以下、図面を参照して、本発明の実施の形� ��を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
 図1は力学量センサ100を分解した状態を表す 分解斜視図である。力学量センサ100は、互い に積層して配置される第1の構造体110、接合� �120、第2の構造体130、及び第1の基体140、第2� �基体150を有する。図2は、力学量センサ100の� ��部(第一の構造体110、第2の構造体130)をさら� ��分解した状態を表す分解斜視図である。図3 、図4、図5はそれぞれ、第1の構造体110、接合 部120、第2の構造体130の上面図である。図6、� ��7、図8はそれぞれ、第1の基体140の下面図、� ��2の基体150の上面図、および第2の基体150の� �面図である。図9、図10はそれぞれ、力学量� �ンサ100を図1のB-B及びC-Cに沿って切断した状� ��を表す断面図である。

 力学量センサ100は、それ単体、あるいは� ��路基板と組み合わされて(例えば、基板への 搭載、電子部品として機能する。電子部品と しての力学量センサ100は、ゲーム機やモバイ ル端末機(例えば,携帯電話)等への搭載が可能 である。なお、力学量センサ100と回路基板(� �路基板上のIC等の能動素子、配線用端子)は� �ワイヤボンディング、フリップチップ等に� �って電気的に接続される。

 力学量センサ100は、加速度α、角速度ωの 一方、または双方を測定できる。即ち、力学 量は加速度α、角速度ωの一方、または双方� �意味する。X、Y、Z軸方向それぞれでの力F0x� �F0y、F0zによる変位部112(後述する)の変位を検 出することで、加速度αx、αy、αzを測定でき る。また、変位部112をZ軸方向に振動させ、Y� ��X軸方向それぞれでのコリオリ力Fy、Fxによ� �変位部112の変位を検出することで、X、Y軸方 向それぞれの角速度ωx、ωyを測定できる。こ のように、力学量センサ100は、3軸の加速度α x、αy、αzおよび2軸の角速度ωx、ωyを測定で� ��る。なお、この詳細は後述する。

 第1の構造体110、接合部120、第2の構造体13 0、第1の基体140、第2の基体150は、その外周が 例えば、5mmの辺の略正方形状であり、これら の高さはそれぞれ、例えば、20μm、2μm、675μm 、500μm、500μmである。

 第1の構造体110、接合部120、第2の構造体13 0はそれぞれ、シリコン、酸化シリコ、シリ� �ンから構成可能であり、力学量センサ100は� �シリコン/酸化シリコン/シリコンの3層構造� �なすSOI(Silicon On Insulator)基板を用いて製造� �能である。第1の構造体110、第2の構造体130を 構成するシリコンには、全体に例えばボロン 等の不純物が含まれる導電性材料を使用する ことが好ましい。後述するように、第1の構� �体11、第2の構造体130を不純物が含まれるシ� �コンで構成することにより、力学量センサ10 0の配線を簡略にすることができる。本実施� �形態では、第1の構造体110及び第2の構造体130 に不純物が含まれるシリコンを使用している 。

 また、第1の基体140、第2の基体150はそれ� �れ、ガラス材料から構成できる。

 第1の構造体110は、外形が略正方形であり 、固定部111(111a~111c)、変位部112(112a~112e)、接� �部113(113a~113d)、ブロック上層部114(114a~114j)か� ��構成される。第1の構造体110は、半導体材料 の膜をエッチングして開口114a~114d及びブロッ ク上層部114a~114jを形成することで作成できる 。

 固定部111は、枠部111aと突出部111b、111cと� ��区分できる。枠部111aは、外周、内周が共に 略正方形の枠形状の基板である。突出部111b� �、枠部111aの内周のコーナー部に配置され、� ��位部112bに向かって(X-Y平面のX方、枠部111aの 内周のコーナー部に配置され,変位部112dに向� ��って(X-Y平面のX方向を0°としたとき,180°方� �に)突出する略正方形の基板である。枠部111a と突出部111b、111c、一体的に構成されている� ��

 変位部112は、変位部112a~112eから構成され� ��。変位部112aは、外周が略正方形の基板であ り、固定部111の開口の中央近傍に配置される 。変位部112b~112eは、外周が略正方形の基板で あり、変位部112aを4方向(X軸正方向、X軸負方� ��、Y軸正方向、Y軸負方向)から囲むように接� ��、配置される。変位部112a~112eはそれぞれ、� ��合部120によって後述の重量部132a~132eと接合� ��れ、固定部111に対して一体的に変位する。

 変位部112aの上面は、駆動用電極E1(後述す る)として機能する。この変位部112aの上面の� ��動用電極E1は、第1の基体140の下面に設置さ� ��た後述する駆動用電極144aと容量性結合し、 この間に印加された電圧によって変位部112を Z軸方向に振動させる。なお、この駆動の詳� �は後述する。

 変位部112b~112eの上面は、変位部112のX軸お よびY軸方向の変位を検出する検出用電極E1(� �述する)としてそれぞれ機能する。この変位� ��112b~112eの上面の検出用電極は、第1の基体140 の下面に設置された後述する検出用電極144b~1 44eとそれぞれ容量性結合する(変位部112のb~e� �アルファベットと、検出用電極144のb~eのア� �ファベットは、それぞれ順に対応している)� ��なお、この検出の詳細は後述する。

 接続部113a~113dは略長方形の基板であり、� ��定部111と変位部112aとを4方向(X-Y平面のX方向 を0°としたとき、45°、135°、225°、315°方向)� ��接続する。

 接続部113a~113dは、枠部111aに近い側の領域 では、台座131の突出部131c(後述する)と接合部 120によって接合されている。接続部113a~113dの その他の領域、すなわち変位部112aに近い側� �領域では、対応する領域に突出部131cが形成� ��れておらず、厚みが薄いため、可撓性を有� ��ている。接続部113a~113dの枠部111aに近い側の 領域が、突出部131cと接合されているのは、� �きな撓みにより接続部113a~113dが損傷するこ� �を防止するためである。

 接続部113a~113dは、撓みが可能な梁として� ��能する。接続部113a~113dが撓むことで、変位� ��112が固定部111に対して変位可能である。具� ��的には、変位部112が固定部111に対して、Z正 方向,Z負方向に直線的に変位する。また、変� ��部112は、固定部111に対してX軸およびY軸を� �転軸とする正負の回転が可能である。即ち,� ��こでいう「変位」には、移動および回転(Z� �方向での移動、X、Y軸での回転)の双方を含� �ることができる。

 ブロック上層部114は、ブロック上層部114a ~114jから構成される。ブロック上層部114a~114j� ��、略正方形の基板であり、固定部111の内周� ��沿い、かつ変位部112を周囲から囲むように� ��置される。

 ブロック上層部114h、114aは、変位部112eの� ��面と対向する端面を有し、ブロック上層部1 14b、114cは、変位部112bの端面と対向する端面� ��有し、ブロック上層部114d、114eは、変位部11 2cの端面と対向する端面を有し、ブロック上� ��部114f、114gは,変位部112dの端面と対向する端 面を有している。図1に示すように、ブロッ� �上層部114a~114hはそれぞれ、変位部112の8つの� ��面のうちの1つと対向する端面を有して、ア ルファベット順に右回りで配置されている。 ブロック上層部114i、ブロック上層部114jは、X -Y平面のX方向を0°としたとき、それぞれ90°� �270°の方向に配置される。

