JP5772873B2

JP5772873B2 - 静電容量式物理量センサ

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Publication number: JP5772873B2
Application number: JP2013103188A
Authority: JP
Inventors: 小川　晃; 晃小川
Original assignee: Denso Corp
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Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2015-09-02
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Description

本発明は、基板と、該基板の一面に固定されたアンカーと、該アンカーを介して基板に連結された検出梁と、該検出梁に連結された錘部と、該錘部に形成された可動電極と、該可動電極と対向する固定電極と、を備える静電容量式物理量センサに関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるように、錘に形成された可動電極と、該可動電極と対向する固定電極と、錘に連結された、加速度に応じて変位可能な第１の梁と、第１の梁の変位量を規制する第１のストッパと、第１のストッパを支持する第２の梁と、を備える半導体加速度センサが提案されている。第１の梁はバネ定数の異なる複数の梁で構成され、各梁の変位量は対応するストッパにより規制され、隣接する梁とストッパとが連結されている。この構成により、加速度の印加によって可動電極が大きく変位した時の可動電極と固定電極とによって構成されるコンデンサの静電容量の直線性悪化が減少されるととともに、ダイナミックレンジが拡大されている。

特開２００４−２８６６１５号公報

上記したように、特許文献１に示される半導体加速度センサでは、第１の梁の変位量が第１のストッパによって規制されている。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度を検出することができる。しかしながら、第１の梁はバネ定数の異なる複数の梁で構成され、各梁の変位量は対応するストッパにより規制され、隣接する梁とストッパとが連結された構成となっている。これによれば、上記した強い衝撃の印加時において、可動電極の形成された錘が回転し、錘の姿勢が変動する虞がある。錘の姿勢が変動すると、可動電極と固定電極との間の対向面積が変動し、加速度の検出精度が低下する虞がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、姿勢制御することで、物理量の検出精度の低下が抑制された静電容量式物理量センサを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、第１本発明は、互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に一面が沿う基板（１１）と、該基板の一面に固定されたアンカー（３０）と、該アンカーを介して基板に連結された検出梁（２０）と、該検出梁に連結された錘部（１７）と、該錘部に形成された可動電極（１８）と、該可動電極とｘ−ｙ平面にて対向する固定電極（１９）と、を有する静電容量式物理量センサであって、検出梁は、ｙ方向に可撓性を有し、可動電極は、第１可動検出電極（２１）と、第２可動検出電極（２２）と、第１可動ダンピング電極（２３）と、をそれぞれ複数有し、固定電極は、第１固定検出電極（２４）と、第２固定検出電極（２５）と、第１固定ダンピング電極（２６）と、をそれぞれ複数有し、第１固定検出電極は、第１可動検出電極から、ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、第１可動検出電極と第１ｙ方向にて互いに対向し、第２固定検出電極は、第２可動検出電極から、第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、第２可動検出電極と第２ｙ方向にて互いに対向し、複数の第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの第１固定ダンピング電極の間の中心に位置するように錘部からｘ方向に沿って延び、一方の第１固定ダンピング電極と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極と第２ｙ方向で互いに対向しており、錘部はｙ方向に沿った形状を成し、基板の一面にアンカーが２つ固定され、これら２つのアンカーそれぞれに検出梁（２０）が連結され、錘部の両端部それぞれが検出梁を介してアンカーに連結されており、複数の第１可動検出電極と複数の第２可動検出電極それぞれは錘部の中央部の側面に形成され、複数の第１可動ダンピング電極は、錘部の中心（ＣＰ）を介して点対称、且つ、ｙ方向に沿い錘部の中心を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置するように、錘部の両端部それぞれの側面に形成されていることを特徴とする。

これによれば、ｙ方向に可速度が印加された際に、第１可動ダンピング電極（２３）と第１固定ダンピング電極（２６）との間で生じるダンピングによって、錘部（１７）のｙ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度などの物理量を検出することができる。また、本発明では、複数の第１可動ダンピング電極（２３）が、錘部（１７）の中心（ＣＰ）を介して点対称、若しくは、ｙ方向に沿い錘部の中心（ＣＰ）を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部（１７）がｘ−ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部（１７）の姿勢が制御される。そのため、錘部（１７）のｘ方向への変位が抑制され、検出電極（２１，２２，２４，２５）の対向面積の変動が抑制される。この結果、物理量の検出精度の低下が抑制される。なお、本発明では、点対称、若しくは、線対称と記しているが、これは、点対称であり、且つ、線対称である構成も含んでおり、両者が成立する構成を除外しているわけではない。

更に、第２本発明は、互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に一面が沿う基板（１１）と、該基板の一面に固定されたアンカー（３０）と、該アンカーを介して基板に連結された検出梁（２０）と、該検出梁に連結された錘部（１７）と、該錘部に形成された可動電極（１８）と、該可動電極とｘ−ｙ平面にて対向する固定電極（１９）と、を有する静電容量式物理量センサであって、検出梁は、ｙ方向に可撓性を有し、可動電極は、第１可動検出電極（２１）と、第２可動検出電極（２２）と、第１可動ダンピング電極（２３）と、をそれぞれ複数有し、固定電極は、第１固定検出電極（２４）と、第２固定検出電極（２５）と、第１固定ダンピング電極（２６）と、をそれぞれ複数有し、第１固定検出電極は、第１可動検出電極から、ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、第１可動検出電極と第１ｙ方向にて互いに対向し、第２固定検出電極は、第２可動検出電極から、第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、第２可動検出電極と第２ｙ方向にて互いに対向し、複数の第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの第１固定ダンピング電極の間の中心に位置するように錘部からｘ方向に沿って延び、一方の第１固定ダンピング電極と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極と第２ｙ方向で互いに対向しており、錘部は、ｙ方向に沿う２つの第１棒部（１７ａ）、及び、ｘ方向に沿う２つの第２棒部（１７ｂ）それぞれの端部が連結されて枠形状を成し、複数の第１可動検出電極と複数の第２可動検出電極それぞれは第１棒部の内面に形成され、２つの第１棒部それぞれの外面に、錘部の中心（ＣＰ）を介して点対称、且つ、ｙ方向に沿い錘部の中心を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置するように、複数の第１可動ダンピング電極が形成されていることを特徴とする。そして第３発明は、可動電極は、第２可動ダンピング電極（２７）を複数有し、固定電極は、第２固定ダンピング電極（２８）を複数有し、２つの第２棒部それぞれに、第２可動ダンピング電極が形成され、第２可動ダンピング電極は、２つの第２固定ダンピング電極の間の中心に位置し、一方の第２固定ダンピング電極とｘ方向の一方向である第１ｘ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極と第１ｘ方向の反対である第２ｘ方向で互いに対向しており、複数の第２可動ダンピング電極は、錘部の中心を介して点対称に位置している。これによれば、第２可動ダンピング電極（２７）と第２固定ダンピング電極（２８）との間で生じるダンピングによって、錘部（１７）がｘ−ｙ平面にて回転することが更に効果的に抑制され、錘部（１７）の姿勢が更に効果的に制御される。この結果、物理量の検出精度の低下が更に効果的に抑制される。

