の効果を奏する。
【００８４】実施の形態６．図１４は、実施の形態６の
半導体加速度スイッチの断面図である。図において図１
から図１３に付した符号と同一の符号は同一またはこれ
に相当するものである。図において支持基板１はその抵
抗が低いシリコン基板である。また、支持基板１におい
て、固定電極５、固定電極6、端子８１、端子８２に対
応する部分には穴が形成され、この穴にＣｒ／Ａｕなど
の金属膜を有する電極取り出し部が形成されている。ま
た、電極取り出し部付近の支持基板１の周囲には支持基
板１の厚さ方向に沿って絶縁膜が形成されているおり、
電気的に絶縁されている。
半導体加速度スイッチの断面図である。図において図１
から図１３に付した符号と同一の符号は同一またはこれ
に相当するものである。図において支持基板１はその抵
抗が低いシリコン基板である。また、支持基板１におい
て、固定電極５、固定電極6、端子８１、端子８２に対
応する部分には穴が形成され、この穴にＣｒ／Ａｕなど
の金属膜を有する電極取り出し部が形成されている。ま
た、電極取り出し部付近の支持基板１の周囲には支持基
板１の厚さ方向に沿って絶縁膜が形成されているおり、
電気的に絶縁されている。
【００８５】図では、支持基板１の表面であって制御電
極６の下方に電極取り出し部２０ａを形成し、制御電極
１２の下方に電極取り出し部２０ｅを形成しているとこ
ろを示している。また、支持基板１において、電極取り
出し部２０ａ、２０ｅ付近には支持基板の厚さ方向に沿
って絶縁膜１７ａ、１７ｂが形成されているので、電極
取り出し部２０ａ、２０ｅ付近の支持基板１は他の支持
基板１と電気的に絶縁される。このように構成すること
により支持基板１側から固定部２、可動部３のそれぞれ
の電極、端子に電圧を与えることができる。
極６の下方に電極取り出し部２０ａを形成し、制御電極
１２の下方に電極取り出し部２０ｅを形成しているとこ
ろを示している。また、支持基板１において、電極取り
出し部２０ａ、２０ｅ付近には支持基板の厚さ方向に沿
って絶縁膜１７ａ、１７ｂが形成されているので、電極
取り出し部２０ａ、２０ｅ付近の支持基板１は他の支持
基板１と電気的に絶縁される。このように構成すること
により支持基板１側から固定部２、可動部３のそれぞれ
の電極、端子に電圧を与えることができる。
【００８６】支持基板１において、電極取り出し部を設
けた部分付近は、ウェット異方性エッチングによってそ
の厚さを薄くし、支持基板１による電圧降下を低減して
いるものを示したが、図１５に示すように、研磨等によ
って支持基板１裏面側全面を薄くするようにしてもよ
い。
けた部分付近は、ウェット異方性エッチングによってそ
の厚さを薄くし、支持基板１による電圧降下を低減して
いるものを示したが、図１５に示すように、研磨等によ
って支持基板１裏面側全面を薄くするようにしてもよ
い。
【００８７】実施の形態７．梁９の厚さを小さくする
と、梁９の弾性が大きくなり、小さな静電引力に対して
も梁９が撓みやすくなるため、制御電極６、制御電極１
２に与える電圧をより小さくでき、静電引力により可動
部本体３０の変位を制御することが更に容易となる。
と、梁９の弾性が大きくなり、小さな静電引力に対して
も梁９が撓みやすくなるため、制御電極６、制御電極１
２に与える電圧をより小さくでき、静電引力により可動
部本体３０の変位を制御することが更に容易となる。
【００８８】しかし、梁９の厚さを小さくすると、重力
方向に梁９が撓みやすくなり、質量体１０が支持基板1
または封止基板4に接触すると、質量体１０が変位する
ときこれらの間に摩擦力が生じるため、梁９の感度が低
下し、半導体加速度スイッチの検出精度が低下し、信頼
性が低下するといった問題がある。
方向に梁９が撓みやすくなり、質量体１０が支持基板1
または封止基板4に接触すると、質量体１０が変位する
ときこれらの間に摩擦力が生じるため、梁９の感度が低
下し、半導体加速度スイッチの検出精度が低下し、信頼
性が低下するといった問題がある。
【００８９】実施の形態７の半導体加速度スイッチは、
上述の問題を解決するためになされたものであり、検出
精度、信頼性がともに高い半導体加速度スイッチを得る
ことを目的とする。
上述の問題を解決するためになされたものであり、検出
精度、信頼性がともに高い半導体加速度スイッチを得る
ことを目的とする。
【００９０】図１６は実施の形態７の半導体加速度スイ
ッチの要部を示す図である。図において図１〜図１５に
付した符号と同一のものは同一またはこれに相当するも
のである。図の半導体加速度スイッチは質量体１０を少
なくとも２つの梁を用いて支持するように構成したこと
を特徴とする。図は封止基板４を除いた状態を示してお
り、簡単のため枠部１６を省略してある。
ッチの要部を示す図である。図において図１〜図１５に
付した符号と同一のものは同一またはこれに相当するも
のである。図の半導体加速度スイッチは質量体１０を少
なくとも２つの梁を用いて支持するように構成したこと
を特徴とする。図は封止基板４を除いた状態を示してお
り、簡単のため枠部１６を省略してある。
【００９１】図において、８０は支持基板１に固定され
た支持部、９００はその一端が支持部８０に支持され、
他端が質量体１０に取り付けられた梁であり、梁９と梁
９００とは一直線上に位置する。梁９００はその厚さを
調節し、弾性を大きくしている。また、固定電極５は制
御電極１２の外側に設けてある。
た支持部、９００はその一端が支持部８０に支持され、
他端が質量体１０に取り付けられた梁であり、梁９と梁
９００とは一直線上に位置する。梁９００はその厚さを
調節し、弾性を大きくしている。また、固定電極５は制
御電極１２の外側に設けてある。
【００９２】実施の形態７の半導体加速度スイッチは少
なくとも２つの梁９、９００を用いて質量体１０を両側
から支持するようにしたので、梁９の厚さを小さくし、
梁９の弾性を大きくしても、梁９は重力方向に撓むのを
抑制するため、質量体１０が支持基板１または封止基板
４に接触しなくなるため、梁９の感度が向上し、検出精
度、信頼性が共に高い半導体加速度スイッチを得ること
ができる。
なくとも２つの梁９、９００を用いて質量体１０を両側
から支持するようにしたので、梁９の厚さを小さくし、
梁９の弾性を大きくしても、梁９は重力方向に撓むのを
抑制するため、質量体１０が支持基板１または封止基板
４に接触しなくなるため、梁９の感度が向上し、検出精
度、信頼性が共に高い半導体加速度スイッチを得ること
ができる。
【００９３】実施の形態８．実施の形態８の半導体加速
度スイッチは多方向の加速度を検出できるように構成し
たことを特徴とするものである。図１７は実施の形態８
の半導体加速度スイッチの要部を示す図であり、具体的
には半導体加速度スイッチの平面図である。図におい
て、図１〜図１６に付した符号と同一のものは同一また
はこれに相当するものである。図は封止基板４、枠部１
６を省略して示している。
度スイッチは多方向の加速度を検出できるように構成し
たことを特徴とするものである。図１７は実施の形態８
の半導体加速度スイッチの要部を示す図であり、具体的
には半導体加速度スイッチの平面図である。図におい
て、図１〜図１６に付した符号と同一のものは同一また
はこれに相当するものである。図は封止基板４、枠部１
６を省略して示している。
【００９４】図において、支持部８は電気的に互いに絶
縁された支持部８ａ〜８ｄを有する。３０ａはその一部
が支持部８ａに支持された可動部本体、３０ｂはその一
部が支持部８ｂに支持された可動部本体、３０ｃはその
一部が支持部８ｃに支持された可動部本体、３０ｄはそ
の一部が支持部８ｂに支持された可動部本体である。
縁された支持部８ａ〜８ｄを有する。３０ａはその一部
が支持部８ａに支持された可動部本体、３０ｂはその一
部が支持部８ｂに支持された可動部本体、３０ｃはその
一部が支持部８ｃに支持された可動部本体、３０ｄはそ
の一部が支持部８ｂに支持された可動部本体である。
【００９５】支持部８から４方向にのびた梁９ａ〜９ｄ
の他端に、それぞれ質量体１０ａ〜１０ｄが形成されて
いる。各可動部本体３０ａ〜３０ｄの両側には、第１の
制御電極に対応する制御電極６ａ〜６ｄ、第２の制御電
極に対応する制御電極１２ａ〜１２ｄが設けてある。可
動部本体３０ａの第１の側面には可動電極１１ａ、第２
の側面には可動電極１１ｂが設けてあり、可動電極３０
ａの両側側面には櫛歯状の電極が形成される。可動部本
体３０ｂの第１の側面には可動電極１１ｃ、第２の側面
には可動電極１１ｄが設けてあり、可動電極３０ｂの両
側側面には櫛歯状の電極が形成される。
の他端に、それぞれ質量体１０ａ〜１０ｄが形成されて
いる。各可動部本体３０ａ〜３０ｄの両側には、第１の
制御電極に対応する制御電極６ａ〜６ｄ、第２の制御電
極に対応する制御電極１２ａ〜１２ｄが設けてある。可
動部本体３０ａの第１の側面には可動電極１１ａ、第２
の側面には可動電極１１ｂが設けてあり、可動電極３０
ａの両側側面には櫛歯状の電極が形成される。可動部本
体３０ｂの第１の側面には可動電極１１ｃ、第２の側面
には可動電極１１ｄが設けてあり、可動電極３０ｂの両
側側面には櫛歯状の電極が形成される。
【００９６】可動部本体３０ｃの第１の側面には可動電
極１１ｅ、第２の側面には可動電極１１ｆが設けてあ
り、可動電極３０ｃの両側側面には櫛歯状の電極が形成
される。可動部本体３０ｄの第１の側面には可動電極１
１ｇ、第２の側面には可動電極１１ｈが設けてあり、可
動電極３０ａの両側側面には櫛歯状の電極が形成され
る。
極１１ｅ、第２の側面には可動電極１１ｆが設けてあ
り、可動電極３０ｃの両側側面には櫛歯状の電極が形成
される。可動部本体３０ｄの第１の側面には可動電極１
１ｇ、第２の側面には可動電極１１ｈが設けてあり、可
動電極３０ａの両側側面には櫛歯状の電極が形成され
る。
【００９７】可動部本体３０ａ〜３０ｄの第１の制御電
極側には第１のストッパに対応するストッパ７ａ、７
ｃ、７ｅ、７ｇが形成されている。制御電極６ａ〜６ｄ
のそれぞれとこれに対向する側には固定電極５ａ〜５ｄ
が形成されている。可動部本体３０ａ〜３０ｄの固定電
極５ａ〜５ｄ側にはストッパ７ｂ、７ｄ、７ｆ、７ｈが
形成されている。制御電極６ａ〜６ｄのそれぞれには電
極６１ａ〜６１ｄが形成されており、これにより櫛歯状
の電極が形成される。制御電極１２ａ〜１２ｄのそれぞ
れには電極１２１ａ〜１２１ｄが形成されており、これ
により櫛歯状の電極が形成される。
極側には第１のストッパに対応するストッパ７ａ、７
ｃ、７ｅ、７ｇが形成されている。制御電極６ａ〜６ｄ
のそれぞれとこれに対向する側には固定電極５ａ〜５ｄ
が形成されている。可動部本体３０ａ〜３０ｄの固定電
極５ａ〜５ｄ側にはストッパ７ｂ、７ｄ、７ｆ、７ｈが
形成されている。制御電極６ａ〜６ｄのそれぞれには電
極６１ａ〜６１ｄが形成されており、これにより櫛歯状
の電極が形成される。制御電極１２ａ〜１２ｄのそれぞ
れには電極１２１ａ〜１２１ｄが形成されており、これ
により櫛歯状の電極が形成される。
【００９８】制御電極６ａと電極１１ａとの間、制御電
極６ｂと電極１１ｃとの間、制御電極６ｃと電極１１ｅ
との間、制御電極６ｅと電極１１ｇとの間に電圧を与え
ると可動部本体３０は対応する制御電極６ａ〜６ｄ側に
変位する。梁９ａ〜９ｄが静電引力により撓む方向は異
なるため、検出することができる加速度の方向は異な
る。このような構成によって多方向（ここでは、紙面内
上下左右４方向）の加速度を一つの半導体加速度スイッ
チで検出することが可能となる。
極６ｂと電極１１ｃとの間、制御電極６ｃと電極１１ｅ
との間、制御電極６ｅと電極１１ｇとの間に電圧を与え
ると可動部本体３０は対応する制御電極６ａ〜６ｄ側に
変位する。梁９ａ〜９ｄが静電引力により撓む方向は異
なるため、検出することができる加速度の方向は異な
る。このような構成によって多方向（ここでは、紙面内
上下左右４方向）の加速度を一つの半導体加速度スイッ
チで検出することが可能となる。
【００９９】実施の形態９．図１８は実施の形態９の半
導体加速度スイッチを説明するための図である。図にお
いて、図１〜図１７に付した符号と同一のものは同一ま
たはこれに相当するものである。図１８は実施の形態９
の半導体加速度スイッチの斜視図である。図は、封止基
板４を除いたものを示している。
導体加速度スイッチを説明するための図である。図にお
いて、図１〜図１７に付した符号と同一のものは同一ま
たはこれに相当するものである。図１８は実施の形態９
の半導体加速度スイッチの斜視図である。図は、封止基
板４を除いたものを示している。
【０１００】図において、支持基板１は絶縁性を有し、
その膨張率がシリコンの膨張率にほぼ等しい部材（例え
ばパイレックスガラス等）である。支持基板１の上に固
定された固定部２は、その形状が櫛歯状である２つの固
定電極５ａ、５ｂ、第１の制御電極に対応する櫛歯状の
制御電極６ａ、６ｂ、支持基板１に固定された第１の固
定端子に対応する端子５００ａ、端子５００ｂ、支持基
板１に固定された第２の固定端子に対応する端子６００
ａ、６００ｂを有する。
その膨張率がシリコンの膨張率にほぼ等しい部材（例え
ばパイレックスガラス等）である。支持基板１の上に固
定された固定部２は、その形状が櫛歯状である２つの固
定電極５ａ、５ｂ、第１の制御電極に対応する櫛歯状の
制御電極６ａ、６ｂ、支持基板１に固定された第１の固
定端子に対応する端子５００ａ、端子５００ｂ、支持基
板１に固定された第２の固定端子に対応する端子６００
ａ、６００ｂを有する。
【０１０１】また、可動部３は、支持基板１に固定され
た４つの支持部８ａ〜８ｄ、その一端が支持部８ａに支
持された梁９ａ、その一端が支持部８ｂに支持された梁
９ｂ、その一端が支持部８ｃに支持された梁９ｃ、その
一端が支持部８ｄに支持された梁９ｄ、第１の可動電極
に対応する櫛歯状の可動電極１１ａ、１１ｂ、可動電極
１１ａと可動電極１１ｂとの間に絶縁膜１７ａ、１７ｂ
を介して設けた第２の可動電極に対応する可動電極１３
を有する。
た４つの支持部８ａ〜８ｄ、その一端が支持部８ａに支
持された梁９ａ、その一端が支持部８ｂに支持された梁
９ｂ、その一端が支持部８ｃに支持された梁９ｃ、その
一端が支持部８ｄに支持された梁９ｄ、第１の可動電極
に対応する櫛歯状の可動電極１１ａ、１１ｂ、可動電極
１１ａと可動電極１１ｂとの間に絶縁膜１７ａ、１７ｂ
を介して設けた第２の可動電極に対応する可動電極１３
を有する。
【０１０２】更に可動部３は、梁９ａ、梁９ｂ、可動電
極１１ａを連結する連結部材７００ａ、梁９ｃ、梁９
ｄ、可動電極１１ｂを連結する連結部材７００ｂを有す
る。可動部本体３０は、梁９ａ〜梁９ｄ、可動電極１１
ａ、１１ｂ、絶縁膜１７ａ、１７ｂ、可動電極１３、連
結部材７００ａ、７００ｂを有する。梁９ａ〜９ｄは連
結部材７００ａ、７００ｂを介して可動電極１１ａ、１
１ｂ、可動電極１３、絶縁膜１７ａ、１７ｂを支持す
る。
極１１ａを連結する連結部材７００ａ、梁９ｃ、梁９
ｄ、可動電極１１ｂを連結する連結部材７００ｂを有す
る。可動部本体３０は、梁９ａ〜梁９ｄ、可動電極１１
ａ、１１ｂ、絶縁膜１７ａ、１７ｂ、可動電極１３、連
結部材７００ａ、７００ｂを有する。梁９ａ〜９ｄは連
結部材７００ａ、７００ｂを介して可動電極１１ａ、１
１ｂ、可動電極１３、絶縁膜１７ａ、１７ｂを支持す
る。
【０１０３】固定部２、可動部３、枠部１６において、
絶縁膜１７ａ、１７ｂを除く部分は、同一の材料（ここ
では低抵抗なシリコン基板）をエッチングすることによ
り一括して形成することができる。櫛歯状の固定電極５
ａ、櫛歯状の制御電極６ａのそれぞれと、櫛歯状の可動
電極１１ａとは互いに入れ子状となるように配置してい
る。櫛歯状の固定電極５ｂ、櫛歯状の制御電極６ｂのそ
れぞれと、櫛歯状の可動電極１１ｂとは互いに入れ子状
となるようし、かつこれら櫛歯状の電極の間隔が不均等
になるように配置している。
絶縁膜１７ａ、１７ｂを除く部分は、同一の材料（ここ
では低抵抗なシリコン基板）をエッチングすることによ
り一括して形成することができる。櫛歯状の固定電極５
ａ、櫛歯状の制御電極６ａのそれぞれと、櫛歯状の可動
電極１１ａとは互いに入れ子状となるように配置してい
る。櫛歯状の固定電極５ｂ、櫛歯状の制御電極６ｂのそ
れぞれと、櫛歯状の可動電極１１ｂとは互いに入れ子状
となるようし、かつこれら櫛歯状の電極の間隔が不均等
になるように配置している。
【０１０４】つまり、固定電極５ａ、制御電極６ａのそ
れぞれの隣り合う櫛歯のいずれか一方の櫛歯に偏るよう
に可動電極１１ａの櫛歯を配置するとともに、固定電極
５ｂ、制御電極６ｂのそれぞれの隣り合う櫛歯のいずれ
か一方の櫛歯に偏るように可動電極１１ｂの櫛歯を配置
している。ここでは、可動電極１１ａの櫛歯と隣り合う
固定電極５ａ、制御電極６ａの櫛歯において、端子５０
０ａ、５００ｂ側の櫛歯に偏るように可動電極１１ａを
配置し、かつ可動電極１１ｂの櫛歯と隣り合う固定電極
５ｂ、制御電極６ｂの櫛歯において、端子５００ａ、５
００ｂ側の櫛歯に偏るように可動電極１１ｂを配置した
ものを例に説明する
れぞれの隣り合う櫛歯のいずれか一方の櫛歯に偏るよう
に可動電極１１ａの櫛歯を配置するとともに、固定電極