 ブロック上層部114a~114hはそれぞれ、接合� ��120によって後述するブロック下層部134a~134h� ��接合される(ブロック上層部114のa~hのアルフ ァベットと、ブロック下層部134のa~hのアルフ ァベットは、それぞれ順に対応している)。� �ロック上層部114a~114hとブロック下層部134a~134 hがそれぞれ接合されたブロックは、後述す� �検出用電極144b~144e、154b~154eに電源を供給す� �ための配線の用途で用いられる。

 ブロック上層部114i、114jは、接合部120に� �って後述するブロック下層部134i、134jとそれ ぞれ接合される。ブロック上層部114i、114jと� ��ロック下層部134i、134jがそれぞれ接合され� �ブロックは、変位部112をZ軸方向に振動させ� ��ための配線の用途で用いられる。なお、こ� ��詳細は後述する。

 第2の構造体130は,外形が略正方形であり,� ��座131(131a~131d),重量部132(132a~132e)、及びブロ� �ク下層部134(134a~134j)から構成される。第2の� �造体130は,半導体材料の基板をエッチングし� ��開口133、ブロック下層部134a~134j、及びポケ� ��ト135(後述する)を形成することで、作成可� �である。なお、台座131と、ブロック下層部13 4a~134jは、互いに高さがほぼ等しく、重量部13 2は、台座131及びブロック下層部134a~134jより� �高さが低い。重量部132と第2の基体150との間� ��間隙(ギャップ)を確保し、重量部132の変位� �可能にするためである。台座131と、ブロッ� �下層部134a~134jと、重量部132は、それぞれ離� �して配置される。

 台座131は、枠部131aと突出部131b~131dとに区 分できる。枠部131aは、外周、内周が共に略� �方形の枠形状の基板であり、固定部111の枠� �111aと対応した形状を有する。突出部131bは、 枠部131aの内周のコーナー部に配置され、重� �部132bに向かって(X-Y平面のX方向を0°とした� �き、0°方向に)突出する略正方形の基板であ� ��、固定部111の突出部111bと対応した形状を有 する。

 突出部131cは、4つの略長方形の基板であ� �、X-Y平面のX方向を0°としたとき、45°、135°� ��225°、315°方向に枠部131aから重量部132aに向� ��ってそれぞれ突出し、一端が台座131の枠部1 31aと接続され、他端は重量部132aと離間して� �置されている。突出部131cは、接続部113a~113d� ��対応する領域のうち、枠部131a側の略半分の 領域に形成されており、他の領域、すなわち 、重量部132側の略半分の領域には形成されて いない。

 突出部131dは、枠部131aの内周のコーナー� �に配置され、重量部132dに向かって(X-Y平面の X方向を0°としたとき、180°方向に)突出する� �正方形の基板内に、この基板の表面と裏面� �を貫通するポケット135(開口)が形成されたも ので、固定部111の突出部111cと接合されてい� �。

 ポケット135は、高真空を維持するための� ��ッター材料を配置する、例えば直方体形状� ��空間である。ポケット135の一方の開口端は� ��合部120によって蓋がされている。ポケット1 35の他方の開口端は第2の基体150によって大部 分に蓋がされているが、重量部132寄りの一部 は蓋がされておらず、この他方の開口端と重 量部132等が形成されている開口133とは一部で 通じている(図示せず)。

 ゲッター材料は、真空封入された力学量� ��ンサ100内の真空度を高める目的で残留気体� ��吸着するものである。これにより、変位部1 12(重量部132も)の振動の際の空気抵抗による� �響を低減することができる。力学量センサ10 0に用いられるゲッター材料としては、例え� �、チタンとZr-V-Fe合金との混合物(サエスゲッ ターズジャパン社製、商品名 非蒸発ゲッタ� ��St122、300~500℃の温度範囲で活性化可能)を用 いることができる。

 本明細書中において、ゲッター材料の活� ��化とは、ゲッター材料の表面に付着した分� ��(吸着すべきガス分子を含む)が内部へ拡散� �て、ガス吸着能力をもつ新たな表面が生成� �れることをいう。また,活性化温度とは、こ� ��ようなガス分子吸着能力をもつ新たな表面� ��生成される温度をいう。

 枠部131aと突出部131b~131dは、一体的に構成 されている。台座131は、接合部120によって固 定部111、及び接続部113a~113dの所定の領域と接 続される。

 重量部132は、質量を有し、加速度α、角� �度ωそれぞれに起因する力F0、コリオリ力Fを 受ける重錘、あるいは作用体として機能する 。即ち、加速度α、角速度ωが印加されると� �重量部132の重心に力F0、コリオリ力Fが作用� �る。

 重量部132は、略直方体形状の重量部132a~13 2eに区分される。中心に配置された重量部132a に4方向から重量部132b~132eが接続され,全体と� ��て一体的に変位(移動、回転)が可能となっ� �いる。即ち、重量部132aは、重量部132b~132eを� ��続する接続部として機能する。

 重量部132a~132eはそれぞれ、変位部112a~112e� ��対応する略正方形の断面形状を有し、接合� ��120によって変位部112a~112eと接合される。重� ��部132に加わった力F0、コリオリ力Fに応じて� ��位部112が変位し、その結果、加速度α、角� �度ωの測定が可能となる。

 重量部132a~132eによって、重量部132を構成� ��ているのは、力学量センサ100の小型化と高� ��度化の両立を図るためである。力学量セン� ��100を小型化(小容量化)すると、重量部132の� �量も小さくなり、その質量が小さくなるこ� �から、角速度に対する感度も低下する。接� �部113a~113dの撓みを阻害しないように重量部13 2b~132eを分散配置することで、重量部132の質� �を確保している。この結果,力学量センサ100� ��小型化と高感度化の両立が図られる。

 重量部132aの裏面は、駆動用電極E1(後述す る)として機能する。この重量部132aの裏面の� ��動用電極E1は、第2の基体150の上面に設置さ� ��た後述する駆動用電極154aと容量性結合し、 この間に印加された電圧によって変位部112を Z軸方向に振動させる。なお、この駆動の詳� �は後述する。

 重量部132b~132eの裏面は、変位部112のX軸お よびY軸方向の変位を検出する検出用電極E1(� �述する)としてそれぞれ機能する。この重量� ��132b~132eの裏面の検出用電極E1は、第2の基体1 50の上面に設置された後述する検出用電極154b ~154eとそれぞれ容量性結合する(重量部132のb~e のアルファベットと、検出用電極154のb~eのア ルファベットは、それぞれ順に対応している )。なお、この検出の詳細は後述する。

 ブロック下層部134a~134jは、それぞれブロ� ��ク上層部114a~114jと対応する略正方形の断面� ��状を有し、接合部120によってブロック上層� ��114a~114jと接合される。ブロック上層部114a~11 4h及びブロック下層部134a~134hを接合したブロ� ��クを、以下、それぞれ「ブロックa~h」と称� ��る。ブロックa~hは、それぞれ検出用電極144b ~144e、154b~154eに電源を供給するための配線の� ��途で用いられる。ブロック上層部114i、114j� �びブロック下層部134i、134jをそれぞれ接合し たブロック(以下、それぞれ「ブロックi、j」 と称する)は,変位部112をZ軸方向に振動させる ための配線の用途で用いられる。なお、これ らの詳細は後述する。