なお、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極とは、相似の関係にあり、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極との対向間隔は、一定である構成が好ましい。これによれば、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極とが、相似ではなく、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極との対向間隔が不定である構成と比べて、第１可動ダンピング電極（２３）と第１固定ダンピング電極（２６）の間で生じるダンピングに偏りが生じ難くなる。そのため、上記した比較構成と比べて、錘部（１７）が回転することが抑制され、錘部（１７）の姿勢が制御される。この結果、物理量の検出精度の低下が抑制される。

第１実施形態に係る加速度センサの概略構成を示す上面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。加速度センサの変形例を示す上面図である。加速度センサの変形例を示す上面図である。加速度センサの変形例を示す上面図である。第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極の変形例を示す上面図である。第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極の変形例を示す上面図である。第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極の変形例を示す上面図である。加速度センサの変形例を示す断面図である。図９に示す第１半導体層および第５半導体の概略構成を示す上面図である。図９に示す第２半導体層および第４半導体層の概略構成を示す上面図である。図９に示す第３半導体層の概略構成を示す上面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。図９に示す加速度センサの製造工程を説明するための断面図である。第３半導体層の変形例を示す上面図である。第３半導体層の変形例を示す上面図である。第２半導体層および第４半導体層の変形例を示す上面図である。図９に示す加速度センサの変形例を示す断面図である。図９に示す加速度センサの変形例を示す断面図である。図２７に示す加速度センサの詳細な構成を示す断面図である。角速度センサの概略構成を示す上面図である。

以下、本発明にかかる静電容量式物理量センサとしての加速度センサの実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１及び図２に基づいて、本実施形態に係る加速度センサを説明する。図１及び図２では、構成を明りょうとするために、必要に応じてハッチングを施している。以下においては、互いに直交の関係にある２方向をｘ方向、ｙ方向と示し、これら２つの方向によって規定される平面をｘ−ｙ平面と示す。また、図１に破線で示すように、ｙ方向に沿い、加速度センサ１００の中心（錘部１７の中心ＣＰ）を通る線を中心線ＣＬと示す。

図１及び図２に示すように、加速度センサ１００は、半導体基板１０に微細構造が形成されたものである。半導体基板１０は、２つの半導体層１１，１２の間に絶縁層１３が挟まれて成るＳＯＩ基板であり、この半導体基板１０に、上記した微細構造に相当するセンサ素子１４が形成されている。第１半導体層１１が、特許請求の範囲に記載の基板に相当する。

センサ素子１４は、周知の露光技術を用いて、第２半導体層１２と絶縁層１３とを所定形状にエッチングすることで形成される。センサ素子１４は、絶縁層１３を介さずに、第１半導体層１１に対して第２半導体層１２が浮いた浮遊部１５と、絶縁層１３を介して、第１半導体層１１に対して第２半導体層１２が固定された固定部１６と、を有する。

浮遊部１５は、質量中心を成す錘部１７、該錘部１７に形成された可動電極１８、該可動電極１８と対向する固定電極１９、及び、ｙ方向にバネ性を有する検出梁２０を有する。固定部１６は、検出梁２０を介して錘部１７を支持する第１アンカー３０、及び、固定電極１９を支持する第２アンカー３１を有する。第２アンカー３１は、後述する第１固定検出電極２４を支持する第３アンカー３２と、後述する第２固定検出電極２５を支持する第４アンカー３３と、後述する第１固定ダンピング電極２６を支持する第５アンカー３４と、を有する。

図１に示すように、錘部１７は、ｙ方向に沿う２つの第１棒部１７ａ、及び、ｘ方向に沿う２つの第２棒部１７ｂを有し、それぞれの端部が連結された枠形状を成している。錘部１７を構成する２つの第２棒部１７ｂそれぞれの内面に検出梁２０が連結され、この検出梁２０それぞれが、ｙ方向に延びた形状を成す第１アンカー３０の端部に連結されている。この構成により、錘部１７はｙ方向に変位可能となっている。ｙ方向に沿う加速度が加速度センサ１００に印加されると、その印加された加速度の大きさに応じて錘部１７が変位し、その変位量が、後述する検出コンデンサの静電容量に変換される。この変換された静電容量が、加速度の検出信号として外部素子に出力される。

可動電極１８は、第１可動検出電極２１と、第２可動検出電極２２と、第１可動ダンピング電極２３と、を有する。図１に示すように、錘部１７を構成する一方の第１棒部１７ａの内面に、ｘ方向に長手方向が沿う第１可動検出電極２１が櫛歯状に形成され、他方の第１棒部１７ａの内面に、ｘ方向に長手方向が沿う第２可動検出電極２２が櫛歯状に形成されている。そして、２つの第１棒部１７ａそれぞれの外面に、ｘ方向に長手方向が沿う第１可動ダンピング電極２３が櫛歯状に形成されている。複数の第１可動ダンピング電極２３は、錘部１７の中心ＣＰを介して点対称に位置しており、本実施形態では、中心線ＣＬを介して線対称にも位置している。

固定電極１９は、第１固定検出電極２４と、第２固定検出電極２５と、第１固定ダンピング電極２６と、を有する。図１に示すように、ｙ方向に延びた形状を成す第３アンカー３２における一方の第１棒部１７ａとの対向面に、ｘ方向に長手方向が沿う第１固定検出電極２４が櫛歯状に形成され、ｙ方向に延びた形状を成す第４アンカー３３における他方の第１棒部１７ａとの対向面に、ｘ方向に長手方向が沿う第２固定検出電極２５が櫛歯状に形成されている。そして、枠形状を成す第５アンカー３４における第１棒部１７ａとの対向面に、ｘ方向に長手方向が沿う第１固定ダンピング電極２６が櫛歯状に形成されている。

図１に示すように、第１固定検出電極２４は、対応する第１可動検出電極２１から、ｙ方向の一方向である第１ｙ方向（紙面下方から紙面上方へ向かう方向）に離れて位置し、第２固定検出電極２５は、対応する第２可動検出電極２２から、第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向（紙面上方から紙面下方へ向かう方向）に離れて位置している。そして、第１ｙ方向にて互いに対向するように、櫛歯状の第１検出電極２１，２４が互いに噛み合わさることで複数の第１検出コンデンサが構成され、第２ｙ方向にて互いに対向するように、櫛歯状の第２検出電極２２，２５が互いに噛み合わさることで複数の第２検出コンデンサが構成されている。また、第１可動ダンピング電極２３が、２つの第１固定ダンピング電極２６の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極２６と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極２６と第２ｙ方向で互いに対向している。そして、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６とは、相似の関係にあり、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６との対向間隔は、一定となっている。