５ｂ、制御電極６ｂのそれぞれの隣り合う櫛歯のいずれ
か一方の櫛歯に偏るように可動電極１１ｂの櫛歯を配置
している。ここでは、可動電極１１ａの櫛歯と隣り合う
固定電極５ａ、制御電極６ａの櫛歯において、端子５０
０ａ、５００ｂ側の櫛歯に偏るように可動電極１１ａを
配置し、かつ可動電極１１ｂの櫛歯と隣り合う固定電極
５ｂ、制御電極６ｂの櫛歯において、端子５００ａ、５
００ｂ側の櫛歯に偏るように可動電極１１ｂを配置した
ものを例に説明する
【０１０５】可動電極１１ａと、制御電極６ａとの間に
電圧を与えていない状態において、可動電極１１ａの櫛
歯とこれに隣り合う制御電極６ａの櫛歯との間隔をｄ
１、ｄ２とする。また、可動電極１１ｂと、制御電極６
ｂとの間に電圧を与えていない状態において、可動電極
１１ｂの櫛歯とこれに隣り合う制御電極６ｂの櫛歯との
間隔をｄ１、ｄ２とする。このとき、ｄ１＜ｄ２なる関
係がある。
電圧を与えていない状態において、可動電極１１ａの櫛
歯とこれに隣り合う制御電極６ａの櫛歯との間隔をｄ
１、ｄ２とする。また、可動電極１１ｂと、制御電極６
ｂとの間に電圧を与えていない状態において、可動電極
１１ｂの櫛歯とこれに隣り合う制御電極６ｂの櫛歯との
間隔をｄ１、ｄ２とする。このとき、ｄ１＜ｄ２なる関
係がある。
【０１０６】梁９ａ〜９ｄはその厚さを調節し、弾性が
大きくなるようにしているので、加速度の大きさに応じ
て撓む。従って、梁９ａ、９ｂと連結部材７００ａを介
して支持される可動電極１１ａ、梁９ｃ、９ｄと連結部
材７００ｂを介して支持される可動電極１１ｂ、可動電
極１１ａと可動電極１１ｂとの間に設けた可動電極１３
は、梁９ａ〜９ｄの撓む量に応じて変位する。
大きくなるようにしているので、加速度の大きさに応じ
て撓む。従って、梁９ａ、９ｂと連結部材７００ａを介
して支持される可動電極１１ａ、梁９ｃ、９ｄと連結部
材７００ｂを介して支持される可動電極１１ｂ、可動電
極１１ａと可動電極１１ｂとの間に設けた可動電極１３
は、梁９ａ〜９ｄの撓む量に応じて変位する。
【０１０７】固定電極５ａ、５ｂは外部で電気的に接続
されている。制御電極６ａ、６ｂは外部で電気的に接続
されている。可動電極１３は第１の固定端子である端子
５００ａ、５００ｂと第２の固定端子である端子６００
ａ、６００ｂとの間に位置する。端子５００ａ、５００
ｂはその端部を先鋭にし、先鋭にした部分が可動電極１
３に接触するように構成しているので、端子５００ａ、
５００ｂのそれぞれと可動電極１３とが吸着するのを防
止する。
されている。制御電極６ａ、６ｂは外部で電気的に接続
されている。可動電極１３は第１の固定端子である端子
５００ａ、５００ｂと第２の固定端子である端子６００
ａ、６００ｂとの間に位置する。端子５００ａ、５００
ｂはその端部を先鋭にし、先鋭にした部分が可動電極１
３に接触するように構成しているので、端子５００ａ、
５００ｂのそれぞれと可動電極１３とが吸着するのを防
止する。
【０１０８】端子５００ａと端子５００ｂとは電気的に
絶縁されており、かつ端子５００ａは一定の電圧が与え
られ、端子５００ｂは接地されている。可動電極１３が
端子５００ａ、５００ｂと接触したとき、端子５００
ａ、５００ｂは導通状態となる。端子６００ａと端子６
００ｂとは電気的に絶縁されており、かつ端子６００ａ
は一定の電圧が与えられ、端子６００ｂは接地されてい
る。可動電極１３が端子６００ａ、６００ｂと接触した
とき、端子６００ａ、６００ｂは導通状態となる。
絶縁されており、かつ端子５００ａは一定の電圧が与え
られ、端子５００ｂは接地されている。可動電極１３が
端子５００ａ、５００ｂと接触したとき、端子５００
ａ、５００ｂは導通状態となる。端子６００ａと端子６
００ｂとは電気的に絶縁されており、かつ端子６００ａ
は一定の電圧が与えられ、端子６００ｂは接地されてい
る。可動電極１３が端子６００ａ、６００ｂと接触した
とき、端子６００ａ、６００ｂは導通状態となる。
【０１０９】また、可動電極１１ａ、１１ｂと制御電極
６ａ、６ｂとの間に電圧を与えていない状態において、
可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂとの間の距離を
ｄ３、可動電極１３と可動電極６００ａ、６００ｂとの
間の距離をｄ４とする。このとき、ｄ１、ｄ２、ｄ３、
ｄ４の間には、ｄ１＞ｄ３、ｄ２＞ｄ４なる関係が成立
する。
６ａ、６ｂとの間に電圧を与えていない状態において、
可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂとの間の距離を
ｄ３、可動電極１３と可動電極６００ａ、６００ｂとの
間の距離をｄ４とする。このとき、ｄ１、ｄ２、ｄ３、
ｄ４の間には、ｄ１＞ｄ３、ｄ２＞ｄ４なる関係が成立
する。
【０１１０】これにより、可動電極１３と端子５００
ａ、５００ｂのそれぞれとが接触したときに可動電極１
１ａと制御電極６ａとが接触しなく、かつ可動電極１１
ｂと制御電極６ｂとが接触しなくなる。更に、可動電極
１３と端子６００ａ、６００ｂのそれぞれとが接触した
ときに可動電極１１ａと制御電極６ａとが接触しなく、
かつ可動電極１１ｂと制御電極６ｂとが接触しなくな
る。
ａ、５００ｂのそれぞれとが接触したときに可動電極１
１ａと制御電極６ａとが接触しなく、かつ可動電極１１
ｂと制御電極６ｂとが接触しなくなる。更に、可動電極
１３と端子６００ａ、６００ｂのそれぞれとが接触した
ときに可動電極１１ａと制御電極６ａとが接触しなく、
かつ可動電極１１ｂと制御電極６ｂとが接触しなくな
る。
【０１１１】図１９、図２０は半導体加速度スイッチの
動作を説明するための図である。図１９は、可動電極１
１ａ、１１ｂと制御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与え
ていない状態（または、電源ＯＦＦ時の状態）の半導体
加速度スイッチの要部を示す図であり、図２０は図１９
のＥ−Ｅ断面図である。
動作を説明するための図である。図１９は、可動電極１
１ａ、１１ｂと制御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与え
ていない状態（または、電源ＯＦＦ時の状態）の半導体
加速度スイッチの要部を示す図であり、図２０は図１９
のＥ−Ｅ断面図である。
【０１１２】図において、２０ａは支持部８ｂの電極取
り出し部、２０ｂは制御電極６ｂの電極取り出し部であ
る。可動電極１１ａ、１１ｂは外部で電気的に接続され
ている。ここでは可動電極１１ａ、１１ｂが接地されて
いるものを例に説明する。固定電極５ａ、５ｂは外部で
電気的に接続されている。制御電極６ａ、６ｂは外部で
電気的に接続されている。固定電極５ａ、５ｂと制御電
極６ａ、６ｂとは外部にあるスイッチング回路（図示せ
ず）によりこれらの接続を切り替えることが可能とな
る。ここでは、固定電極５ａ、５ｂと制御電極６ａ、６
ｂとを外部で電気的に接続したものを例に説明する。
り出し部、２０ｂは制御電極６ｂの電極取り出し部であ
る。可動電極１１ａ、１１ｂは外部で電気的に接続され
ている。ここでは可動電極１１ａ、１１ｂが接地されて
いるものを例に説明する。固定電極５ａ、５ｂは外部で
電気的に接続されている。制御電極６ａ、６ｂは外部で
電気的に接続されている。固定電極５ａ、５ｂと制御電
極６ａ、６ｂとは外部にあるスイッチング回路（図示せ
ず）によりこれらの接続を切り替えることが可能とな
る。ここでは、固定電極５ａ、５ｂと制御電極６ａ、６
ｂとを外部で電気的に接続したものを例に説明する。
【０１１３】図２１は半導体加速度スイッチの動作を説
明するための図であり、具体的には可動電極１１ａ、１
１ｂと制御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与え、可動電
極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触し
たときの状態（または電源ＯＮ時の状態）を示す図であ
る。
明するための図であり、具体的には可動電極１１ａ、１
１ｂと制御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与え、可動電
極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触し
たときの状態（または電源ＯＮ時の状態）を示す図であ
る。
【０１１４】図において、可動電極１１ａ、１１ｂと制
御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与えたとき、可動電極
１１ａと制御電極６ａ、固定電極５ａのそれぞれとの間
に静電引力が生じるとともに、可動電極１１ｂと制御電
極６ｂ、固定電極５ｂのそれぞれとの間に静電引力が生
じる。このため、可動部本体３０は端子５００ａ、５０
０ｂ側に移動し、可動電極１３と端子５００ａ、５００
ｂとが接触する。このため、電極間距離ｄ１が更に小さ
く、電極間距離ｄ２が更に大きくなる方向、つまり端子
５００ａ、５００ｂ側に可動部本体３０が変位し始め、
可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂとが接触し、こ
の位置に可動部本体３０が保持される。
御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与えたとき、可動電極
１１ａと制御電極６ａ、固定電極５ａのそれぞれとの間
に静電引力が生じるとともに、可動電極１１ｂと制御電
極６ｂ、固定電極５ｂのそれぞれとの間に静電引力が生
じる。このため、可動部本体３０は端子５００ａ、５０
０ｂ側に移動し、可動電極１３と端子５００ａ、５００
ｂとが接触する。このため、電極間距離ｄ１が更に小さ
く、電極間距離ｄ２が更に大きくなる方向、つまり端子
５００ａ、５００ｂ側に可動部本体３０が変位し始め、
可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂとが接触し、こ
の位置に可動部本体３０が保持される。
【０１１５】端子５００ａ、５００ｂは可動電極１１
ａ、１１ｂが必要以上に変位することにより、梁９ａ〜
９ｄが破壊するのを防止するストッパの機能も有する。
端子５００ａにはある一定の電圧が与えられ、端子５０
０ｂは接地されているため、可動電極１３と端子５００
ａ、５００ｂのそれぞれとが接触したときには、端子５
００ａと端子５００ｂとが短絡され、端子５００ａの電
位がＬＯＷとなる。
ａ、１１ｂが必要以上に変位することにより、梁９ａ〜
９ｄが破壊するのを防止するストッパの機能も有する。
端子５００ａにはある一定の電圧が与えられ、端子５０
０ｂは接地されているため、可動電極１３と端子５００
ａ、５００ｂのそれぞれとが接触したときには、端子５
００ａと端子５００ｂとが短絡され、端子５００ａの電
位がＬＯＷとなる。
【０１１６】また、端子６００ａにはある一定の電圧が
与えられ、端子６００ｂは接地されているため、可動電
極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触し
た状態においては、可動電極１３と端子６００ａ、６０
０ｂのそれぞれとは非接触の状態であり、端子６００ａ
と端子６００ｂとの間は開放されているので、端子６０
０ａの電位はＨＩＧＨとなる。また、可動電極１３と接
触する端子５００ａ、５００ｂのそれぞれの端部は、先
鋭にしているため、可動電極１３が端子５００ａ、５０
０ｂに吸着するのを防止できる。
与えられ、端子６００ｂは接地されているため、可動電
極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触し
た状態においては、可動電極１３と端子６００ａ、６０
０ｂのそれぞれとは非接触の状態であり、端子６００ａ
と端子６００ｂとの間は開放されているので、端子６０
０ａの電位はＨＩＧＨとなる。また、可動電極１３と接
触する端子５００ａ、５００ｂのそれぞれの端部は、先
鋭にしているため、可動電極１３が端子５００ａ、５０
０ｂに吸着するのを防止できる。
【０１１７】この初期状態（つまり図２１に示した状
態）の半導体加速度スイッチにおいて、紙面左方向であ
って、所定の閾値を越えた加速度スイッチに加速度が作
用すると、半導体加速度スイッチに慣性力が働く。可動
部本体３０に働く慣性力の大きさが静電引力の大きさよ
りも小さいとき、可動部本体３０は変位せず、可動電極
１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触した
状態のままである。
態）の半導体加速度スイッチにおいて、紙面左方向であ
って、所定の閾値を越えた加速度スイッチに加速度が作
用すると、半導体加速度スイッチに慣性力が働く。可動
部本体３０に働く慣性力の大きさが静電引力の大きさよ
りも小さいとき、可動部本体３０は変位せず、可動電極
１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触した
状態のままである。
【０１１８】しかし、半導体加速度スイッチに作用する
加速度がある閾値を超え、可動部本体３０に働く慣性力
が静電引力よりも大きくなると、可動部本体３０は端子
６００ａ、６００ｂ側に変位し、可動電極１３と端子６
００ａ、６００ｂのそれぞれとが接触した状態で停止す
る。端子６００ａ、６００ｂは可動電極１１ａ、１１ｂ
が必要以上に変位することにより、梁９ａ〜９ｄが破壊
するのを防止するストッパの機能も有する。
加速度がある閾値を超え、可動部本体３０に働く慣性力
が静電引力よりも大きくなると、可動部本体３０は端子
６００ａ、６００ｂ側に変位し、可動電極１３と端子６
００ａ、６００ｂのそれぞれとが接触した状態で停止す
る。端子６００ａ、６００ｂは可動電極１１ａ、１１ｂ
が必要以上に変位することにより、梁９ａ〜９ｄが破壊
するのを防止するストッパの機能も有する。
【０１１９】図２２は半導体加速度スイッチの動作を説
明するための図であり、具体的にはある閾値を越えた加
速度が半導体加速度スイッチに作用し、可動電極１３と
端子６００ａ、６００ｂのそれぞれとが接触したときの
状態を示す図である。図に示すように、可動電極１３と
端子６００ａ、６００ｂのそれぞれとが接触したとき、
端子６００ａと端子６００ｂとは短絡した状態となり、
端子６００ａの電位はＬＯＷとなる。一方、端子５００
ａと端子５００ｂとは、開放した状態となり、端子５０
０ａの電位はＨＩＧＨとなる。よって、端子５００ａ、
端子６００ａの電位を検出することにより、所定の方向
に、所定の閾値を越える加速度が作用したかどうかを検
出することができる。
明するための図であり、具体的にはある閾値を越えた加
速度が半導体加速度スイッチに作用し、可動電極１３と
端子６００ａ、６００ｂのそれぞれとが接触したときの
状態を示す図である。図に示すように、可動電極１３と
端子６００ａ、６００ｂのそれぞれとが接触したとき、
端子６００ａと端子６００ｂとは短絡した状態となり、
端子６００ａの電位はＬＯＷとなる。一方、端子５００
ａと端子５００ｂとは、開放した状態となり、端子５０
０ａの電位はＨＩＧＨとなる。よって、端子５００ａ、
端子６００ａの電位を検出することにより、所定の方向
に、所定の閾値を越える加速度が作用したかどうかを検
出することができる。
【０１２０】実施の形態９の半導体加速度スイッチは、
可動電極１１ａ、１１ｂと制御電極６ａ、６ｂとの間に
与える電圧を変えることにより、静電引力の大きさを変
えることができるので、可動部本体３０が変位し始める
ときに可動部本体３０に作用する慣性力の大きさを変え
ることができる。従って、可動部本体３０（特に可動電
極１１ａ、１１ｂ、可動電極１３）の質量を変える必要
が無くなり、汎用性が高い半導体加速度スイッチを得る
ことができる。また、静電引力で可動部本体３０を保持
しているので、静電引力よりも小さな加速度に対しては
反応しないので外乱に強く、安定で信頼性が高い半導体
加速度スイッチを得ることができる。
可動電極１１ａ、１１ｂと制御電極６ａ、６ｂとの間に
与える電圧を変えることにより、静電引力の大きさを変
えることができるので、可動部本体３０が変位し始める
ときに可動部本体３０に作用する慣性力の大きさを変え
ることができる。従って、可動部本体３０（特に可動電
極１１ａ、１１ｂ、可動電極１３）の質量を変える必要
が無くなり、汎用性が高い半導体加速度スイッチを得る
ことができる。また、静電引力で可動部本体３０を保持
しているので、静電引力よりも小さな加速度に対しては
反応しないので外乱に強く、安定で信頼性が高い半導体
加速度スイッチを得ることができる。
【０１２１】また、可動電極１３と接触する端子５００
ａ、５００ｂのそれぞれの端部を、先鋭にしているた
め、可動電極１３が端子５００ａ、５００ｂに吸着する
のを防止できる。ここでは、端子５００ａ、５００ｂの
端部を先鋭にしたものを例に説明したが、これに限定さ
れる必要はなく、可動電極１３と接触する端子５００
ａ、５００ｂのそれぞれの端部を、凹凸に形成すれば上
述の効果を得ることができる。
ａ、５００ｂのそれぞれの端部を、先鋭にしているた