 接合部120は、既述のように、第1、第2の� �造体110、130を接続するものである。接合部12 0は、接続部113の所定の領域及び固定部111と� �台座131とを接続する接合部121と、変位部112a~ 112eと重量部132a~133eを接続する接合部122(122a~12 2e)と、ブロック上層部114a~114jとブロック下層 部134a~134jを接続する接合部123(123a~123j)と、に� ��分される。接合部120は、これ以外の部分で� ��、第1、第2の構造体110、130を接続していな� �。接続部113a~113dの撓み、および重量部132の� �位を可能とするためである。なお、接合部12 1、122、123は、シリコン酸化膜をエッチング� �ることで構成可能である。

 第1の構造体110と第2の構造体130とを必要� �部分で導通させるため、導通部160~162を形成� ��ている。

 導通部160は、固定部111と台座131とを導通� ��るものであり、固定部111の突出部111b及び接 合部121を貫通している。

 導通部161は、変位部112と重量部132とを導� ��するものであり、変位部112a及び接合部122を 貫通している。

 導通部162は、ブロック上層部114a、114b、11 4e、114f、114iとブロック下層部134a、134b、134e� �134f、134iとをそれぞれ導通するものであり、 ブロック上層部114a、114b、114e、114f、114i及び� ��合部123をそれぞれ貫通している。

 導通部160~162は、例えば、貫通孔の縁、壁 面及び底部に、例えば、Alのような金属層が� ��成されたものである。なお、貫通孔の形状� ��特に制限されないが、Al等のスパッタ等に� �り金属層を効果的に形成できるため、導通� �160~162の貫通孔を上広の錐状の形状にするこ� ��が好ましい。

 第1の基体140は、例えばガラス材料からな り、略直方体の外形を有し、枠部141と底板部 142とを有する。枠部141及び底板部142は、基板 に略直方体状(例えば、縦横2.5mm、深さ5μm)の� ��部143を形成することで作成できる。

 枠部141は、外周,内周が共に略正方形の枠 形状の基板形状である。枠部141の外周は、固 定部111の外周と一致し、枠部141の内周は、固 定部111の内周よりも小さい。底板部142は、外 周が枠部141と略同一の略正方形の基板形状で ある。第1の基体140に凹部143が形成されてい� �のは、変位部112が変位するための空間を確� �するためである。変位部112以外の第1の構造� ��110、すなわち固定部111及びブロック上層部1 14a~114jは、第1の基体140と、例えば陽極接合に よって接合される。

 底板部142上(第1の基体140の裏面上)には、� ��位部112と対向するように駆動用電極144a、検 出用電極144b~144eが配置されている。駆動用電 極144a、検出用電極144b~144eは、いずれも導電� �材料で構成することができる。駆動用電極14 4aは、例えば十字形状で、変位部112aに対向す るように凹部143の中央近傍に形成されている 。検出用電極144b~144eは、それぞれ略正方形で 、駆動用電極144aを4方向(X軸正方向、X軸負方� ��、Y軸正方向、Y軸負方向)から囲み、それぞ� ��順に変位部112b~112eと対向して配置される。� ��動用電極144a,検出用電極144b~144eは、それぞ� �離間している。

 駆動用電極144aには、ブロック上層部114i� �上面と電気的に接続される配線層L1が接続さ れている。検出用電極144bには、ブロック上� �部114bの上面と電気的に接続される配線層L4� �検出用電極144cには、ブロック上層部114eの上 面と電気的に接続される配線層L5、検出用電� ��144dには、ブロック上層部114fの上面と電気� �に接続される配線層L6、検出用電極144eには� �ブロック上層部114aの上面と電気的に接続さ� ��る配線層L7がそれぞれ接続されている。

 駆動用電極144a、検出用電極144b~144e、及び 配線層L1、L4~L7の構成材料には、例えば、Ndを 含有するAlを用いることができる。

 駆動用電極144a、検出用電極144b~144e等にNd� ��有Alを用いることで、後述する熱処理工程(� ��1の基体140又は第2の基体150の陽極接合や、� �ッター材料の活性化)の際に、駆動用電極144a 、検出用電極144b~144e等にヒロックが発生する ことを抑制できる。ここでいうヒロックとは 、例えば、半球状の突起物をいう。これによ り、駆動用電極144aと、変位部112aの上面に形� ��された駆動用電極E1(駆動用電極144aと容量性 結合する)との間の距離や、検出用電極144b~144 eと、変位部112b~112eの上面にそれぞれ形成さ� �た検出用電極E1(検出用電極144b~144eとそれぞ� �順に容量性結合する)との間の距離の寸法精� ��を高くすることができる。このように駆動� ��電極144a、E1間、検出用電極144b~144e、E1間の� �法精度を高くできるので、その結果、静電� �量値のばらつきを低減でき、製品間の特性� �ばらつきを抑えることが可能である。

 また、駆動用電極144a、検出用電極144b~144e にヒロックが発生することを抑制できるので 、容量性結合させるべき駆動用電極144a及び� �動用電極E1や、検出用電極144b~144e及び検出用 電極E1が接触して、ショートすることを抑制� ��きる。駆動用電極144a、154aによって変位部11 2(重量部132も)をZ軸方向に振動させた際に、� �量性結合させるべき駆動用電極144a及び駆動� ��電極E1や、検出用電極144b~144e及び検出用電� �E1が、ヒロックを介して接触することを抑制 できるためである。

 また、配線層L1、L4~L7の構成材料に、Ndを� ��有するAlを用いることで、第1の基体140と第1 の構造体110との強固な接合が可能である。配 線層L1、L4~L7の端部(駆動用電極144aや検出用電 極144b~144eと接合されていない側の端部)は、� �1の基体140の下面と、ブロック上層部114i、114 b、114e、114f、114aの上面にそれぞれ順に挟ま� �る。Ndを含有するAlは比較的柔軟性を有する� ��め潰れやすい。そのため、第1の基体140と第 1の構造体110との陽極接合時に、配線層L1、L4~ L7の端部が、容易に潰れて陽極接合を阻害し� ��いためである。

 また、駆動用電極144a、検出用電極144b~144e 、及び配線層L1、L4~L7を同一の材料(Ndを含有� �るAl)で構成しているので、同時に1回のパタ� ��ニングで形成でき、製造工程の簡略化が可� ��である。

 第2の基体150は、例えばガラス材料からな り、略正方形の基板形状である。重量部132以 外の第2の構造体130、すなわち台座131及びブ� �ック下層部134a~134jは、第2の基体150と、例え� ��陽極接合によって接合される。重量部132は� ��台座131及びブロック下層部134a~134jよりも高� ��が低いため、第2の基体150と接合されない。 重量部132と第2の基体150との間に間隙(ギャッ� ��)を確保し、重量部132の変位を可能にするた めである。