上記したように、第１検出電極２１，２４は第１ｙ方向にて互いに対向し、第２検出電極２２，２５は第２ｙ方向にて互いに対向している。そのため、錘部１７が第１ｙ方向に移動した場合、第１検出電極２１，２４は互いに近づくように変位する一方、第２検出電極２２，２５は互いに離れるように変位する。これとは反対に、錘部１７が第２ｙ方向に移動した場合、第１検出電極２１，２４は互いに離れるように変位する一方、第２検出電極２２，２５は互いに近づくように変位する。このように、第１検出コンデンサと第２検出コンデンサそれぞれの静電容量の増減が逆となる。これら２つの検出コンデンサの静電容量の差分に基づいて、ｙ方向の加速度が検出される。

上記したように、第１アンカー３０は、ｙ方向に延びた形状を成し、その両端部に検出梁２０が連結されている。そして、アンカー３２，３３それぞれは、ｙ方向に延びた形状を成し、その側面に固定検出電極２４，２５が形成されている。また、第５アンカー３４は、枠形状を成し、その内面に第１固定ダンピング電極２６が形成されている。

第１アンカー３０の中央に、一定の電圧を印加するための可動検出パッド３０ａが形成され、第３アンカー３２の中央に、第１検出コンデンサの静電容量変化を取り出すための第１固定検出パッド３２ａが形成され、第４アンカー３３の中央に、第２検出コンデンサの静電容量変化を取り出すための第２固定検出パッド３３ａが形成されている。そして、第５アンカー３４に、可動検出パッド３０ａに印加される電圧とは極性の異なる診断電圧を印加するためのダンピングパッド３４ａが形成されている。

本実施形態に係る加速度センサ１００は、加速度を検出する通常動作と、自身の故障を診断する故障診断動作と、を行う。

通常動作時、可動検出パッド３０ａに一定電圧が印加され、加速度の印加によって生じた検出コンデンサの静電容量変化が、固定検出パッド３２ａ，３３ａそれぞれから出力される。そして、ダンピングパッド３４ａは、加速度センサ１００の電位を保つために、グランドに接続される。

これとは異なり、故障診断時では、先ず、固定検出パッド３２ａ，３３ａそれぞれに、極性の異なる電圧が所定時間印加される。この電圧印加によって検出電極２１，２２，２４，２５に生じた静電気力によって、錘部１７をｙ方向に変位させる。この後、固定検出パッド３２ａ，３３ａそれぞれへの電圧の印加が休止されるとともに、ダンピングパッド３４ａに診断電圧が印加される。この電圧印加によって第１ダンピング電極２３，２６に生じた静電気力によって、錘部１７を更にｙ方向に変位させる。この静電気力によって生じた検出コンデンサの静電容量変化が、固定検出パッド３２ａ，３３ａそれぞれから取り出される。この取り出された静電容量変化が、期待値と一致するか否かを判定することで、加速度センサ１００の故障の有無が判定される。

次に、本実施形態に係る加速度センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、錘部１７の中心ＣＰを介して点対称に位置するように、第１可動ダンピング電極２３が錘部１７に形成され、この第１可動ダンピング電極２３が、２つの第１固定ダンピング電極２６の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極２６と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極２６と第２ｙ方向で互いに対向している。これによれば、ｙ方向に可速度が印加された際に、第１ダンピング電極２３，２６の間で生じるダンピングによって、錘部１７のｙ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度を検出することができる。また、複数の第１可動ダンピング電極２３は、錘部１７の中心ＣＰを介して点対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部１７がｘ−ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部１７の姿勢が制御される。そのため、錘部１７のｘ方向への変位が抑制され、第１検出電極２１，２４間、及び、第２検出電極２２，２５間それぞれの対向面積の変動が抑制される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。なお、複数の第１可動ダンピング電極２３は、中心線ＣＬを介して線対称にも位置している。これによっても、錘部１７がｘ−ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部１７の姿勢が制御される。そのため、加速度の検出精度の低下が抑制される。

第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６とは、相似の関係にあり、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６との対向間隔は、一定となっている。これによれば、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極とが、相似ではなく、第１可動ダンピング電極と第１固定ダンピング電極との対向間隔が不定である構成と比べて、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６との間で生じるダンピングに偏りが生じ難くなる。そのため、上記した比較構成と比べて、錘部１７がｘ−ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部１７の姿勢が制御される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。

上記したように、故障診断時において、ダンピングパッド３４ａに診断電圧を印加して、錘部１７をｙ方向に変位させることで、加速度センサ１００の故障の有無を判定する。このように、第１ダンピング電極２３，２６とダンピングパッド３４ａを活用することで、加速度センサ１００の故障を自己診断することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、第１棒部１７ａの外面に第１可動ダンピング電極２３が形成され、枠形状を成す第５アンカー３４に第１固定ダンピング電極２６が形成された例を示した。しかしながら、図３に示すように、第１棒部１７ａの内面に第１可動ダンピング電極２３が形成され、ｙ方向に延びた形状を成す第５アンカー３４の側面に第１固定ダンピング電極２６が形成された構成を採用することもできる。

本実施形態では、第１棒部１７ａの外面に第１可動ダンピング電極２３が形成され、枠形状を成す第５アンカー３４における第１棒部１７ａとの対向面に、第１固定ダンピング電極２６が形成された例を示した。しかしながら、図４に示すように、本実施形態に記載の構成に加えて、第２棒部１７ｂの外面に第２可動ダンピング電極２７が形成され、枠形状を成す第５アンカー３４における第２棒部１７ｂとの対向面に、第２固定ダンピング電極２８が形成された構成を採用することもできる。第２可動ダンピング電極２７は、２つの第２固定ダンピング電極２８の間の中心に位置し、一方の第２固定ダンピング電極２８とｘ方向の一方向である第１ｘ方向（紙面左方から紙面右方へ向かう方向）で互いに対向し、他方の第２固定ダンピング電極２８と第１ｘ方向の反対である第２ｘ方向（紙面右方から紙面左方へ向かう方向）で互いに対向している。そして、複数の第２可動ダンピング電極２７は、錘部１７の中心ＣＰを介して点対称に位置している。これによれば、第２可動ダンピング電極２７と第２固定ダンピング電極２８との間で生じるダンピングによって、本実施形態に記載の構成よりも更に効果的に、錘部１７がｘ−ｙ平面にて回転することが抑制され、錘部１７の姿勢が制御される。この結果、加速度の検出精度の低下が更に効果的に抑制される。

本実施形態では、錘部１７は、ｙ方向に沿う２つの第１棒部１７ａ、及び、ｘ方向に沿う２つの第２棒部１７ｂを有し、それぞれの端部が連結された枠形状を成す例を示した。しかしながら、図５に示すように、錘部１７は、ｙ方向に延びた形状を採用することもできる。図５に示す変形例では、錘部１７の両端部それぞれが、検出梁２０を介して第１アンカー３０に連結され、錘部１７の側面に、可動電極２１〜２３が形成されている。