め、可動電極１３が端子５００ａ、５００ｂに吸着する
のを防止できる。ここでは、端子５００ａ、５００ｂの
端部を先鋭にしたものを例に説明したが、これに限定さ
れる必要はなく、可動電極１３と接触する端子５００
ａ、５００ｂのそれぞれの端部を、凹凸に形成すれば上
述の効果を得ることができる。
【０１２２】櫛歯状の固定電極５ａ、櫛歯状の制御電極
６ａのそれぞれと、櫛歯状の可動電極１１ａとは互いに
入れ子状となるようし、かつこれら櫛歯状の電極の間隔
が不均一になるように配置するとともに、櫛歯状の固定
電極５ｂ、櫛歯状の制御電極６ｂのそれぞれと、櫛歯状
の可動電極１１ｂとは互いに入れ子状となるようし、か
つこれら櫛歯状の電極の間隔が不均一になるように配置
しているので、可動電極１１ａ、１１ｂと制御電極６
ａ、６ｂとの間に電圧を与えたとき、可動部本体３０を
常に一定方向に変位させることができる（ここでは端子
５００ａ、５００ｂ側に変位する）。
６ａのそれぞれと、櫛歯状の可動電極１１ａとは互いに
入れ子状となるようし、かつこれら櫛歯状の電極の間隔
が不均一になるように配置するとともに、櫛歯状の固定
電極５ｂ、櫛歯状の制御電極６ｂのそれぞれと、櫛歯状
の可動電極１１ｂとは互いに入れ子状となるようし、か
つこれら櫛歯状の電極の間隔が不均一になるように配置
しているので、可動電極１１ａ、１１ｂと制御電極６
ａ、６ｂとの間に電圧を与えたとき、可動部本体３０を
常に一定方向に変位させることができる（ここでは端子
５００ａ、５００ｂ側に変位する）。
【０１２３】更に、可動電極５ａ、５ｂ、制御電極６
ａ、６ｂを外部で電気的に接続するようにすれば、可動
電極１１ａ、１１ｂと制御電極６ａ、６ｂの間に電圧を
与えたときに生じる静電引力を更に大きくすることがで
きる。
ａ、６ｂを外部で電気的に接続するようにすれば、可動
電極１１ａ、１１ｂと制御電極６ａ、６ｂの間に電圧を
与えたときに生じる静電引力を更に大きくすることがで
きる。
【０１２４】また、制御電極６ａ、６ｂ、固定電極５
ａ、５ｂを用いてスイッチの機能を自己診断することも
可能である。図２１の状態にある半導体加速度スイッチ
において、固定電極５ａ、５ｂ、制御電極６ａ、６ｂの
電気的な接続を制御するスイッチング回路（図示せず）
によって固定電極５ａ、５ｂと制御電極６ａ、６ｂとの
電気的な接続を瞬間的に切ると、静電引力が小さくなる
ため、梁９ａ〜９ｄの弾性によって可動電極１１ａ、１
１ｂおよび可動電極１３が若干端子６００ａ、６００ｂ
側に引き戻され、端子５００ａと端子５００ｂとが開放
された状態となるとともに、端子６００ａと端子６００
ｂとが開放された状態となる。この状態のとき端子５０
０ａの電位、および端子６００ａの電位はともにＨＩＧ
Ｈとなる。
ａ、５ｂを用いてスイッチの機能を自己診断することも
可能である。図２１の状態にある半導体加速度スイッチ
において、固定電極５ａ、５ｂ、制御電極６ａ、６ｂの
電気的な接続を制御するスイッチング回路（図示せず）
によって固定電極５ａ、５ｂと制御電極６ａ、６ｂとの
電気的な接続を瞬間的に切ると、静電引力が小さくなる
ため、梁９ａ〜９ｄの弾性によって可動電極１１ａ、１
１ｂおよび可動電極１３が若干端子６００ａ、６００ｂ
側に引き戻され、端子５００ａと端子５００ｂとが開放
された状態となるとともに、端子６００ａと端子６００
ｂとが開放された状態となる。この状態のとき端子５０
０ａの電位、および端子６００ａの電位はともにＨＩＧ
Ｈとなる。
【０１２５】また、上述のスイッチング回路によって、
固定電極５ａ、５ｂ、制御電極６ａ、６ｂを電気的に接
続した状態にすると、可動電極１３は静電引力により再
び端子５００ａ、５００ｂに接触し、端子５００ａと端
子５００ｂとが短絡された状態となり、端子５００ａの
電位はＬＯＷとなる。従って、スイッチング回路を制御
することにより静電引力の大きさを調整し、可動電極１
３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとの接触／非接
触を制御することにより、端子５００ａの出力が正常に
なされているかどうかを調べることができる自己診断機
能を有する。
固定電極５ａ、５ｂ、制御電極６ａ、６ｂを電気的に接
続した状態にすると、可動電極１３は静電引力により再
び端子５００ａ、５００ｂに接触し、端子５００ａと端
子５００ｂとが短絡された状態となり、端子５００ａの
電位はＬＯＷとなる。従って、スイッチング回路を制御
することにより静電引力の大きさを調整し、可動電極１
３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとの接触／非接
触を制御することにより、端子５００ａの出力が正常に
なされているかどうかを調べることができる自己診断機
能を有する。
【０１２６】ここではスイッチング回路用いて可動部本
体３０に与えられる静電引力を制御するものを例に説明
したが、これに限定される必要はない。例えば制御電極
６ａ、６ｂと可動電極１１ａ、１１ｂとの間に与える電
圧を調整することにより、静電引力の大きさを調整し、
可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとの
接触状態を制御することにより、端子５００ａの出力が
正常になされているかどうかを調べてもよい。要は、可
動部本体３０に与えられる静電引力の大きさを調整し、
可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとの
接触状態を制御することにより、端子５００ａの出力が
正常になされているかどうかを調べることができるよう
な構成であればどのようなものであってもよい。
体３０に与えられる静電引力を制御するものを例に説明
したが、これに限定される必要はない。例えば制御電極
６ａ、６ｂと可動電極１１ａ、１１ｂとの間に与える電
圧を調整することにより、静電引力の大きさを調整し、
可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとの
接触状態を制御することにより、端子５００ａの出力が
正常になされているかどうかを調べてもよい。要は、可
動部本体３０に与えられる静電引力の大きさを調整し、
可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとの
接触状態を制御することにより、端子５００ａの出力が
正常になされているかどうかを調べることができるよう
な構成であればどのようなものであってもよい。
【０１２７】また、支持基板１は絶縁性を有するものと
したが、低抵抗のシリコンを用いると支持基板１側から
電圧を与えることができる。また、絶縁膜１７ａ、１７
ｂを無くし、可動電極１１ａ、１１ｂおよび可動電極１
３を一体化し、可動電極１３の表面に絶縁膜（図示せ
ず）を形成し、この絶縁膜の上に金属膜（図示せず）を
形成し、この金属膜を第２の可動電極に対応する可動電
極としてもよい。この場合、絶縁膜１７ａ、１７ｂが不
要となるので、可動電極１３が離反するといったことが
無くなる。また、可動電極１３と端子６００ａ、６００
ｂのそれぞれとが接触する面の少なくともいずれか一方
に展性または延性が高い金属膜（例えば金、銀、銅、白
金等）を設けると、可動電極１３と端子６００ａ、６０
０ｂのそれぞれとが接触するときの衝撃力を緩和するの
で可動部が破壊されにくくなり、半導体加速度スイッチ
の耐故障性が向上する。
したが、低抵抗のシリコンを用いると支持基板１側から
電圧を与えることができる。また、絶縁膜１７ａ、１７
ｂを無くし、可動電極１１ａ、１１ｂおよび可動電極１
３を一体化し、可動電極１３の表面に絶縁膜（図示せ
ず）を形成し、この絶縁膜の上に金属膜（図示せず）を
形成し、この金属膜を第２の可動電極に対応する可動電
極としてもよい。この場合、絶縁膜１７ａ、１７ｂが不
要となるので、可動電極１３が離反するといったことが
無くなる。また、可動電極１３と端子６００ａ、６００
ｂのそれぞれとが接触する面の少なくともいずれか一方
に展性または延性が高い金属膜（例えば金、銀、銅、白
金等）を設けると、可動電極１３と端子６００ａ、６０
０ｂのそれぞれとが接触するときの衝撃力を緩和するの
で可動部が破壊されにくくなり、半導体加速度スイッチ
の耐故障性が向上する。
【０１２８】実施の形態１０．図２３は実施の形態１０
の半導体加速度スイッチの要部を説明するための図であ
る。図において図１８〜図２２に付した符号と同一であ
るものは同一またはこれに相当するものである。図にお
いて７は可動電極１３の変位を規制するためのストッパ
である。また、梁９ａ〜９ｄは弾性が小さい（または剛
性が高い）ものである、また、可動電極１１ａ、１１ｂ
と制御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与えていない状態
において、可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂとの
間の距離をｄ３、可動電極１３とストッパ７との間の距
離をｄ４とする。このとき、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の
間には、ｄ１＞ｄ４、ｄ２＞ｄ３なる関係が成立する。
の半導体加速度スイッチの要部を説明するための図であ
る。図において図１８〜図２２に付した符号と同一であ
るものは同一またはこれに相当するものである。図にお
いて７は可動電極１３の変位を規制するためのストッパ
である。また、梁９ａ〜９ｄは弾性が小さい（または剛
性が高い）ものである、また、可動電極１１ａ、１１ｂ
と制御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与えていない状態
において、可動電極１３と端子５００ａ、５００ｂとの
間の距離をｄ３、可動電極１３とストッパ７との間の距
離をｄ４とする。このとき、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４の
間には、ｄ１＞ｄ４、ｄ２＞ｄ３なる関係が成立する。
【０１２９】図において、可動電極１１ａ、１１ｂと制
御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与えたとき、可動電極
１１ａと制御電極６ａ、固定電極５ａのそれぞれとの間
に静電引力が生じるとともに、可動電極１１ｂと制御電
極６ｂ、固定電極５ｂのそれぞれとの間に静電引力が生
じるので、可動部本体３０は端子５００ａ、５００ｂ側
に変位するものの、梁９ａ〜９ｄの弾性が小さいため、
可動電極１３が接触しない程度に変位し、この位置に可
動部本体３０が保持される。図では、梁９ａ〜９ｄの弾
性が小さいため、ほとんど撓んでいない状態で、可動部
本体３０を保持している状態を示している。
御電極６ａ、６ｂとの間に電圧を与えたとき、可動電極
１１ａと制御電極６ａ、固定電極５ａのそれぞれとの間
に静電引力が生じるとともに、可動電極１１ｂと制御電
極６ｂ、固定電極５ｂのそれぞれとの間に静電引力が生
じるので、可動部本体３０は端子５００ａ、５００ｂ側
に変位するものの、梁９ａ〜９ｄの弾性が小さいため、
可動電極１３が接触しない程度に変位し、この位置に可
動部本体３０が保持される。図では、梁９ａ〜９ｄの弾
性が小さいため、ほとんど撓んでいない状態で、可動部
本体３０を保持している状態を示している。
【０１３０】このとき、第１の固定端子である端子５０
０ａ、端子５００ｂはそれぞれ開放状態であり、端子５
００ａの電位はＨＩＧＨである。半導体加速度スイッチ
に作用する加速度がある閾値を超えると、可動部本体３
０に働く慣性力と静電引力との和が梁９ａ〜９ｄの弾性
力よりも大きくなり、梁９ａ〜９ｄが撓むので、可動部
本体３０は端子５００ａ、５００ｂ側に変位し、可動電
極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触し
た状態で停止する。このとき、可動電極１３と端子５０
０ａ、５００ｂのそれぞれとが接触したとき、端子５０
０ａと端子５００ｂとは短絡した状態となり、端子５０
０ａの電位はＬＯＷとなる。
０ａ、端子５００ｂはそれぞれ開放状態であり、端子５
００ａの電位はＨＩＧＨである。半導体加速度スイッチ
に作用する加速度がある閾値を超えると、可動部本体３
０に働く慣性力と静電引力との和が梁９ａ〜９ｄの弾性
力よりも大きくなり、梁９ａ〜９ｄが撓むので、可動部
本体３０は端子５００ａ、５００ｂ側に変位し、可動電
極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触し
た状態で停止する。このとき、可動電極１３と端子５０
０ａ、５００ｂのそれぞれとが接触したとき、端子５０
０ａと端子５００ｂとは短絡した状態となり、端子５０
０ａの電位はＬＯＷとなる。
【０１３１】従って、端子５００ａの電位を調べること
により、半導体加速度スイッチに所定の方向（ここでは
紙面右方向）かつ所定の大きさの加速度が作用したかど
うかを検出することができる。
により、半導体加速度スイッチに所定の方向（ここでは
紙面右方向）かつ所定の大きさの加速度が作用したかど
うかを検出することができる。
【０１３２】実施の形態１１．図２４は実施の形態１０
の半導体加速度スイッチを説明するための図であり、具
体的には半導体加速度スイッチの要部の平面図である。
図の半導体加速度スイッチにおいて、封止基板４を除い
た状態で図示している。図において、図１〜図２３に付
した符号と同一のものは同一またはこれに相当するもの
である。
の半導体加速度スイッチを説明するための図であり、具
体的には半導体加速度スイッチの要部の平面図である。
図の半導体加速度スイッチにおいて、封止基板４を除い
た状態で図示している。図において、図１〜図２３に付
した符号と同一のものは同一またはこれに相当するもの
である。
【０１３３】図において、１００は上述の実施の形態に
示した半導体加速度スイッチ、２００は容量式の加速度
センサである。図の半導体加速度スイッチは図中矢印方
向の加速度を検出する半導体加速度スイッチと容量式加
速度センサとを同一チップ内に封止したものであり、図
中左側に半導体加速度スイッチ１００、右側に容量式加
速度センサ２００を配してある。容量式加速度センサ２
００とは、加速度に応じて変化する静電容量から加速度
の大きさを検出するものである。半導体加速度スイッチ
については上記実施の形態と同様なので省略し、容量式
加速度センサ２００について説明する。
示した半導体加速度スイッチ、２００は容量式の加速度
センサである。図の半導体加速度スイッチは図中矢印方
向の加速度を検出する半導体加速度スイッチと容量式加
速度センサとを同一チップ内に封止したものであり、図
中左側に半導体加速度スイッチ１００、右側に容量式加
速度センサ２００を配してある。容量式加速度センサ２
００とは、加速度に応じて変化する静電容量から加速度
の大きさを検出するものである。半導体加速度スイッチ
については上記実施の形態と同様なので省略し、容量式
加速度センサ２００について説明する。
【０１３４】５ｂ、５ｃは固定電極であり、支持基板1
に固定されている。２７ａ、２７ｂ、２７ｃは中間電極
で支持部８ｂからのびた梁９ｂ、９ｃによって支持され
た質量体１０ｂと一体に形成されており、半導体加速度
スイッチ１００が検出する加速度の方向と同一の方向に
振動するように構成している。２６は自己診断用の電極
で、支持基板1に固定されている。固定電極５ｂと中間
電極２７ａとで容量Ｃ１、中間電極２７ｂと固定電極５
ｃとで容量Ｃ２を構成しており、加速度が作用したと
き、中間電極２７ｂが変位し、容量Ｃ１、Ｃ２が変化す
るため、この容量Ｃ１、Ｃ２の変化を検出することによ
って加速度の大きさを測定する。
に固定されている。２７ａ、２７ｂ、２７ｃは中間電極
で支持部８ｂからのびた梁９ｂ、９ｃによって支持され
た質量体１０ｂと一体に形成されており、半導体加速度
スイッチ１００が検出する加速度の方向と同一の方向に
振動するように構成している。２６は自己診断用の電極
で、支持基板1に固定されている。固定電極５ｂと中間
電極２７ａとで容量Ｃ１、中間電極２７ｂと固定電極５
ｃとで容量Ｃ２を構成しており、加速度が作用したと
き、中間電極２７ｂが変位し、容量Ｃ１、Ｃ２が変化す
るため、この容量Ｃ１、Ｃ２の変化を検出することによ
って加速度の大きさを測定する。
【０１３５】また、自己診断用電極２６、中間電極２７
ｃ間に電圧を与えることによって質量体１０ｂを振動さ
せ、容量式加速度センサ２００が正常に機能するかどう
かの自己診断を行うことができる。実施の形態１１の半
導体加速度スイッチは、本実施例のように、半導体加速
度スイッチ１００と容量式加速度センサ２００をも容易
に同一チップ内に形成したので、小型化、低コスト化で
きるとともに、一つのチップ内から加速度に関する複数
の情報を取り出せるため、このチップを用いると、イン
テリジェントに処理することができる。また、半導体加
速度スイッチ１００として、実施の形態９または実施の
形態１０で示したものを用いても同様の効果を奏する。
ｃ間に電圧を与えることによって質量体１０ｂを振動さ