 第2の基体150の上面上には、重量部132と対 向するように駆動用電極154a、検出用電極154b~ 154eが配置されている。駆動用電極154a、検出� ��電極154b~154eは、いずれも導電性材料で構成� ��ることができる。駆動用電極154aは、例えば 十字形状で、重量部132aに対向するように第2� ��基体150の上面の中央近傍に形成されている� ��検出用電極154b~154eは、それぞれ略正方形で� ��駆動用電極154aを4方向(X軸正方向、X軸負方� �、Y軸正方向、Y軸負方向)から囲み、それぞ� �順に重量部132b~132eに対向して配置される。� �動用電極154a,検出用電極154b~154eは、それぞれ 離間している。

 駆動用電極154aには、ブロック下層部134j� �裏面と電気的に接続される配線層L2が接続さ れている。検出用電極154bには、ブロック下� �部134cの裏面と電気的に接続される配線層L8� �検出用電極154cには、ブロック下層部134dの裏 面と電気的に接続される配線層L9、検出用電� ��154dには、ブロック下層部134gの裏面と電気� �に接続される配線層L10、検出用電極154eには� ��ブロック下層部134hの裏面と電気的に接続さ れる配線層L11がそれぞれ接続されている。

 駆動用電極154a、検出用電極154b~154e、及び 配線層L2、L8~L11の構成材料には、例えば、Nd� �含有するAlを用いることができる。

 駆動用電極154a、検出用電極154b~154eにNd含� ��Alを用いることで、後述する熱処理工程(第2 の基体150の陽極接合や、ゲッター材料の活性 化)の際に、駆動用電極154a、検出用電極154b~15 4e等にヒロックが発生することを抑制できる� ��これにより、駆動用電極154aと、重量部132a� �下面に形成された駆動用電極E1(駆動用電極15 4aと容量性結合する)との間の距離や、検出用 電極154b~154eと、重量部132b~132eの上面にそれぞ れ形成された検出用電極E1(検出用電極154b~154e とそれぞれ順に容量性結合する)との間の距� �の寸法精度を高くすることができる。この� �うに駆動用電極154a、E1間、検出用電極154b~154 e、E1間の寸法精度を高くできるので、その結 果、静電容量値のばらつきを低減でき、製品 間の特性のばらつきを抑えることが可能であ る。

 また、駆動用電極154a、検出用電極154b~154e にヒロックが発生することを抑制できるので 、容量性結合させるべき駆動用電極154a及び� �動用電極E1や、検出用電極154b~154e及び検出用 電極E1が接触して、ショートすることを抑制� ��きる。駆動用電極144a、154aによって変位部11 2(重量部132も)をZ軸方向に振動させた際に、� �量性結合させるべき駆動用電極154a及び駆動� ��電極E1や、検出用電極154b~154e及び検出用電� �E1が、ヒロックを介して接触することを抑制 できるためである。

 また、配線層L2、L8~L11の構成材料に、Ndを 含有するAlを用いることで、第2の基体150と第 2の構造体130との強固な接合が可能である。� �線層L2、L8~L11の端部(駆動用電極154aや検出用� ��極154b~154eと接合されていない側の端部)は、 第2の基体150の上面と,ブロック上層部134j、134 c、134d、134g、134hの下面にそれぞれ順に挟ま� �る。Ndを含有するAlは比較的柔軟性を有する� ��め潰れやすい。そのため、第2の基体150と第 2の構造体130との陽極接合時に、配線層L2、L8~ L11の端部が、容易に潰れて陽極接合を阻害し ないためである。

 また、駆動用電極154a、検出用電極154b~154e 、及び配線層L2、L8~L11を同一の材料(Ndを含有� ��るAl)で構成しているので、同時に1回のパタ ーニングで形成でき、製造工程の簡略化が可 能である。

 第2の基体150には、第2の基体150を貫通す� �配線用端子T(T1~T11)が設けられており、力学� �センサ100の外部から駆動用電極144a、154a、検 出用電極144b~144e、154b~154eへの電気的接続を可 能としている。

 配線用端子T1の上端は、台座131の突出部13 1bの裏面に接続されている。配線用端子T2~T9� �、それぞれブロック下層部134a~134hの裏面に� �続されている(配線用端子T2~T9のT2~T9の番号順 と、ブロック下層部134a~134hの134a~134hのアルフ ァベット順とは、それぞれ対応している)。� �線用端子T10、T11は、それぞれブロック下層� �134i、134jの裏面に接続されている。

 配線用端子Tは、図9、図10に示すように、 例えば上広の錐状貫通孔の縁、壁面及び底部 に、例えばAl等の金属膜が形成されたもので� ��り、導通部160~162と同様の構造をしている。 配線用端子Tは、外部回路と、例えばワイヤ� �ンディングで接続するための接続端子とし� �使用できる。

 なお、図1~図10では、第1の構造体110、接� �部120、第2の構造体130の見やすさを考慮して� ��第2の基体150が下に配置されるように図示し ている。配線用端子Tと外部回路とを、例え� �ワイヤボンディングで接続する場合には、� �学量センサ100の第2の基体150を例えば上にな� ��ように配置して容易に接続することができ� ��。

(力学量センサ100の動作,配線)
 力学量センサ100の配線、及び電極について� ��明する。

 図11は、図9に示す力学量センサ100におけ� ��6組の容量素子を示す断面図である。図11で� ��、電極として機能する部分をハッチングで� ��している。なお、図11では6組の容量素子を� ��示しているが、前述したように力学量セン� ��100には、10組の容量素子が形成される。

 10組の容量素子の一方の電極は、第1の基� ��140に形成された駆動用電極144a、検出用電極 144b~144e、及び第2の基体150に形成された駆動� �極154a、検出用電極154b~154eである。

 10組の容量素子のもう一方の電極は、変� �部112aの上面の駆動用電極E1、変位部112b~112e� �上面にそれぞれ形成された検出用電極E1、重 量部132aの下面の駆動用電極E1、及び重量部132 b~132eの下面にそれぞれ形成された検出用電極 E1である。すなわち、変位部112及び重量部132� ��接合したブロックは、10組の容量性結合の� �通電極として機能する。第1の構造体110及び� ��2の構造体130は、導電性材料(不純物が含ま� �るシリコン)から構成されているため、変位� ��112及び重量部132を接合したブロックは、電� ��として機能することができる。

 コンデンサーの容量は、電極間の距離に� ��比例するため、変位部112の上面及び重量部1 32の下面に駆動用電極E1や検出用電極E1がある ものと仮定している。すなわち、駆動用電極 E1や検出用電極E1は、変位部112の上面や、重� �部132の下面の表層に別体として形成されて� �るわけではない。変位部112の上面や、重量� �132の下面が駆動用電極E1や検出用電極E1とし� ��機能すると捉えている。

 第1の基体140に形成された駆動用電極144a� �検出用電極144b~144eは、それぞれ順に、配線� �L1、L4~L7を介してブロック上層部114i、114b、11 4e、114f、114aと電気的に接続されている。ま� �、ブロック上層部114i、114b、114e、114f、114aと ブロック下層部134i、134b、134e、134f、134aとは� ��れぞれ導通部162で導通されている。

 第2の基体150に形成された駆動用電極154a� �検出用電極154b~154eは、それぞれ順に、配線� �L2、L8~L11を介してブロック下層部134j、134c、1 34d、134g、134hと電気的に接続されている。

