物理量センサー素子及び電子機器
【課題】ベース基板と可動部との貼り付きを防止するとともに、落下等の衝撃時におけるベース基板の可動部に対する緩衝効果を向上させることが可能な物理量センサー素子、及び物理量センサー素子を備えた電子機器の提供。
【解決手段】センサー素子１は、ベース基板２と、ベース基板２上に設けられ、加えられた物理量に応じて可動する可動部３３と、を備え、ベース基板２の空洞部２１の底面には、平面視で可動部３３と重複する位置に突起（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ等）が設けられ、突起（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ等）は、ベース基板２と一体で設けられていることを特徴とする。
【解決手段】センサー素子１は、ベース基板２と、ベース基板２上に設けられ、加えられた物理量に応じて可動する可動部３３と、を備え、ベース基板２の空洞部２１の底面には、平面視で可動部３３と重複する位置に突起（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ等）が設けられ、突起（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ等）は、ベース基板２と一体で設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー素子及び物理量センサー素子を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隔を隔てて対向するとともに変位可能に設けられた可動電極とを有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出する物理量センサー素子が知られている。
例えば、特許文献１に記載の物理量センサー素子は、基板の上面において所定間隔を隔てた位置に配置され、力学量により変位する作用力を受ける梁構造体と、基板の上面に固定され、梁構造体の少なくともその一部に対向して配置された固定電極とを備えた半導体力学量センサーであって、前記基板の上面部であって、前記構造体の下部に相当する部分に、前記構造体と電気的に接続された下部電極を配置し、前記下部電極における前記梁構造体側表面に突起を形成したことを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４８２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
物理量センサー素子において、例えば、基板をガラス材料とし、梁構造体を半導体材料とし、両者を陽極接合により接合した後に半導体材料をエッチングして梁構造体を形成するような場合に、基板表面と梁構造体表面とに発生する電荷により、両者が貼り付く問題がある。また、例えば、物理量センサー素子を落下させた際の衝撃により、梁構造体が基板に接触し、梁構造体が破損する可能性がある。
このような問題に対し、例えば、特許文献１の物理量センサー素子のように、梁構造体の下部に突起を形成することにより、梁構造体と基板との付着面積が小さくなり、梁構造体の形成時における両者間の貼り付きを防止できるとともに、落下衝撃の際の緩衝効果を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の物理量センサー素子では、突起が下部電極から形成されていることから、突起形成のための電極加工工程が別途必要になり、製造プロセスの効率が悪いという問題がある。また、上記物理量センサー素子は、突起となる電極厚みの制御が困難であり、突起の高さにバラツキが生じる虞がある。
この結果、上記物理量センサー素子は、梁構造体の基板への貼り付きの防止や、落下衝撃の際の緩衝効果が不十分となる虞がある。
本発明の目的は、製造過程等における可動部（梁構造体）等の基板への貼り付きの防止や、落下等の衝撃に対する緩衝効果の向上を可能とした物理量センサー素子、及びこの物理量センサー素子を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる物理量センサー素子は、ベース基板と、前記ベース基板上に設けられ、物理量に応じて可動する可動部と、を備え、前記ベース基板には、平面視で前記可動部と重複する位置に突起が設けられ、前記突起は、前記ベース基板と一体で設けられていることを特徴とする。
【０００８】
物理量センサー素子における従来の課題として、例えば、ガラス材料からなるベース基板（特許文献１の基板に相当）と、半導体材料からなる板状部材とを陽極接合により接合した後に、板状部材をエッチングして可動部（特許文献１の梁構造体に相当）を形成するような場合に、ベース基板表面と可動部表面とに発生する電荷により、両者が貼り付く問題がある。
この課題に対し、本適用例の物理量センサー素子は、ベース基板に平面視で可動部と重複するように突起を設けることにより、ベース基板における可動部との接触範囲が突起部分のみとなり、両者の接触面積を格段に小さくすることができる。これにより、物理量センサー素子は、ベース基板と可動部との貼り付きを防止することができる。
【０００９】
また、物理量センサー素子は、突起をベース基板と一体で設けることにより、ベース基板における可動部の可動領域（例えば、凹部）と突起とを、例えば、エッチングで一括して形成することができる。
これにより、物理量センサー素子は、製造効率を改善できるとともに、従来（例えば、特許文献１）のように、電極で突起を形成する場合よりも突起の厚みのばらつきを低減することができる。これにより、物理量センサー素子は、落下等の衝撃時におけるベース基板の可動部に対する緩衝効果を向上させることができる。
これらの結果、物理量センサー素子は、従来よりも信頼性を向上させることができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記可動部は、バネ部と、該バネ部を介して前記ベース基板に接続されたマス部と、該マス部に設けられた可動電極部と、を備え、前記ベース基板上には、前記可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
これによれば、物理量センサー素子は、可動部がバネ部と、バネ部を介してベース基板に接続されたマス部と、マス部に設けられた可動電極部と、を備え、ベース基板上に可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることから、固定電極部と可動電極部との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を感度及び精度よく検出することができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記マス部と平面視で重複する位置に設けられていることが好ましい。
【００１３】
これによれば、物理量センサー素子は、突起がマス部と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部において質量が大きいマス部とベース基板との貼り付きを効果的に防止することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記マス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることが好ましい。
【００１５】
これによれば、物理量センサー素子は、突起がマス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることから、可動部において質量が大きいマス部とベース基板との貼り付きを、より効果的にバランスよく防止することができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記可動電極部及び前記バネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることが好ましい。
【００１７】
これによれば、物理量センサー素子は、突起が可動電極部及びバネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部の可動電極部及びバネ部の少なくとも一方とベース基板との貼り付きを、効果的に防止することができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記ベース基板は絶縁材料が用いられ、前記可動部は半導体材料が用いられていることが好ましい。
【００１９】
これによれば、物理量センサー素子は、ベース基板に絶縁材料が用いられ、可動部に半導体材料が用いられていることから、ベース基板と可動部との絶縁分離を確実に行うことができる。
【００２０】
［適用例７］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の物理量センサー素子を備えたことを特徴とする。
【００２１】
これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の物理量センサー素子を備えたことから、上記適用例のいずれかに記載の効果が反映された信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態にかかるセンサー素子を示す斜視図。
【図２】図１に示すセンサー素子の平面図。
【図３】図２の部分拡大図（部分拡大平面図）。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図５】図４の部分拡大図（部分拡大断面図）。
【図６】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図７】図６の部分断面図（部分拡大断面図）。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、図８（ｃ）に示す工程を説明するための図。
【図１１】センサー素子を備えた電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図１２】センサー素子を備えた電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。
【図１３】センサー素子を備えた電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２４】
＜実施形態＞
図１は、本実施形態にかかるセンサー素子を示す斜視図、図２は、図１に示すセンサー素子の平面図、図３は、図２の部分拡大図（部分拡大平面図）、図４は、図２のＡ−Ａ線断面図、図５は、図４の部分拡大図（部分拡大断面図）、図６は、図２のＢ−Ｂ線断面図、図７は、図６の部分断面図（部分拡大断面図）である。
なお、以下では、説明の便宜上、図２中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」という。また、図１〜図４、図６では互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が図示されている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向（左右方向）を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向（上下方向）を「Ｚ軸方向」という。また、図１〜図４、図６、図８、図９では、説明の便宜上、後述する絶縁膜６及びそれに対応するもの（絶縁膜１０６，１０６Ａ）の図示を省略している。また、図２では、煩雑さを避けるため符号の一部を省略している。なお、本実施形態では、センサー素子を加速度、角速度等の物理量を測定するための物理量センサー素子として用いる場合の例について説明する。
【００２５】
（センサー素子）
図１に示すセンサー素子１は、ベース基板としての絶縁基板２と、この絶縁基板２に接合・支持された素子片３と、素子片３に電気的に接続された導体パターン４と、素子片３を覆うように設けられた蓋部材５とを有する。
【００２６】
以下、センサー素子１を構成する各部を順次説明する。
（絶縁基板）
絶縁基板２は、素子片３を支持する機能を有する。
この絶縁基板２は、平板状をなし、その上面（一方の面）には、空洞部（凹部）２１が設けられている。この空洞部２１は絶縁基板２を平面視したときに、後述する素子片３の可動部３３が絶縁基板２に接触するのを防止する逃げ場（回避領域）を構成する。これにより、絶縁基板２は、素子片３の可動部３３の変位を許容することができる。
なお、この逃げ場は、空洞部２１に代えて、絶縁基板２をその厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する開口部であってもよい。また、本実施形態では、空洞部２１の平面視形状は、四角形（具体的には長方形）をなしているが、これに限定されるものではない。
【００２７】
図３に示すように、空洞部２１の底面には、平面視で可動部３３と重複する位置に、角柱状の突起２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍが、絶縁基板２と一体で設けられている。
これにより、センサー素子１は、後述する素子片３の可動部３３が絶縁基板２と接触した場合において、可動部３３と、絶縁基板２との接触面積が、空洞部２１の底面が平坦な平面の場合と比較して小さくなるため、可動部３３と、絶縁基板２との恒久的な貼り付きを防止することができる。以下、個々の突起を区別する必要がない場合には、便宜上、突起２５と表記する。
なお、突起２５の位置の詳細については、後述する素子片３のところで説明する。
【００２８】
絶縁基板２の上面には、前述した空洞部２１の外側に、その外周に沿って、凹部２２，２３，２４が設けられている。この凹部２２，２３，２４は、平面視で導体パターン４に対応した形状をなしている。具体的には、凹部２２は、後述する導体パターン４の配線４１及び電極４４に対応した形状をなし、凹部２３は、後述する導体パターン４の配線４２及び電極４５に対応した形状をなし、凹部２４は、後述する導体パターン４の配線４３及び電極４６に対応した形状をなす。
【００２９】
また、凹部２２の電極４４が設けられた部位の深さは、凹部２２の配線４１が設けられた部位よりも深くなっている。同様に凹部２３の電極４５が設けられた部位の深さは、凹部２３の配線４２が設けられた部位よりも深くなっている。また、凹部２４の電極４６が設けられた部位の深さは、凹部２４の配線４３が設けられた部位よりも深くなっている。
【００３０】
このように凹部２２，２３，２４の一部の深さを深くすることにより、後述するセンサー素子１の製造時において、素子片３を形成する前の基板１０３を基板１０２Ａに接合したとき（図８参照）、その基板１０３が電極４４，４５，４６と接合されてしまうのを防止することができる。
このような絶縁基板２の構成材料としては、例えば、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料等の絶縁材料を用いるのが好ましく、特に、素子片３がシリコン材料を主材料として構成されている場合、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックス（登録商標）ガラスのような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。これにより、センサー素子１は、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００３１】
また、絶縁基板２の構成材料は、素子片３の構成材料との熱膨張係数差ができるだけ小さいのが好ましく、具体的には、絶縁基板２の構成材料と素子片３の構成材料との熱膨張係数差が３ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、センサー素子１は、絶縁基板２と素子片３との接合時等に高温にさらされても、絶縁基板２と素子片３との間の残留応力を低減することができる。
【００３２】
（素子片）