せ、容量式加速度センサ２００が正常に機能するかどう
かの自己診断を行うことができる。実施の形態１１の半
導体加速度スイッチは、本実施例のように、半導体加速
度スイッチ１００と容量式加速度センサ２００をも容易
に同一チップ内に形成したので、小型化、低コスト化で
きるとともに、一つのチップ内から加速度に関する複数
の情報を取り出せるため、このチップを用いると、イン
テリジェントに処理することができる。また、半導体加
速度スイッチ１００として、実施の形態９または実施の
形態１０で示したものを用いても同様の効果を奏する。
【０１３６】実施の形態１２．実施の形態１２の半導体
加速度スイッチは、上述の実施の形態に示した半導体加
速度スイッチをその検出できる方向がそれぞれ一致する
ように配置するとともに、各半導体加速度スイッチにお
いて、制御電極６と可動電極１１との間に与える電圧が
異なるように構成したものである。
加速度スイッチは、上述の実施の形態に示した半導体加
速度スイッチをその検出できる方向がそれぞれ一致する
ように配置するとともに、各半導体加速度スイッチにお
いて、制御電極６と可動電極１１との間に与える電圧が
異なるように構成したものである。
【０１３７】図２５は実施の形態１２の半導体加速度ス
イッチの構成を説明するための図である。図１〜図２４
に付した符号と同じものは同一またはこれに相当するも
のである。図において、封止基板４、枠部１６は省略し
ている。図において、３０１は端子８１ａと制御電極６
ａとの間に電圧を与えるための電源であり、その電圧の
大きさはＶ１である。３０２は端子８１ｂ制御電極６ｂ
との間に電圧を与えるための電源であり、その電圧の大
きさはＶ２である。
イッチの構成を説明するための図である。図１〜図２４
に付した符号と同じものは同一またはこれに相当するも
のである。図において、封止基板４、枠部１６は省略し
ている。図において、３０１は端子８１ａと制御電極６
ａとの間に電圧を与えるための電源であり、その電圧の
大きさはＶ１である。３０２は端子８１ｂ制御電極６ｂ
との間に電圧を与えるための電源であり、その電圧の大
きさはＶ２である。
【０１３８】３０３は端子８１ｃ制御電極６ｃとの間に
電圧を与えるための電源であり、その電圧の大きさはＶ
３である。３０４は端子８１ｄ制御電極６ｄとの間に電
圧を与えるための電源であり、その電圧の大きさはＶ４
である。Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の間にはＶ１＞Ｖ２＞
Ｖ３＞Ｖ４なる関係がある。また電源３０１〜３０４の
電圧の大きさが異なるため、これに応じて可動部本体３
０を保持する静電引力の大きさが異なる。
電圧を与えるための電源であり、その電圧の大きさはＶ
３である。３０４は端子８１ｄ制御電極６ｄとの間に電
圧を与えるための電源であり、その電圧の大きさはＶ４
である。Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の間にはＶ１＞Ｖ２＞
Ｖ３＞Ｖ４なる関係がある。また電源３０１〜３０４の
電圧の大きさが異なるため、これに応じて可動部本体３
０を保持する静電引力の大きさが異なる。
【０１３９】梁９ａ〜９ｄの撓む方向が一致するように
半導体加速度スイッチを複数配置している。このように
構成すると、半導体加速度スイッチに働く加速度の大き
さを段階的に知ることができるようになるとともに、閾
値の異なる加速度を検出できる半導体加速度スイッチを
得ることが可能となる。また、半導体加速度スイッチと
して、実施の形態９または実施の形態１０で示したもの
を用いても同様の効果を奏する。
半導体加速度スイッチを複数配置している。このように
構成すると、半導体加速度スイッチに働く加速度の大き
さを段階的に知ることができるようになるとともに、閾
値の異なる加速度を検出できる半導体加速度スイッチを
得ることが可能となる。また、半導体加速度スイッチと
して、実施の形態９または実施の形態１０で示したもの
を用いても同様の効果を奏する。
【０１４０】実施の形態１３．図２６、図２７は半導体
加速度スイッチの製造方法を説明するための図であり、
具体的には実施の形態１の半導体加速度スイッチの製造
方法を説明するための図である。後に形成される可動電
極１１と可動電極１３とを電気的に絶縁するため、深く
狭い溝３６をシリコン基板１５に形成する（図２６
（a））。
加速度スイッチの製造方法を説明するための図であり、
具体的には実施の形態１の半導体加速度スイッチの製造
方法を説明するための図である。後に形成される可動電
極１１と可動電極１３とを電気的に絶縁するため、深く
狭い溝３６をシリコン基板１５に形成する（図２６
（a））。
【０１４１】溝３６の深さは後に形成する質量体１０の
厚さによって決まる。すなわち、検出する加速度に依存
して設計されるが、例えば、５０μmから２００μm程度
の範囲である。また、溝３６の幅は例えば数千オングス
トロームから数μmの範囲である。溝３６の加工方法と
しては、ホロウドリルを用いたドリル加工、レーザー加
工、ＲＩＥ、Ｄ−ＲＩＥ（ディープＲＩＥ）、ＡＳＥ
（アドバンストシリコンエッチング）などが利用できる
が、パターンに制約がない、加工精度が良いなどの点を
考慮するとＤ−ＲＩＥ、ＡＳＥが適している。
厚さによって決まる。すなわち、検出する加速度に依存
して設計されるが、例えば、５０μmから２００μm程度
の範囲である。また、溝３６の幅は例えば数千オングス
トロームから数μmの範囲である。溝３６の加工方法と
しては、ホロウドリルを用いたドリル加工、レーザー加
工、ＲＩＥ、Ｄ−ＲＩＥ（ディープＲＩＥ）、ＡＳＥ
（アドバンストシリコンエッチング）などが利用できる
が、パターンに制約がない、加工精度が良いなどの点を
考慮するとＤ−ＲＩＥ、ＡＳＥが適している。
【０１４２】次に、溝３６を形成した側のシリコン基板
１５の表面に絶縁膜１７を形成し（図２６（ｂ））、溝
３６以外のシリコン基板１５の表面に形成された絶縁膜
１７を除去する（図２６（ｃ））。絶縁膜１７として
は、例えば回転塗布によって形成されるＳＯＧ、熱酸化
膜、ポリシリコンの膜などである。次いで、溝３６を形
成した側のシリコン基板１５の表面に対向する面（以
後、シリコン基板１５の裏面と称す）側から溝３６の底
に達するレベルまでエッチングし、シリコン基板１５の
裏面に凹部２１を形成する（図２６（d））。この工程
には例えばＲＩＥ、Ｄ−ＲＩＥ、ＡＳＥなどの方法が望
ましい。
１５の表面に絶縁膜１７を形成し（図２６（ｂ））、溝
３６以外のシリコン基板１５の表面に形成された絶縁膜
１７を除去する（図２６（ｃ））。絶縁膜１７として
は、例えば回転塗布によって形成されるＳＯＧ、熱酸化
膜、ポリシリコンの膜などである。次いで、溝３６を形
成した側のシリコン基板１５の表面に対向する面（以
後、シリコン基板１５の裏面と称す）側から溝３６の底
に達するレベルまでエッチングし、シリコン基板１５の
裏面に凹部２１を形成する（図２６（d））。この工程
には例えばＲＩＥ、Ｄ−ＲＩＥ、ＡＳＥなどの方法が望
ましい。
【０１４３】凹部２１は後に形成される質量体１０と支
持基板１とのクリアランスとなる。次に、シリコン基板
１５の裏面側と支持基板１とを接合する（図２７
（ａ））。その後、固定部２、可動部３、枠部１６をエ
ッチングによって一括形成する（図２７（ｂ））。この
工程には例えばＤ−ＲＩＥやＡＳＥなどの方法が望まし
い。支持基板１としては例えばパイレックスガラスを用
いるのが望ましい。パイレックスガラスはシリコンと膨
張率がほとんど同じなので非常に安定した接合が得られ
る上、シリコン基板ごと陽極接合によって接合できるな
どの利点がある。
持基板１とのクリアランスとなる。次に、シリコン基板
１５の裏面側と支持基板１とを接合する（図２７
（ａ））。その後、固定部２、可動部３、枠部１６をエ
ッチングによって一括形成する（図２７（ｂ））。この
工程には例えばＤ−ＲＩＥやＡＳＥなどの方法が望まし
い。支持基板１としては例えばパイレックスガラスを用
いるのが望ましい。パイレックスガラスはシリコンと膨
張率がほとんど同じなので非常に安定した接合が得られ
る上、シリコン基板ごと陽極接合によって接合できるな
どの利点がある。
【０１４４】次に、あらかじめ電極取り出し用のスルー
ホールを形成した封止基板４と、シリコン基板１５の表
面側とを接合し、外部からの水分や異物の浸入により半
導体加速度スイッチの内部が汚染されるのを防ぐ（図２
７（ｃ））。この封止基板４としては例えばパイレック
スガラスを用いるのが望ましい。空隙２５には好ましく
は不活性ガスを封入し、ダンピングを行う。最後にＣｒ
／Ａｕ等の金属膜を封止基板４のスルーホールに形成す
ることにより、電極取り出し部を形成する（図２７
（ｄ））。図２７（ｄ）は図３に対応する。
ホールを形成した封止基板４と、シリコン基板１５の表
面側とを接合し、外部からの水分や異物の浸入により半
導体加速度スイッチの内部が汚染されるのを防ぐ（図２
７（ｃ））。この封止基板４としては例えばパイレック
スガラスを用いるのが望ましい。空隙２５には好ましく
は不活性ガスを封入し、ダンピングを行う。最後にＣｒ
／Ａｕ等の金属膜を封止基板４のスルーホールに形成す
ることにより、電極取り出し部を形成する（図２７
（ｄ））。図２７（ｄ）は図３に対応する。
【０１４５】実施の形態１３の半導体加速度スイッチの
製造方法により、機械加工によって製造することなく、
半導体製造プロセスによって製造することが可能とな
り、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さくす
ることができる。また、シリコン基板の厚さ方向に沿っ
てエッチングを行うので、固定部２、可動部３、枠部１
６のそれぞれにおいて、絶縁膜１７を除く部分を同一の
シリコン基板から一括して形成することができる。
製造方法により、機械加工によって製造することなく、
半導体製造プロセスによって製造することが可能とな
り、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さくす
ることができる。また、シリコン基板の厚さ方向に沿っ
てエッチングを行うので、固定部２、可動部３、枠部１
６のそれぞれにおいて、絶縁膜１７を除く部分を同一の
シリコン基板から一括して形成することができる。
【０１４６】実施の形態１４．図２８から図３０は半導
体加速度スイッチの製造方法を説明するための図であ
る。後に形成される可動電極１１と可動電極１３とを電
気的に絶縁するため、深く狭い溝３６をシリコン基板１
５ａに形成する（図２８（a））。
体加速度スイッチの製造方法を説明するための図であ
る。後に形成される可動電極１１と可動電極１３とを電
気的に絶縁するため、深く狭い溝３６をシリコン基板１
５ａに形成する（図２８（a））。
【０１４７】溝３６の深さは後に形成する質量体１０の
厚さによって決まる。すなわち、検出する加速度に依存
して設計されるが、例えば、５０μmから２００μm程度
の範囲である。また、溝３６の幅は例えば数千オングス
トロームから数μmの範囲である。溝３６の加工方法と
しては、ホロウドリルを用いたドリル加工、レーザー加
工、ＲＩＥ、Ｄ−ＲＩＥ（ディープＲＩＥ）、ＡＳＥ
（アドバンストシリコンエッチング）などが利用できる
が、パターンに制約がない、加工精度が良いなどの点を
考慮するとＤ−ＲＩＥ、ＡＳＥが適している。
厚さによって決まる。すなわち、検出する加速度に依存
して設計されるが、例えば、５０μmから２００μm程度
の範囲である。また、溝３６の幅は例えば数千オングス
トロームから数μmの範囲である。溝３６の加工方法と
しては、ホロウドリルを用いたドリル加工、レーザー加
工、ＲＩＥ、Ｄ−ＲＩＥ（ディープＲＩＥ）、ＡＳＥ
（アドバンストシリコンエッチング）などが利用できる
が、パターンに制約がない、加工精度が良いなどの点を
考慮するとＤ−ＲＩＥ、ＡＳＥが適している。
【０１４８】次に、溝３６を形成した側のシリコン基板
１５ａの表面に絶縁膜１７を形成し（図２８（ｂ））、
溝３６以外の基板表面に形成された絶縁膜１７を除去す
る（図２８（ｃ））。絶縁膜１７としては、例えば回転
塗布によって形成されるＳＯＧ、熱酸化膜、ポリシリコ
ンの膜などである。次いで、シリコン基板１５ａの裏面
側から溝３６の底に達するレベルまでエッチングしてシ
リコン基板１５ａの裏面に凹部２１を形成する（図２８
（d））。この工程には例えばＲＩＥなどの方法が望ま
しい。
１５ａの表面に絶縁膜１７を形成し（図２８（ｂ））、
溝３６以外の基板表面に形成された絶縁膜１７を除去す
る（図２８（ｃ））。絶縁膜１７としては、例えば回転
塗布によって形成されるＳＯＧ、熱酸化膜、ポリシリコ
ンの膜などである。次いで、シリコン基板１５ａの裏面
側から溝３６の底に達するレベルまでエッチングしてシ
リコン基板１５ａの裏面に凹部２１を形成する（図２８
（d））。この工程には例えばＲＩＥなどの方法が望ま
しい。
【０１４９】凹部２１は後に形成される質量体１０と支
持基板1とのクリアランスとなる。また、低抵抗なシリ
コン基板である支持基板１の対応する部分に溝３６ａ〜
３６ｄを形成する（図２９（ａ））。次に、溝３６ａ〜
３６ｄを形成した側の支持基板１の表面に絶縁膜を形成
し（図２８（ｂ））、支持基板１の表面に形成された絶
縁膜１７を除去する（図２８（ｃ））。
持基板1とのクリアランスとなる。また、低抵抗なシリ
コン基板である支持基板１の対応する部分に溝３６ａ〜
３６ｄを形成する（図２９（ａ））。次に、溝３６ａ〜
３６ｄを形成した側の支持基板１の表面に絶縁膜を形成
し（図２８（ｂ））、支持基板１の表面に形成された絶
縁膜１７を除去する（図２８（ｃ））。
【０１５０】その後、シリコン基板１５ａの凹部２１を
形成した表面と支持基板１の溝３６ａ〜３６ｄを形成し
た表面とを接合する（図２９（ｄ））。次いで、シリコ
ン基板１５ａをＤ−ＲＩＥやＡＳＥなどの方法でエッチ
ングし、固定部２、可動部３、枠部１６を一括形成する
（図３０（ａ））。次に、枠部１６と封止基板4とを接
合する（図３０（ｂ））。このとき、空隙２５にガス
（好ましくは不活性ガス）を封入し、ダンピングを行
う。
形成した表面と支持基板１の溝３６ａ〜３６ｄを形成し
た表面とを接合する（図２９（ｄ））。次いで、シリコ
ン基板１５ａをＤ−ＲＩＥやＡＳＥなどの方法でエッチ
ングし、固定部２、可動部３、枠部１６を一括形成する
（図３０（ａ））。次に、枠部１６と封止基板4とを接
合する（図３０（ｂ））。このとき、空隙２５にガス
（好ましくは不活性ガス）を封入し、ダンピングを行
う。
【０１５１】その後、低抵抗なシリコン基板である支持
基板１の裏面（ここでは溝３６ａ〜３６ｄを形成した面
に対向する面）側から絶縁膜１７が露出するまで絶縁膜
１７の付近をウェット異方性エッチングし、その後電極
取り出し部としてＣｒ／Ａｕなどの金属膜を形成する
（図３０（ｃ））。この製造方法では、ウェット異方性
エッチングによって絶縁膜１７を露出させる例を示して
いるが、裏面を全面研磨すると図１５に示す半導体加速
度スイッチを得ることができる。また、支持基板１側に
電極を取り出し部を設けたので、封止基板4としてパイ
レックスガラスや高抵抗なシリコン基板を用いることが
可能となる。
基板１の裏面（ここでは溝３６ａ〜３６ｄを形成した面
に対向する面）側から絶縁膜１７が露出するまで絶縁膜
１７の付近をウェット異方性エッチングし、その後電極
取り出し部としてＣｒ／Ａｕなどの金属膜を形成する
（図３０（ｃ））。この製造方法では、ウェット異方性
エッチングによって絶縁膜１７を露出させる例を示して
いるが、裏面を全面研磨すると図１５に示す半導体加速
度スイッチを得ることができる。また、支持基板１側に
電極を取り出し部を設けたので、封止基板4としてパイ
レックスガラスや高抵抗なシリコン基板を用いることが
可能となる。
【０１５２】実施の形態１４の半導体加速度スイッチの
製造方法により、機械加工によって製造することなく、
半導体製造プロセスによって製造することが可能とな
り、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さくす
ることができる。また、シリコン基板の厚さ方向に沿っ
てエッチングを行うので、固定部２、可動部３、枠部１
６のそれぞれにおいて、絶縁膜１７を除く部分を同一の
シリコン基板から一括して形成することができる。
製造方法により、機械加工によって製造することなく、
半導体製造プロセスによって製造することが可能とな
り、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さくす
ることができる。また、シリコン基板の厚さ方向に沿っ
てエッチングを行うので、固定部２、可動部３、枠部１
６のそれぞれにおいて、絶縁膜１７を除く部分を同一の
シリコン基板から一括して形成することができる。
【０１５３】実施の形態１５．図３１〜図３３は半導体
加速度スイッチの製造方法を説明するための図である。
これは、支持基板１として低抵抗なシリコン基板を用い
た半導体加速度スイッチの製造方法である。図３４は半
導体加速度センサを説明するための図であり、具体的に
は支持基板１側から見たときの半導体加速度センサ示す