 したがって、これらの駆動用電極144a、154 a、検出用電極144b~144e、154b~154eに対する配線� �、ブロック下層部134a~134jの下面に接続すれ� �よい。配線用端子T2~T9は、それぞれブロック 下層部134a~134hの下面に配置され、配線用端子 T10、T11は,それぞれブロック下層部134i、134jの 下面に配置されている。

 以上より、配線用端子T2~T11は、それぞれ� ��に、検出用電極144e、144b、154b、154c、144c、14 4d、154d、154e、駆動用電極144a、154aと電気的に 接続されている。

 駆動用電極E1、検出用電極E1は、変位部112 の上面及び重量部132の下面からそれぞれなっ ている。変位部112及び重量部132は、導通部161 で導通されており、いずれも導電性材料で構 成されている。台座131及び固定部111は、導通 部160で導通されており、いずれも導電性材料 で構成されている。変位部112と接続部113と固 定部111は、導電性材料により一体的に構成さ れている。したがって、駆動用電極E1、検出� ��電極E1に対する配線は、台座131の下面に接� �すればよい。配線用端子T1は、台座131の突出 部131bの下面に配置されており、配線用端子T1 は、駆動用電極E1、検出用電極E1と電気的に� �続されている。

 以上のように、第1の構造体110、及び第2� �構造体130を導電性材料(不純物が含まれるシ� ��コン)で構成しているので、ブロック上層部 114a~114j、及びブロック下層部134a~134jが接合さ れたブロックa~jに配線としての機能をもたせ ることができ、容量素子に対する配線を簡略 にすることが可能である。

 力学量センサ100による加速度および角速� ��の検出の原理を説明する。

(1)変位部112の振動
 駆動用電極144a、E1間に電圧を印加すると、� ��ーロン力によって駆動用電極144a、E1が互い� ��引き合い、変位部112(重量部132も)はZ軸正方� ��に変位する。また、駆動用電極154a、E1間に� ��圧を印加すると、クーロン力によって駆動� ��電極154a、E1が互いに引き合い、変位部112(重 量部132も)はZ軸負方向に変位する。即ち、駆� ��用電極144a、E1間、駆動用電極154a、E1間への� ��圧印加を交互に行うことで、変位部112(重量 部132も)はZ軸方向に振動する。この電圧の印� ��は正又は負の直流波形(非印加時も考慮する とパルス波形)、半波波形等を用いることが� �きる。

 なお、駆動用電極144a、E1(変位部112aの上� �)、駆動用電極154a、E1(重量部132aの下面)は振� ��付与部として、検出用電極144b~144e、154b~154e� ��E1(変位部112b~112eの上面,重量部132b~132eの下面 )は変位検出部として機能する。

 変位部112の振動の周期は電圧を切り換え� ��周期で決まってくる。この切換の周期は変� ��部112の固有振動数にある程度近接している� ��とが好ましい。変位部112の固有振動数は、� ��続部113の弾性力や重量部132の質量等で決定� ��れる。変位部112に加えられる振動の周期が� ��有振動数に対応しないと、変位部112に加え� ��れた振動のエネルギーが発散されてエネル� ��ー効率が低下する。

 なお、駆動用電極144a、E1間、又は駆動用� ��極154a、E1間のいずれか一方のみに、変位部2 12の固有振動数の1/2の周波数の交流電圧を印� ��してもよい。

(2)加速度に起因する力の発生
 重量部132(変位部112)に加速度αが印加される と重量部132に力F0が作用する。具体的には、X 、Y、Z軸方向それぞれの加速度αx、αy、αzに� ��じて、X、Y、Z軸方向の力F0x(=m・αx)、F0y(=m・ αy)、F0z(=m・αz)が重量部132に作用する(mは、� �量部132の質量)。その結果、変位部112にX、Y� �向への傾き、およびZ方向への変位が生じる� ��このように、加速度αx、αy、αzによって変� ��部112にX、Y、Z方向の傾き(変位)が生じる。

(3)角速度に起因するコリオリ力の発生
 重量部132(変位部112)がZ軸方向に速度vzで移� �しているときに角速度ωが印加されると重量 部132にコリオリ力Fが作用する。具体的には� �X軸方向の角速度ωxおよびY軸方向の角速度ωy それぞれに応じて、Y軸方向のコリオリ力Fy(=2 ・m・vz・ωx)およびX軸方向のコリオリ力Fx(=2� �m・vz・ωy)が重量部132に作用する(mは,重量部1 32の質量)。

 X軸方向の角速度ωxによるコリオリ力Fyが� ��加されると、変位部112にY方向への傾きが生 じる。このように、角速度ωx、ωyに起因する コリオリ力Fy、Fxによって変位部112にY方向、X 方向の傾き(変位)が生じる。

(4)変位部112の変位の検出
 以上のように、加速度αおよび角速度ωによ って、変位部112の変位(傾き)が生じる。検出� ��電極144b~144e、154b~154eによって、変位部112の� ��位を検出することができる。

 変位部112にZ正方向の力F0zが印加されると 、検出用電極E1(変位部112cの上面)、144c間およ び検出用電極E1(変位部112eの上面)、144e間の距 離は共に小さくなる。この結果、検出用電極 E1(変位部112cの上面)、144c間および検出用電極 E1(変位部112eの上面)、144e間の容量は共に大き くなる。即ち、検出用電極E1と検出用電極144b ~144e間の容量の和(あるいは、検出用電極E1と� ��出用電極154b~154e間の容量の和)に基づいて、 変位部112のZ方向の変位を検出し、検出信号� �して取り出すことができる。

 一方、変位部112にY正方向の力F0yまたはコ リオリ力Fyが印加されると、駆動用電極E1(変� ��部112cの上面)、144c間、検出用電極E1(重量部1 32eの下面)、154e間の距離は小さくなり、検出� ��電極E1(変位部112eの上面)、144e間、検出用電� ��E1(重量部132cの下面)、154c間の距離は大きく� ��る。この結果、検出用電極E1(変位部112cの上 面)、144c間,検出用電極E1(重量部132eの下面)、1 54e間の容量は大きくなり、検出用電極E1(変位 部112eの上面)、144e間、検出用電極E1(重量部132 cの下面)、154c間の容量は小さくなる。即ち、 検出用電極E1と検出用電極144b~144e、154b~154eと� ��間の容量の差に基づいて、変位部112のX、Y� �向の傾きの変化を検出し、検出信号として� �り出すことができる。

 以上のように、検出用電極E1、144b~144e、15 4b~154eによって変位部112のX方向、Y方向への傾 きおよびZ方向への変位を検出する。

(5)検出信号からの加速度,角速度の抽出
 検出用電極144b~144e、154b~154e、E1から出力さ� �る信号には、加速度αx、αy、αz、角速度ωx� �ωyに起因する成分の双方が含まれる。これ� �の成分の相違を利用して、加速度および角� �度を抽出できる。