素子片３は、固定部３１，３２と、可動部３３と、固定電極部３８，３９と、を備えている。可動部３３は、バネ部としての連結部３４，３５と、連結部３４，３５、固定部３１，３２を介して絶縁基板２に接続されたマス部（質量部）３３ａと、マス部３３ａに設けられた可動電極部３６，３７と、を備えている。
このような素子片３は、例えば、加速度、角速度等の物理量の変化に応じて、マス部３３ａ及び可動電極部３６，３７が、連結部３４，３５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に変位する。このような変位に伴って、素子片３は、可動電極部３６と固定電極部３８との間の隙間、及び、可動電極部３７と固定電極部３９との間の隙間の大きさがそれぞれ変化する。すなわち、このような変位に伴って、素子片３は、可動電極部３６と固定電極部３８との間の静電容量、及び、可動電極部３７と固定電極部３９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。したがって、センサー素子１は、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することができる。
【００３３】
この固定部３１，３２、可動部３３（連結部３４，３５、マス部３３ａ、可動電極部３６，３７）は、一体で形成されている。
固定部３１，３２は、それぞれ、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。具体的には、固定部３１は、絶縁基板２の上面の、空洞部２１に対して−Ｘ方向側（図中左側）の部分に接合され、固定部３２は、絶縁基板２の上面の、空洞部２１に対して＋Ｘ方向側（図中右側）の部分に接合されている。また、固定部３１，３２は、平面視したときに、それぞれ、空洞部２１の外周縁を跨ぐように設けられている。
【００３４】
なお、固定部３１，３２の位置及び形状等は、連結部３４，３５や導体パターン４等の位置及び形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
このような２つの固定部３１，３２の間には、可動部３３のマス部３３ａが設けられている。本実施形態では、マス部３３ａは、Ｘ軸方向に伸びる角柱形状をなしている。なお、マス部３３ａの形状は、素子片３を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
【００３５】
このようなマス部３３ａは、固定部３１に対して連結部３４を介して連結されるとともに、固定部３２に対して連結部３５を介して連結されている。より具体的には、マス部３３ａの左側の端部が連結部３４を介して固定部３１に連結されるとともに、マス部３３ａの右側の端部が連結部３５を介して固定部３２に連結されている。
この連結部３４，３５は、マス部３３ａを固定部３１，３２に対して変位方向に連結している。本実施形態では、連結部３４，３５は、図２にて矢印ａで示すように、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）にマス部３３ａを変位し得るように構成されている。
【００３６】
具体的に説明すると、連結部３４は、２つの梁３４１，３４２で構成されている。そして、梁３４１，３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。言い換えると、梁３４１，３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に複数回（本実施形態では３回）折り返された形状をなしている。なお、各梁３４１，３４２の折り返し回数は、１回または２回であってもよいし、４回以上であってもよい。
【００３７】
同様に、連結部３５は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁３５１，３５２で構成されている。
なお、連結部３４，３５は、マス部３３ａを絶縁基板２に対して変位可能に支持するものであれば、上述したものに限定されず、例えば、マス部３３ａの両端部から＋Ｙ方向及び−Ｙ方向にそれぞれ延出する１対の梁で構成されていてもよい。
【００３８】
このように絶縁基板２に対してＸ軸方向に変位可能に支持されたマス部３３ａの幅方向（Ｙ軸方向）での一方側（＋Ｙ方向側）には、可動電極部３６が設けられ、他方側（−Ｙ方向側）には、可動電極部３７が設けられている。
可動電極部３６は、マス部３３ａから＋Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３６１〜３６５を備えている。この可動電極指３６１，３６２，３６３，３６４，３６５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。
同様に、可動電極部３７は、マス部３３ａから−Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３７１〜３７５を備える。この可動電極指３７１，３７２，３７３，３７４，３７５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。
【００３９】
このように複数の可動電極指３６１〜３６５及び複数の可動電極指３７１〜３７５は、それぞれ、マス部３３ａの変位する方向（すなわちＸ軸方向）に並んで設けられている。
これにより、センサー素子１は、後述する固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６との間の静電容量、及び、固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と可動電極部３６との間の静電容量を、マス部３３ａの変位に応じて効率的に変化させることができる。
同様に、センサー素子１は、後述する固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と可動電極部３７との間の静電容量、及び、固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と可動電極部３７との間の静電容量を、マス部３３ａの変位に応じて効率的に変化させることができる。これにより、センサー素子１は、物理量センサー素子として用いた場合に検出感度、検出精度を優れたものとすることができる。
【００４０】
ここで、絶縁基板２の突起２５と、素子片３の可動部３３との位置関係について詳述する。
図３に示すように、突起２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、平面視でマス部３３ａと重複する位置に設けられている。具体的には、突起２５ａは、マス部３３ａの中心Ｏと重複する位置に設けられ、突起２５ｂと２５ｃとは、マス部３３ａのＹ軸に平行な中心線Ｂに対して互いに対称となる位置に設けられていることが好ましい。また、突起２５ｂと２５ｃとは、マス部３３ａのＸ軸に平行な中心線Ｃと重複する位置に設けられていることが好ましい。
突起２５ｄは可動電極指３６１と、突起２５ｅは可動電極指３６２と、突起２５ｆは可動電極指３６３と、突起２５ｇは可動電極指３６４と、突起２５ｈは可動電極指３６５と、突起２５ｉは可動電極指３７１と、突起２５ｊは可動電極指３７２と、突起２５ｋは可動電極指３７３と、突起２５ｌは可動電極指３７４と、突起２５ｍは可動電極指３７５と、平面視で、それぞれ重複する位置に設けられている。
【００４１】
なお、突起２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈと、突起２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍとは、マス部３３ａの中心線Ｃに対して互いに対称となる位置に設けられていることが好ましい。
また、突起２５は、平面視で、連結部３４，３５と重複する位置に設けられていてもよい。この場合、突起２５は、梁３４１，３４２，３５１，３５２の撓みやすい折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましい。詳述すると、突起２５は、梁３４１，３５１については、＋Ｙ側の折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましく、梁３４２，３５２については、−Ｙ側の折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましい。
【００４２】
なお、突起２５の高さは、可動部３３との間隔、可動部３３のサイズ、可動部の変位（撓み）の度合い等に応じて、加速度、角速度等の物理量の検出に支障がないように適宜設定される。また、突起２５の平面形状は、矩形に限定されるものではなく、円形、三角形、五角形以上の多角形、楕円形等任意の形状であってもよい。
また、突起２５の先端の可動部３３に対向する面は、可動部３３との接触面積を更に少なくするために、微細な凹凸が設けられていてもよく、多数の孔（窪み）を有する多孔質材料からなる被膜に覆われていてもよい。
【００４３】
固定電極部３８は、可動電極部３６に対して間隔を隔てて対向するように絶縁基板２上に設けられている。また、固定電極部３９は、可動電極部３７に対して間隔を隔てて対向するように絶縁基板２上に設けられている。
【００４４】
固定電極部３８は、前述した可動電極部３６の複数の可動電極指３６１〜３６５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３８１〜３８８を備えている。このような複数の固定電極指３８１〜３８８のマス部３３ａ側とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の、空洞部２１に対して＋Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３８１〜３８８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。
【００４５】
この固定電極指３８１〜３８８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３８１，３８２は、対をなし、前述した可動電極指３６１，３６２の間に、固定電極指３８３，３８４は、対をなし、可動電極指３６２，３６３の間に、固定電極指３８５，３８６は、対をなし、可動電極指３６３，３６４の間に、固定電極指３８７，３８８は、対をなし、可動電極指３６４，３６５の間に挟まれるように設けられている。
【００４６】
ここで、固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７は、それぞれ、絶縁基板２上で第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して設けられた第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３８１〜３８８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指及び複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００４７】
このような第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７とは、絶縁基板２上で互いに分離している。言い換えると、第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８、第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７は、絶縁基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。
これにより、センサー素子１は、第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７とを電気的に絶縁することができる。
この結果、センサー素子１は、第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６との間の静電容量、及び、第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と可動電極部３６との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００４８】
同様に、固定電極部３９は、前述した可動電極部３７の複数の可動電極指３７１〜３７５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３９１〜３９８を備えている。このような複数の固定電極指３９１〜３９８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の、空洞部２１に対して−Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３９１〜３９８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。
【００４９】
この固定電極指３９１，３９２，３９３，３９４，３９５，３９６，３９７，３９８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３９１，３９２は、対をなし、前述した可動電極指３７１，３７２の間に、固定電極指３９３，３９４は、対をなし、可動電極指３７２，３７３の間に、固定電極指３９５，３９６は、対をなし、可動電極指３７３，３７４の間に、固定電極指３９７，３９８は、対をなし、可動電極指３７４，３７５の間に挟まれるように設けられている。
【００５０】
ここで、固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７は、それぞれ、絶縁基板２上で第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して設けられた第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３９１〜３９８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指及び複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００５１】
このような第１固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と第２固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７とは、前述した固定電極部３８と同様、絶縁基板２上で互いに分離している。これにより、センサー素子１は、第１固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と可動電極部３７との間の静電容量、及び、第２固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と可動電極部３７との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００５２】
このような素子片３は、後述する１つの基板１０３をエッチングすることにより形成されたものである。
これにより、センサー素子１は、固定部３１，３２、マス部３３ａ、連結部３４，３５、複数の固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８及び複数の可動電極指３６１〜３６５，３７１〜３７５の厚さを厚くすることができる。また、センサー素子１は、これらの厚さを簡単かつ高精度に揃えることができる。この結果、センサー素子１は、高感度化を図ることができるとともに、耐衝撃性を向上させることができる。
【００５３】
素子片３の構成材料としては、前述したような静電容量の変化に基づく物理量の検出が可能であれば、特に限定されないが、半導体材料が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いることが好ましい。