本実施形態では、図１に示すように、第１ダンピング電極２３，２６それぞれの平面形状が、矩形である例を示した。しかしながら、第１ダンピング電極２３，２６の平面形状としては、両者が相似の関係にあり、両者の対向間隔が一定であれば良い。この構成としては、図６〜図８に示すように、第１ダンピング電極２３，２６それぞれの平面形状が、ジグザグ状、クランク状、波状を採用することができる。これら変形例によれば、本実施形態で示したように、第１ダンピング電極２３，２６それぞれの平面形状が、矩形である構成と比べて、第１ダンピング電極２３，２６それぞれの対向面積が増大され、第１可動ダンピング電極２３と第１固定ダンピング電極２６との間に生じるダンピングが強まる。これにより、錘部１７が回転することが更に効果的に抑制され、錘部１７の姿勢が更に効果的に制御される。この結果、加速度の検出精度の低下が更に効果的に抑制される。

本実施形態では、ｙ方向の加速度を検出する加速度センサ１００の構成例を示した。しかしながら図９〜図２８に示すように、ｚ方向の加速度を検出する加速度センサ２００を採用することもできる。以下、図９〜図２８に基づいて加速度センサ２００を説明するが、各図面では構成要素を明瞭とするために、必要に応じて構成要素を破線や一点差線で囲って示している。

加速度センサ２００を構成する半導体基板１１０は、５つの半導体層１１１〜１１５と、これら半導体層１１１〜１１５の間に設けられた絶縁層１１６〜１１９と、を有する。半導体層１１１，１１５が本実施形態で示した第１半導体層１１に相当し、半導体層１１２〜１１４および絶縁層１１７，１１８が本実施形態で示した第２半導体層１２に相当する。そして、絶縁層１１６，１１９が本実施形態で示した絶縁層１３に相当する。

図９に示すように、第１半導体層１１１と第２半導体層１１２の間に第１絶縁層１１６が設けられ、第２半導体層１１２と第３半導体層１１３の間に第２絶縁層１１７が設けられている。そして、第３半導体層１１３と第４半導体層１１４の間に第３絶縁層１１８が設けられ、第４半導体層１１４と第５半導体層１１５の間に第４絶縁層１１９が設けられている。半導体層１１１，１１５は互いに厚さが等しく、半導体層１１２，１１４は互いに厚さが等しくなっている。そして、絶縁層１１６〜１１９それぞれも互いに厚さが等しく、絶縁層１１６〜１１９の内の１つを介して対向する半導体層１１１〜１１５の内の２つの間の距離が等しくなっている。

センサ素子１２０は、周知の露光技術を用いて半導体基板１１０を所定形状にエッチングすることで形成される。センサ素子１２０は、絶縁層１１６，１１９を介さずに、半導体層１１１，１１５に対して半導体層１１２〜１１４および絶縁層１１７，１１８それぞれが浮いた浮遊部１２１と、絶縁層１１６，１１９を介して、半導体層１１１，１１５に対して半導体層１１２〜１１４および絶縁層１１７，１１８それぞれが固定された固定部１２２と、を有する。

浮遊部１２１は、質量中心を成す錘部１２３、錘部１２３に形成された可動電極１２４、可動電極１２４とｚ方向にて対向する固定電極１２５、および、ｚ方向に可撓性を有する検出梁１２６を有する。固定部１２２は、検出梁１２６を介して錘部１２３を支持する第１アンカー１２７を有する。なお、半導体層１１１，１１５それぞれの一部にも固定電極１２５が形成されている。

図９に示すように、錘部１２３は半導体層１１２〜１１４の中央部が絶縁層１１７，１１８によって連結されてなる。この錘部１２３を構成する半導体層１１２，１１４それぞれの一部が可動電極１２４を担っている。そして、錘部１２３を構成する第３半導体層１１３が、検出梁１２６を介して第１アンカー１２７に連結されている。この構成により、錘部１２３はｚ方向に変位可能となっている。ｚ方向に沿う加速度が加速度センサ２００に印加されると、その印加された加速度の大きさに応じて錘部１２３がｚ方向に変位し、その変位量が、後述する検出コンデンサの静電容量に変換される。この変換された静電容量が、加速度の検出信号として外部素子に出力される。

可動電極１２４は、第１可動検出電極１２８と、第２可動検出電極１２９と、第１可動ダンピング電極１３０と、を有する。図９に破線で示すように、錘部１２３を構成する第２半導体層１１２に第１可動検出電極１２８が構成され、錘部１２３を構成する第４半導体層１１４に第２可動検出電極１２９が構成されている。また、図９に一点鎖線で示すように、錘部１２３を構成する第２半導体層１１２および第４半導体層１１４それぞれの端部に第１可動ダンピング電極１３０が構成されている。複数の第１可動ダンピング電極１３０は、錘部１２３の中心ＣＰを介して点対称に位置している。本実施形態では、複数の第１可動ダンピング電極１３０は、中心ＣＰをｚ方向に貫く中心線ＣＬを介して線対称にも位置している。

固定電極１２５は、第１固定検出電極１３１と、第２固定検出電極１３２と、第１固定ダンピング電極１３３と、を有する。図９に示すように、第１半導体層１１１には絶縁層１１１ａによって絶縁分離された部位が形成されており、この部位がｚ方向において第１可動検出電極１２８と対向している。この第１可動検出電極１２８とｚ方向にて対向する部位が第１固定検出電極１３１に相当する。また、第５半導体層１１５には絶縁層１１５ａによって絶縁分離された部位が形成されており、この部位がｚ方向において第２可動検出電極１２９と対向している。この第２可動検出電極１２９とｚ方向にて対向する部位が第２固定検出電極１３２に相当する。検出電極１２８，１２９，１３１，１３２によって検出コンデンサが構成されている。また図９に示すように、第１アンカー１２７が固定された半導体層１１１，１１５それぞれの端部、および、第３半導体層１１３の端部それぞれの一部は、ｚ方向において第１可動ダンピング電極１３０と対向している。この対向する部位が、第１固定ダンピング電極１３３に相当する。このように、固定電極１３１〜１３３の内、第３半導体層１１３の端部から成る第１固定ダンピング電極１３３のみが浮遊部１２１に含まれる。

