專利名稱：物理量傳感器以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如MEMS 傳感器(Micro Electro Mechanical System Sensor 微電子機(jī)械系統(tǒng)傳感器)等物理量傳感器以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，使用MEMS (Micro Electro Mechanical System 微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)小型且高靈敏度的物理量傳感器的技術(shù)備受關(guān)注。例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開了擺式容性加速度計(jì)。專利文獻(xiàn)1的擺式容性加速度計(jì)具有基板、檢測板、在基板上支撐檢測板的中心支撐部、設(shè)置在檢測板上的電極、以及設(shè)置在基板上的電極。檢測板具有設(shè)置在中心支撐部的左側(cè)的、不具有中空部的檢測質(zhì)量 (proof-mass)(慣性質(zhì)量)和具有中空部的檢測質(zhì)量。在因加速度對各檢測質(zhì)量施加了轉(zhuǎn)矩時，檢測板以中心支撐部(鉸鏈軸)為中心進(jìn)行杠桿(seesaw)動作。靜電電容的電容值與檢測板的杠桿動作對應(yīng)地變化，從擺式容性加速度計(jì)輸出差動容性輸出信號。此外，在專利文獻(xiàn)2中，公開了如下的加速度傳感器該加速度傳感器在硅基板上形成有由不對稱地配置的旋轉(zhuǎn)軸線支撐的擺動體，在受到Z方向的加速度時，擺動體的傾斜度偏向一方(杠桿擺動)，利用這種性質(zhì)，差動地檢測電容，從而檢測Z軸方向的加速度。專利文獻(xiàn)1日本特開2009-109494號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平9-189716號公報(bào)在專利文獻(xiàn)1所公開的擺式容性加速度計(jì)中，關(guān)于保護(hù)加速度計(jì)的封裝的形成， 沒有做任何考慮。此外，在專利文獻(xiàn)2的加速度傳感器中，在Z方向以外的X方向或Y方向上產(chǎn)生了加速度的情況下，擺動體也產(chǎn)生擺動，表觀上Z方向的加速度發(fā)生了變化。這種在與檢測方向不同的方向上具有檢測靈敏度的情況將導(dǎo)致物理量傳感器的檢測精度下降，成為問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的至少一個方式，例如能夠提高包含封裝的物理量傳感器的組裝性。 此外，根據(jù)本發(fā)明的至少一個方式，例如能夠抑制物理量傳感器的檢測靈敏度因在檢測軸以外的方向上產(chǎn)生的加速度而降低。 (1)本發(fā)明的物理量傳感器的一個方式為，具有基座；以及第1擺動體和第2擺動體，它們隔著空隙配置在所述基座的上方，所述第1擺動體包含第1支撐部、第2支撐部和第1可動電極，通過配置在第1軸上的所述第1支撐部和所述第2支撐部而支撐在所述基座的上方，并且在平面視圖中，該第1擺動體被所述第1軸劃分為第1區(qū)域和第2區(qū)域， 在各個區(qū)域中形成有所述第1可動電極，所述第2擺動體包含第3支撐部、第4支撐部和第 2可動電極，通過配置在第2軸上的所述第3支撐部和所述第4支撐部而支撐在所述基座的上方，并且在平面視圖中，該第2擺動體被所述第2軸劃分為第3區(qū)域和第4區(qū)域，在各個區(qū)域中形成有所述第2可動電極，在所述基座上，與所述第1可動電極和所述第2可動電極相對地形成有固定電極，所述第2區(qū)域的質(zhì)量比所述第1區(qū)域的質(zhì)量大，所述第4區(qū)域的質(zhì)量比所述第3區(qū)域的質(zhì)量大，所述第1擺動體的從所述第1區(qū)域向所述第2區(qū)域的排列方向與所述第2擺動體的從所述第3區(qū)域向所述第4區(qū)域的排列方向彼此相反。(2)本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式為，在受到重力的狀態(tài)下，所述第1擺動體與所述第2擺動體朝向彼此相反的方向傾斜。本方式涉及用于進(jìn)一步提高利用了杠桿結(jié)構(gòu)的物理量傳感器的檢測精度的結(jié)構(gòu)。 例如在作用了重力加速度的狀態(tài)下，對于擺動體而言，由于質(zhì)量的不均衡而使得轉(zhuǎn)矩不均衡，成為傾斜的狀態(tài)(這是因?yàn)椋绻┘恿酥亓铀俣鹊珨[動體卻保持水平狀態(tài)，則無法檢測出重力加速度)。假定在該狀態(tài)下，對擺動體作用了作為擺動體的延伸方向(擺動體為水平狀態(tài)時的延伸方向)的第1方向的加速度。在對傾斜的擺動體作用第1方向的加速度時，對于擺動體，在與第1方向的加速度的方向相反的方向上作用慣性力(慣性力的大小與第1方向的加速度成比例)。