すなわち、固定部３１，３２、マス部３３ａ、連結部３４，３５、複数の固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８及び複数の可動電極指３６１〜３６５，３７１〜３７５は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されていることが好ましい。
【００５４】
シリコンはエッチングにより高精度に加工することができる。そのため、素子片３をシリコンを主材料として構成することにより、素子片３の寸法精度を優れたものとし、その結果、物理量センサー素子であるセンサー素子１の高感度化を図ることができる。また、シリコンは劣化し難いため、センサー素子１の耐久性を向上させることもできる。
また、素子片３を構成するシリコン材料には、リン、ボロン等の不純物がドープされていることが好ましい。これにより、センサー素子１は、素子片３の導電性を優れたものとすることができる。
【００５５】
素子片３は、前述したように、絶縁基板２の上面に固定部３１，３２及び固定電極部３８，３９が接合されることにより、絶縁基板２に支持されている。本実施形態では、後述する絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とが接合されている。
このような素子片３（具体的には、前述した固定部３１，３２及び各固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８）と絶縁基板２との接合方法は、特に限定されないが、陽極接合法を用いることが好ましい。これにより、センサー素子１は、固定部３１，３２及び固定電極部３８，３９（各固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８）を絶縁基板２に強固に接合することができる。
この結果、センサー素子１は、耐衝撃性を向上させることができるとともに、固定部３１，３２及び固定電極部３８，３９（各固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８）を絶縁基板２の所望の位置に高精度に接合することができる。これにより、センサー素子１は、高感度化を図ることができる。
【００５６】
（導体パターン）
導体パターン４は、前述した絶縁基板２の上面（固定電極部３８，３９側の面）上に設けられている。
この導体パターン４は、配線４１，４２，４３と、電極４４，４５，４６とで構成されている。
配線４１は、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側に設けられ、空洞部２１の外周に沿うように形成されている。そして、配線４１の一端部は、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４４に接続されている。
【００５７】
このような配線４１は、前述した素子片３の第１固定電極指である各固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８及び各固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８に電気的に接続されている。
また、配線４２は、前述した配線４１の内側、かつ、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして、配線４２の一端部は、前述した電極４４に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４５に接続されている。
【００５８】
配線４３は、絶縁基板２上の固定部３１との接合部から、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上に延びるように設けられている。そして、配線４３の固定部３１とは反対側の端部は、前述した電極４４，４５に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４６に接続されている。
【００５９】
このような配線４１〜４３の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ3Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物（透明電極材料）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６０】
中でも、配線４１〜４３の構成材料としては、透明電極材料（特にＩＴＯ）を用いることが好ましい。センサー素子１は、配線４１，４２がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、絶縁基板２が透明基板である場合、絶縁基板２の固定電極部３８，３９側の面上に存在する異物等を絶縁基板２の固定電極部３８，３９とは反対の面側から容易に視認することができる。これにより、センサー素子１は、不良品の検出が容易となり、信頼性を向上させることができる。
【００６１】
また、電極４４〜４６の構成材料としては、それぞれ、前述した配線４１〜４３と同様、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。本実施形態では、電極４４〜４６の構成材料として、後述する接合突部４７１，４７２，４８１，４８２の構成材料と同じものが用いられている。
センサー素子１は、配線４１を介して第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６との間の静電容量、及び第１固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。そして、センサー素子１は、配線４２を介して第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と可動電極部３６との間の静電容量、及び第２固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
【００６２】
本実施形態では、電極４４及び電極４６を用いることにより、第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６との間の静電容量、及び第１固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。また、電極４５及び電極４６を用いることにより、第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と可動電極部３６との間の静電容量、及び第２固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
また、配線４１，４２は、絶縁基板２の上面上、すなわち固定電極部３８，３９側の面上に設けられているので、固定電極部３８，３９に対する電気的接続及び位置決めが容易である。この結果、センサー素子１は、信頼性（特に、耐衝撃性及び検出精度）を向上させることができる。
【００６３】
また、配線４１及び電極４４は、前述した絶縁基板２の凹部２２内に設けられ、配線４２及び電極４５は、前述した絶縁基板２の凹部２３内に設けられ、配線４３及び電極４６は、前述した絶縁基板２の凹部２４内に設けられている。これにより、配線４１〜４３が絶縁基板２の上面から突出するのを防止することができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８と配線４１との電気的接続及び固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
同様に、固定部３１と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。ここで、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｔ＜ｄなる関係を満たす。
【００６４】
特に、配線４１上には、導電性を有する複数の接合突部４８１，４８２が設けられている。複数の接合突部４８１は、固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８に対応して設けられ複数の接合突部４８２は、固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８に対応して設けられている。
【００６５】
そして、複数の接合突部４８１を介して固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と配線４１とが電気的に接続されるとともに、複数の接合突部４８２を介して固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と配線４１とが電気的に接続されている。
これにより、配線４１と他の部位との無要な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８と配線４１との電気的接続を行うことができる。
【００６６】
同様に、配線４２上には、導電性を有する複数の接合突部４７１，４７２が設けられている。複数の接合突部４７１は、固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７に対応して設けられ、複数の接合突部４７２は、固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７に対応して設けられている。
【００６７】
そして、複数の接合突部４７１を介して固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と配線４２とが電気的に接続されるとともに、複数の接合突部４７２を介して固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と配線４２とが電気的に接続されている。
これにより、配線４２と他の部位との無要な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
【００６８】
このような接合突部４７１，４７２，４８１，４８２の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属単体またはこれらを含む合金等の金属が好適に用いられる。このような金属を用いて接合突部４７１，４７２，４８１，４８２を構成することにより、センサー素子１は、配線４１，４２と固定電極部３８，３９との間の接点抵抗を小さくすることができる。
【００６９】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１〜４３が設けられた部分の深さをそれぞれｄとし、接合突部４７１，４７２，４８１，４８２の高さをそれぞれｈとしたとき、ｄ≒ｔ＋ｈなる関係を満たす。
また、図５、図７に示すように、配線４１〜４３上には、絶縁膜６が設けられている。そして、前述した接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０上には、絶縁膜６は形成されず、接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０の表面が露出している。この絶縁膜６は、導体パターン４と素子片３との無要な電気的接続（短絡）を防止する機能を有する。
【００７０】
これにより、センサー素子１は、配線４１，４２と他の部位との無用な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８と配線４１との電気的接続及び固定電極指３８１，３８３，３８５，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
また、センサー素子１は、配線４３と他の部位との無用な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。
【００７１】
本実施形態では、絶縁膜６は、後述する接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０及び電極４４〜４６の形成領域を除いて、絶縁基板２の上面の略全域に亘って形成されている。なお、絶縁膜６の形成領域は、配線４１〜４３を覆うことができれば、これに限定されず、例えば、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位や蓋部材５との接合部位を除くような形状をなしていてもよい。
【００７２】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１〜４３が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｄ＞ｔなる関係を満たす。これにより、例えば、図５に示すように、固定電極指３９１と配線４１上の絶縁膜６との間には、隙間２２１が形成されている。図示しないが、この隙間２２１と同様の隙間が他の各固定電極指と配線４１，４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。このような隙間は、後述するセンサー素子１の製造において、基板１０２と基板１０３との間にも同様に形成され、陽極接合時に生じるガスを排出することができる。
【００７３】
また、図７に示すように、蓋部材５と配線４３上の絶縁膜６との間には、隙間２２２が形成されている。図示しないが、この隙間２２２と同様の隙間が蓋部材５と配線４１，４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。これらの隙間（２２２等）は、蓋部材５内の減圧や、不活性ガスの充填の際に用いることができる。なお、これらの隙間（２２２等）は、蓋部材５と絶縁基板２とを接着剤により接合する際に、接着剤により塞いでもよい。
【００７４】
このような絶縁膜６の構成材料としては、特に限定されず、絶縁性を有する各種材料を用いることができるが、絶縁基板２がガラス材料（特に、アルカリ金属イオンが添加されたガラス材料）で構成されている場合、二酸化珪素（ＳｉＯ2）を用いるのが好ましい。これにより、前述したような無用な電気的接続を防止するとともに、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００７５】
また、絶縁膜６の厚さ（平均厚さ）は、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であるのがより好ましい。センサー素子１は、このような厚さの範囲で絶縁膜６を形成すると、前述したような無用な電気的接続を防止することができる。また、センサー素子１は、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００７６】
（蓋部材）
蓋部材５は、前述した素子片３を保護する機能を有する。
この蓋部材５は、平板状をなし、その一方の面（下面）に凹部５１が設けられている。この凹部５１は、素子片３の可動部３３（マス部３３ａ、連結部３４，３５、可動電極部３６，３７）の変位を許容するように形成されている。
【００７７】
そして、蓋部材５の下面の凹部５１よりも外側の部分は、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。本実施形態では、前述した絶縁膜６を介して絶縁基板２と蓋部材５とが接合されている。
蓋部材５と絶縁基板２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合法、直接接合法等を用いることができる。
また、蓋部材５の構成材料としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料等を好適に用いることができる。
【００７８】
（センサー素子の製造方法）
次に、本実施形態のセンサー素子の製造方法を説明する。なお、以下では、前述したセンサー素子１を製造する場合の一例を説明する。
図８、図９は、それぞれ、図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図、図１０は、図８（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。なお、図８、図９は、それぞれ、図２のＹ軸に沿った断面を示している。