 重量部132(質量m)に加速度αが印加された� �きの力Fα(=m・α)は重量部132の振動には依存� �ない。即ち、検出信号中の加速度成分は、� �量部132の振動に対応しない一種のバイアス� �分である。一方、重量部132(質量m)に角速度ω が印加されたときの力Fω(=2・m・vz・ω)は重量 部132のZ軸方向の速度vzに依存する。即ち、検 出信号中の角速度成分は,重量部132の振動に� �応して周期的に変化する一種の振幅成分で� �る。

 具体的には、検出信号の周波数分析によ� ��て、変位部112の振動数より低周波のバイア� ��成分(加速度)、変位部112の振動数と同様の� �動成分(角速度)を抽出する。この結果、力学 量センサ100によるX、Y、Z方向(3軸)の加速度αx 、αy、αz、およびX、Y方向(2軸)の角速度ωx、� �yの測定が可能となる。

(力学量センサ100の作成)
 力学量センサ100の作成工程につき説明する� ��図12は、力学量センサ100の作成手順の一例� �表すフロー図である。また、図13A~図13Jは,図 12の作成手順における力学量センサ100の状態� ��表す断面図である(図1に示す力学量センサ10 0をC-Cで切断した断面に相当する)。図13A~図13J は、図10の力学量センサ100を上下逆に配置し� ��ものに対応する。

(1)半導体基板Wの用意(ステップS10,および図13A )
 図13Aに示すように、第1、第2、第3の層11、12 、13の3層を積層してなる半導体基板Wを用意� �る。

 第1、第2、第3の層11、12、13はそれぞれ、� ��1の構造体110、接合部120、第2の構造体130を� �成するための層であり、ここでは、不純物� �含まれるシリコン、酸化シリコン、不純物� �含まれるシリコンからなる層とする。

 不純物が含まれるシリコン/酸化シリコン /不純物が含まれるシリコンという3層の積層� ��造をもった半導体基板Wは、不純物が含まれ るシリコン基板上にシリコン酸化膜を積層し た基板と、不純物が含まれるシリコン基板と を接合後、後者の不純物が含まれるシリコン 基板を薄く研磨することで作成できる(いわ� �るSOI基板)。

 ここで、不純物が含まれるシリコン基板� ��、例えば、チョクラルスキー法によるシリ� ��ン単結晶の製造において、ボロンをドープ� ��ることにより製造できる。シリコンに含ま� ��る不純物としては、例えばボロンを挙げる� ��とができる。ボロンが含まれるシリコンと� ��ては、例えば、高濃度のボロンを含み、抵� ��率が0.001~0.01ω・cmのものを使用できる。

 なお、ここでは第1の層11と第3の層13とを� ��一材料(不純物が含まれるシリコン)によっ� �構成するものとするが、第1、第2、第3の層11 、12、13のすべてを異なる材料によって構成� �てもよい。

(2)第1の構造体110の作成(第1の層11のエッチン� ��、ステップS11、および図13B)
 第1の層11をエッチングすることにより、開� ��115を形成し、第1の構造体110を形成する。即 ち、第1の層11に対して浸食性を有し、第2の� �12に対して浸食性を有しないエッチング方法 を用いて、第1の層11の所定領域(開口115a~115d)� ��対して、第2の層12の上面が露出するまで厚� ��方向にエッチングする。

 第1の層11の上面に、第1の構造体110に対応 するパターンをもったレジスト層を形成し、 このレジスト層で覆われていない露出部分を 垂直下方に侵食する。このエッチング工程で は、第2の層12に対する浸食は行われないので 、第1の層11の所定領域(開口115a~115d)のみが除� ��される。図13Bは、第1の層11に対して、上述� ��ようなエッチングを行い、第1の構造体110を 形成した状態を示す。

(3)接合部120の作成(第2の層12のエッチング、� �テップS12、および図13C)
 第2の層12をエッチングすることにより、接� ��部120を形成する。即ち、第2の層12に対して� ��浸食性を有し、第1の層11および第3の層13に� ��しては浸食性を有しないエッチング方法に� ��り、第2の層12に対して、その露出部分から� ��み方向および層方向にエッチングする。

 このエッチング工程では、別途、レジス� ��層を形成する必要はない。即ち、第1の層11� ��残存部分である第1の構造体110が、第2の層12 に対するレジスト層として機能する。エッチ ングは、第2の層12の露出部分に対してなされ る。

 第2の層12に対するエッチング工程(ステッ プS12)では、次の2つの条件を満たすエッチン� ��法を行う必要がある。第1の条件は、厚み方 向とともに層方向への方向性をもつことであ り、第2の条件は、酸化シリコン層に対して� �浸食性を有するが,シリコン層に対しては浸� ��性を有しないことである。

 第1の条件は、不要な部分に酸化シリコン 層が残存して重量部132の変位の自由度を妨げ ることがないようにするために必要な条件で ある。第2の条件は、既に所定形状への加工� �完了しているシリコンからなる第1の構造体1 10や第3の層13に浸食が及ばないようにするた� ��に必要な条件である。

 第1、第2の条件を満たすエッチング方法と� �て、バッファド弗酸(例えば、HF=5.5wt%、NH ₄ F=20wt%の混合水溶液)をエッチング液として用� ��るウェットエッチングを挙げることができ� ��。また、CF ₄ ガスとO ₂ ガスとの混合ガスを用いたRIE法によるドライ エッチングも適用可能である。

(4)導通部160~162の形成(ステップS13、および図1 3D)
 導通部160~162の形成は,次のa、bのようにして 行われる。
a.錐状貫通孔の形成
 第1の構造体110及び第2の層12の所定の箇所を ウエットエッチングし、第2の層12まで貫通す るような錘状貫通孔を形成する。エッチング 液としては、第1の構造体110のエッチングで� �、例えば、20%TMAH(水酸化テトラメチルアンモ ニウム)を用いることができ、第2の層12のエ� �チングでは、例えば、バッファド弗酸(例え� ��、HF=5.5wt%、NH ₄ F=20wt%の混合水溶液)を用いることができる。

b.金属層の形成
 第1の構造体110の上面及び錐状貫通孔内に、 例えばAlを蒸着法やスパッタ法等により堆積� ��せて、導通部160~162を形成する。第1の構造� �110の上面に堆積した不要な金属層(導通部160~ 162の上端の縁(図示せず)の外側の金属層)はエ ッチングで除去する。

(5)第1の基体140の接合(ステップS14、および図1 3E)
1)第1の基体140の作成
 絶縁性材料からなる基板、例えば、ガラス� ��板をエッチングして凹部143を形成し、駆動� ��電極144a、検出用電極144b~144e、及び配線層L1� ��L4~L7を、例えばNdを含むAlからなるパターン� ��よって所定の位置に形成する。駆動用電極1 44a、検出用電極144b~144e、及び配線層L1、L4~L7� �同一の材料(Ndを含有するAl)で構成している� �で、同時に1回のパターニングで形成でき、� ��造工程の簡略化が可能である。

2)半導体基板Wと第1の基体140の接合
 半導体基板Wと第1の基体140とを、例えば陽� �接合により接合する。第2の構造体130の作成� ��に第1の基体140を陽極接合している。重量部 132を形成する前に、第1の基体140を陽極接合� �ているので、接続部113a~113dには厚みの薄い� �域が存在せず可撓性を有していないため、� �電引力が生じても変位部112は第1の基体140に� ��き寄せられない。このため、第1の基体140と 変位部112との接合を防止することができる。 図13Eは、半導体基板Wと第1の基体140とを接合� ��た状態を示す。