該慣性力具有使傾斜的擺動體旋轉(zhuǎn)的力(即垂直地作用于傾斜的擺動體的力)的分量，因此擺動體的傾斜度發(fā)生變化。即，盡管實(shí)際上第3方向(重力方向)的加速度沒有變化，但是由于第1方向的 加速度(與檢測方向不同方向的加速度) 的作用，導(dǎo)致表觀上第3方向(重力方向)的加速度發(fā)生了變化。這種在與檢測方向不同的方向上具有檢測靈敏度的情況將導(dǎo)致物理量傳感器的檢測精度下降。雖然第1擺動體和第2擺動體都在第1方向上延伸，但是第1擺動體的傾斜方向與第2擺動體的傾斜方向彼此相反，并且以水平面為基準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)角的絕對值相同。例如，第 1擺動體沿順時針方向、以水平面為基準(zhǔn)傾斜了 + θ，另一方面，第2擺動體沿逆時針方向、 以水平面為基準(zhǔn)傾斜了 _ θ。在該狀態(tài)下施加了第1方向的加速度而在與其相反的方向上作用了慣性力時，在第ι擺動體的第1區(qū)域和第2區(qū)域、第2擺動體的第3區(qū)域和第4區(qū)域各自中，產(chǎn)生了相同大小的表觀上的旋轉(zhuǎn)力。但是，在第1擺動體中，例如質(zhì)量大的第1區(qū)域的轉(zhuǎn)矩占優(yōu)勢，另一方面，在第2擺動體中，例如質(zhì)量大的第3區(qū)域的轉(zhuǎn)矩占優(yōu)勢，因此， 由表觀上的旋轉(zhuǎn)力引起的第1擺動體的旋轉(zhuǎn)方向與第2擺動體的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反(一方是擺動體的傾斜度變得更大的方向、另一方是擺動體的傾斜度變小的方向)。因此，通過采用本方式，能夠利用信號處理消除因在檢測方向以外的方向上具有檢測靈敏度而引起的誤差。由此，能夠進(jìn)一步提高利用了杠桿結(jié)構(gòu)的物理量傳感器的檢測精度。另外，作為基座，可使用SOI (Silicon on Insulator 硅絕緣體)基板，并且，還可使用通過半導(dǎo)體制造技術(shù)制造的具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板。此外，作為蓋體，可使用玻璃基板或硅基板(單層)(如果在硅基板的表面上形成絕緣膜，則還可在硅基板上形成電極)。此外，關(guān)于第1擺動體或第2擺動體，例如通過使支撐軸偏離于中心、或者使擺動體的一側(cè)的質(zhì)量比另一方側(cè)的質(zhì)量大，能夠?qū)崿F(xiàn)杠桿擺動。(3)在本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式中，所述第1軸和所述第2軸中的至少一方與通過所述第1擺動體或所述第2擺動體的中心的線平行。根據(jù)本方式，通過使第1擺動體和第2擺動體的截面形狀中的厚度相同，能夠簡化第1擺動體和第2擺動體的制造工序。另外，例如通過變更光刻用的掩模形狀，能夠自由地設(shè)定第1杠桿片和第2杠桿片在平面視圖中的形狀尺寸(縱向尺寸、橫向尺寸等)。(4)在本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式中，在所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域中的至少一方、或所述第3區(qū)域和所述第4區(qū)域中的至少一方中，形成有質(zhì)量部。根據(jù)本方式，通過使擺動體的一側(cè)的質(zhì)量比另一側(cè)的質(zhì)量大，能夠?qū)崿F(xiàn)杠桿擺動。 此外，通過利用金屬膜或絕緣膜等形成質(zhì)量部，由此，通過利用激光、蝕刻等削減質(zhì)量部、或者利用濺射、蒸鍍等進(jìn)行成膜，由此，能夠更簡單地增減質(zhì)量，因此，能夠容易地進(jìn)行杠桿擺動的微調(diào)。(5)在本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式中，在平面視圖中，所述第2擺動體是使所述第1擺動體相對于與所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域的排列方向垂直的軸翻轉(zhuǎn)后的形狀。

在本方式中，第2擺動體是使第1擺動體翻轉(zhuǎn)后得到的結(jié)構(gòu)，因此能夠使用相同的掩模圖案形成第1擺動體和第2擺動體，從而能夠簡化制造工序。此外，在預(yù)定方向上受到加速度時的第1擺動體和第2擺動體的擺動程度為兩者相等，因此檢測靈敏度進(jìn)一步提高。(6)在本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式中，在平面視圖中，所述基座具有與所述第1區(qū)域相對的第5區(qū)域、與所述第2區(qū)域相對的第6區(qū)域、與所述第3區(qū)域相對的第7區(qū)域、以及與所述第4區(qū)域相對的第8區(qū)域，所述固定電極形成于所述第5區(qū)域、第6區(qū)域、第 7區(qū)域以及第8區(qū)域各自之中。