なお、以下では、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコン材料で構成されている場合を例に説明する。
【００７９】
［１］
まず、図８（ａ）に示すように、基板１０２を用意する。
この基板１０２は、後述する工程を経て絶縁基板２となるものである。
また、基板１０２は、アルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成されている。
［２］
次に、図８（ｂ）に示すように、基板１０２の上面をエッチングすることにより、空洞部２１、と凹部２２，２３、突起２５を形成する。このとき、図８（ｂ）では図示しないが、上記エッチングにより凹部２４も同時に形成する。これにより、空洞部２１と凹部２２〜２４、突起２５が形成された基板１０２Ａを得る。
【００８０】
このような空洞部２１と凹部２２〜２４、突起２５の形成方法（エッチング方法）としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００８１】
また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数繰り返し、空洞部２１、凹部２２〜２４、突起２５とを順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に、除去される。このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。
なお、マスクとして、例えば、グレースケールマスクを用いることにより、空洞部２１、凹部２２〜２４（深さの異なる複数の凹部）、突起２５とを一括形成してもよい。
【００８２】
［３］
次に、図８（ｃ）に示すように、基板１０２Ａの上面上に、導体パターン４を形成する。その後、図８（ｃ）では図示しないが、絶縁膜１０６Ａを形成する。
ここで、絶縁膜１０６Ａは、後述する個片化を経て絶縁膜６となるものである。
以下、図１０に基づき、導体パターン４及び絶縁膜１０６Ａの形成について詳述する。なお、図１０では、基板１０２Ａの固定電極指３９１との接合部近傍における導体パターン４及び絶縁膜１０６Ａの形成を代表的に図示している。
【００８３】
導体パターン４を形成するに際しては、まず、図１０（ａ）に示すように、凹部２２内に配線４１を形成するとともに、凹部２３内に配線４２を形成する。このとき、図１０では図示しないが、凹部２４内に配線４３を配線４１，４２と同時に形成する。
配線４１，４２，４３の形成方法（成膜方法）としては、特に限定されないが、例えば、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、薄膜の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における成膜においても、同様の方法を用いることができる。
そして、図１０（ｂ）に示すように、配線４２上に複数の接合突部４７２を形成（成膜）する。このとき、図１０（ｂ）では図示しないが、配線４２上に複数の接合突部４７１及び電極４５を接合突部４７２と同時に形成する。
また、配線４１上に複数の接合突部４８１、複数の接合突部４８２及び電極４４を接合突部４７２と同時に形成する。また、配線４３上に接合突部５０及び電極４６を接合突部４７２と同時に形成する。
【００８４】
次に、図１０（ｃ）に示すように、配線４１，４２等を覆うように、基板１０２Ａの上面に絶縁膜１０６を形成（成膜）する。
次に、図１０（ｄ）に示すように、絶縁膜１０６の各接合突部４７２に対応する部分を除去する。また、図１０（ｄ）では図示しないが、絶縁膜１０６の各接合突部４７１，４８１，４８２、接合突部５０及び電極４４〜４６に対応する部分も除去する。これにより、電極４４〜４６を露出させるとともに、各接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０が貫通する絶縁膜１０６Ａが得られる。
以上のようにして、導体パターン４及び絶縁膜１０６Ａが得られる。
【００８５】
［４］
次に、図８に戻って、図８（ｄ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、基板１０３を陽極接合法により接合する。これにより、基板１０３と各接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０とが接続される。
この基板１０３は、後述する薄肉化、パターンニング及び個片化を経て素子片３となるものである。
また、基板１０３は、シリコン基板である。
また、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さよりも厚くなっている。これにより、基板１０３の取り扱い性を向上させることができる。なお、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さと同じであってもよい。この場合は、後述する薄肉化工程［５］を省略すればよい。
【００８６】
［５］
次に、基板１０３を薄肉化して、図８（ｅ）に示すように、基板１０３Ａを得る。
この薄肉化は、基板１０３Ａの厚さが素子片３の厚さと同じになるように行われる。
また、基板１０３の薄肉化方法は、特に限定されないが、例えば、ＣＭＰ法、ドライポリッシュ法を好適に用いることができる。
【００８７】
［６］
次に、基板１０３Ａをエッチングすることにより、図９（ａ）に示すように、素子片３を得る。
［７］
次に、図９（ｂ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、凹部５１を有する蓋部材１０５を接合する。これにより、基板１０２Ａと蓋部材１０５とが素子片３を収納するようにして接合された接合体１０１が得られる。
この蓋部材１０５は、後述する個片化を経て蓋部材５となるものである。
［８］
次に、接合体１０１を個片化（ダイシング）することにより、図９（ｃ）に示すように、センサー素子１が得られる。
【００８８】
上述したように、第１実施形態にかかるセンサー素子１は、絶縁基板２の空洞部２１の底面の、平面視で可動部３３と重複する位置に突起２５が設けられている。これにより、センサー素子１は、可動部３３が変位して空洞部２１の底面（突起２５を含む）に接触した場合に、空洞部２１の底面における可動部３３との接触範囲が突起２５の先端部のみとなる。これにより、センサー素子１は、可動部３３と空洞部２１の底面との接触面積が小さくなり、可動部３３と空洞部２１の底面との恒久的な貼り付きを防止することができる。
【００８９】
また、センサー素子１は、突起２５を絶縁基板２と一体で設けることにより、絶縁基板２の空洞部２１と突起２５とを、例えば、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングで一括して形成することができる。
これにより、センサー素子１は、製造効率を改善できるとともに、従来（例えば、特許文献１）のように、電極で突起２５を形成するよりも突起２５の厚みのばらつきを低減することができる。これにより、センサー素子１は、落下等の衝撃時における絶縁基板２の空洞部２１の可動部３３に対する緩衝効果を向上させることができる。
これらの結果、センサー素子１は、信頼性を向上させることができる。
【００９０】
また、センサー素子１は、可動部３３が連結部３４，３５と、連結部３４，３５を介して絶縁基板２に接続されたマス部３３ａと、マス部３３ａに設けられた可動電極部３６，３７と、を備え、絶縁基板２上に可動電極部３６，３７に対向して固定電極部３８，３９が設けられていることから、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を感度及び精度よく検出することができる。
【００９１】
また、センサー素子１は、突起２５ａ，２５ｂ，２５ｃが、マス部３３ａと平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部３３において質量が大きいマス部３３ａと絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを効果的に防止することができる。
【００９２】
また、センサー素子１は、突起２５ａがマス部３３ａの中心Ｏと平面視で重複する位置に設けられ、突起２５ｂと、突起２５ｃとが、マス部３３ａのＹ軸に沿った中心線Ｂに対し互いに対称となるように設けられていることから、可動部３３において質量が大きいマス部３３ａと絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを、より効果的にバランスよく防止することができる。
【００９３】
また、センサー素子１は、突起２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍが、可動電極指３６１，３６２，３６３，３６４，３６５，３７１，３７２，３７３，３７４，３７５と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部３３の可動電極指３６１〜３６５，３７１〜３７５と絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを、効果的に防止することができる。
【００９４】
また、センサー素子１は、突起２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈと、突起２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍとが、可動部３３のＸ軸に沿った中心線Ｃに対し互いに対称となるように設けられていることから、可動部３３の可動電極指３６１〜３６５，３７１〜３７５と絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを、よりバランスよく防止することができる。
【００９５】
また、センサー素子１は、突起２５が可動部３３の連結部３４，３５と平面視で重複する位置に設けられていることにより、可動部３３の連結部３４，３５（梁３４１，３４２，３５１，３５２）と絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを、効果的に防止することができる。
【００９６】
また、センサー素子１は、絶縁基板２に絶縁材料であるアルカリ金属イオンを含むガラスが用いられ、可動部３３（素子片３）に半導体材料であるシリコンが用いられていることから、絶縁基板２と可動部３３（素子片３）との絶縁分離を確実に行うことができる。
これにより、センサー素子１は、信頼性を向上させることができる。
【００９７】
（電子機器）
次に、上述したセンサー素子を備えた電子機器について説明する。
図１１は、センサー素子を備えた電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
図１１に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０１を有する表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、センサー素子１が内蔵されている。
【００９８】
図１２は、センサー素子を備えた電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
図１２に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０１が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、センサー素子１が内蔵されている。
【００９９】
図１３は、センサー素子を備えた電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図１３には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面（図中手前側）には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中奥側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１００】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。
また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、センサー素子１が内蔵されている。
【０１０１】
このような電子機器は、信頼性に優れたセンサー素子１を備えたことから、優れた性能を発揮することができる。
なお、上記センサー素子１を備えた電子機器は、図１１のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１２の携帯電話機、図１３のデジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…センサー素子、２…ベース基板としての絶縁基板、３…素子片、４…導体パターン、５…蓋部材、６…絶縁膜、２１…空洞部、２２，２３，２４…凹部、２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍ…突起、３１，３２…固定部、３３…可動部、３３ａ…マス部、３４，３５…バネ部としての連結部、３６，３７…可動電極部、３８，３９…固定電極部、４１，４２，４３…配線、４４，４５，４６…電極、５０…接合突部、５１…凹部、１０１…接合体、１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ…基板、１０５…蓋部材、１０６，１０６Ａ…絶縁膜、２２１，２２２…隙間、３４１，３４２，３５１，３５２…梁、３６１，３６２，３６３，３６４，３６５，３７１，３７２，３７３，３７４，３７５…可動電極指、３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８…固定電極指（第１固定電極指）、３８１，３８３，３８５，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７…固定電極指（第２固定電極指）、４７１，４７２，４８１，４８２…接合突部、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１１０１…表示部、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…電子機器としての携帯電話機、１２０１…表示部、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…電子機器としてのデジタルスチルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサー素子及び物理量センサー素子を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隔を隔てて対向するとともに変位可能に設けられた可動電極とを有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出する物理量センサー素子が知られている。
例えば、特許文献１に記載の物理量センサー素子は、基板の上面において所定間隔を隔てた位置に配置され、力学量により変位する作用力を受ける梁構造体と、基板の上面に固定され、梁構造体の少なくともその一部に対向して配置された固定電極とを備えた半導体力学量センサーであって、前記基板の上面部であって、前記構造体の下部に相当する部分に、前記構造体と電気的に接続された下部電極を配置し、前記下部電極における前記梁構造体側表面に突起を形成したことを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４８２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