図である。本製造方法が実施の形態１４による製造方法
と異なるのは、低抵抗なシリコン基板である支持基板１
上に形成された薄膜を加工して固定部２および可動部３
などの構造体を形成する点である。
加速度スイッチの製造方法を説明するための図である。
これは、支持基板１として低抵抗なシリコン基板を用い
た半導体加速度スイッチの製造方法である。図３４は半
導体加速度センサを説明するための図であり、具体的に
は支持基板１側から見たときの半導体加速度センサ示す
図である。本製造方法が実施の形態１４による製造方法
と異なるのは、低抵抗なシリコン基板である支持基板１
上に形成された薄膜を加工して固定部２および可動部３
などの構造体を形成する点である。
【０１５４】まず、低抵抗なシリコン基板からなる支持
基板１に深く狭い溝３６ａ〜３６ｄを形成する（図３１
（a））。溝３６ａ〜３６ｄの深さはおよそ２００μm〜
３５０μm程度である。また溝３６の幅は１〜１５０μm
程度で、好ましくは３０μm程度である。溝３６を形成
する方法としては、実施の形態１２に説明した方法と同
様であり、Ｄ−ＲＩＥ、ＡＳＥが好ましい。次に、支持
基板１の表面に絶縁膜１７を形成する（図３１
（ｂ））。
基板１に深く狭い溝３６ａ〜３６ｄを形成する（図３１
（a））。溝３６ａ〜３６ｄの深さはおよそ２００μm〜
３５０μm程度である。また溝３６の幅は１〜１５０μm
程度で、好ましくは３０μm程度である。溝３６を形成
する方法としては、実施の形態１２に説明した方法と同
様であり、Ｄ−ＲＩＥ、ＡＳＥが好ましい。次に、支持
基板１の表面に絶縁膜１７を形成する（図３１
（ｂ））。
【０１５５】次に溝３６以外の部分の支持基板１の表面
に形成された絶縁膜１７を除去する（図３１（ｃ））。
次いで、溝３６の底部まで支持基板１の裏面側を研磨
し、裏面側から絶縁膜１７が露出するようにする（図３
１（ｄ））。この工程は研磨でなく、ウェット異方性エ
ッチングを行い、絶縁膜が露出するようにしても良い。
ただし、その場合、多少製造工程が前後する。この工程
によって低抵抗なシリコン基板である支持基板１の各部
が図３４に示すように絶縁膜１７により複数のブロック
１ａ〜１ｆ分割され、これらは電気的に絶縁される。
に形成された絶縁膜１７を除去する（図３１（ｃ））。
次いで、溝３６の底部まで支持基板１の裏面側を研磨
し、裏面側から絶縁膜１７が露出するようにする（図３
１（ｄ））。この工程は研磨でなく、ウェット異方性エ
ッチングを行い、絶縁膜が露出するようにしても良い。
ただし、その場合、多少製造工程が前後する。この工程
によって低抵抗なシリコン基板である支持基板１の各部
が図３４に示すように絶縁膜１７により複数のブロック
１ａ〜１ｆ分割され、これらは電気的に絶縁される。
【０１５６】次に、犠牲層２２、構造体膜２３を順次成
膜し、所望の形状に成形する（図３１（ｅ））。例え
ば、犠牲層２２にはＬＰＣＶＤによるＰＳＧ膜、構造体
膜２３にはＬＰＣＶＤによるポリシリコン膜が適してい
る。ポリシリコン膜には拡散やイオン注入などによって
不純物ドーピングを行っておく。
膜し、所望の形状に成形する（図３１（ｅ））。例え
ば、犠牲層２２にはＬＰＣＶＤによるＰＳＧ膜、構造体
膜２３にはＬＰＣＶＤによるポリシリコン膜が適してい
る。ポリシリコン膜には拡散やイオン注入などによって
不純物ドーピングを行っておく。
【０１５７】次に、後に形成される可動電極１１と可動
電極１３とを絶縁するための溝３６を構造体膜２３に形
成する（図３２（ａ））。その溝３６が埋まるように絶
縁膜１７を形成し（図３２（ｂ））、必要に応じて絶縁
膜１７のうち構造体膜２３上の部分を除去する（図３２
（ｃ））。この溝３６の部分に形成される絶縁膜１７と
してはＬＰＣＶＤによるシリコン窒化膜などがよい。
電極１３とを絶縁するための溝３６を構造体膜２３に形
成する（図３２（ａ））。その溝３６が埋まるように絶
縁膜１７を形成し（図３２（ｂ））、必要に応じて絶縁
膜１７のうち構造体膜２３上の部分を除去する（図３２
（ｃ））。この溝３６の部分に形成される絶縁膜１７と
してはＬＰＣＶＤによるシリコン窒化膜などがよい。
【０１５８】そして、構造体膜２３を貫通し、犠牲層２
２に達するようなエッチャント導入孔２４ａ、２４ｂを
形成し（図３２（ｄ））、このエッチャント導入孔２４
ａ、２４ｂを通じて、犠牲層２４のみを選択的に除去
し、空隙２５を形成する（図３２（ｅ））。上記のよう
に犠牲層、構造体膜にそれぞれＰＳＧ、ポリシリコン膜
を用いた場合、エッチング液としてはフッ酸（ＨＦ）が
適している。本工程によって、制御電極６、端子８２、
固定電極５、端子８１、制御電極１２、ストッパ７ｂ
が、それぞれ、低抵抗なシリコン基板である支持基板１
中の互いに絶縁された領域１ａ、１ｂ、１ｃ、１d、１
e、１fに導通するように形成される。
２に達するようなエッチャント導入孔２４ａ、２４ｂを
形成し（図３２（ｄ））、このエッチャント導入孔２４
ａ、２４ｂを通じて、犠牲層２４のみを選択的に除去
し、空隙２５を形成する（図３２（ｅ））。上記のよう
に犠牲層、構造体膜にそれぞれＰＳＧ、ポリシリコン膜
を用いた場合、エッチング液としてはフッ酸（ＨＦ）が
適している。本工程によって、制御電極６、端子８２、
固定電極５、端子８１、制御電極１２、ストッパ７ｂ
が、それぞれ、低抵抗なシリコン基板である支持基板１
中の互いに絶縁された領域１ａ、１ｂ、１ｃ、１d、１
e、１fに導通するように形成される。
【０１５９】その後、あらかじめ加工しておいたパイレ
ックスガラス等の封止基板4を陽極接合して、外部から
の水分や異物の浸入を防ぐ（図３３（ａ））。このと
き、図２７のように支持基板１内に領域１ａ〜１ｆとは
電気的に絶縁された枠部１６を設けておき、枠部１６と
封止基板４との間に電圧を与え、陽極接合を行うことに
より、高電圧による影響が半導体加速度スイッチを構成
する各電極部に及ぶのを防止することができる。
ックスガラス等の封止基板4を陽極接合して、外部から
の水分や異物の浸入を防ぐ（図３３（ａ））。このと
き、図２７のように支持基板１内に領域１ａ〜１ｆとは
電気的に絶縁された枠部１６を設けておき、枠部１６と
封止基板４との間に電圧を与え、陽極接合を行うことに
より、高電圧による影響が半導体加速度スイッチを構成
する各電極部に及ぶのを防止することができる。
【０１６０】また、空隙２５には好ましくは不活性ガス
を封入し、ダンピングを行うのがよい。最後に、支持基
板１の裏面側の互いに絶縁された領域１ａ〜１ｆに対応
するそれぞれの部分にＣｒ／Ａｕ等の金属膜である電極
取り出し部２０ａ〜２０ｆを成膜する（図３３
（ｂ））。電極取り出し部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２
０ｄ、２０ｅ、２０ｆから、それぞれ、制御電極６、端
子８２、固定電極５、端子８１（ストッパ７ａ）、制御
電極１２、ストッパ７ｂに電位を互いに独立して与える
ことが可能となる。
を封入し、ダンピングを行うのがよい。最後に、支持基
板１の裏面側の互いに絶縁された領域１ａ〜１ｆに対応
するそれぞれの部分にＣｒ／Ａｕ等の金属膜である電極
取り出し部２０ａ〜２０ｆを成膜する（図３３
（ｂ））。電極取り出し部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２
０ｄ、２０ｅ、２０ｆから、それぞれ、制御電極６、端
子８２、固定電極５、端子８１（ストッパ７ａ）、制御
電極１２、ストッパ７ｂに電位を互いに独立して与える
ことが可能となる。
【０１６１】実施の形態１５の半導体加速度スイッチの
製造方法により、機械加工によって製造することなく、
半導体製造プロセスによって製造することが可能とな
り、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さくす
ることができる。また、シリコン基板の厚さ方向に沿っ
てエッチングを行うので、固定部２、可動部３、枠部１
６のそれぞれにおいて、絶縁膜１７を除く部分を同一の
シリコン基板から一括して形成することができる。
製造方法により、機械加工によって製造することなく、
半導体製造プロセスによって製造することが可能とな
り、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さくす
ることができる。また、シリコン基板の厚さ方向に沿っ
てエッチングを行うので、固定部２、可動部３、枠部１
６のそれぞれにおいて、絶縁膜１７を除く部分を同一の
シリコン基板から一括して形成することができる。
【０１６２】実施の形態１６．図３５は実施の形態１６
の半導体加速度スイッチの要部を説明するための図であ
る。図３６は図３５のＦ−Ｆ断面図である。図において
図１８〜図２２に付した符号と同一であるものは同一ま
たはこれに相当するものである。図において、固定部
２、可動部３の表面には絶縁膜１７が薄く形成されてい
る。また、電極の取り出しが必要な部分には絶縁膜１７
が開口しており、開口された部分に電極取り出し部が形
成されている。これにより、外部と電気的接続がとれる
ようになっている。図３９では、端子５００ａの部分に
電極取り出し部２０ａを設けたものを示している。
の半導体加速度スイッチの要部を説明するための図であ
る。図３６は図３５のＦ−Ｆ断面図である。図において
図１８〜図２２に付した符号と同一であるものは同一ま
たはこれに相当するものである。図において、固定部
２、可動部３の表面には絶縁膜１７が薄く形成されてい
る。また、電極の取り出しが必要な部分には絶縁膜１７
が開口しており、開口された部分に電極取り出し部が形
成されている。これにより、外部と電気的接続がとれる
ようになっている。図３９では、端子５００ａの部分に
電極取り出し部２０ａを設けたものを示している。
【０１６３】図において、１１は第１の可動電極に対応
する可動電極である。可動電極１１において、櫛歯状の
制御電極５ａと対向する側面には櫛歯状の電極が形成さ
れており、かつこれらは入れ子状となるように配置され
ている。また、可動電極１１において、櫛歯状の制御電
極５ｂと対向する側面には櫛歯状の電極が形成されてお
り、かつこれらは入れ子状となるように配置されてい
る。
する可動電極である。可動電極１１において、櫛歯状の
制御電極５ａと対向する側面には櫛歯状の電極が形成さ
れており、かつこれらは入れ子状となるように配置され
ている。また、可動電極１１において、櫛歯状の制御電
極５ｂと対向する側面には櫛歯状の電極が形成されてお
り、かつこれらは入れ子状となるように配置されてい
る。
【０１６４】可動電極１１は梁９ａ〜９ｄ、連結部材７
００ａ〜７００ｄを介して支持部８ａ〜８ｄで支持基板
１に支持されている。また、端子８１は基板に固定され
ており、端子８１は端子８ｄ、連結部材７００ｄを介し
て可動電極１１に電圧を与えられるようになっている。
００ａ〜７００ｄを介して支持部８ａ〜８ｄで支持基板
１に支持されている。また、端子８１は基板に固定され
ており、端子８１は端子８ｄ、連結部材７００ｄを介し
て可動電極１１に電圧を与えられるようになっている。
【０１６５】７はこの可動電極１１の変位を規制するた
めのストッパである。端子５００ａ、５００ｂの可動電
極１１と対抗する側の先端部表面には、それぞれ金属膜
１４ａ、１４ｂが形成されており、表面に設けた絶縁膜
の開口部を通して端子５００ａと金属膜１４ａ、端子５
００ｂと金属膜１４ｂは導通している。また可動電極１
１の表面には第２の可動電極に対応する金属膜１４ｃが
形成されている。金属膜１４ａ、１４ｂのそれぞれと、
金属膜１４ｃとが接触したとき、金属膜１４ａ、１４ｂ
とは金属膜１４ｃを介して導通状態となる。従って、こ
の状態において端子５００ａと端子５００ｂとは導通状
態となる。
めのストッパである。端子５００ａ、５００ｂの可動電
極１１と対抗する側の先端部表面には、それぞれ金属膜
１４ａ、１４ｂが形成されており、表面に設けた絶縁膜
の開口部を通して端子５００ａと金属膜１４ａ、端子５
００ｂと金属膜１４ｂは導通している。また可動電極１
１の表面には第２の可動電極に対応する金属膜１４ｃが
形成されている。金属膜１４ａ、１４ｂのそれぞれと、
金属膜１４ｃとが接触したとき、金属膜１４ａ、１４ｂ
とは金属膜１４ｃを介して導通状態となる。従って、こ
の状態において端子５００ａと端子５００ｂとは導通状
態となる。
【０１６６】初期状態では、固定電極５ａ、５ｂと端子
８１の間には電圧は印加されていない。このとき、ｄ１
〜ｄ４の間には、ｄ１＞ｄ４、ｄ２＞ｄ３なる関係が成
立しており、端子５００ａと端子５００ｂの間は開放
（非導通）されている。ここで、固定電極５ａ、５ｂと
端子８１との間に電圧を印加すると、ｄ１＜ｄ２の関係
が成り立っているため、梁９ａ〜９ｄが撓んで、可動電
極１１が端子５００ａ、５００ｂ側に若干量変位した状
態で保持される。図では、梁９ａ〜９ｄの剛性が高いた
め、ほとんど撓んでいない状態で、可動電極１１を保持
している状態を示している。このとき、端子５００ａ、
５００ｂの間は開放されている。
８１の間には電圧は印加されていない。このとき、ｄ１
〜ｄ４の間には、ｄ１＞ｄ４、ｄ２＞ｄ３なる関係が成
立しており、端子５００ａと端子５００ｂの間は開放
（非導通）されている。ここで、固定電極５ａ、５ｂと
端子８１との間に電圧を印加すると、ｄ１＜ｄ２の関係
が成り立っているため、梁９ａ〜９ｄが撓んで、可動電
極１１が端子５００ａ、５００ｂ側に若干量変位した状
態で保持される。図では、梁９ａ〜９ｄの剛性が高いた
め、ほとんど撓んでいない状態で、可動電極１１を保持
している状態を示している。このとき、端子５００ａ、
５００ｂの間は開放されている。
【０１６７】半導体加速度スイッチに作用する加速度が
ある閾値を超えると、可動電極１１に働く慣性力と静電
引力との和が梁の弾性力よりも大きくなり、梁９ａ〜９
ｄが撓むので、可動電極１１は端子５００ａ、５００ｂ
側に変位し、可動電極１１と端子５００ａ、５００ｂの
それぞれとが接触した状態で停止する。このとき、可動
電極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触
したとき、端子５００ａと５００ｂとは短絡された状態
となる。したがって、端子５００ａと５００ｂの間の開
放／短絡状態を検出することにより、半導体加速度スイ
ッチに所定の方向（ここでは紙面右方向）かつ所定の大
きさの加速度が作用したかどうかを判定することができ
る。
ある閾値を超えると、可動電極１１に働く慣性力と静電
引力との和が梁の弾性力よりも大きくなり、梁９ａ〜９
ｄが撓むので、可動電極１１は端子５００ａ、５００ｂ
側に変位し、可動電極１１と端子５００ａ、５００ｂの
それぞれとが接触した状態で停止する。このとき、可動
電極１３と端子５００ａ、５００ｂのそれぞれとが接触
したとき、端子５００ａと５００ｂとは短絡された状態
となる。したがって、端子５００ａと５００ｂの間の開
放／短絡状態を検出することにより、半導体加速度スイ
ッチに所定の方向（ここでは紙面右方向）かつ所定の大
きさの加速度が作用したかどうかを判定することができ
る。
【０１６８】実施の形態１６の半導体加速度スイッチに
より、可動部本体３０を貫通する溝３６を埋める絶縁膜
１７によって可動部本体が接合される構造を回避できる
ので、この接合部分から可動部が離反するといったこと
がなくなる。
より、可動部本体３０を貫通する溝３６を埋める絶縁膜
１７によって可動部本体が接合される構造を回避できる
ので、この接合部分から可動部が離反するといったこと
がなくなる。
【０１６９】図３７、図３８は図半導体加速度スイッチ
の製造方法を説明するための図であり、具体的には図３
５に示したの半導体加速度スイッチの製造方法説明する
ための図である。ここでは、図３６に示す部分が形成さ
れる様子を説明する。まず、後に形成される可動部３に
相当する部分をシリコン基板１５の裏面側からエッチン
グし、凹部２１を形成する（図３７（ａ））。凹部の深
さは例えば５０μｍ〜２００μｍ程度である。この工程
には、Ｄ−ＲＩＥやＡＳＥなどの方法が望ましい。
の製造方法を説明するための図であり、具体的には図３
５に示したの半導体加速度スイッチの製造方法説明する
ための図である。ここでは、図３６に示す部分が形成さ
れる様子を説明する。まず、後に形成される可動部３に
相当する部分をシリコン基板１５の裏面側からエッチン
グし、凹部２１を形成する（図３７（ａ））。凹部の深
さは例えば５０μｍ〜２００μｍ程度である。この工程
には、Ｄ−ＲＩＥやＡＳＥなどの方法が望ましい。
【０１７０】次に、シリコン基板１５の凹部２１を形成
した方の面を支持基板１とを接合する（図３７
（ｂ））。支持基板としては例えばパイレックスガラス
を用いるのが好ましい。パイレックスガラスはシリコン
と膨張率がほとんど同じなので非常に安定した接合が得
られる上、シリコン基板ごと陽極接合によって接合でき
るなどの利点がある。次に、固定部２、可動部３、枠部
１６をエッチングによって一括形成する（図３７
（ｃ））。本工程もＤ−ＲＩＥやＡＳＥなどの方法が望
ましい。
した方の面を支持基板１とを接合する（図３７
（ｂ））。支持基板としては例えばパイレックスガラス