在本方式中，通過以與第1可動電極以及第2可動電極相對的方式分別設(shè)置固定電極，能夠高精度地檢測差動電容的值。(7)在本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式中，跨越所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域公共地形成了所述第1可動電極。(8)在本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式中，跨越所述第3區(qū)域和所述第4區(qū)域公共地形成了所述第2可動電極。在本方式中，第1可動電極或第2可動電極由相同電位的公共電極構(gòu)成。通過電極的公共化，能夠減少與電極連接的布線數(shù)量，能夠簡化布線圖案。例如，可將具有導(dǎo)電性的擺動體自身用作接地電位的公共電極。在該例中，擺動體兼用作電極，因此不需要另外形成電極，能夠簡化制造工序。此外，還可利用具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板(可將它們總稱作多層結(jié)構(gòu)體)構(gòu)成擺動體，并在例如最上層的層間絕緣層上形成作為接地電極的金屬膜。在該例中，能夠利用半導(dǎo)體制造技術(shù)(多層布線基板技術(shù))合理地形成可動電極。(9)在本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式中，所述第1支撐部、第2支撐部、第3支撐部以及第4支撐部利用扭簧形成。在本方式中，由于第1支撐部、第2支撐部、第3支撐部以及第4支撐部使用了扭簧，因此，對于擺動體進(jìn)行杠桿擺動時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形具有較強(qiáng)的恢復(fù)力，因此能夠防止支撐部發(fā)生損壞。此外，利用扭簧能夠增大杠桿擺動的動作，因此能夠提高檢測靈敏度。(10)在本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式中，所述第1擺動體和所述第2擺動體中的至少一方具有開口部，并且具有可動施重部，其配置于所述開口部中；連接部，其將所述可動施重部與所述第1擺動體或所述第2擺動體連接；第1臂狀電極部，其從所述第1 擺動體或所述第2擺動體朝向所述可動施重部突出而形成；以及第2臂狀電極部，其從所述可動施重部朝向所述第1擺動體或所述第2擺動體突出而形成，并且與所述第1臂狀電極部相對。在本方式中，擺動體除了作為用于檢測重力方向的移位的檢測板發(fā)揮作用以外，還作為用于檢測重力方向以外方向的移位的檢測板發(fā)揮作用。由此，能夠使用一個擺動體， 檢測與不同的兩個方向的移位分別對應(yīng)的靜電電容的變化。(11)本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式為，該物理量傳感器具有信號處理電路， 該信號處理電路根據(jù)檢測信號執(zhí)行信號處理，所述檢測信號包含第1檢測信號，其根據(jù)所述第1區(qū)域的所述第1可動電極與所述固定電極之間的移位而變動；第2檢測信號，其根據(jù)所述第2區(qū)域的所述第1可動電極與所述固定電極之間的移位而變動；第3檢測信號，其根據(jù)所述第3區(qū)域的所述第2可動電極與所述固定電極之間的移位而變動；以及第4檢測信號，其根據(jù)所述第4區(qū)域的所述第2可動電極與所述固定電極之間的移位而變動，所述信號處理電路執(zhí)行如下處理生成表示所述第1檢測信號與所述第 2檢測信號之差的第1差動信號；生成表示所述第3檢測信號與所述第4檢測信號之差的第2差動信號；以及根據(jù)將所述第1差動信號與所述第2差動信號相加而得到的信號生成加速度檢測信號。在本方式中，設(shè)置信號處理電路，根據(jù)從各擺動體得到的信號，執(zhí)行用于補(bǔ)償檢測誤差的信號處理，從而抑制檢測誤差。第1擺動體的傾斜方向與第2擺動體的傾斜方向彼此相反，并且以水平面為基準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)角的絕對值相同。例如，第1擺動體沿順時針方向、以水平面為基準(zhǔn)傾斜了 + θ，另一方面，第2擺動體沿逆時針方向、以水平面為基準(zhǔn)傾斜了-Θ。在該狀態(tài)下施加了重力方向以外的加速度、而在與其相反的方向上作用了慣性力時，在第1擺動體的第1區(qū)域和第2區(qū)域、第2擺動體的第3區(qū)域和第4區(qū)域各自中，產(chǎn)生了相同大小的表觀上的旋轉(zhuǎn)力。但是， 在第1擺動體中，例如質(zhì)量大的第1區(qū)域的轉(zhuǎn)矩占優(yōu)勢，另一方面，在第2擺動體中，例如質(zhì)量大的第3區(qū)域的轉(zhuǎn)矩占優(yōu)勢，因此，由表觀上的旋轉(zhuǎn)力引起的第1擺動體的旋轉(zhuǎn)方向與第 2擺動體的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反。