物理量センサー素子において、例えば、基板をガラス材料とし、梁構造体を半導体材料とし、両者を陽極接合により接合した後に半導体材料をエッチングして梁構造体を形成するような場合に、基板表面と梁構造体表面とに発生する電荷により、両者が貼り付く問題がある。また、例えば、物理量センサー素子を落下させた際の衝撃により、梁構造体が基板に接触し、梁構造体が破損する可能性がある。
このような問題に対し、例えば、特許文献１の物理量センサー素子のように、梁構造体の下部に突起を形成することにより、梁構造体と基板との付着面積が小さくなり、梁構造体の形成時における両者間の貼り付きを防止できるとともに、落下衝撃の際の緩衝効果を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の物理量センサー素子では、突起が下部電極から形成されていることから、突起形成のための電極加工工程が別途必要になり、製造プロセスの効率が悪いという問題がある。また、上記物理量センサー素子は、突起となる電極厚みの制御が困難であり、突起の高さにバラツキが生じる虞がある。
この結果、上記物理量センサー素子は、梁構造体の基板への貼り付きの防止や、落下衝撃の際の緩衝効果が不十分となる虞がある。
本発明の目的は、製造過程等における可動部（梁構造体）等の基板への貼り付きの防止や、落下等の衝撃に対する緩衝効果の向上を可能とした物理量センサー素子、及びこの物理量センサー素子を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる物理量センサー素子は、ベース基板と、前記ベース基板上に設けられ、物理量に応じて可動する可動部と、を備え、前記ベース基板には、平面視で前記可動部と重複する位置に突起が設けられ、前記突起は、前記ベース基板と一体で設けられていることを特徴とする。
【０００８】
物理量センサー素子における従来の課題として、例えば、ガラス材料からなるベース基板（特許文献１の基板に相当）と、半導体材料からなる板状部材とを陽極接合により接合した後に、板状部材をエッチングして可動部（特許文献１の梁構造体に相当）を形成するような場合に、ベース基板表面と可動部表面とに発生する電荷により、両者が貼り付く問題がある。
この課題に対し、本適用例の物理量センサー素子は、ベース基板に平面視で可動部と重複するように突起を設けることにより、ベース基板における可動部との接触範囲が突起部分のみとなり、両者の接触面積を格段に小さくすることができる。これにより、物理量センサー素子は、ベース基板と可動部との貼り付きを防止することができる。
【０００９】
また、物理量センサー素子は、突起をベース基板と一体で設けることにより、ベース基板における可動部の可動領域（例えば、凹部）と突起とを、例えば、エッチングで一括して形成することができる。
これにより、物理量センサー素子は、製造効率を改善できるとともに、従来（例えば、特許文献１）のように、電極で突起を形成する場合よりも突起の厚みのばらつきを低減することができる。これにより、物理量センサー素子は、落下等の衝撃時におけるベース基板の可動部に対する緩衝効果を向上させることができる。
これらの結果、物理量センサー素子は、従来よりも信頼性を向上させることができる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記可動部は、バネ部と、該バネ部を介して前記ベース基板に接続されたマス部と、該マス部に設けられた可動電極部と、を備え、前記ベース基板上には、前記可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることが好ましい。
【００１１】
これによれば、物理量センサー素子は、可動部がバネ部と、バネ部を介してベース基板に接続されたマス部と、マス部に設けられた可動電極部と、を備え、ベース基板上に可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることから、固定電極部と可動電極部との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を感度及び精度よく検出することができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記マス部と平面視で重複する位置に設けられていることが好ましい。
【００１３】
これによれば、物理量センサー素子は、突起がマス部と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部において質量が大きいマス部とベース基板との貼り付きを効果的に防止することができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記マス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることが好ましい。
【００１５】
これによれば、物理量センサー素子は、突起がマス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることから、可動部において質量が大きいマス部とベース基板との貼り付きを、より効果的にバランスよく防止することができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記突起は、前記可動電極部及び前記バネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることが好ましい。
【００１７】
これによれば、物理量センサー素子は、突起が可動電極部及びバネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部の可動電極部及びバネ部の少なくとも一方とベース基板との貼り付きを、効果的に防止することができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例にかかる物理量センサー素子において、前記ベース基板は絶縁材料が用いられ、前記可動部は半導体材料が用いられていることが好ましい。
【００１９】
これによれば、物理量センサー素子は、ベース基板に絶縁材料が用いられ、可動部に半導体材料が用いられていることから、ベース基板と可動部との絶縁分離を確実に行うことができる。
【００２０】
［適用例７］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の物理量センサー素子を備えたことを特徴とする。
【００２１】
これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の物理量センサー素子を備えたことから、上記適用例のいずれかに記載の効果が反映された信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態にかかるセンサー素子を示す斜視図。
【図２】図１に示すセンサー素子の平面図。
【図３】図２の部分拡大図（部分拡大平面図）。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図５】図４の部分拡大図（部分拡大断面図）。
【図６】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図７】図６の部分断面図（部分拡大断面図）。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、図８（ｃ）に示す工程を説明するための図。
【図１１】センサー素子を備えた電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図１２】センサー素子を備えた電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。
【図１３】センサー素子を備えた電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２４】
＜実施形態＞
図１は、本実施形態にかかるセンサー素子を示す斜視図、図２は、図１に示すセンサー素子の平面図、図３は、図２の部分拡大図（部分拡大平面図）、図４は、図２のＡ−Ａ線断面図、図５は、図４の部分拡大図（部分拡大断面図）、図６は、図２のＢ−Ｂ線断面図、図７は、図６の部分断面図（部分拡大断面図）である。
なお、以下では、説明の便宜上、図２中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」という。また、図１〜図４、図６では互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が図示されている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向（左右方向）を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向（上下方向）を「Ｚ軸方向」という。また、図１〜図４、図６、図８、図９では、説明の便宜上、後述する絶縁膜６及びそれに対応するもの（絶縁膜１０６，１０６Ａ）の図示を省略している。また、図２では、煩雑さを避けるため符号の一部を省略している。なお、本実施形態では、センサー素子を加速度、角速度等の物理量を測定するための物理量センサー素子として用いる場合の例について説明する。
【００２５】
（センサー素子）
図１に示すセンサー素子１は、ベース基板としての絶縁基板２と、この絶縁基板２に接合・支持された素子片３と、素子片３に電気的に接続された導体パターン４と、素子片３を覆うように設けられた蓋部材５とを有する。
【００２６】
以下、センサー素子１を構成する各部を順次説明する。
（絶縁基板）
絶縁基板２は、素子片３を支持する機能を有する。
この絶縁基板２は、平板状をなし、その上面（一方の面）には、空洞部（凹部）２１が設けられている。この空洞部２１は絶縁基板２を平面視したときに、後述する素子片３の可動部３３が絶縁基板２に接触するのを防止する逃げ場（回避領域）を構成する。これにより、絶縁基板２は、素子片３の可動部３３の変位を許容することができる。
なお、この逃げ場は、空洞部２１に代えて、絶縁基板２をその厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する開口部であってもよい。また、本実施形態では、空洞部２１の平面視形状は、四角形（具体的には長方形）をなしているが、これに限定されるものではない。
【００２７】
図３に示すように、空洞部２１の底面には、平面視で可動部３３と重複する位置に、角柱状の突起２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍが、絶縁基板２と一体で設けられている。
これにより、センサー素子１は、後述する素子片３の可動部３３が絶縁基板２と接触した場合において、可動部３３と、絶縁基板２との接触面積が、空洞部２１の底面が平坦な平面の場合と比較して小さくなるため、可動部３３と、絶縁基板２との恒久的な貼り付きを防止することができる。以下、個々の突起を区別する必要がない場合には、便宜上、突起２５と表記する。
なお、突起２５の位置の詳細については、後述する素子片３のところで説明する。
【００２８】
絶縁基板２の上面には、前述した空洞部２１の外側に、その外周に沿って、凹部２２，２３，２４が設けられている。この凹部２２，２３，２４は、平面視で導体パターン４に対応した形状をなしている。具体的には、凹部２２は、後述する導体パターン４の配線４１及び電極４４に対応した形状をなし、凹部２３は、後述する導体パターン４の配線４２及び電極４５に対応した形状をなし、凹部２４は、後述する導体パターン４の配線４３及び電極４６に対応した形状をなす。
【００２９】
また、凹部２２の電極４４が設けられた部位の深さは、凹部２２の配線４１が設けられた部位よりも深くなっている。同様に凹部２３の電極４５が設けられた部位の深さは、凹部２３の配線４２が設けられた部位よりも深くなっている。また、凹部２４の電極４６が設けられた部位の深さは、凹部２４の配線４３が設けられた部位よりも深くなっている。
【００３０】
このように凹部２２，２３，２４の一部の深さを深くすることにより、後述するセンサー素子１の製造時において、素子片３を形成する前の基板１０３を基板１０２Ａに接合したとき（図８参照）、その基板１０３が電極４４，４５，４６と接合されてしまうのを防止することができる。
このような絶縁基板２の構成材料としては、例えば、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料等の絶縁材料を用いるのが好ましく、特に、素子片３がシリコン材料を主材料として構成されている場合、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックス（登録商標）ガラスのような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。これにより、センサー素子１は、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００３１】
また、絶縁基板２の構成材料は、素子片３の構成材料との熱膨張係数差ができるだけ小さいのが好ましく、具体的には、絶縁基板２の構成材料と素子片３の構成材料との熱膨張係数差が３ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、センサー素子１は、絶縁基板２と素子片３との接合時等に高温にさらされても、絶縁基板２と素子片３との間の残留応力を低減することができる。
【００３２】
（素子片）
素子片３は、固定部３１，３２と、可動部３３と、固定電極部３８，３９と、を備えている。可動部３３は、バネ部としての連結部３４，３５と、連結部３４，３５、固定部３１，３２を介して絶縁基板２に接続されたマス部（質量部）３３ａと、マス部３３ａに設けられた可動電極部３６，３７と、を備えている。
このような素子片３は、例えば、加速度、角速度等の物理量の変化に応じて、マス部３３ａ及び可動電極部３６，３７が、連結部３４，３５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に変位する。このような変位に伴って、素子片３は、可動電極部３６と固定電極部３８との間の隙間、及び、可動電極部３７と固定電極部３９との間の隙間の大きさがそれぞれ変化する。すなわち、このような変位に伴って、素子片３は、可動電極部３６と固定電極部３８との間の静電容量、及び、可動電極部３７と固定電極部３９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。したがって、センサー素子１は、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することができる。
【００３３】
この固定部３１，３２、可動部３３（連結部３４，３５、マス部３３ａ、可動電極部３６，３７）は、一体で形成されている。
固定部３１，３２は、それぞれ、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。具体的には、固定部３１は、絶縁基板２の上面の、空洞部２１に対して−Ｘ方向側（図中左側）の部分に接合され、固定部３２は、絶縁基板２の上面の、空洞部２１に対して＋Ｘ方向側（図中右側）の部分に接合されている。また、固定部３１，３２は、平面視したときに、それぞれ、空洞部２１の外周縁を跨ぐように設けられている。
【００３４】
なお、固定部３１，３２の位置及び形状等は、連結部３４，３５や導体パターン４等の位置及び形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
このような２つの固定部３１，３２の間には、可動部３３のマス部３３ａが設けられている。本実施形態では、マス部３３ａは、Ｘ軸方向に伸びる角柱形状をなしている。なお、マス部３３ａの形状は、素子片３を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
【００３５】
このようなマス部３３ａは、固定部３１に対して連結部３４を介して連結されるとともに、固定部３２に対して連結部３５を介して連結されている。より具体的には、マス部３３ａの左側の端部が連結部３４を介して固定部３１に連結されるとともに、マス部３３ａの右側の端部が連結部３５を介して固定部３２に連結されている。