図９に示すように、第１固定検出電極１３１は、対応する第１可動検出電極１２８から、ｚ方向の一方向である第１ｚ方向（紙面上方から紙面下方へ向かう方向）に離れて位置し、第２固定検出電極１３２は、対応する第２可動検出電極１２９から、第１ｚ方向の反対である第２ｚ方向（紙面下方から紙面上方へ向かう方向）に離れて位置している。第１ｚ方向にて第１検出電極１２８，１３１が互いに対向することで第１検出コンデンサが構成され、第２ｚ方向にて第２検出電極１２９，１３２が互いに対向することで第２検出コンデンサが構成されている。また、第１可動ダンピング電極１３０は、２つの第１固定ダンピング電極１３３の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極１３３と第１ｚ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極１３３と第２ｚ方向で互いに対向している。詳しく言えば、第２半導体層１１２から成る第１可動ダンピング電極１３０は、ｚ方向において、第１半導体層１１１から成る第１固定ダンピング電極１３３および第３半導体層１１３から成る第１固定ダンピング電極１３３の間に位置している。そして、第４半導体層１１４から成る第１可動ダンピング電極１３０は、ｚ方向において、第３半導体層１１３から成る第１固定ダンピング電極１３３および第５半導体層１１５から成る第１固定ダンピング電極１３３の間に位置している。これにより、錘部１２３が第１ｚ方向および第２ｚ方向いずれに変位したとしても、ダンピング電極１３０，１３３間でダンピングが生じる。

以下、半導体層１１１〜１１５の上面形状について個別に説明する。図１０に示すように、半導体層１１１，１１５それぞれには、電位を分離するための環状の絶縁層１１１ａ，１１５ａが設けられている。これら絶縁層１１１ａ，１１５ａによって囲まれた半導体層１１１，１１５の部位が、上記した固定検出電極１３１，１３２に相当する。

図１１に示すように、半導体層１１２，１１４それぞれには、浮遊部１２１と固定部１２２とを機械的に分離するために、浮遊部１２１を構成する部位と固定部１２２とを構成する部位との間に環状のエッチングが施されている。

図１２に示すように、第３半導体層１１３には所定形状のエッチングが成され、錘部１２３、第１アンカー１２７、検出梁１２６、および、第１可動ダンピング電極１３０それぞれの一部が形作られている。第１アンカー１２７は環状を成し、錘部１２３は矩形を成している。第１可動ダンピング電極１３０も矩形を成し、検出梁１２６はつづら折りの形状を成している。詳しく言えば、検出梁１２６は、ｘ−ｙ平面における形状がＬ字状の２つのＬ字部１２６ａ，１２６ｂと、これら２つのＬ字部１２６ａ，１２６ｂそれぞれを連結する、ｘ方向に延びた延設部１２６ｃと、を有する。Ｌ字部１２６ａ，１２６ｂそれぞれは、ｘ方向に延びた部位と、ｙ方向に延びた部位とを有し、それら２つの部位の端部同士が連結されることで、ｘ−ｙ平面における形状がＬ字を成している。第１Ｌ字部１２６ａのｘ方向に延びた部位の一端が第１アンカー１２７に連結され、第２Ｌ字部１２６ｂのｘ方向に延びた部位の一端が錘部１２３に連結されている。そして、Ｌ字部１２６ａ，１２６ｂそれぞれのｙ方向に延びた部位がｘ方向に並んで配置され、その部位におけるｘ方向に延びた部位との連結端とは反対側の端部が延設部１２６ｃを介して連結されている。上記構成により、検出梁１２６はつづら折りの形状を成している。加速度がｚ方向に印加されると、延設部１２６ｃとＬ字部１２６ａ，１２６ｂそれぞれのｙ方向に延びた部位がｚ方向に撓み、錘部１２３（可動電極１２４）がｚ方向に変位する。なお図１２に破線で示すように、第３半導体層１１３の中心（錘部１２３の中心ＣＰ）をｘ方向に貫く第１基準線、および、ｙ方向に貫く第２基準線それぞれを介して、複数の第１可動ダンピング電極１３０が線対称および点対称に位置している。また図１１および図１２では図示しないが、半導体層１１２〜１１４それぞれには、エッチングレイトを調整するための切欠きが複数形成されている。

次に、加速度センサ２００の製造工程を図１３〜図２２に基づいて説明する。図１３に示すように、先ず、第１半導体層１１１に第１絶縁層１１６が形成された基板を用意する。次いで図１４に示すように、第１半導体層１１１と第１絶縁層１１６それぞれの中央部位をエッチングする。そして図１５に示すように、第１固定検出電極１３１を形作るためのエッチングを第１半導体層１１１に施す。この際、絶縁層１１１ａも形成するが、それについては省略する。図１５〜図２２では絶縁層１１１ａの記載を省略している。

その後図１６に示すように、第１絶縁層１１６を介して、第２絶縁層１１７が形成された第２半導体層１１２を第１半導体層１１１に積層する。そして図１７に示すように、浮遊部１２１と固定部１２２とを機械的に分離するためのエッチングを第２半導体層１１２と第２絶縁層１１７それぞれに施す。

次いで図１８に示すように、第２絶縁層１１７を介して、第３絶縁層１１８が形成された第３半導体層１１３を第２半導体層１１２に積層する。そして図１９に示すように、錘部１２３、第１アンカー１２７、検出梁１２６、および、ダンピング電極１３０，１３３それぞれを形作るためのエッチングを第３半導体層１１３と第３絶縁層１１８それぞれに施す。

その後図２０に示すように、第３絶縁層１１８を介して第４半導体層１１４を第３半導体層１１３に積層する。そして図２１に示すように、浮遊部１２１と固定部１２２とを機械的に分離するためのエッチングを第４半導体層１１４に施す。

次いで図２２に示すように、今までに半導体層１１２〜１１４および絶縁層１１６〜１１８それぞれに施したエッチングによって形成された切欠きを介して等方エッチングを施す。こうすることで浮遊部１２１と固定部１２２とを形成する。最後に、図１５と同等の形状を成すようにエッチングされた第５半導体層１１５に第４絶縁層１１９が形成された基板を、第４絶縁層１１９を介して第４半導体層１１４に積層する。以上の工程を経ることで、図９に示す加速度センサ２００が製造される。

以上説明したように、図９〜図２２で示した変形例では、錘部１２３の中心ＣＰを介して点対称、および、中心線ＣＬを介して線対称に位置するように、第１可動ダンピング電極１３０が錘部１２３に形成されている。そしてこの第１可動ダンピング電極１３０が、２つの第１固定ダンピング電極１３３の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極１３３と第１ｚ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極１３３と第２ｚ方向で互いに対向している。これによれば、ｚ方向に可速度が印加された際に、第１ダンピング電極１３０，１３３の間で生じるダンピングによって、錘部１２３のｚ方向への過剰な変位が抑制される。そのため、追突などの強い衝撃印加時においても、その時に生じる加速度を検出することができる。また、複数の第１可動ダンピング電極１３０は、錘部１２３の中心ＣＰを介して点対称、および、中心線ＣＬを介して線対称に位置している。これにより、上記した強い衝撃の印加時において、錘部１２３がｚ−ｘ平面にて回転することが抑制され、錘部１２３の姿勢が制御される。そのため、錘部１２３のｘ方向への変位が抑制され、第１検出電極１２８，１３１間、および、第２検出電極１２９，１３２間それぞれの対向面積の変動が抑制される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。