此處，作為檢測信號，輸出以下信號根據(jù)第1擺動體的第1區(qū)域的移位而變動的第1檢測信號、根據(jù)第1擺動體的第2區(qū)域的移位而變動的第2檢測信號、根據(jù)第2擺動體的第3區(qū)域的移位而變動的第3檢測信號、以及根據(jù)第2擺動體的第4區(qū)域的移位而變動的第4檢測信號。此時，在將疊加在第1檢測信號中的由表觀上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的誤差移位所引起的可變電容(靜電電容)的電容值變動量設(shè)為例如“+S C”時，與第2檢測信號相關(guān)的電容值變動量為“_ S C”，同樣，疊加在第3檢測信號中的由表觀上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的誤差移位所引起的可變電容(靜電電容)的電容值變動量為“+S C”，與第4檢測信號相關(guān)的電容值變動量為“-δ C”。在信號處理電路中，在生成了表示第1檢測信號與第2檢測信號之差的第1差動信號時，疊加在第1差動信號中的、由表觀上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的誤差移位所引起的可變電容(靜電電容)的電容值變動量為“2SC( = +SC-(-SC))”。此外，在生成了表示第4檢測信號與第3檢測信號之差的第2差動信號時，疊加在第2差動信號中的、由表觀上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的誤差移位所引起的可變電容(靜電電容)的電容值變動量為 “-2 δ C( = - δ C-(+ δ C)) ”。此外，當(dāng)信號處理電路將第1差動信號與第2差動信號相加時， 疊加在第1差動信號中的誤差分量“+2 δ C”與疊加在第2差動信號中的誤差分量“_2 δ C” 相抵消，從而消除了誤差。另外，在將第1差動信號與第2差動信號相加時，信號振幅變?yōu)? 倍。在會由此引起問題的情況下，還可適當(dāng)進(jìn)行使由第1差動信號與第2差動信號相加得到的信號的振幅成為例如一半的信號處理等。S卩，信號處理電路生成表示第1檢測信號與第2檢測信號之差的第1差動信號，并且生成表示第3檢測信號與第4檢測信號之差的第2差動信號，根據(jù)將第1差動信號與第 2差動信號相加而得到的信號，生成抑制了基于第1方向的加速度的誤差的、第3方向的加速度檢測信號。由此，根據(jù)本方式，能夠通過信號處理消除因在檢測方向以外的方向上具有檢測靈敏度而引起的誤差。由此，能夠進(jìn)一步提高利用了杠桿結(jié)構(gòu)的物理量傳感器的檢測精度。(12)本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式為，該物理量傳感器具有基座；以及擺動體，其隔著空隙配置在所述基座的上方，所述擺動體包含第1支撐部和第2支撐部，通過配置在第1軸上的所述第1支撐部和所述第2支撐部而支撐在所述基座的上方，并且在平面視圖中，該擺動體被所述第1軸劃分為第1區(qū)域和第2區(qū)域，在各個區(qū)域中形成有可動電極，在所述基座上，與所述可動電極相對地形成有固定電極，在所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域中的至少一方中，形成有質(zhì)量部。根據(jù)本方式，通過使擺動體的一側(cè)的質(zhì)量比另一側(cè)的質(zhì)量大，能夠?qū)崿F(xiàn)杠桿擺動。 此外，通過利用金屬膜或絕緣膜等形成質(zhì)量部，能夠利用激光、蝕刻等削減質(zhì)量部，或者利用濺射、蒸鍍等進(jìn)行成膜，由此，能夠更簡單地增減質(zhì)量，因此，能夠容易地進(jìn)行杠桿擺動的微調(diào)。(13)本發(fā)明的物理量傳感器的其他方式為，所述第1軸與通過所述擺動體的中心的線平行。根據(jù)本方式，例如在使擺動體的支撐軸偏移而使第1區(qū)域比第2區(qū)域大的情況下， 如果在第1區(qū)域中形成質(zhì)量部，則杠桿擺動更加顯著，伴隨于此，能夠提高電容的檢測靈敏度。另一方面，如果在第2區(qū)域中形成質(zhì)量部，則能夠抑制杠桿擺動，伴隨于此，能夠抑制在支撐擺動體的支撐部中產(chǎn)生過度扭轉(zhuǎn)，從而能夠防止支撐部發(fā)生損壞。(14)本發(fā)明的電子設(shè)備的一個方式為具有上述任意一個方式的物理量傳感器。通過使用上述方式的物理量傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的電子設(shè)備(包含多個傳感器的傳感器單元、搭載該傳感器單元的更上位的電子設(shè)備(例如FA設(shè)備等))。由此，根據(jù)本發(fā)明的至少一個方式，例如，能夠提高包含封裝的物理量傳感器的組裝性。