この連結部３４，３５は、マス部３３ａを固定部３１，３２に対して変位方向に連結している。本実施形態では、連結部３４，３５は、図２にて矢印ａで示すように、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）にマス部３３ａを変位し得るように構成されている。
【００３６】
具体的に説明すると、連結部３４は、２つの梁３４１，３４２で構成されている。そして、梁３４１，３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。言い換えると、梁３４１，３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に複数回（本実施形態では３回）折り返された形状をなしている。なお、各梁３４１，３４２の折り返し回数は、１回または２回であってもよいし、４回以上であってもよい。
【００３７】
同様に、連結部３５は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁３５１，３５２で構成されている。
なお、連結部３４，３５は、マス部３３ａを絶縁基板２に対して変位可能に支持するものであれば、上述したものに限定されず、例えば、マス部３３ａの両端部から＋Ｙ方向及び−Ｙ方向にそれぞれ延出する１対の梁で構成されていてもよい。
【００３８】
このように絶縁基板２に対してＸ軸方向に変位可能に支持されたマス部３３ａの幅方向（Ｙ軸方向）での一方側（＋Ｙ方向側）には、可動電極部３６が設けられ、他方側（−Ｙ方向側）には、可動電極部３７が設けられている。
可動電極部３６は、マス部３３ａから＋Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３６１〜３６５を備えている。この可動電極指３６１，３６２，３６３，３６４，３６５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。
同様に、可動電極部３７は、マス部３３ａから−Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３７１〜３７５を備える。この可動電極指３７１，３７２，３７３，３７４，３７５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。
【００３９】
このように複数の可動電極指３６１〜３６５及び複数の可動電極指３７１〜３７５は、それぞれ、マス部３３ａの変位する方向（すなわちＸ軸方向）に並んで設けられている。
これにより、センサー素子１は、後述する固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６との間の静電容量、及び、固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と可動電極部３６との間の静電容量を、マス部３３ａの変位に応じて効率的に変化させることができる。
同様に、センサー素子１は、後述する固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と可動電極部３７との間の静電容量、及び、固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と可動電極部３７との間の静電容量を、マス部３３ａの変位に応じて効率的に変化させることができる。これにより、センサー素子１は、物理量センサー素子として用いた場合に検出感度、検出精度を優れたものとすることができる。
【００４０】
ここで、絶縁基板２の突起２５と、素子片３の可動部３３との位置関係について詳述する。
図３に示すように、突起２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、平面視でマス部３３ａと重複する位置に設けられている。具体的には、突起２５ａは、マス部３３ａの中心Ｏと重複する位置に設けられ、突起２５ｂと２５ｃとは、マス部３３ａのＹ軸に平行な中心線Ｂに対して互いに対称となる位置に設けられていることが好ましい。また、突起２５ｂと２５ｃとは、マス部３３ａのＸ軸に平行な中心線Ｃと重複する位置に設けられていることが好ましい。
突起２５ｄは可動電極指３６１と、突起２５ｅは可動電極指３６２と、突起２５ｆは可動電極指３６３と、突起２５ｇは可動電極指３６４と、突起２５ｈは可動電極指３６５と、突起２５ｉは可動電極指３７１と、突起２５ｊは可動電極指３７２と、突起２５ｋは可動電極指３７３と、突起２５ｌは可動電極指３７４と、突起２５ｍは可動電極指３７５と、平面視で、それぞれ重複する位置に設けられている。
【００４１】
なお、突起２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈと、突起２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍとは、マス部３３ａの中心線Ｃに対して互いに対称となる位置に設けられていることが好ましい。
また、突起２５は、平面視で、連結部３４，３５と重複する位置に設けられていてもよい。この場合、突起２５は、梁３４１，３４２，３５１，３５２の撓みやすい折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましい。詳述すると、突起２５は、梁３４１，３５１については、＋Ｙ側の折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましく、梁３４２，３５２については、−Ｙ側の折り返し部分と重複する位置に設けられていることが好ましい。
【００４２】
なお、突起２５の高さは、可動部３３との間隔、可動部３３のサイズ、可動部の変位（撓み）の度合い等に応じて、加速度、角速度等の物理量の検出に支障がないように適宜設定される。また、突起２５の平面形状は、矩形に限定されるものではなく、円形、三角形、五角形以上の多角形、楕円形等任意の形状であってもよい。
また、突起２５の先端の可動部３３に対向する面は、可動部３３との接触面積を更に少なくするために、微細な凹凸が設けられていてもよく、多数の孔（窪み）を有する多孔質材料からなる被膜に覆われていてもよい。
【００４３】
固定電極部３８は、可動電極部３６に対して間隔を隔てて対向するように絶縁基板２上に設けられている。また、固定電極部３９は、可動電極部３７に対して間隔を隔てて対向するように絶縁基板２上に設けられている。
【００４４】
固定電極部３８は、前述した可動電極部３６の複数の可動電極指３６１〜３６５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３８１〜３８８を備えている。このような複数の固定電極指３８１〜３８８のマス部３３ａ側とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の、空洞部２１に対して＋Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３８１〜３８８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。
【００４５】
この固定電極指３８１〜３８８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３８１，３８２は、対をなし、前述した可動電極指３６１，３６２の間に、固定電極指３８３，３８４は、対をなし、可動電極指３６２，３６３の間に、固定電極指３８５，３８６は、対をなし、可動電極指３６３，３６４の間に、固定電極指３８７，３８８は、対をなし、可動電極指３６４，３６５の間に挟まれるように設けられている。
【００４６】
ここで、固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７は、それぞれ、絶縁基板２上で第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して設けられた第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３８１〜３８８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指及び複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００４７】
このような第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７とは、絶縁基板２上で互いに分離している。言い換えると、第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８、第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７は、絶縁基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。
これにより、センサー素子１は、第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７とを電気的に絶縁することができる。
この結果、センサー素子１は、第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６との間の静電容量、及び、第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と可動電極部３６との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００４８】
同様に、固定電極部３９は、前述した可動電極部３７の複数の可動電極指３７１〜３７５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３９１〜３９８を備えている。このような複数の固定電極指３９１〜３９８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の、空洞部２１に対して−Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３９１〜３９８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。
【００４９】
この固定電極指３９１，３９２，３９３，３９４，３９５，３９６，３９７，３９８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３９１，３９２は、対をなし、前述した可動電極指３７１，３７２の間に、固定電極指３９３，３９４は、対をなし、可動電極指３７２，３７３の間に、固定電極指３９５，３９６は、対をなし、可動電極指３７３，３７４の間に、固定電極指３９７，３９８は、対をなし、可動電極指３７４，３７５の間に挟まれるように設けられている。
【００５０】
ここで、固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７は、それぞれ、絶縁基板２上で第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して設けられた第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３９１〜３９８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指及び複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００５１】
このような第１固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と第２固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７とは、前述した固定電極部３８と同様、絶縁基板２上で互いに分離している。これにより、センサー素子１は、第１固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と可動電極部３７との間の静電容量、及び、第２固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と可動電極部３７との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００５２】
このような素子片３は、後述する１つの基板１０３をエッチングすることにより形成されたものである。
これにより、センサー素子１は、固定部３１，３２、マス部３３ａ、連結部３４，３５、複数の固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８及び複数の可動電極指３６１〜３６５，３７１〜３７５の厚さを厚くすることができる。また、センサー素子１は、これらの厚さを簡単かつ高精度に揃えることができる。この結果、センサー素子１は、高感度化を図ることができるとともに、耐衝撃性を向上させることができる。
【００５３】
素子片３の構成材料としては、前述したような静電容量の変化に基づく物理量の検出が可能であれば、特に限定されないが、半導体材料が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いることが好ましい。
すなわち、固定部３１，３２、マス部３３ａ、連結部３４，３５、複数の固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８及び複数の可動電極指３６１〜３６５，３７１〜３７５は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されていることが好ましい。
【００５４】
シリコンはエッチングにより高精度に加工することができる。そのため、素子片３をシリコンを主材料として構成することにより、素子片３の寸法精度を優れたものとし、その結果、物理量センサー素子であるセンサー素子１の高感度化を図ることができる。また、シリコンは劣化し難いため、センサー素子１の耐久性を向上させることもできる。
また、素子片３を構成するシリコン材料には、リン、ボロン等の不純物がドープされていることが好ましい。これにより、センサー素子１は、素子片３の導電性を優れたものとすることができる。
【００５５】
素子片３は、前述したように、絶縁基板２の上面に固定部３１，３２及び固定電極部３８，３９が接合されることにより、絶縁基板２に支持されている。本実施形態では、後述する絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とが接合されている。
このような素子片３（具体的には、前述した固定部３１，３２及び各固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８）と絶縁基板２との接合方法は、特に限定されないが、陽極接合法を用いることが好ましい。これにより、センサー素子１は、固定部３１，３２及び固定電極部３８，３９（各固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８）を絶縁基板２に強固に接合することができる。
この結果、センサー素子１は、耐衝撃性を向上させることができるとともに、固定部３１，３２及び固定電極部３８，３９（各固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８）を絶縁基板２の所望の位置に高精度に接合することができる。これにより、センサー素子１は、高感度化を図ることができる。
【００５６】
（導体パターン）
導体パターン４は、前述した絶縁基板２の上面（固定電極部３８，３９側の面）上に設けられている。
この導体パターン４は、配線４１，４２，４３と、電極４４，４５，４６とで構成されている。
配線４１は、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側に設けられ、空洞部２１の外周に沿うように形成されている。そして、配線４１の一端部は、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４４に接続されている。