 第1の基体140と半導体基板Wとの陽極接合� �には、例えば300℃近くにまで加熱されるの� �、駆動用電極144a、検出用電極144b~144e、配線� ��L1、L4~L7(以下,「駆動用電極144a等」と称する )にヒロックが発生する可能性がある。駆動� �電極144a等にNd含有Alを用いることで、第1の� �体140の陽極接合時に、駆動用電極144a等に、� ��ロックが発生することを抑制できる。これ� ��より、駆動用電極144a、E1間、検出用電極144b ~144e、E1間の寸法精度を高くできるので、そ� �結果、静電容量値のばらつきを低減でき、� �品間の特性のばらつきを抑えることが可能� �ある。

 また、駆動用電極144a等にヒロックが発生 することを抑制できるので、駆動用電極144a� �154aによって変位部112(重量部132も)をZ軸方向� ��振動させた際に、容量性結合させるべき駆� ��用電極144a及び駆動用電極E1や、検出用電極1 44b~144e及び検出用電極E1が、ヒロックを介し� �接触しショートすることを抑制できる。

 また、前述したように、配線層L1、L4~L7の 構成材料に、比較的柔軟性を有するため潰れ やすいNd含有Alを用いることで、陽極接合を� �害せず、第1の基体140と第1の構造体110との強 固な接合が可能である。

(6)第2の構造体130の作成(第3の層13のエッチン� ��、ステップS15、および図13F、図13G)
 第2の構造体130の形成は、次のa、bのように� ��て行われる。

a.ギャップ10の形成(図13F)
 第3の層13の上面に,重量部132の形成領域及び その近傍を除いてレジスト層を形成し、この レジスト層で覆われていない露出部分(重量� �132の形成領域及びその近傍)を垂直下方へと� ��食させる。この結果、重量部の形成される� ��域の上部に重量部132の変位を可能とするた� ��のギャップ10が形成される。

b.第2の構造体130の形成(図13G)
 ギャップ10が形成された第3の層13をエッチ� �グすることにより、開口133、ブロック下層� �134a~134j、及びポケット135を形成し、第2の構� ��体130を形成する。即ち、第3の層13に対して� ��食性を有し、第2の層12に対して浸食性を有� ��ないエッチング方法により、第3の層13の所� ��領域(開口133)に対して、厚み方向へのエッ� �ングを行う。

 第3の層13の上面に、第2の構造体130に対応 するパターンをもったレジスト層を形成し、 このレジスト層で覆われていない露出部分を 垂直下方に侵食する。図13Gは、第3の層13に対 して、上述のようなエッチングを行い、第2� �構造体130を形成した状態を示す。

 以上の製造プロセスにおいて、第1の構造 体110を形成する工程(ステップS11)と、第2の構 造体130を形成する工程(ステップS15)では、以� ��のようなエッチング法を行う必要がある。

 第1の条件は、各層の厚み方向への方向性 を持つことである、第2の条件は、シリコン� �に対しては浸食性を有するが、酸化シリコ� �層に対しては浸食性を有しないことである� �

 第1の条件を満たすエッチング方法として 、誘導結合型プラズマエッチング法(ICPエッ� �ング法:Inductively-Coupled Plasma Etching Method)を� ��げることができる。このエッチング法は、� ��直方向に深い溝を掘る際に効果的な方法で� ��り、一般に、DRIE(Deep Reactive Ion Etching)と呼 ばれているエッチング方法の一種である。

この方法では、材料層を厚み方向に浸食し ながら掘り進むエッチング段階と、掘った穴 の側面にポリマーの壁を形成するデポジショ ン段階と、を交互に繰り返す。掘り進んだ穴 の側面は、順次ポリマーの壁が形成されて保 護されるため、ほぼ厚み方向にのみ浸食を進 ませることが可能になる。

 一方、第2の条件を満たすエッチングを行う には、酸化シリコンとシリコンとでエッチン グ選択性を有するエッチング材料を用いれば よい。例えば、エッチング段階では、SF ₆ ガス、およびO ₂ ガスの混合ガスを、デポジション段階では、 C ₄ F ₈ ガスを用いることが考えられる。

(7)第2の基体150の接合(ステップS16、および図1 3H)
1)第2の基体150の作成
 絶縁性材料からなる基板に、駆動用電極154a 、検出用電極154b~154e、及び配線層L2、L8~L11を� ��例えばNdを含むAlからなるパターンによって 所定の位置に形成する。また、第2の基体150� �エッチングすることにより、配線用端子T1~T1 1を形成するための上広の錐状貫通孔10を所定 の箇所に11個形成する。駆動用電極154a、検出 用電極154b~154e、及び配線層L2、L8~L11を同一の� ��料(Ndを含有するAl)で構成しているので、同� ��に1回のパターニングで形成でき、製造工程 の簡略化が可能である。

2)半導体基板Wと第2の基体150の接合
 ポケット135にゲッター材料(サエスゲッター ズジャパン社製、商品名 非蒸発ゲッターSt12 2)を入れて、第2の基体150と半導体基板Wとを� �例えば陽極接合により接合する。図13Hは、� �導体基板Wと第2の基体150とを接合した状態を 示す。

 第2の基体150と半導体基板Wとの陽極接合� �には、例えば300℃近くにまで加熱されるの� �、駆動用電極144a、154a、検出用電極144b~144e、 154b~154e、配線層L1、L2、L4~L11(以下、「駆動用� ��極144a、154a等」と称する)にヒロックが発生� ��る可能性がある。駆動用電極144a、154a等にNd 含有Alを用いることで、第2の基体150の陽極接 合時に、駆動用電極144a、154a等に、ヒロック� ��発生することを抑制できる。これにより、� ��動用電極144a、E1間、駆動用電極154a、E1間、� ��出用電極144b~144e、E1間、及び検出用電極154b~ 154e、E1間の寸法精度を高くできるので、その 結果、静電容量値のばらつきを低減でき、製 品間の特性のばらつきを抑えることが可能で ある。

 また、駆動用電極144a、154a等にヒロック� �発生することを抑制できるので、駆動用電� �144a、154aによって変位部112(重量部132も)をZ軸 方向に振動させた際に,容量性結合させるべ� �駆動用電極144a及び駆動用電極E1、駆動用電� �154a及び駆動用電極E1、検出用電極144b~144e及� �検出用電極E1、又は検出用電極154b~154e及び検 出用電極E1が、ヒロックを介して接触しショ� ��トすることを抑制できる。

 また、前述したように、配線層L2、L8~L11� �構成材料に、比較的柔軟性を有するため潰� �やすいNd含有Alを用いることで、陽極接合を� ��害せず、第2の基体150と第2の構造体130との� �固な接合が可能である。

(8)配線用端子T1~T11の形成(ステップS17、およ� �図13I)
 第2の基体150の上面及び錐状貫通孔10内に、� ��えばCr層、Au層の順に金属層を蒸着法やスパ ッタ法等により形成する。不要な金属層(配� �用端子Tの上端の縁の外側の金属層)をエッチ ングにより除去し、配線用端子T1~T11を形成す る。