圖1的(A) (F)是示出物理量傳感器的結(jié)構(gòu)和動作的一例的圖。圖2的㈧和⑶是示出密封體的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖3的㈧ ⑶是示出密封體的制造方法的一例的圖。圖4的㈧ (C)是示出檢測電路的結(jié)構(gòu)例的圖。圖5的㈧ (C)是用于說明C/V轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)和動作的圖。圖6是示出能夠檢測兩個不同方向的加速度的物理量傳感器(加速度傳感器)的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖7的㈧和⑶是簡化了圖6所示的平面圖和長度方向(橫向)的截面圖而表示的圖。
圖8是示出能夠檢測第1方向(X軸方向)、第2方向(Y軸方向)以及第3方向 (Z軸方向)各自的電容值變化的具有3軸靈敏度的物理量傳感器的結(jié)構(gòu)例的平面圖。圖9是示出能夠檢測兩個不同方向的加速度的物理量傳感器(加速度傳感器)的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。圖10是示出能夠使用圖6和圖7所示的兩個結(jié)構(gòu)的擺動體來檢測不同的3個方向的加速度的加速度傳感器的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖11的(A) (H)是說明用于進(jìn)一步提高利用了杠桿結(jié)構(gòu)的物理量傳感器的檢測精度的信號處理方法的圖。圖12是示出采用了圖11所示的信號處理方法的物理量傳感器的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖13是示出物理量傳感器(加速度傳感器)的其他例子(在圖12的結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步追加了用于檢測第1方向(X軸方向)的加速度的結(jié)構(gòu)的例子)的平面圖。圖14是示出物理量傳感器的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。圖15的(A) (D)是示出物理量傳感器的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。圖16是示出電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖17是示出電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。標(biāo)號說明10 信號處理電路；13 檢測電路；40a 第1支撐部(第1扭簧)；40b 第2支撐部(第2扭簧)；90 密封件；95 空隙；97,99 開口部；100 支撐體(例如SOI基板)；102 基座(硅板等)；104 絕緣層；106 基板(例如SOI基板的活性層)；109a:第1可動電極；109b 第2可動電極；200 蓋體；208a 第1固定電極；208b 第2固定電極；250 密封體(氣密密封體)；300(300a、300b)擺動體；311 對硅進(jìn)行構(gòu)圖而形成的杠桿板Geesaw Plate) ；900 質(zhì)量部(部分的施重部)；Q1、Q2 支撐軸(第1軸、第2軸)；GL 重力線；SL 使重力線平行移動dl后的線段；QL 擺動體的中心線；Gl 擺動體的重心；PTl 第1杠桿片 (第1區(qū)域)；PT2:第2杠桿片(第2區(qū)域)；PTla:第1杠桿片(第1區(qū)域)；PT2a 第2杠桿片(第2區(qū)域)；PTlb 第3杠桿片(第3區(qū)域)；PT2b 第4杠桿片(第4區(qū)域)；cl 第 1可變電容；c2 第2可變電容。
具體實(shí)施例方式以下，針對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。另外，以下說明的本實(shí)施方式不對權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容做出不當(dāng)限定，本實(shí)施方式中說明的所有結(jié)構(gòu)不都是作為本發(fā)明的解決手段所必需的。(第1實(shí)施方式)圖1 (A) 圖1 (F)是示出物理量傳感器的結(jié)構(gòu)和動作的一例的圖。物理量傳感器能夠用作慣性傳感器，具體而言，例如，能夠用作對鉛直方向(與水平面垂直的方向)的加速度(例如重力加速度)進(jìn)行測定的加速度傳感器(靜電電容型加速度傳感器、靜電電容型MEMS加速度傳感器)。圖1 (A)示出物理量傳感器(包含封裝)的截面結(jié)構(gòu)，圖1⑶是示出用于檢測加速度等物理量的可變電容(靜電電容、檢測電容、電容元件)在平面視圖中的結(jié)構(gòu)的一例(使用構(gòu)成擺動體的杠桿板自身作為可動電極的例子)的平面圖，圖I(B)與圖KA)相對應(yīng)。