【００５７】
このような配線４１は、前述した素子片３の第１固定電極指である各固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８及び各固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８に電気的に接続されている。
また、配線４２は、前述した配線４１の内側、かつ、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして、配線４２の一端部は、前述した電極４４に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４５に接続されている。
【００５８】
配線４３は、絶縁基板２上の固定部３１との接合部から、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上に延びるように設けられている。そして、配線４３の固定部３１とは反対側の端部は、前述した電極４４，４５に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４６に接続されている。
【００５９】
このような配線４１〜４３の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ3Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物（透明電極材料）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６０】
中でも、配線４１〜４３の構成材料としては、透明電極材料（特にＩＴＯ）を用いることが好ましい。センサー素子１は、配線４１，４２がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、絶縁基板２が透明基板である場合、絶縁基板２の固定電極部３８，３９側の面上に存在する異物等を絶縁基板２の固定電極部３８，３９とは反対の面側から容易に視認することができる。これにより、センサー素子１は、不良品の検出が容易となり、信頼性を向上させることができる。
【００６１】
また、電極４４〜４６の構成材料としては、それぞれ、前述した配線４１〜４３と同様、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。本実施形態では、電極４４〜４６の構成材料として、後述する接合突部４７１，４７２，４８１，４８２の構成材料と同じものが用いられている。
センサー素子１は、配線４１を介して第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６との間の静電容量、及び第１固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。そして、センサー素子１は、配線４２を介して第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と可動電極部３６との間の静電容量、及び第２固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
【００６２】
本実施形態では、電極４４及び電極４６を用いることにより、第１固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と可動電極部３６との間の静電容量、及び第１固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。また、電極４５及び電極４６を用いることにより、第２固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と可動電極部３６との間の静電容量、及び第２固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
また、配線４１，４２は、絶縁基板２の上面上、すなわち固定電極部３８，３９側の面上に設けられているので、固定電極部３８，３９に対する電気的接続及び位置決めが容易である。この結果、センサー素子１は、信頼性（特に、耐衝撃性及び検出精度）を向上させることができる。
【００６３】
また、配線４１及び電極４４は、前述した絶縁基板２の凹部２２内に設けられ、配線４２及び電極４５は、前述した絶縁基板２の凹部２３内に設けられ、配線４３及び電極４６は、前述した絶縁基板２の凹部２４内に設けられている。これにより、配線４１〜４３が絶縁基板２の上面から突出するのを防止することができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８，３９１〜３９８と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８と配線４１との電気的接続及び固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
同様に、固定部３１と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。ここで、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｔ＜ｄなる関係を満たす。
【００６４】
特に、配線４１上には、導電性を有する複数の接合突部４８１，４８２が設けられている。複数の接合突部４８１は、固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８に対応して設けられ複数の接合突部４８２は、固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８に対応して設けられている。
【００６５】
そして、複数の接合突部４８１を介して固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８と配線４１とが電気的に接続されるとともに、複数の接合突部４８２を介して固定電極指３９２，３９４，３９６，３９８と配線４１とが電気的に接続されている。
これにより、配線４１と他の部位との無要な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８と配線４１との電気的接続を行うことができる。
【００６６】
同様に、配線４２上には、導電性を有する複数の接合突部４７１，４７２が設けられている。複数の接合突部４７１は、固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７に対応して設けられ、複数の接合突部４７２は、固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７に対応して設けられている。
【００６７】
そして、複数の接合突部４７１を介して固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７と配線４２とが電気的に接続されるとともに、複数の接合突部４７２を介して固定電極指３９１，３９３，３９５，３９７と配線４２とが電気的に接続されている。
これにより、配線４２と他の部位との無要な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８１，３８３，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
【００６８】
このような接合突部４７１，４７２，４８１，４８２の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属単体またはこれらを含む合金等の金属が好適に用いられる。このような金属を用いて接合突部４７１，４７２，４８１，４８２を構成することにより、センサー素子１は、配線４１，４２と固定電極部３８，３９との間の接点抵抗を小さくすることができる。
【００６９】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１〜４３が設けられた部分の深さをそれぞれｄとし、接合突部４７１，４７２，４８１，４８２の高さをそれぞれｈとしたとき、ｄ≒ｔ＋ｈなる関係を満たす。
また、図５、図７に示すように、配線４１〜４３上には、絶縁膜６が設けられている。そして、前述した接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０上には、絶縁膜６は形成されず、接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０の表面が露出している。この絶縁膜６は、導体パターン４と素子片３との無要な電気的接続（短絡）を防止する機能を有する。
【００７０】
これにより、センサー素子１は、配線４１，４２と他の部位との無用な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、固定電極指３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８と配線４１との電気的接続及び固定電極指３８１，３８３，３８５，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
また、センサー素子１は、配線４３と他の部位との無用な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。
【００７１】
本実施形態では、絶縁膜６は、後述する接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０及び電極４４〜４６の形成領域を除いて、絶縁基板２の上面の略全域に亘って形成されている。なお、絶縁膜６の形成領域は、配線４１〜４３を覆うことができれば、これに限定されず、例えば、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位や蓋部材５との接合部位を除くような形状をなしていてもよい。
【００７２】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１〜４３が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｄ＞ｔなる関係を満たす。これにより、例えば、図５に示すように、固定電極指３９１と配線４１上の絶縁膜６との間には、隙間２２１が形成されている。図示しないが、この隙間２２１と同様の隙間が他の各固定電極指と配線４１，４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。このような隙間は、後述するセンサー素子１の製造において、基板１０２と基板１０３との間にも同様に形成され、陽極接合時に生じるガスを排出することができる。
【００７３】
また、図７に示すように、蓋部材５と配線４３上の絶縁膜６との間には、隙間２２２が形成されている。図示しないが、この隙間２２２と同様の隙間が蓋部材５と配線４１，４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。これらの隙間（２２２等）は、蓋部材５内の減圧や、不活性ガスの充填の際に用いることができる。なお、これらの隙間（２２２等）は、蓋部材５と絶縁基板２とを接着剤により接合する際に、接着剤により塞いでもよい。
【００７４】
このような絶縁膜６の構成材料としては、特に限定されず、絶縁性を有する各種材料を用いることができるが、絶縁基板２がガラス材料（特に、アルカリ金属イオンが添加されたガラス材料）で構成されている場合、二酸化珪素（ＳｉＯ2）を用いるのが好ましい。これにより、前述したような無用な電気的接続を防止するとともに、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００７５】
また、絶縁膜６の厚さ（平均厚さ）は、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であるのがより好ましい。センサー素子１は、このような厚さの範囲で絶縁膜６を形成すると、前述したような無用な電気的接続を防止することができる。また、センサー素子１は、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００７６】
（蓋部材）
蓋部材５は、前述した素子片３を保護する機能を有する。
この蓋部材５は、平板状をなし、その一方の面（下面）に凹部５１が設けられている。この凹部５１は、素子片３の可動部３３（マス部３３ａ、連結部３４，３５、可動電極部３６，３７）の変位を許容するように形成されている。
【００７７】
そして、蓋部材５の下面の凹部５１よりも外側の部分は、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。本実施形態では、前述した絶縁膜６を介して絶縁基板２と蓋部材５とが接合されている。
蓋部材５と絶縁基板２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合法、直接接合法等を用いることができる。
また、蓋部材５の構成材料としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料等を好適に用いることができる。
【００７８】
（センサー素子の製造方法）
次に、本実施形態のセンサー素子の製造方法を説明する。なお、以下では、前述したセンサー素子１を製造する場合の一例を説明する。
図８、図９は、それぞれ、図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図、図１０は、図８（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。なお、図８、図９は、それぞれ、図２のＹ軸に沿った断面を示している。
なお、以下では、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコン材料で構成されている場合を例に説明する。
【００７９】
［１］
まず、図８（ａ）に示すように、基板１０２を用意する。
この基板１０２は、後述する工程を経て絶縁基板２となるものである。
また、基板１０２は、アルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成されている。
［２］
次に、図８（ｂ）に示すように、基板１０２の上面をエッチングすることにより、空洞部２１、と凹部２２，２３、突起２５を形成する。このとき、図８（ｂ）では図示しないが、上記エッチングにより凹部２４も同時に形成する。これにより、空洞部２１と凹部２２〜２４、突起２５が形成された基板１０２Ａを得る。
【００８０】
このような空洞部２１と凹部２２〜２４、突起２５の形成方法（エッチング方法）としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００８１】
また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数繰り返し、空洞部２１、凹部２２〜２４、突起２５とを順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に、除去される。このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。
なお、マスクとして、例えば、グレースケールマスクを用いることにより、空洞部２１、凹部２２〜２４（深さの異なる複数の凹部）、突起２５とを一括形成してもよい。
【００８２】
［３］
次に、図８（ｃ）に示すように、基板１０２Ａの上面上に、導体パターン４を形成する。その後、図８（ｃ）では図示しないが、絶縁膜１０６Ａを形成する。
ここで、絶縁膜１０６Ａは、後述する個片化を経て絶縁膜６となるものである。
以下、図１０に基づき、導体パターン４及び絶縁膜１０６Ａの形成について詳述する。なお、図１０では、基板１０２Ａの固定電極指３９１との接合部近傍における導体パターン４及び絶縁膜１０６Ａの形成を代表的に図示している。
【００８３】