を用いるのが好ましい。パイレックスガラスはシリコン
と膨張率がほとんど同じなので非常に安定した接合が得
られる上、シリコン基板ごと陽極接合によって接合でき
るなどの利点がある。次に、固定部２、可動部３、枠部
１６をエッチングによって一括形成する（図３７
（ｃ））。本工程もＤ−ＲＩＥやＡＳＥなどの方法が望
ましい。
【０１７１】次に、固定部２、可動部３、枠部１６など
の表面に絶縁膜１７を形成する（図３９（ｄ））。絶縁
膜１７としては、５０００Åから１μｍ程度のプラズマ
ＣＶＤによる酸化膜などが好ましい。次いで、端子５０
０ａおよび５００ｂの可動電極１１と対向する側の先端
部、および可動電極１１の端子５００ａ、５００ｂの先
端部に対向する部分にそれぞれ金属膜１４ａ、１４ｂ、
１４ｃを形成する（図３８（ａ））。金属膜１４として
は、例えば展性または延性の高い金属（例えば金、銀、
銅、白金など）が望ましい。
の表面に絶縁膜１７を形成する（図３９（ｄ））。絶縁
膜１７としては、５０００Åから１μｍ程度のプラズマ
ＣＶＤによる酸化膜などが好ましい。次いで、端子５０
０ａおよび５００ｂの可動電極１１と対向する側の先端
部、および可動電極１１の端子５００ａ、５００ｂの先
端部に対向する部分にそれぞれ金属膜１４ａ、１４ｂ、
１４ｃを形成する（図３８（ａ））。金属膜１４として
は、例えば展性または延性の高い金属（例えば金、銀、
銅、白金など）が望ましい。
【０１７２】金属膜１４ｃは絶縁膜１７の上から形成
し、金属膜１４ｃと可動電極１１とは電気的に絶縁され
ているようにしておく。一方、金属膜１４ａ、１４bは
絶縁膜１７に開口部を設けた上に形成し、それぞれ端子
５００ａ、５００ｂと電気的に導通しているようにして
おく。次に、シリコン基板の枠部１６と封止基板４とを
接合する（図３８（ｂ））。封止基板４としては例えば
パイレックスガラスを用いるのが望ましい。このとき、
空隙２５にガス（好ましくは不活性ガス）を封入し、ダ
ンピングを行う。最後にＣｒ／Ａｕなどの金属膜を封止
基板４のスルーホールに形成することにより、電極取り
出し部を形成する（図３８（ｃ））。
し、金属膜１４ｃと可動電極１１とは電気的に絶縁され
ているようにしておく。一方、金属膜１４ａ、１４bは
絶縁膜１７に開口部を設けた上に形成し、それぞれ端子
５００ａ、５００ｂと電気的に導通しているようにして
おく。次に、シリコン基板の枠部１６と封止基板４とを
接合する（図３８（ｂ））。封止基板４としては例えば
パイレックスガラスを用いるのが望ましい。このとき、
空隙２５にガス（好ましくは不活性ガス）を封入し、ダ
ンピングを行う。最後にＣｒ／Ａｕなどの金属膜を封止
基板４のスルーホールに形成することにより、電極取り
出し部を形成する（図３８（ｃ））。
【０１７３】上述の半導体加速度スイッチの製造方法に
より、機械加工によって製造することなく、半導体製造
プロセスによって製造することが可能となり、得られる
半導体加速度スイッチのサイズを小さくすることができ
る。また、固定部２、可動部３、枠部１６の表面全体に
絶縁膜を設けるような工程を用いたので、可動部本体を
貫通する溝３６を形成する工程が不要になる。
より、機械加工によって製造することなく、半導体製造
プロセスによって製造することが可能となり、得られる
半導体加速度スイッチのサイズを小さくすることができ
る。また、固定部２、可動部３、枠部１６の表面全体に
絶縁膜を設けるような工程を用いたので、可動部本体を
貫通する溝３６を形成する工程が不要になる。
【０１７４】
【発明の効果】この発明に係る半導体加速度スイッチ
は、支持基板と、前記支持基板上に固定された第１の制
御電極を有する固定部と、前記支持基板上に固定された
支持部、および前記支持部に支持され、作用する加速度
に応じてその位置が変位するとともに、その一部に電極
を形成した可動部本体を有する可動部とを備えたもので
あって、前記第１の制御電極と、前記可動部本体に形成
した電極との間に電圧を与えることにより、前記可動部
本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大きさの
加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位するよう
に構成したので、前記可動部本体の変位を検出すること
により、所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用し
たかどうかを検出できる。更に、前記第１の制御電極
と、前記可動部本体に形成した電極との間に与える電圧
の大きさを変えることにより、検出する加速度の閾値を
任意に設定することができるため、汎用性が高く、安定
で信頼性の高い半導体加速度スイッチを得ることができ
る。
は、支持基板と、前記支持基板上に固定された第１の制
御電極を有する固定部と、前記支持基板上に固定された
支持部、および前記支持部に支持され、作用する加速度
に応じてその位置が変位するとともに、その一部に電極
を形成した可動部本体を有する可動部とを備えたもので
あって、前記第１の制御電極と、前記可動部本体に形成
した電極との間に電圧を与えることにより、前記可動部
本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大きさの
加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位するよう
に構成したので、前記可動部本体の変位を検出すること
により、所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用し
たかどうかを検出できる。更に、前記第１の制御電極
と、前記可動部本体に形成した電極との間に与える電圧
の大きさを変えることにより、検出する加速度の閾値を
任意に設定することができるため、汎用性が高く、安定
で信頼性の高い半導体加速度スイッチを得ることができ
る。
【０１７５】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
固定部は、支持基板に固定され、第１の制御電極に対向
する位置に設けた固定電極を有し、可動部本体は、その
一端が支持部に支持され、前記第１の制御電極と前記固
定電極との間に位置する梁と、前記梁の他端に設けた質
量体と、前記梁の第１の側面に設けた第１の可動電極
と、前記梁の第１の側面に対向する第２の側面に設けた
第２の可動電極を有し、前記第１の制御電極と前記第１
の可動電極との間に電圧を与えることにより、前記可動
部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大きさ
の加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位し、第
２の可動電極と前記固定電極とが接触するように構成し
たので、第２の可動電極と前記固定電極とが接触したか
どうかを検出することにより、所定の方向かつ所定の大
きさの加速度が作用したかどうかを検出することができ
る。更に、前記第１の制御電極と前記第１の可動電極と
の間に与える電圧の大きさを変えることにより、検出す
る加速度の閾値を任意に設定することができ、汎用性が
高く、安定で信頼性の高い半導体加速度スイッチを得る
ことができる。
固定部は、支持基板に固定され、第１の制御電極に対向
する位置に設けた固定電極を有し、可動部本体は、その
一端が支持部に支持され、前記第１の制御電極と前記固
定電極との間に位置する梁と、前記梁の他端に設けた質
量体と、前記梁の第１の側面に設けた第１の可動電極
と、前記梁の第１の側面に対向する第２の側面に設けた
第２の可動電極を有し、前記第１の制御電極と前記第１
の可動電極との間に電圧を与えることにより、前記可動
部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大きさ
の加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位し、第
２の可動電極と前記固定電極とが接触するように構成し
たので、第２の可動電極と前記固定電極とが接触したか
どうかを検出することにより、所定の方向かつ所定の大
きさの加速度が作用したかどうかを検出することができ
る。更に、前記第１の制御電極と前記第１の可動電極と
の間に与える電圧の大きさを変えることにより、検出す
る加速度の閾値を任意に設定することができ、汎用性が
高く、安定で信頼性の高い半導体加速度スイッチを得る
ことができる。
【０１７６】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
固定部は、支持基板に固定され、第１の制御電極に対向
する位置に設けた第２の制御電極を有し、可動部本体
は、梁の第２の側面に設けた第３の可動電極を有し、第
２の制御電極と第３の可動電極とに電圧を与えるように
構成したので、第２の可動電極と固定電極とが接触した
とき、第２の制御電極と第３の可動電極との間に発生す
る静電引力により、前記可動部本体を保持することがで
きるため、第２の可動電極と前記固定電極との間のチャ
タリングを防止できるとともに、第２の可動電極と前記
固定電極とが接触する状態を一定時間保持することが可
能となり、この状態を出力する出力信号もこれに応じて
一定時間出力することができ、より安定でより信頼性の
高い半導体加速度スイッチを得ることができる。更に、
第１の制御電極と第１の可動電極との間に与える電圧、
および第２の制御電極と第３の可動電極との間に与える
電圧を適宜調節することにより、第２の可動電極と固定
電極とを接触／非接触の状態にすることができるため、
これらの状態において正常な出力をするかどうかを模擬
的に試験することが可能となり、これにより欠陥を簡単
に検出できる半導体加速度スイッチを得ることができ
る。
固定部は、支持基板に固定され、第１の制御電極に対向
する位置に設けた第２の制御電極を有し、可動部本体
は、梁の第２の側面に設けた第３の可動電極を有し、第
２の制御電極と第３の可動電極とに電圧を与えるように
構成したので、第２の可動電極と固定電極とが接触した
とき、第２の制御電極と第３の可動電極との間に発生す
る静電引力により、前記可動部本体を保持することがで
きるため、第２の可動電極と前記固定電極との間のチャ
タリングを防止できるとともに、第２の可動電極と前記
固定電極とが接触する状態を一定時間保持することが可
能となり、この状態を出力する出力信号もこれに応じて
一定時間出力することができ、より安定でより信頼性の
高い半導体加速度スイッチを得ることができる。更に、
第１の制御電極と第１の可動電極との間に与える電圧、
および第２の制御電極と第３の可動電極との間に与える
電圧を適宜調節することにより、第２の可動電極と固定
電極とを接触／非接触の状態にすることができるため、
これらの状態において正常な出力をするかどうかを模擬
的に試験することが可能となり、これにより欠陥を簡単
に検出できる半導体加速度スイッチを得ることができ
る。
【０１７７】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
第１の制御電極および第１の可動電極を櫛歯電極とし、
前記第１の制御電極と前記第１の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたので、静電引力の大きさをより
大きくすることが可能な半導体加速度センサを得ること
ができる。
第１の制御電極および第１の可動電極を櫛歯電極とし、
前記第１の制御電極と前記第１の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたので、静電引力の大きさをより
大きくすることが可能な半導体加速度センサを得ること
ができる。
【０１７８】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
第２の制御電極および第３の可動電極を櫛歯電極とし、
前記第２の制御電極と前記第３の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたので、静電引力の大きさをより
大きくすることが可能な半導体加速度センサを得ること
ができる。
第２の制御電極および第３の可動電極を櫛歯電極とし、
前記第２の制御電極と前記第３の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたので、静電引力の大きさをより
大きくすることが可能な半導体加速度センサを得ること
ができる。
【０１７９】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
質量体を梁の内側に設けたので、検出する加速度の閾値
を任意に設定することが可能な半導体加速度スイッチを
得ることができる。
質量体を梁の内側に設けたので、検出する加速度の閾値
を任意に設定することが可能な半導体加速度スイッチを
得ることができる。
【０１８０】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
質量体の変位を規制するストッパを備え、前記質量体に
接触するストッパの表面を凹凸にしたので、質量体がス
トッパに吸着することを防止することが可能な半導体加
速度スイッチを得ることができる。
質量体の変位を規制するストッパを備え、前記質量体に
接触するストッパの表面を凹凸にしたので、質量体がス
トッパに吸着することを防止することが可能な半導体加
速度スイッチを得ることができる。
【０１８１】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
第２の可動電極の表面または固定電極の表面の少なくと
もいずれか一方に展性または延性の高い金属膜を設けた
ので、第２の可動電極と固定電極とが接触するときの衝
撃力を緩和するため、耐故障性が高い半導体加速度スイ
ッチを得ることができる。
第２の可動電極の表面または固定電極の表面の少なくと
もいずれか一方に展性または延性の高い金属膜を設けた
ので、第２の可動電極と固定電極とが接触するときの衝
撃力を緩和するため、耐故障性が高い半導体加速度スイ
ッチを得ることができる。
【０１８２】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
梁の一部を曲折させたので、梁の弾性がより大きくな
り、より感度の高い半導体加速度スイッチを得ることが
できる。
梁の一部を曲折させたので、梁の弾性がより大きくな
り、より感度の高い半導体加速度スイッチを得ることが
できる。
【０１８３】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
少なくとも２つの梁を用いて質量体を支持するようにし
たので、質量体が重力方向に撓むのを防止することがで
きるとともに、梁の幅をより小さくすることができるの
で、梁の弾性がより大きくなり、感度がより高い半導体
加速度センサを得ることができる。
少なくとも２つの梁を用いて質量体を支持するようにし
たので、質量体が重力方向に撓むのを防止することがで
きるとともに、梁の幅をより小さくすることができるの
で、梁の弾性がより大きくなり、感度がより高い半導体
加速度センサを得ることができる。
【０１８４】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
固定部は、支持基板に固定された櫛歯状の第１の制御電
極と、前記支持基板に固定された第１の固定端子とを有
し、可動部本体は、その一端が前記支持部に支持された
梁と、前記梁に支持された櫛歯状の第1の可動電極と、
第２の可動電極と、第１の可動電極および第２の可動電
極の間に設けた絶縁膜とを有し、前記第１の可動電極と
前記第１の制御電極とを入れ子状に配置するとともに、
前記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に電圧
を与えることにより、前記可動部本体に静電引力を与
え、所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用したと
き、前記可動部本体が変位し、第２の可動電極と前記第
１の固定端子とが接触するように構成したので、前記可
動部本体が変位し、第２の可動電極と前記第１の固定端
子とが接触したかどうかを検出することにより、所定の
方向かつ所定の大きさの加速度が作用したかどうかを検
出することができる。更に、前記第１の制御電極と前記
第１の可動電極との間に与える電圧の大きさを変えるこ
とにより、検出する加速度の閾値を任意に設定すること
ができ、汎用性が高く、安定で信頼性の高い半導体加速
度スイッチを得ることができる。
固定部は、支持基板に固定された櫛歯状の第１の制御電
極と、前記支持基板に固定された第１の固定端子とを有
し、可動部本体は、その一端が前記支持部に支持された
梁と、前記梁に支持された櫛歯状の第1の可動電極と、
第２の可動電極と、第１の可動電極および第２の可動電
極の間に設けた絶縁膜とを有し、前記第１の可動電極と