圖I(C)是可變電容在平面視圖中的結(jié)構(gòu)的另一例(使用形成在多層結(jié)構(gòu)體上的導(dǎo)體層作為可動電極的例子)的平面圖。圖I(D) 圖I(F)是示出與擺動體的杠桿動作相伴的可變電容的電容值變化的圖。圖1 (C)的例子是變形例，因此首先說明圖1㈧和圖1⑶所示的基本例。(關(guān)于圖1(A)、圖1⑶所示的例子的結(jié)構(gòu))如圖I(A)所示，物理量傳感器(此處設(shè)為靜電電容型加速度傳感器)包含由支撐體100和蓋體200構(gòu)成的密封體250 ；設(shè)置于密封體250的內(nèi)部空間中的擺動體300 ；第 1支撐部40a(在圖KA)中未圖示，參照圖1(B)、圖1(C))和第2支撐部40b，它們對擺動體300進(jìn)行雙側(cè)支撐，且將擺動體300支撐為能夠以支撐軸Ql為支點(diǎn)進(jìn)行杠桿擺動；以及可變電容(第1可變電容Cl、第1可變電容U)，該可變電容具有位置隨擺動體300的杠桿擺動而變化的可動電極(第1可動電極109a、第2可動電極109b)、以及設(shè)置于基座102上的與可動電極相對的位置處的固定電極(第1固定電極208a、第2固定電極208b)。另外，有時可能不設(shè)置蓋體200而例如在擺動體300露出于大氣中的狀態(tài)下進(jìn)行使用。在需要?dú)饷苊芊夥庋b的情況下，才設(shè)置蓋體200。此外，第1支撐部40a作為第1扭簧發(fā)揮功能，第2支撐部40b作為第2扭簧發(fā)揮功能。通過將第1支撐部40a和第2支撐部40b設(shè)為扭簧(Torsion Spring)，由此，對于因擺動體300進(jìn)行杠桿擺動而在彈簧中產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形具有較強(qiáng)的恢復(fù)力，能夠防止支撐部發(fā)生損壞。第1支撐部(第1扭簧)40a和第2支撐部(第2扭簧)40b是決定作為擺動體 300的旋轉(zhuǎn)中心的支撐軸Ql的位置的部件。擺動體300例如可隔著第1支撐部(第1扭簧)40a和第2支撐部(第2扭簧)40b這各個支撐部而固定于支撐體100 (例如構(gòu)成支撐體100的基板106的框狀部分)或蓋體200上。如圖I(A)所示，在本實(shí)施例中，支撐軸Ql被設(shè)置在線段SL上，該線段SL是使擺動體300的重心線GL以與重心線GL平行的方式移動預(yù)定距離dl而得到的。另外，重心線 GL是通過擺動體300的中心Gl的鉛直線，在圖I(A)中，用粗的點(diǎn)劃線表示。線段SL用粗虛線表示。如圖1 (B)所示，第1支撐部(第1扭簧)40a及第2支撐部(第2扭簧)40b與支撐軸Ql重疊。第1支撐部(第1扭簧)40a和第2支撐部(第2扭簧)40b的延伸方向與支撐軸Ql的延伸方向一致。作為支撐體100，例如可利用SOKSilicon on Insulator 硅絕緣體)基板(圖 I(A)和圖I(B)的例子)。此外，作為蓋體200，可利用硅、玻璃等的基板。另外，在圖I(C) 所示的變形例中，使用了通過CMOSIC等半導(dǎo)體制造技術(shù)制造的多層結(jié)構(gòu)體作為支撐體 100 (和蓋體200)。在圖1(A)、圖I(B)所示的例子中，支撐體100具有基座102 (S0I基板的底層基板， 例如由硅構(gòu)成)、基座102上的絕緣層104 (有時不需要該絕緣層)、和形成在絕緣層104上的基板106。具體而言，可使該基板106成為被賦予了導(dǎo)電性的活性層。在以下說明中，有時記載為活性層106。在基座102與基板106之間設(shè)置有空隙95。并且，去除基板106的一部分而設(shè)置了開口部97，在該開口部97中配置擺動體300。在擺動體300的周圍存在開口部97 (以及空隙％)，從而擺動體300能夠進(jìn)行杠桿擺動。 擺動體300以及對擺動體300進(jìn)行雙側(cè)支撐的第1支撐部40a和第2支撐部 40b (扭簧)是通過干法蝕刻等將活性層106(基板106)蝕刻至露出絕緣層104、接著用氫氟酸蒸汽等對絕緣層104選擇性地進(jìn)行各向同性的蝕刻而形成的。
第1支撐部40a和第2支撐部40b例如與活性層106 (基板106)的周圍的框狀部分(在圖1中未圖示例如參照圖6)連接。由此，擺動體300通過配置在支撐軸Ql上的第 1支撐部40a和第2支撐部40b而支撐在基板(活性層)106(例如周圍的框狀部分)上。