導体パターン４を形成するに際しては、まず、図１０（ａ）に示すように、凹部２２内に配線４１を形成するとともに、凹部２３内に配線４２を形成する。このとき、図１０では図示しないが、凹部２４内に配線４３を配線４１，４２と同時に形成する。
配線４１，４２，４３の形成方法（成膜方法）としては、特に限定されないが、例えば、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、薄膜の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における成膜においても、同様の方法を用いることができる。
そして、図１０（ｂ）に示すように、配線４２上に複数の接合突部４７２を形成（成膜）する。このとき、図１０（ｂ）では図示しないが、配線４２上に複数の接合突部４７１及び電極４５を接合突部４７２と同時に形成する。
また、配線４１上に複数の接合突部４８１、複数の接合突部４８２及び電極４４を接合突部４７２と同時に形成する。また、配線４３上に接合突部５０及び電極４６を接合突部４７２と同時に形成する。
【００８４】
次に、図１０（ｃ）に示すように、配線４１，４２等を覆うように、基板１０２Ａの上面に絶縁膜１０６を形成（成膜）する。
次に、図１０（ｄ）に示すように、絶縁膜１０６の各接合突部４７２に対応する部分を除去する。また、図１０（ｄ）では図示しないが、絶縁膜１０６の各接合突部４７１，４８１，４８２、接合突部５０及び電極４４〜４６に対応する部分も除去する。これにより、電極４４〜４６を露出させるとともに、各接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０が貫通する絶縁膜１０６Ａが得られる。
以上のようにして、導体パターン４及び絶縁膜１０６Ａが得られる。
【００８５】
［４］
次に、図８に戻って、図８（ｄ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、基板１０３を陽極接合法により接合する。これにより、基板１０３と各接合突部４７１，４７２，４８１，４８２，５０とが接続される。
この基板１０３は、後述する薄肉化、パターンニング及び個片化を経て素子片３となるものである。
また、基板１０３は、シリコン基板である。
また、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さよりも厚くなっている。これにより、基板１０３の取り扱い性を向上させることができる。なお、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さと同じであってもよい。この場合は、後述する薄肉化工程［５］を省略すればよい。
【００８６】
［５］
次に、基板１０３を薄肉化して、図８（ｅ）に示すように、基板１０３Ａを得る。
この薄肉化は、基板１０３Ａの厚さが素子片３の厚さと同じになるように行われる。
また、基板１０３の薄肉化方法は、特に限定されないが、例えば、ＣＭＰ法、ドライポリッシュ法を好適に用いることができる。
【００８７】
［６］
次に、基板１０３Ａをエッチングすることにより、図９（ａ）に示すように、素子片３を得る。
［７］
次に、図９（ｂ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、凹部５１を有する蓋部材１０５を接合する。これにより、基板１０２Ａと蓋部材１０５とが素子片３を収納するようにして接合された接合体１０１が得られる。
この蓋部材１０５は、後述する個片化を経て蓋部材５となるものである。
［８］
次に、接合体１０１を個片化（ダイシング）することにより、図９（ｃ）に示すように、センサー素子１が得られる。
【００８８】
上述したように、第１実施形態にかかるセンサー素子１は、絶縁基板２の空洞部２１の底面の、平面視で可動部３３と重複する位置に突起２５が設けられている。これにより、センサー素子１は、可動部３３が変位して空洞部２１の底面（突起２５を含む）に接触した場合に、空洞部２１の底面における可動部３３との接触範囲が突起２５の先端部のみとなる。これにより、センサー素子１は、可動部３３と空洞部２１の底面との接触面積が小さくなり、可動部３３と空洞部２１の底面との恒久的な貼り付きを防止することができる。
【００８９】
また、センサー素子１は、突起２５を絶縁基板２と一体で設けることにより、絶縁基板２の空洞部２１と突起２５とを、例えば、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングで一括して形成することができる。
これにより、センサー素子１は、製造効率を改善できるとともに、従来（例えば、特許文献１）のように、電極で突起２５を形成するよりも突起２５の厚みのばらつきを低減することができる。これにより、センサー素子１は、落下等の衝撃時における絶縁基板２の空洞部２１の可動部３３に対する緩衝効果を向上させることができる。
これらの結果、センサー素子１は、信頼性を向上させることができる。
【００９０】
また、センサー素子１は、可動部３３が連結部３４，３５と、連結部３４，３５を介して絶縁基板２に接続されたマス部３３ａと、マス部３３ａに設けられた可動電極部３６，３７と、を備え、絶縁基板２上に可動電極部３６，３７に対向して固定電極部３８，３９が設けられていることから、固定電極部３８，３９と可動電極部３６，３７との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を感度及び精度よく検出することができる。
【００９１】
また、センサー素子１は、突起２５ａ，２５ｂ，２５ｃが、マス部３３ａと平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部３３において質量が大きいマス部３３ａと絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを効果的に防止することができる。
【００９２】
また、センサー素子１は、突起２５ａがマス部３３ａの中心Ｏと平面視で重複する位置に設けられ、突起２５ｂと、突起２５ｃとが、マス部３３ａのＹ軸に沿った中心線Ｂに対し互いに対称となるように設けられていることから、可動部３３において質量が大きいマス部３３ａと絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを、より効果的にバランスよく防止することができる。
【００９３】
また、センサー素子１は、突起２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍが、可動電極指３６１，３６２，３６３，３６４，３６５，３７１，３７２，３７３，３７４，３７５と平面視で重複する位置に設けられていることから、可動部３３の可動電極指３６１〜３６５，３７１〜３７５と絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを、効果的に防止することができる。
【００９４】
また、センサー素子１は、突起２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈと、突起２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍとが、可動部３３のＸ軸に沿った中心線Ｃに対し互いに対称となるように設けられていることから、可動部３３の可動電極指３６１〜３６５，３７１〜３７５と絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを、よりバランスよく防止することができる。
【００９５】
また、センサー素子１は、突起２５が可動部３３の連結部３４，３５と平面視で重複する位置に設けられていることにより、可動部３３の連結部３４，３５（梁３４１，３４２，３５１，３５２）と絶縁基板２の空洞部２１の底面との貼り付きを、効果的に防止することができる。
【００９６】
また、センサー素子１は、絶縁基板２に絶縁材料であるアルカリ金属イオンを含むガラスが用いられ、可動部３３（素子片３）に半導体材料であるシリコンが用いられていることから、絶縁基板２と可動部３３（素子片３）との絶縁分離を確実に行うことができる。
これにより、センサー素子１は、信頼性を向上させることができる。
【００９７】
（電子機器）
次に、上述したセンサー素子を備えた電子機器について説明する。
図１１は、センサー素子を備えた電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
図１１に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０１を有する表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、センサー素子１が内蔵されている。
【００９８】
図１２は、センサー素子を備えた電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
図１２に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０１が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、センサー素子１が内蔵されている。
【００９９】
図１３は、センサー素子を備えた電子機器としてのデジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図１３には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面（図中手前側）には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中奥側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１００】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。
また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、センサー素子１が内蔵されている。
【０１０１】
このような電子機器は、信頼性に優れたセンサー素子１を備えたことから、優れた性能を発揮することができる。
なお、上記センサー素子１を備えた電子機器は、図１１のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１２の携帯電話機、図１３のデジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…センサー素子、２…ベース基板としての絶縁基板、３…素子片、４…導体パターン、５…蓋部材、６…絶縁膜、２１…空洞部、２２，２３，２４…凹部、２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊ，２５ｋ，２５ｌ，２５ｍ…突起、３１，３２…固定部、３３…可動部、３３ａ…マス部、３４，３５…バネ部としての連結部、３６，３７…可動電極部、３８，３９…固定電極部、４１，４２，４３…配線、４４，４５，４６…電極、５０…接合突部、５１…凹部、１０１…接合体、１０２，１０２Ａ，１０３，１０３Ａ…基板、１０５…蓋部材、１０６，１０６Ａ…絶縁膜、２２１，２２２…隙間、３４１，３４２，３５１，３５２…梁、３６１，３６２，３６３，３６４，３６５，３７１，３７２，３７３，３７４，３７５…可動電極指、３８２，３８４，３８６，３８８，３９２，３９４，３９６，３９８…固定電極指（第１固定電極指）、３８１，３８３，３８５，３８５，３８７，３９１，３９３，３９５，３９７…固定電極指（第２固定電極指）、４７１，４７２，４８１，４８２…接合突部、１１００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１１０１…表示部、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１２００…電子機器としての携帯電話機、１２０１…表示部、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１３００…電子機器としてのデジタルスチルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
前記ベース基板上に設けられ、物理量に応じて可動する可動部と、を備え、
前記ベース基板には、平面視で前記可動部と重複する位置に突起が設けられ、
前記突起は、前記ベース基板と一体で設けられていることを特徴とする物理量センサー素子。
【請求項２】
前記可動部は、バネ部と、該バネ部を介して前記ベース基板に接続されたマス部と、該マス部に設けられた可動電極部と、を備え、
前記ベース基板上には、前記可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサー素子。
【請求項３】
前記突起は、前記マス部と平面視で重複する位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の物理量センサー素子。
【請求項４】
前記突起は、前記マス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の物理量センサー素子。
【請求項５】
前記突起は、前記可動電極部及び前記バネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の物理量センサー素子。
【請求項６】
前記ベース基板は絶縁材料が用いられ、前記可動部は半導体材料が用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の物理量センサー素子。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の物理量センサー素子を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
ベース基板と、
前記ベース基板上に設けられ、物理量に応じて可動する可動部と、を備え、
前記ベース基板には、平面視で前記可動部と重複する位置に突起が設けられ、
前記突起は、前記ベース基板と一体で設けられていることを特徴とする物理量センサー素子。
【請求項２】
前記可動部は、バネ部と、該バネ部を介して前記ベース基板に接続されたマス部と、該マス部に設けられた可動電極部と、を備え、
前記ベース基板上には、前記可動電極部に対向して固定電極部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサー素子。
【請求項３】
前記突起は、前記マス部と平面視で重複する位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の物理量センサー素子。
【請求項４】
前記突起は、前記マス部の中心に対し対称となるように複数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の物理量センサー素子。
【請求項５】
前記突起は、前記可動電極部及び前記バネ部の少なくとも一方と平面視で重複する位置に設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の物理量センサー素子。
【請求項６】
前記ベース基板は絶縁材料が用いられ、前記可動部は半導体材料が用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の物理量センサー素子。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の物理量センサー素子を備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１０４８６８（Ｐ２０１３−１０４８６８Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１３３９（Ｐ２０１１−２５１３３９）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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