錘部１２３の中心ＣＰをｘ方向に貫く第１基準線、および、ｙ方向に貫く第２基準線それぞれを介して、複数の第１可動ダンピング電極１３０が線対称および点対称に位置している。これによれば、複数の第１可動ダンピング電極１３０が非対称に位置した構成と比べて、錘部１２３がｚ−ｘ平面にて回転することが抑制され、錘部１２３の姿勢が制御される。そのため、錘部１２３のｘ方向への変位が抑制され、第１検出電極１２８，１３１間、および、第２検出電極１２９，１３２間それぞれの対向面積の変動が抑制される。この結果、加速度の検出精度の低下が抑制される。

なお、図９〜図２２に示す変形例では、第３半導体層１１３が図１２に示す形状である例を示した。しかしながら、第３半導体層１１３の形状としては上記例に限定されない。例えば図２３および図２４に示す形状を採用することができる。図２３および図２４に示す第３半導体層１１３では、第１アンカー１２７と検出梁１２６それぞれが４つ形作られている。そして図２３では、矩形を成す錘部１２３の４辺それぞれに第１可動ダンピング電極１３０が形成され、図２４では、錘部１２３の４辺の内２辺それぞれに第１可動ダンピング電極１３０が形成されている。

上記した変形例では、第３半導体層１１３に検出梁１２６が形成される例を示した。しかしながら図２５に示すように、半導体層１１２，１１４に検出梁１２６が形成された構成を採用することもできる。図２５に示す検出梁１２６は、ｙ方向に延設された延設部１２６ｄと、延設部１２６ｄの両端部を半導体層１１２，１１４の中央部（錘部１２３の一部）に連結する第１連結部１２６ｅと、延設部１２６ｄの中央部を半導体層１１２，１１４の端部（第１アンカー１２７の一部）に連結する第２連結部１２６ｆと、を有する。図２５では、複数の矩形の切り欠き部が半導体層１１２，１１４それぞれに形成されているが、この切欠き部が、エッチングレイトを調整するためのものである。

図２５に示す第２半導体層１１２を採用した場合、加速度センサ２００の断面形状は図２６に示す形状となる。この場合、複数の第１可動ダンピング電極１３０は、中心線ＣＬを介して線対称に位置する。また、図２５に示す半導体層１１２，１１４それぞれを採用した場合、加速度センサ２００の断面形状は図２７に示す形状となる。この場合、複数の第１可動ダンピング電極１３０は、中心ＣＰを介して点対称に位置するとともに、中心線ＣＬを介して線対称にも位置する。

なお、図２７では加速度センサ２００の概略構成を示したが、加速度センサ２００のより具体的な構成としては、図２８に示す構成が採用される。形状は複雑になっているが、基本的な構成は図２７に示す加速度センサ２００と同等なのでその記載を省略する。

本実施形態では、物理量として加速度を検出する加速度センサを示した。しかしながら特許請求の範囲に記載の静電容量式物理量センサの特徴点を含む構成としては、上記例に限定されない。例えば図２９に示すように、物理量として角速度を検出する角速度センサを採用することもできる。以下、図２９に示す角速度センサ３００を概説する。

図２９に示す角速度センサ３００は、２つの振動部２１０と、これら２つの振動部２１０を連結し、２つの振動部２１０を連成振動させるための連成梁２２０と、振動部２１０を逆位相で振動させる振動部２３０と、角速度の印加によって発生したコリオリ力による振動部２１０の変位（振動）を検出する検出部２４０と、振動部２１０の振動姿勢を保つダンピング部２５０と、を有する。

振動部２１０は、第１枠部２１１と第２枠部２１２を有し、第１枠部２１１の内面によって囲まれた空間に第２枠部２１２が設けられている。第１枠部２１１の外面にはアンカー２１４と固定するための固定梁２１３が連結され、第１枠部２１１と第２枠部２１２とは後述する検出梁２４１を介して連結されている。固定梁２１３はｘ方向に可撓性を有し、検出梁２４１はｙ方向に可撓性を有する。

２つの振動部２１０はｘ方向に並んで配置され、両者は連成梁２２０を介して機械的に連結されている。連成梁２２０は、２つの振動部２１０がｘ方向に逆位相で連成振動するように、ｘ方向に可撓性を有している。

振動部２３０は、２つの振動部２１０それぞれの第１枠部２１１におけるｘ方向に沿う部位の外面に設けられた第１加振電極２３１と、アンカー２１４に固定された第２加振電極２３２と、を有する。これら加振電極２３１，２３２間に働く静電気力によって、２つの振動部２１０それぞれがｘ方向に逆位相で連成振動させられる。

検出部２４０は、一端が第１枠部２１１の内面に連結され、他端が第２枠部２１２の外面に連結された検出梁２４１と、振動部２１０の第２枠部２１２に固定された可動検出電極２４２と、コリオリ力による振動部２１０のｙ方向の変位を検出するべく、可動検出電極２４２とｙ方向で対向する固定検出電極２４３と、を有する。上記したように、２つの振動部２１０は逆位相でｘ方向に連成振動する。そのためｚ方向に角速度が印加されると、２つの振動部２１０それぞれにｙ方向において逆向きのコリオリ力が発生する。これにより２つの振動部２１０それぞれに対応する検出梁２４１はｙ方向において逆方向に撓み、２つの振動部２１０はｙ方向において逆方向に変位する。この２つの振動部２１０のｙ方向への逆方向の変位が、上記した検出電極２４２，２４３によって構成された検出コンデンサの静電容量として検出される。この振動部２１０のｙ方向の変位は、角速度に依存する。角速度は、２つの振動部２１０それぞれに対応する検出コンデンサの静電容量の差分に基づいて検出される。

振動部２１０は、角速度が印加されていない場合ｘ方向に振動し、角速度が印加された場合ｙ方向に変位する。角速度は、ｘ方向の振動状態とｙ方向の変位量とに依存する。そのため、振動部２１０がｘ−ｙ平面で回転運動すると、それによって角速度の検出精度が低下する虞がある。これに対して、上記したように角速度センサ３００は、振動部２１０の振動姿勢を保つダンピング部２５０を有する。このダンピング部２５０は、振動部２１０の第１枠部２１１の外面に固定された第１可動ダンピング電極２５１と、振動部２１０のｘ−ｙ平面での回転運動を抑制するべく、第１可動ダンピング電極２５１とｙ方向で対向する第１固定ダンピング電極２５２と、を有する。これらダンピング電極２５１，２５２それぞれは、質量中心を成す２つの振動部２１０の中心ＣＰを介して点対称に配置されており、中心ＣＰをｙ方向に貫く中心線ＣＬを介して線対称にもなっている。また、１つの振動部２１０に対応するダンピング電極２５１，２５２それぞれは、その振動部２１０の中心を介しても点対称に配置されており、その中心をｙ方向に貫く中心線を介して線対称にもなっている。そして、複数の第１可動ダンピング電極２５１それぞれは、対応する２つの第１固定ダンピング電極２５２の間の中心に位置し、一方の第１固定ダンピング電極２５２と第１ｙ方向で互いに対向し、他方の第１固定ダンピング電極２５２と第２ｙ方向で互いに対向している。この構成により、振動部２１０がｘ−ｙ平面で回転運動しようとしても、ダンピング電極２５１，２５２間のダンピングによって、その回転運動が抑制される。