擺動體300作為可動電極109a、109b發(fā)揮功能?？梢酝ㄟ^由導(dǎo)電性材料(摻雜了雜質(zhì)的硅等)構(gòu)成擺動體300來形成可動電極(109a、109b)，并且，還可以在擺動體300上形成由金屬等導(dǎo)體層構(gòu)成的可動電極(109a、109b)。在圖1的例子中，通過由導(dǎo)電性材料 (摻雜了雜質(zhì)的硅等)構(gòu)成擺動體300而形成可動電極109a、109b。此外，在基座102的與可動電極109a相對的位置處設(shè)置有固定電極208a，并且， 在與可動電極109b相對的位置處設(shè)置有固定電極208b。另外，在設(shè)置有蓋體200的情況下，還可以在蓋體200的與可動電極109a相對的位置處設(shè)置固定電極208a，在與可動電極 109b相對的位置處設(shè)置固定電極208b。此外，擺動體300具有第1杠桿片(第1區(qū)域)PTl和第2杠桿片(第2區(qū)域) PT2。第1杠桿片(第1區(qū)域)PTl對應(yīng)于平面視圖中由支撐軸Ql劃分出的兩個部分中的一方(圖I(B)中位于左側(cè)的部分)。第2杠桿片(第2區(qū)域)PT2對應(yīng)于平面視圖中由支撐軸Ql劃分出的兩個部分中的另一方(圖I(B)中位于右側(cè)的部分)。另外，第1區(qū)域、第2區(qū)域這些用語主要是用來區(qū)分?jǐn)[動體300在平面視圖中的形狀(與由支撐軸Ql劃分為二而形成的杠桿片PT1、PT2分別對應(yīng)的區(qū)域)。在以下說明中， 有時記載為第1杠桿片(第1區(qū)域)ΡΤ1、第2杠桿片(第2區(qū)域)ΡΤ2。在圖I(B)的例子中，第1杠桿片(第1區(qū)域)PTl的厚度、以及第2杠桿片(第2 區(qū)域)ΡΤ2的厚度均為DT(但不限于此，還可以使各杠桿片的厚度不同以便調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩)。此外，第1杠桿片(第1區(qū)域)與第2杠桿片(第2區(qū)域)的排列方向是與擺動體的長邊方向水平(平行)的方向。例如，在對擺動體300施加了鉛直方向的加速度(例如重力加速度)時，分別在第 1杠桿片(第1區(qū)域)PTl和第2杠桿片(第2區(qū)域)ΡΤ2中產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(力矩)。這里，在第 1杠桿片(第1區(qū)域)PTl的轉(zhuǎn)矩(例如沿逆時針方向的轉(zhuǎn)矩)與第2杠桿片(第2區(qū)域) ΡΤ2的轉(zhuǎn)矩(例如沿順時針方向的轉(zhuǎn)矩)均衡的情況下，擺動體300的傾斜度不發(fā)生變化， 不能檢測出加速度的變化。由此，將擺動體300設(shè)計(jì)成，使得例如施加了鉛直方向的加速度時的第1杠桿片(第1區(qū)域)PTl的轉(zhuǎn)矩與第2杠桿片(第2區(qū)域)ΡΤ2的轉(zhuǎn)矩不均衡，從而使擺動體300產(chǎn)生預(yù)定的傾斜度(允許范圍內(nèi)的傾斜度)。例如，可采用將支撐軸Ql配置在偏離于擺動體300的中心的位置處的方法(使得從支撐軸Ql到各杠桿片ΡΤ1、ΡΤ2的末端的距離不同的方法)，并且，還可采用如下方法利用將支撐軸Ql配置于擺動體300的中心、并且使各杠桿片ΡΤ1、ΡΤ2的厚度不同等的方法，針對各杠桿片ΡΤ1、ΡΤ2的質(zhì)量設(shè)置差異。而在本實(shí)施方式中，采用了前者的方法(通過將支撐軸Ql配置在偏離于擺動體300的中心的位置處，使得從支撐軸Ql到各杠桿片ΡΤ1、ΡΤ2的末端的距離不同的方法)。
通過將第1杠桿片(第1區(qū)域)PTl和第2杠桿片(第2區(qū)域)PT2的截面形狀的厚度設(shè)為相同(即均設(shè)定為厚度DT)，能夠以相同的制造工序制造第1杠桿片PTl和第2杠桿片PT2。即，具有以下優(yōu)點(diǎn)不需要用于針對各杠桿片的厚度設(shè)置差異的工序(蝕刻工藝等)，能夠簡化制造工序。例如通過變更光刻用的掩模形狀，能夠自由地設(shè)定第1杠桿片PTl和第2杠桿片 PT2在平面視圖中的形狀尺寸(縱向尺寸、橫向尺寸等)。在圖I(B)的例子中，擺動體300 被加工為在平面視圖中呈長方形。在以下說明中，設(shè)擺動體300的長度方向?yàn)榈?方向(X 軸方向)、水平面內(nèi)與第1方向垂直的方向(也可稱作支撐軸Ql的方向)為第2方向、與第 1方向和第2方向垂直的方向(與水平面垂直的方向)為第3方向(Z軸方向)。此外，設(shè)置于擺動體300上的可動電極109 (第1可動電極109a、第2可動電極 109b)的位置隨擺動體300的杠桿擺動而變化。例如，可將具有導(dǎo)電性的擺動體300自身作為可動電極，并且，還可以在擺動體300上或擺動體中，選擇性地形成由導(dǎo)電材料(金屬等)構(gòu)成的電極，將該電極作為可動電極(第1可動電極109a、第2可動電極109b)。在圖I(B)的例子中，作為可變電容Cl、c2的構(gòu)成要素的可動電極109(第1可動電極109a和第2可動電極109b)由具有導(dǎo)電性的擺動體300自身構(gòu)成。具體而言，由對導(dǎo)電性活性層進(jìn)行構(gòu)圖而形成的杠桿板(摻雜了雜質(zhì)的硅板)311，構(gòu)成(形成)可動電極 109(第1可動電極109a、第2可動電極109b)。S卩，在圖I(B)的例子中，可動電極109 (第 1可動電極109a、第2可動電極109b)由公共電極構(gòu)成，該公共電極與公共電位(基準(zhǔn)電位 VCOM(例如GND))連接。