前記第１の制御電極とを入れ子状に配置するとともに、
前記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に電圧
を与えることにより、前記可動部本体に静電引力を与
え、所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用したと
き、前記可動部本体が変位し、第２の可動電極と前記第
１の固定端子とが接触するように構成したので、前記可
動部本体が変位し、第２の可動電極と前記第１の固定端
子とが接触したかどうかを検出することにより、所定の
方向かつ所定の大きさの加速度が作用したかどうかを検
出することができる。更に、前記第１の制御電極と前記
第１の可動電極との間に与える電圧の大きさを変えるこ
とにより、検出する加速度の閾値を任意に設定すること
ができ、汎用性が高く、安定で信頼性の高い半導体加速
度スイッチを得ることができる。
【０１８５】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
固定部は、支持基板に固定された櫛歯状の第１の制御電
極と、前記支持基板に固定された第１の固定端子と、前
記支持基板に固定されかつ、前記第１の固定端子に対向
する第２の固定端子とを有し、可動部本体は、その一端
が前記支持部に支持された梁と、前記梁に支持された櫛
歯状の第1の可動電極と、第２の可動電極と、第１の可
動電極および第２の可動電極の間に設けた絶縁膜とを有
し、前記第１の可動電極と前記第１の制御電極とを入れ
子状に配置するとともに、前記第１の制御電極と前記第
１の可動電極との間に電圧を与えることにより、前記可
動部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大き
さの加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位し、
第２の可動電極と前記第２の固定端子とが接触するよう
に構成したので、前記可動部本体が変位し、第２の可動
電極と前記第２の固定端子とが接触したかどうかを検出
することにより、所定の方向かつ所定の大きさの加速度
が作用したかどうかを検出することができる。更に、前
記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に与える
電圧の大きさを変えることにより、検出する加速度の閾
値を任意に設定することができ、汎用性が高く、安定で
信頼性の高い半導体加速度スイッチを得ることができ
る。
固定部は、支持基板に固定された櫛歯状の第１の制御電
極と、前記支持基板に固定された第１の固定端子と、前
記支持基板に固定されかつ、前記第１の固定端子に対向
する第２の固定端子とを有し、可動部本体は、その一端
が前記支持部に支持された梁と、前記梁に支持された櫛
歯状の第1の可動電極と、第２の可動電極と、第１の可
動電極および第２の可動電極の間に設けた絶縁膜とを有
し、前記第１の可動電極と前記第１の制御電極とを入れ
子状に配置するとともに、前記第１の制御電極と前記第
１の可動電極との間に電圧を与えることにより、前記可
動部本体に静電引力を与え、所定の方向かつ所定の大き
さの加速度が作用したとき、前記可動部本体が変位し、
第２の可動電極と前記第２の固定端子とが接触するよう
に構成したので、前記可動部本体が変位し、第２の可動
電極と前記第２の固定端子とが接触したかどうかを検出
することにより、所定の方向かつ所定の大きさの加速度
が作用したかどうかを検出することができる。更に、前
記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に与える
電圧の大きさを変えることにより、検出する加速度の閾
値を任意に設定することができ、汎用性が高く、安定で
信頼性の高い半導体加速度スイッチを得ることができ
る。
【０１８６】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
第２の可動電極の表面または第２の固定端子の表面の少
なくともいずれか一方に展性または延性の高い金属膜を
設けたので、第２の可動電極と第２の固定端子とが接触
するときの衝撃力を緩和するため、耐故障性が高い半導
体加速度スイッチを得ることができる。
第２の可動電極の表面または第２の固定端子の表面の少
なくともいずれか一方に展性または延性の高い金属膜を
設けたので、第２の可動電極と第２の固定端子とが接触
するときの衝撃力を緩和するため、耐故障性が高い半導
体加速度スイッチを得ることができる。
【０１８７】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
静電引力の大きさを可変となるように構成したので、半
導体加速度スイッチの動作を模擬的に試験することが可
能な半導体加速度スイッチを得ることができる。
静電引力の大きさを可変となるように構成したので、半
導体加速度スイッチの動作を模擬的に試験することが可
能な半導体加速度スイッチを得ることができる。
【０１８８】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
櫛歯状の第１の制御電極と、櫛歯状の第１の可動電極と
の間の電極間距離が不均等となるように配置したので、
静電引力により第１の可動電極が変位する方向を常に一
定にすることが可能な半導体加速度スイッチを得ること
ができる。
櫛歯状の第１の制御電極と、櫛歯状の第１の可動電極と
の間の電極間距離が不均等となるように配置したので、
静電引力により第１の可動電極が変位する方向を常に一
定にすることが可能な半導体加速度スイッチを得ること
ができる。
【０１８９】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
支持基板を絶縁体としたので、固定部、可動部の絶縁性
が高い半導体加速度センサを得ることができる。
支持基板を絶縁体としたので、固定部、可動部の絶縁性
が高い半導体加速度センサを得ることができる。
【０１９０】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
支持基板を低抵抗なシリコン基板としたので、支持基板
側から固定部、可動部に電圧を与えることが可能な半導
体加速度スイッチを得ることができる。
支持基板を低抵抗なシリコン基板としたので、支持基板
側から固定部、可動部に電圧を与えることが可能な半導
体加速度スイッチを得ることができる。
【０１９１】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
複数の可動部本体を有し、各可動部本体の変位する方向
が異なるように前記複数の可動部本体を配置したので、
異なる方向の加速度を検出することが可能な半導体加速
度センサを得ることができる。
複数の可動部本体を有し、各可動部本体の変位する方向
が異なるように前記複数の可動部本体を配置したので、
異なる方向の加速度を検出することが可能な半導体加速
度センサを得ることができる。
【０１９２】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
請求項１から１８のいずれかに記載の半導体加速度スイ
ッチを複数有し、前記半導体加速度スイッチの可動部の
可動部本体の変位する方向が同一になるように前記半導
体加速度スイッチを配置するとともに、前記各半導体加
速度スイッチの固定部の第１の制御電極とこれに対応す
る前記可動部本体に形成された電極との間に与える電圧
の大きさが異なるように構成したので、閾値の異なる加
速度を検出できる半導体加速度スイッチを得ることがで
きる。
請求項１から１８のいずれかに記載の半導体加速度スイ
ッチを複数有し、前記半導体加速度スイッチの可動部の
可動部本体の変位する方向が同一になるように前記半導
体加速度スイッチを配置するとともに、前記各半導体加
速度スイッチの固定部の第１の制御電極とこれに対応す
る前記可動部本体に形成された電極との間に与える電圧
の大きさが異なるように構成したので、閾値の異なる加
速度を検出できる半導体加速度スイッチを得ることがで
きる。
【０１９３】この発明に係る半導体加速度スイッチは、
作用する加速度の大きさに応じてその位置が変位する可
動電極を有し、前記可動電極の変位により変化する静電
容量を検出し、前記検出した静電容量の変化から前記加
速度の大きさを検出する容量式加速度センサを備えたの
で、作用する加速度が所定の大きさよりも大きいかどう
かを検出するとともに、検出した加速度の大きさを検出
する半導体加速度スイッチを得ることができる。
作用する加速度の大きさに応じてその位置が変位する可
動電極を有し、前記可動電極の変位により変化する静電
容量を検出し、前記検出した静電容量の変化から前記加
速度の大きさを検出する容量式加速度センサを備えたの
で、作用する加速度が所定の大きさよりも大きいかどう
かを検出するとともに、検出した加速度の大きさを検出
する半導体加速度スイッチを得ることができる。
【０１９４】この発明に係る半導体加速度スイッチの製
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板と支持基板とを接合する工程 （ｅ） 前記シリコン基板をエッチングして固定部と可
動部とを一括形成する工程 なる工程を有するので、機械加工によって製造すること
なく、半導体製造プロセスによって製造することが可能
となり、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さ
くすることができる。
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板と支持基板とを接合する工程 （ｅ） 前記シリコン基板をエッチングして固定部と可
動部とを一括形成する工程 なる工程を有するので、機械加工によって製造すること
なく、半導体製造プロセスによって製造することが可能
となり、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さ
くすることができる。
【０１９５】この発明に係る半導体加速度スイッチの製
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗な第１のシリコン基板に溝を形成する工
程 （ｂ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第１のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 第２の低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工
程 （ｅ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｆ） 前記第１のシリコン基板と前記第２のシリコン
基板とを接合する工程 （ｇ） 前記第１のシリコン基板をエッチングして固定
部と可動部とを一括形成する工程 （ｈ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第２のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程 なる工程を有するので、機械加工によって製造すること
なく、半導体製造プロセスによって製造することが可能
となり、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さ
くすることができる。
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗な第１のシリコン基板に溝を形成する工
程 （ｂ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第１のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 第２の低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工
程 （ｅ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｆ） 前記第１のシリコン基板と前記第２のシリコン
基板とを接合する工程 （ｇ） 前記第１のシリコン基板をエッチングして固定
部と可動部とを一括形成する工程 （ｈ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第２のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程 なる工程を有するので、機械加工によって製造すること
なく、半導体製造プロセスによって製造することが可能
となり、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さ
くすることができる。
【０１９６】この発明に係る半導体加速度スイッチの製
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板上に犠牲層を成膜して所定の
形状に成形する工程 （ｅ） 前記シリコン基板上および前記犠牲層上に構造
体膜を成膜する工程 （ｆ） 前記構造体膜を所定の形状に成形する工程 （ｇ） 前記構造体膜を貫通する溝を形成する工程 （ｈ） 前記構造体膜上に絶縁膜を成膜して所定の形状
に成形する工程 （ｉ） 前記構造体膜をエッチングして固定部と可動部
とを一括形成する工程 （ｊ） 前記犠牲層をエッチングによって除去する工程 なる工程を有するので、機械加工によって製造すること
なく、半導体製造プロセスによって製造することが可能
となり、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さ
くすることができる。
造方法は、半導体加速度スイッチを製造するための方法
であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板上に犠牲層を成膜して所定の
形状に成形する工程 （ｅ） 前記シリコン基板上および前記犠牲層上に構造
体膜を成膜する工程 （ｆ） 前記構造体膜を所定の形状に成形する工程 （ｇ） 前記構造体膜を貫通する溝を形成する工程 （ｈ） 前記構造体膜上に絶縁膜を成膜して所定の形状
に成形する工程 （ｉ） 前記構造体膜をエッチングして固定部と可動部
とを一括形成する工程 （ｊ） 前記犠牲層をエッチングによって除去する工程 なる工程を有するので、機械加工によって製造すること
なく、半導体製造プロセスによって製造することが可能
となり、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さ
くすることができる。
【０１９７】この発明に係る半導体加速度スイッチの製
造方法によれば、 （ａ）低抵抗なシリコン基板の裏面の一部をエッチング
して薄くする工程 （ｂ）前記シリコン基板の裏面側と支持基板とを接合す
る工程 （ｃ）前記シリコン基板をエッチングして固定部と可動
部とを一括形成する工程 （ｄ）前記固定部および可動部表面に絶縁膜を形成する
工程 （ｅ）前記絶縁膜の表面に開口部を形成する工程 （ｆ）前記絶縁膜の表面の一部および前記開口部に金属
膜を形成する工程 なる工程を有するので、機械加工によって製造すること
なく、半導体製造プロセスによって製造することが可能
となり、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さ
くすることができる。
造方法によれば、 （ａ）低抵抗なシリコン基板の裏面の一部をエッチング
して薄くする工程 （ｂ）前記シリコン基板の裏面側と支持基板とを接合す
る工程 （ｃ）前記シリコン基板をエッチングして固定部と可動
部とを一括形成する工程 （ｄ）前記固定部および可動部表面に絶縁膜を形成する
工程 （ｅ）前記絶縁膜の表面に開口部を形成する工程 （ｆ）前記絶縁膜の表面の一部および前記開口部に金属
膜を形成する工程 なる工程を有するので、機械加工によって製造すること
なく、半導体製造プロセスによって製造することが可能
となり、得られる半導体加速度スイッチのサイズを小さ
くすることができる。
【図１】 実施の形態１の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図２】 実施の形態１の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図３】 実施の形態１の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図４】 実施の形態１の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図５】 実施の形態１の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図６】 実施の形態１の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図７】 実施の形態２の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図８】 実施の形態２の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図９】 実施の形態２の半導体加速度スイッチを説明