１１・・・第１半導体層
１７・・・錘部
２１・・・第１可動検出電極
２２・・・第２可動検出電極
２３・・・第１可動ダンピング電極
２４・・・第１固定検出電極
２５・・・第２固定検出電極
２６・・・第１固定ダンピング電極
３０・・・第１アンカー
１００・・・加速度センサ

Claims

互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に一面が沿う基板（１１）と、該基板の一面に固定されたアンカー（３０）と、該アンカーを介して前記基板に連結された検出梁（２０）と、該検出梁に連結された錘部（１７）と、該錘部に形成された可動電極（１８）と、該可動電極と前記ｘ−ｙ平面にて対向する固定電極（１９）と、を有する静電容量式物理量センサであって、
前記検出梁は、前記ｙ方向に可撓性を有し、
前記可動電極は、第１可動検出電極（２１）と、第２可動検出電極（２２）と、第１可動ダンピング電極（２３）と、をそれぞれ複数有し、
前記固定電極は、第１固定検出電極（２４）と、第２固定検出電極（２５）と、第１固定ダンピング電極（２６）と、をそれぞれ複数有し、
前記第１固定検出電極は、前記第１可動検出電極から、前記ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、前記第１可動検出電極と前記第１ｙ方向にて互いに対向し、
前記第２固定検出電極は、前記第２可動検出電極から、前記第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、前記第２可動検出電極と前記第２ｙ方向にて互いに対向し、
複数の前記第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの前記第１固定ダンピング電極の間の中心に位置するように前記錘部から前記ｘ方向に沿って延び、一方の前記第１固定ダンピング電極と前記第１ｙ方向で互いに対向し、他方の前記第１固定ダンピング電極と前記第２ｙ方向で互いに対向しており、
前記錘部は前記ｙ方向に沿った形状を成し、
前記基板の一面に前記アンカーが２つ固定され、これら２つの前記アンカーそれぞれに前記検出梁（２０）が連結され、前記錘部の両端部それぞれが前記検出梁を介して前記アンカーに連結されており、
複数の前記第１可動検出電極と複数の前記第２可動検出電極それぞれは前記錘部の中央部の側面に形成され、
複数の前記第１可動ダンピング電極は、前記錘部の中心（ＣＰ）を介して点対称、且つ、前記ｙ方向に沿い前記錘部の中心を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置するように、前記錘部の両端部それぞれの側面に形成されていることを特徴とする静電容量式物理量センサ。
互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に一面が沿う基板（１１）と、該基板の一面に固定されたアンカー（３０）と、該アンカーを介して前記基板に連結された検出梁（２０）と、該検出梁に連結された錘部（１７）と、該錘部に形成された可動電極（１８）と、該可動電極と前記ｘ−ｙ平面にて対向する固定電極（１９）と、を有する静電容量式物理量センサであって、
前記検出梁は、前記ｙ方向に可撓性を有し、
前記可動電極は、第１可動検出電極（２１）と、第２可動検出電極（２２）と、第１可動ダンピング電極（２３）と、をそれぞれ複数有し、
前記固定電極は、第１固定検出電極（２４）と、第２固定検出電極（２５）と、第１固定ダンピング電極（２６）と、をそれぞれ複数有し、
前記第１固定検出電極は、前記第１可動検出電極から、前記ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、前記第１可動検出電極と前記第１ｙ方向にて互いに対向し、
前記第２固定検出電極は、前記第２可動検出電極から、前記第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、前記第２可動検出電極と前記第２ｙ方向にて互いに対向し、
複数の前記第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの前記第１固定ダンピング電極の間の中心に位置するように前記錘部から前記ｘ方向に沿って延び、一方の前記第１固定ダンピング電極と前記第１ｙ方向で互いに対向し、他方の前記第１固定ダンピング電極と前記第２ｙ方向で互いに対向しており、
前記錘部は、前記ｙ方向に沿う２つの第１棒部（１７ａ）、及び、前記ｘ方向に沿う２つの第２棒部（１７ｂ）それぞれの端部が連結されて枠形状を成し、
複数の前記第１可動検出電極と複数の前記第２可動検出電極それぞれは前記第１棒部の内面に形成され、
２つの前記第１棒部それぞれの外面に、前記錘部の中心（ＣＰ）を介して点対称、且つ、前記ｙ方向に沿い前記錘部の中心を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置するように、複数の前記第１可動ダンピング電極が形成されていることを特徴とする静電容量式物理量センサ。
互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に一面が沿う基板（１１）と、該基板の一面に固定されたアンカー（３０）と、該アンカーを介して前記基板に連結された検出梁（２０）と、該検出梁に連結された錘部（１７）と、該錘部に形成された可動電極（１８）と、該可動電極と前記ｘ−ｙ平面にて対向する固定電極（１９）と、を有する静電容量式物理量センサであって、
前記検出梁は、前記ｙ方向に可撓性を有し、
前記可動電極は、第１可動検出電極（２１）と、第２可動検出電極（２２）と、第１可動ダンピング電極（２３）と、をそれぞれ複数有し、
前記固定電極は、第１固定検出電極（２４）と、第２固定検出電極（２５）と、第１固定ダンピング電極（２６）と、をそれぞれ複数有し、
前記第１固定検出電極は、前記第１可動検出電極から、前記ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、前記第１可動検出電極と前記第１ｙ方向にて互いに対向し、
前記第２固定検出電極は、前記第２可動検出電極から、前記第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、前記第２可動検出電極と前記第２ｙ方向にて互いに対向し、
複数の前記第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの前記第１固定ダンピング電極の間の中心に位置するように前記錘部から前記ｘ方向に沿って延び、一方の前記第１固定ダンピング電極と前記第１ｙ方向で互いに対向し、他方の前記第１固定ダンピング電極と前記第２ｙ方向で互いに対向しており、
前記錘部は、前記ｙ方向に沿う２つの第１棒部（１７ａ）、及び、前記ｘ方向に沿う２つの第２棒部（１７ｂ）それぞれの端部が連結されて枠形状を成し、