(9)半導体基板W、第1の基体140、第2の基体150の ダイシング(ステップS18および図13J)
 例えば、400℃の熱処理によってポケット135� ��のゲッター材料を活性化した後、互いに接� ��された半導体基板W、第1の基体140,及び第2の 基体150にダイシングソー等で切れ込みを入れ て、個々の力学量センサ100に分離する。

 ゲッター材料を活性化するための熱処理� ��際に、駆動用電極144a、154a、検出用電極144b~ 144e、154b~154e、配線層L1、L2、L4~L11(駆動用電極 144a、154a等)に、ヒロックが発生する可能性が ある。駆動用電極144a、154a等をNd含有Alとする ことで、ヒロックの発生が防止される。この ため、駆動用電極144a、E1間、駆動用電極154a� �E1間、検出用電極144b~144e、E1間、及び検出用� ��極154b~154e、E1間の寸法精度を高くできるの� �、その結果、静電容量値のばらつきを低減� �き、製品間の特性のばらつきを抑えること� �可能である。

 また、前述したように、駆動用電極144a、 154a等のヒロックの発生を抑制できるので、� �量性結合させるべき駆動用電極144a及び駆動� ��電極E1、駆動用電極154a及び駆動用電極E1、� �出用電極144b~144e及び検出用電極E1、又は検出 用電極154b~154e及び検出用電極E1が、接触して� ��ョートすることを抑制できる。

(ヒロック発生防止の詳細)
 以下、駆動用電極144a、154a、検出用電極144b~ 144e、154b~154e、配線層L1、L2、L4~L11(駆動用電極 144a、154a等)の構成材料をNd含有Alとすること� �よるヒロック発生防止の詳細を説明する。� �こでいうヒロックとは、駆動用電極144a、154a 等に形成される例えば、半球状の突起物をい う。駆動用電極144a、154a等が加熱されること� ��圧縮応力が発生する。この圧縮応力によっ� ��駆動用電極144a、154a等が塑性変形すること� �,ヒロックが発生する。

 駆動用電極144a、154a等の構成材料が純Alの 場合、加熱による温度上昇により、駆動用電 極144a、154a等の内部応力は引張応力から圧縮� ��力へと変化する。この圧縮応力がある値(ヒ ロック発生応力)より大きくなると、駆動用� �極144a、154a等の塑性変形が開始される。圧縮 応力により駆動用電極144a、154a等の構成原子� ��移動し(いわゆるクリープ)、集まることで� �ヒロックが形成される。

 このヒロック発生応力は温度依存性があ� ��、温度が高くなると小さくなる。また、ヒ� ��ック発生応力は、いわゆる降伏応力より大� ��い。即ち、圧縮応力が降伏応力を超えても� ��ちにヒロックが形成される訳ではない。

 駆動用電極144a、154a等の構成材料をAlNd合� ��とすると、昇温時に駆動用電極144a、154a等� �のNdが再結晶化し析出する。この析出によっ て駆動用電極144a、154a等の構造が再構成され� ��駆動用電極144a、154a等内の内部応力が低減� �れる。この結果、駆動用電極144a、154a等内で の圧縮応力によるヒロックの発生が防止され る。

 以上のように、AlにNdを添加することで、 昇温時にNdの再結晶化がなされ、内部応力が� ��和されることで、駆動用電極144a、154a等へ� �ヒロックの発生が防止される。

 AlへのNdの添加量は、1.5~10at%(atomic percent� �原子数比(%))が好ましく、2~3at%がより好まし� ��。Ndの添加量が小さいと、内部応力の緩和� �不十分となり、ヒロックが発生する可能性� �ある。一方、Ndの添加量が大きいと、駆動用 電極144a、154a等の内部抵抗および硬さが大き� ��なって、好ましくない。

(実施例)
 駆動用電極144a、154a等の構成材料と、ヒロ� �クの発生の有無につき実験的検討を加えた� �

 具体的には、ガラス基板にNd含有Al膜を形 成し、熱処理によるヒロックの発生の有無を 確認した。熱処理条件として温度400℃、処理 時間1時間とした。ヒロックの有無は、光学� �微鏡により観察した。

 Ndの含有率が0at%(純Al)、1.3at%では,ヒロッ� �の発生が観察された。一方、Ndの含有率が2.0 at%では、ヒロックの発生が観察されなかった 。この結果から、Ndの含有率が1.5at%程度以上� ��ヒロックの低減が可能と考えられる。

 Ndの含有率を2.0at%、処理温度を30分として 、温度を200℃、300℃、400℃、430℃と変化させ た場合、いずれの温度でもヒロックの発生が 観察されなかった。

 なお、Nd含有Al膜にヒロックが発生しない 上記程度の処理温度及び処理時間(例えば、� �理温度400℃で処理時間1時間、又は処理温度4 30℃で処理時間30分)において、ゲッター材料( 例えば、サエスゲッターズジャパン社製、商 品名 非蒸発ゲッターSt122)の活性化が可能で� ��る。

 以上の知見に基づき、Ndの含有率が2.0at%� �Al膜を駆動用電極144a、154a等として力学量セ� ��サ100を作成した。この結果、第1の基体140、 又は第2の基体150の接合時や、ゲッター材料� �活性化時に、駆動用電極144a、154a等のヒロッ クの発生を抑制でき、静電容量値のばらつき が低減され、製品間の特性のばらつきを抑え ることができた。また、駆動用電極144a、154a� ��E1によって、重量部132をZ方向に振動させた� ��に、容量性結合させるべき駆動用電極144a及 び駆動用電極E1、駆動用電極154a及び駆動用電 極E1、検出用電極144b~144e及び検出用電極E1、� �は検出用電極154b~154e及び検出用電極E1が、接 触してショートすることを防止できた。

これに対して、純Alを駆動用電極144a、154a� �として力学量センサ100を作成した場合には� �駆動用電極144a、154a等にヒロックが発生し、 Nd含有Alを用いた場合に比べて製品間の特性� �ばらつきが大きくなる場合があった。

(その他の実施形態)
 本発明の実施形態は上記の実施形態に限ら� ��ず拡張、変更可能であり、拡張、変更した� ��施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。� ��えば、力学量センサ100では、第1の構造体110 及び第2の構造体130に、導電性材料(不純物が� ��まれるシリコン)を用いた場合を例に説明し たが、必ずしも全体がすべて導電性材料で構 成されている必要はない。少なくとも、駆動 用電極E1、検出用電極E1や、配線用端子T10と� �ロック上層部114iの上面との間を導通する部� ��等のような必要な部分が導電性材料によっ� ��構成されていてもよい。このように、駆動� ��電極E1、検出用電極E1等の必要な部分を導電 性材料で構成する場合には、ヒロックの発生 を防止できるので、例えばNd含有Alで構成す� �ことが好ましい。

 また、例えば、Al-Ndに替えて、Al-Ta、Ti、C r、またはMo等の材料を用いることができる。 即ち、AlTa等の合金を駆動用電極144a、154a等と して用いることができる。既述のように、Nd� ��昇温時の再結晶化による内部応力の緩和に� ��って、駆動用電極144a、154a等へのヒロック� �発生を防止する。このような内部応力の緩� �が可能な材料はNdに限られない。