するための図である。
するための図である。
【図１０】 実施の形態２の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１１】 実施の形態３の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１２】 実施の形態４の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１３】 実施の形態５の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１４】 実施の形態６の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１５】 実施の形態６の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１６】 実施の形態７の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１７】 実施の形態８の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１８】 実施の形態９の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図１９】 実施の形態９の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図２０】 実施の形態９の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図２１】 実施の形態９の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図２２】 実施の形態９の半導体加速度スイッチを説
明するための図である。
明するための図である。
【図２３】 実施の形態１０の半導体加速度スイッチを
説明するための図である。
説明するための図である。
【図２４】 実施の形態１１の半導体加速度スイッチを
説明するための図である。
説明するための図である。
【図２５】 実施の形態１１の半導体加速度スイッチを
説明するための図である。
説明するための図である。
【図２６】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図２７】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図２８】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図２９】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３０】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３１】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３２】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３３】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３４】 半導体半導体加速度スイッチを説明するた
めの図である。
めの図である。
【図３５】 半導体半導体加速度スイッチを説明するた
めの図である。
めの図である。
【図３６】 半導体半導体加速度スイッチを説明するた
めの図である。
めの図である。
【図３７】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３８】 半導体加速度スイッチの製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３９】 従来の加速度センサの構成を説明するため
の図である。
の図である。
【図４０】 従来の加速度スイッチの構成を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４１】 従来の加速度スイッチの構成を説明するた
めの図である。
めの図である。
１：支持基板 ２：固定部 ３：可動
部 ５：固定電極 ６：制御電極 ７：ストッパ ７ａ：ストッパ ７ｂ：スト
ッパ ８：支持部 ８１：端子 ８２：端子 ９：梁 １０：質量体 １１：可動
電極 １２：制御電極 １３：可動電極
部 ５：固定電極 ６：制御電極 ７：ストッパ ７ａ：ストッパ ７ｂ：スト
ッパ ８：支持部 ８１：端子 ８２：端子 ９：梁 １０：質量体 １１：可動
電極 １２：制御電極 １３：可動電極
Claims (24)
- 【請求項１】 支持基板と、 前記支持基板上に固定された第１の制御電極を有する固
定部と、 前記支持基板上に固定された支持部、および前記支持部
に支持され、作用する加速度に応じてその位置が変位す
るとともに、その一部に電極を形成した可動部本体を有
する可動部とを備えたものであって、 前記第１の制御電極と、前記可動部本体に形成した電極
との間に電圧を与えることにより、前記可動部本体に静
電引力を与え、 所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用したとき、
前記可動部本体が変位するように構成したことを特徴と
する半導体加速度スイッチ。 - 【請求項２】 固定部は、支持基板に固定され、第１の
制御電極に対向する位置に設けた固定電極を有し、 可動部本体は、その一端が支持部に支持され、前記第１
の制御電極と前記固定電極との間に位置する梁と、前記
梁の他端に設けた質量体と、前記梁の第１の側面に設け
た第１の可動電極と、前記梁の第１の側面に対向する第
２の側面に設けた第２の可動電極を有し、 前記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に電圧
を与えることにより、前記可動部本体に静電引力を与
え、 所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用したとき、 前記可動部本体が変位し、第２の可動電極と前記固定電
極とが接触するように構成したことを特徴とする請求項
１に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項３】 固定部は、支持基板に固定され、第１の
制御電極に対向する位置に設けた第２の制御電極を有
し、 可動部本体は、梁の第２の側面に設けた第３の可動電極
を有し、 第２の制御電極と第３の可動電極とに電圧を与えるよう
に構成したことを特徴とする請求項１または２のいずれ
かに記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項４】 第１の制御電極および第１の可動電極を
櫛歯電極とし、 前記第１の制御電極と前記第１の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたことを特徴とする請求項１から
３のいずれか１項に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項５】 第２の制御電極および第３の可動電極を
櫛歯電極とし、 前記第２の制御電極と前記第３の可動電極とが互いに入
れ子状となるようにしたことを特徴とする請求項１から
４のいずれか１項に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項６】 質量体を梁の内側に設けたことを特徴と
する請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体加速
度スイッチ。 - 【請求項７】 質量体の変位を規制するストッパを備
え、 前記質量体に接触するストッパの表面を凹凸にしたこと
を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の半導体
加速度スイッチ。 - 【請求項８】 第２の可動電極の表面または固定電極の
表面の少なくともいずれか一方に展性または延性の高い
金属膜を設けたことを特徴とする請求項１から７のいず
れか１項に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項９】 梁の一部を曲折させたことを特徴とする
請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体加速度ス
イッチ。 - 【請求項１０】 少なくとも２つの梁を用いて質量体を
支持するようにしたことを特徴とする請求項１から９の
いずれか１項に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項１１】 固定部は、支持基板に固定された櫛歯
状の第１の制御電極と、前記支持基板に固定された第１
の固定端子とを有し、 可動部本体は、その一端が前記支持部に支持された梁
と、前記梁に支持された櫛歯状の第1の可動電極と、第
２の可動電極と、第１の可動電極および第２の可動電極
の間に設けた絶縁膜とを有し、 前記第１の可動電極と前記第１の制御電極とを入れ子状
に配置するとともに、 前記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に電圧
を与えることにより、前記可動部本体に静電引力を与
え、 所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用したとき、 前記可動部本体が変位し、第２の可動電極と前記第１の
固定端子とが接触するように構成したことを特徴とする
請求項１に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項１２】 固定部は、支持基板に固定された櫛歯
状の第１の制御電極と、前記支持基板に固定された第１
の固定端子と、前記支持基板に固定されかつ、前記第１
の固定端子に対向する第２の固定端子とを有し、 可動部本体は、その一端が前記支持部に支持された梁
と、前記梁に支持された櫛歯状の第1の可動電極と、第
２の可動電極と、第１の可動電極および第２の可動電極
の間に設けた絶縁膜とを有し、 前記第１の可動電極と前記第１の制御電極とを入れ子状
に配置するとともに、 前記第１の制御電極と前記第１の可動電極との間に電圧
を与えることにより、前記可動部本体に静電引力を与
え、 所定の方向かつ所定の大きさの加速度が作用したとき、 前記可動部本体が変位し、第２の可動電極と前記第２の
固定端子とが接触するように構成したことを特徴とする
請求項１に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項１３】 第２の可動電極の表面または第２の固
定端子の表面の少なくともいずれか一方に展性または延
性の高い金属膜を設けたことを特徴とする請求項１２に
記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項１４】 静電引力の大きさを可変となるように
構成したことを特徴とする請求項１１から１３のいずれ
か１項に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項１５】 櫛歯状の第１の制御電極と、 櫛歯状の第１の可動電極との間の電極間距離が不均等と
なるように配置したことを特徴とする請求項１１から１
４のいずれか１項に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項１６】 支持基板を絶縁体としたことを特徴と
する請求項１から１５のいずれか１項に記載の半導体加
速度スイッチ。 - 【請求項１７】 支持基板を低抵抗なシリコン基板とし
たことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に
記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項１８】 複数の可動部本体を有し、各可動部本
体の変位する方向が異なるように前記複数の可動部本体
を配置したことを特徴とする請求項１から１７のいずれ
か１項に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項１９】 請求項１から１８のいずれかに記載の
半導体加速度スイッチを複数有し、 前記半導体加速度スイッチの可動部の可動部本体の変位
する方向が同一になるように前記半導体加速度スイッチ
を配置するとともに、 前記各半導体加速度スイッチの固定部の第１の制御電極
とこれに対応する前記可動部本体に形成された電極との
間に与える電圧の大きさが異なるように構成したことを
特徴とする半導体加速度スイッチ。 - 【請求項２０】作用する加速度の大きさに応じてその位
置が変位する可動電極を有し、前記可動電極の変位によ
り変化する静電容量を検出し、前記検出した静電容量の
変化から前記加速度の大きさを検出する容量式加速度セ
ンサを備えたことを特徴とする請求項１から１９のいず
れか１項に記載の半導体加速度スイッチ。 - 【請求項２１】 半導体加速度スイッチを製造するため
の方法であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板と支持基板とを接合する工程 （ｅ） 前記シリコン基板をエッチングして固定部と可
動部とを一括形成する工程 なる工程を有することを特徴とする半導体加速度スイッ
チの製造方法。 - 【請求項２２】 半導体加速度スイッチを製造するため
の方法であって、 （ａ） 低抵抗な第１のシリコン基板に溝を形成する工
程 （ｂ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成した第１のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第１のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 第２の低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工
程 （ｅ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面お
よび前記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｆ） 前記第１のシリコン基板と前記第２のシリコン
基板とを接合する工程 （ｇ） 前記第１のシリコン基板をエッチングして固定
部と可動部とを一括形成する工程 （ｈ） 前記溝を形成した第２のシリコン基板の表面に
対向する面側から前記第２のシリコン基板を薄くし、前
記溝の底部に形成された絶縁膜を露出させる工程 なる工程を有することを特徴とする半導体加速度スイッ
チの製造方法。 - 【請求項２３】 半導体加速度スイッチを製造するため
の方法であって、 （ａ） 低抵抗なシリコン基板に溝を形成する工程 （ｂ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面および前
記溝に絶縁膜を形成する工程 （ｃ） 前記溝を形成したシリコン基板の表面に対向す
る面側から前記シリコン基板を薄くし、前記溝の底部に
形成された絶縁膜を露出させる工程 （ｄ） 前記シリコン基板上に犠牲層を成膜して所定の
形状に成形する工程 （ｅ） 前記シリコン基板上および前記犠牲層上に構造
体膜を成膜する工程 （ｆ） 前記構造体膜を所定の形状に成形する工程 （ｇ） 前記構造体膜を貫通する溝を形成する工程 （ｈ） 前記構造体膜上に絶縁膜を成膜して所定の形状
に成形する工程 （ｉ） 前記構造体膜をエッチングして固定部と可動部
とを一括形成する工程 （ｊ） 前記犠牲層をエッチングによって除去する工程 なる工程を有することを特徴とする半導体加速度スイッ
チの製造方法。 - 【請求項２４】 半導体加速度スイッチを製造するため
の方法であって、 （ａ）低抵抗なシリコン基板の裏面の一部をエッチング
して薄くする工程 （ｂ）前記シリコン基板の裏面側と支持基板とを接合す
る工程 （ｃ）前記シリコン基板をエッチングして固定部と可動
部とを一括形成する工程 （ｄ）前記固定部および可動部表面に絶縁膜を形成する
工程 （ｅ）前記絶縁膜の表面に開口部を形成する工程 （ｆ）前記絶縁膜の表面の一部および前記開口部に金属
膜を形成する工程 なる工程を有することを特徴とする半導体加速度スイッ
チの製造方法。
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Family Applications (1)
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