複数の前記第１可動検出電極と複数の前記第２可動検出電極それぞれは前記第１棒部の内面に形成され、
２つの前記第１棒部それぞれの外面に、前記錘部の中心（ＣＰ）を介して点対称、且つ、前記ｙ方向に沿い前記錘部の中心を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置するように、複数の前記第１可動ダンピング電極が形成されており、
前記可動電極は、第２可動ダンピング電極（２７）を複数有し、
前記固定電極は、第２固定ダンピング電極（２８）を複数有し、
２つの前記第２棒部それぞれに、前記第２可動ダンピング電極が形成され、
前記第２可動ダンピング電極は、２つの前記第２固定ダンピング電極の間の中心に位置し、一方の前記第２固定ダンピング電極と前記ｘ方向の一方向である第１ｘ方向で互いに対向し、他方の前記第１固定ダンピング電極と前記第１ｘ方向の反対である第２ｘ方向で互いに対向しており、
複数の前記第２可動ダンピング電極は、前記錘部の中心を介して点対称に位置していることを特徴とする静電容量式物理量センサ。
互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に一面が沿う基板（１１）と、該基板の一面に固定されたアンカー（３０）と、該アンカーを介して前記基板に連結された検出梁（２０）と、該検出梁に連結された錘部（１７）と、該錘部に形成された可動電極（１８）と、該可動電極と前記ｘ−ｙ平面にて対向する固定電極（１９）と、を有する静電容量式物理量センサであって、
前記検出梁は、前記ｙ方向に可撓性を有し、
前記可動電極は、第１可動検出電極（２１）と、第２可動検出電極（２２）と、第１可動ダンピング電極（２３）と、をそれぞれ複数有し、
前記固定電極は、第１固定検出電極（２４）と、第２固定検出電極（２５）と、第１固定ダンピング電極（２６）と、をそれぞれ複数有し、
前記第１固定検出電極は、前記第１可動検出電極から、前記ｙ方向の一方向である第１ｙ方向に離れて位置して、前記第１可動検出電極と前記第１ｙ方向にて互いに対向し、
前記第２固定検出電極は、前記第２可動検出電極から、前記第１ｙ方向の反対である第２ｙ方向に離れて位置して、前記第２可動検出電極と前記第２ｙ方向にて互いに対向し、
複数の前記第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの前記第１固定ダンピング電極の間の中心に位置するように前記錘部から前記ｘ方向に沿って延び、一方の前記第１固定ダンピング電極と前記第１ｙ方向で互いに対向し、他方の前記第１固定ダンピング電極と前記第２ｙ方向で互いに対向しており、
前記錘部は、前記ｙ方向に沿う２つの第１棒部（１７ａ）、及び、前記ｘ方向に沿う２つの第２棒部（１７ｂ）それぞれの端部が連結されて枠形状を成し、
複数の前記第１可動検出電極と複数の前記第２可動検出電極それぞれは前記第１棒部の内面に形成され、
２つの前記第１棒部それぞれの内面に、前記錘部の中心（ＣＰ）を介して点対称、且つ、前記ｙ方向に沿い前記錘部の中心を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置するように、複数の前記第１可動ダンピング電極が形成されており、
複数の前記第１可動検出電極は、２つの前記第１棒部の内の一方の中央部の内面に形成され、複数の前記第２可動検出電極は、２つの前記第１棒部の内の他方の中央部の内面に形成され、複数の前記第１可動ダンピング電極は、２つの前記第１棒部それぞれの両端部の内面に形成されており、
前記第１可動検出電極および前記第２可動検出電極それぞれは前記第１可動ダンピング電極よりも前記錘部の中心に近いことを特徴とする静電容量式物理量センサ。
前記第１可動ダンピング電極と前記第１固定ダンピング電極とは、相似の関係にあり、
前記第１可動ダンピング電極と前記第１固定ダンピング電極との対向間隔は、一定であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の静電容量式物理量センサ。
前記第１固定検出電極に、前記第１可動検出電極と前記第１固定検出電極とによって構成される第１検出コンデンサの静電容量を取り出すための第１固定検出パッド（３２ａ）が形成され、
前記第２固定検出電極に、前記第２可動検出電極と前記第２固定検出電極とによって構成される第２検出コンデンサの静電容量を取り出すための第２固定検出パッド（３３ａ）が形成され、
前記錘部に、一定の電圧を印加するための可動検出パッド（３０ａ）が形成され、
前記第１固定ダンピング電極に、前記可動検出パッドに印加されている電圧とは極性の異なる診断電圧を印加するためのダンピングパッド（３４ａ）が形成されており、
故障診断時において、前記第１固定検出パッドと前記第２固定検出パッドそれぞれに、極性の異なる電圧が所定時間印加され、この電圧印加直後、前記ダンピングパッドに前記診断電圧が印加され、この電圧印加時における前記第１検出コンデンサの静電容量が第１固定検出パッドから取り出され、前記第２検出コンデンサの静電容量が第２固定検出パッドから取り出されることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の静電容量式物理量センサ。
互いに直交の関係にあるｘ方向とｙ方向とによって規定されるｘ−ｙ平面に一面が沿う基板（１１１，１１５）と、該基板の一面に固定されたアンカー（１２７）と、該アンカーを介して前記基板に連結された検出梁（１２６）と、該検出梁に連結された錘部（１２３）と、該錘部に形成された可動電極（１２４）と、該可動電極と前記ｘ−ｙ平面に直交するｚ方向にて対向する固定電極（１２５）と、を有する静電容量式物理量センサであって、
前記検出梁は、前記ｚ方向に可撓性を有し、
前記可動電極は、第１可動検出電極（１２８）と、第２可動検出電極（１２９）と、第１可動ダンピング電極（１３０）と、を有し、
前記固定電極は、第１固定検出電極（１３１）と、第２固定検出電極（１３２）と、第１固定ダンピング電極（１３３）と、を有し、
前記第１固定検出電極は、前記第１可動検出電極から、前記ｚ方向の一方向である第１ｚ方向に離れて位置して、前記第１可動検出電極と前記第１ｚ方向にて互いに対向し、
前記第２固定検出電極は、前記第２可動検出電極から、前記第１ｚ方向の反対である第２ｚ方向に離れて位置して、前記第２可動検出電極と前記第２ｚ方向にて互いに対向し、
複数の前記第１可動ダンピング電極それぞれは、対応する２つの前記第１固定ダンピング電極の間の中心に位置し、一方の前記第１固定ダンピング電極と前記第１ｚ方向で互いに対向し、他方の前記第１固定ダンピング電極と前記第２ｚ方向で互いに対向しており、
複数の前記第１可動ダンピング電極は、前記錘部の中心（ＣＰ）を介して点対称、若しくは、前記ｚ方向に沿い前記錘部の中心を通る中心線（ＣＬ）を介して線対称に位置し、
前記第１可動検出電極および前記第２可動検出電極それぞれは前記第１可動ダンピング電極よりも前記錘部の中心に近いことを特徴とする静電容量式物理量センサ。