通過電極的公共化，能夠減少與電極連接的布線數(shù)量，能夠簡化布線圖案。此外，由于擺動體300兼用作電極，因此不需要另外形成電極，能夠簡化制造工序。另外，與支撐體100同樣，蓋體200也可以由SOI基板構(gòu)成。如上所述，由基座(作為封裝基臺的基板或基體等)100和蓋體200構(gòu)成密封體。 為了通過支撐體100和蓋體200構(gòu)成氣密密封封裝，在支撐體100與蓋體200之間的邊界附近使用了密封部件(例如間隔件)90。此外，在基座102的表面上，設(shè)置有作為可變電容(電容元件)cl、c2的結(jié)構(gòu)要素的固定電極208 (第1固定電極208a、第2固定電極208b)。優(yōu)選在基座102的表面上設(shè)置絕緣膜(省略圖示)，并在該絕緣膜上設(shè)置第1固定電極208a、第2固定電極208b。該第1 固定電極208a、第2固定電極208b被設(shè)置在與設(shè)置于擺動體300上的可動電極109 (第1 可動電極109a和第2可動電極109b)對應(yīng)的位置(相對的位置)處。另外，還可將第1固定電極208a、第2固定電極208b設(shè)置在蓋體200的內(nèi)表面的、與第1可動電極109a和第2 可動電極109b對應(yīng)的位置(相對的位置)處。此外，通過使可動電極109公共化(即跨越第1區(qū)域PTl和第2區(qū)域PT2進(jìn)行設(shè)置)，能夠減少與電極連接的布線的數(shù)量，能夠簡化布線圖案。在圖1 (A)、圖1 (B)的例子中，使第1可動電極109a與第2可動電極109b公共化， 不過，也可以將固定電極208(第1固定電極208a和第2固定電極208b)設(shè)為相同電位的公共電極(此時，第1可動電極109a和第2可動電極109b形成為電氣上相互獨(dú)立的電極)。 如上所述，通過電極的公共化，能夠減少與電極連接的布線的數(shù)量，能夠簡化布線圖案。此外，通過與第1可動電極109a以及第2可動電極109b相對的方式分別設(shè)置固定電極，能夠高精度地檢測差動電容的值。
接著，說明圖I(C)所示的變形例。在圖I(C)的例子中，由具有多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板(可將它們總稱為多層結(jié)構(gòu)體)構(gòu)成擺動體300。即，在半導(dǎo)體基板(相當(dāng)于圖 I(A)的參考標(biāo)號10 上，通過CMOSIC工藝，形成通過層疊多層絕緣層(包含層間絕緣層) 而得到的多層結(jié)構(gòu)體。在圖I(C)的例子中，在最上層的絕緣層107上，形成有作為公共電位(VC0M 此處為GND)用的電極的金屬層111。在圖I(C)的例子中，可利用半導(dǎo)體制造技術(shù)(多層布線基板技術(shù)等)，合理地形成可動電極109(第1可動電極109a、第2可動電極 109b)。除了以上的例子以外，還可以考慮各種變形例。變形例的一例如圖14所示。圖14 是示出物理量傳感器的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。在圖14所示的例子中，第1支撐部40a的位置與第2支撐部40b的位置不同(在擺動體的長度方向上偏離預(yù)定距離)。此時，連接第1支撐部40a與第2支撐部40b的支撐軸Ql (在圖中用雙點(diǎn)劃線表示)是斜的，在平面視圖中，擺動體300被支撐軸Ql劃分為第 1區(qū)域(第1杠桿片)PT1和第2區(qū)域(第2杠桿片)ΡΤ2。另外，此時，第1區(qū)域PTl與第 2區(qū)域ΡΤ2的排列方向是與擺動體的長邊方向水平(平行)的方向。此處，返回圖1繼續(xù)說明。接著，對擺動體300的擺動動作和與該擺動動作相伴的可變電容的電容值變化進(jìn)行說明。以下，參照圖I(D) 圖1(F)。另外，在圖I(D) 圖I(F) 中，為了便于說明，將第1固定電極208a、第2固定電極208b記載在擺動體300的上側(cè)。在圖I(D)中，擺動體300維持水平狀態(tài)(該狀態(tài)對應(yīng)于無重力加速度的狀態(tài)(無重力狀態(tài)))。如圖I(D)所示，作為可變電容，設(shè)置有第1可變電容cl和第2可變電容c2。 第1可變電容cl具有位置隨第1杠桿片PTl的杠桿擺動而變化的第1可動電極109a ；以及設(shè)置在蓋體200的與第1可動電極109a相對的位置處的第1固定電極208a。此外，第2 可變電容c2具有位置隨第2杠桿片PT2的杠桿擺動而變化的第2可動電極109b ；以及設(shè)置在蓋體200的與第2可動電極109b相對的位置處的第2固定電極208b。在使用第1可變電容cl和第2可變電容c2作為可變電容(檢測電容)時，具有不僅能夠檢測加速度大小、還能夠檢測加速度方向的優(yōu)點(diǎn)(但不限于此)。在圖1 (D)中，從支撐軸Ql到第1杠桿片PTl末端的距離為T10，從支撐軸Ql到第 2杠桿片PT2末端的距離為T20(>T10)。由此，在圖I(D)的例子中，例如，在鉛直向下的方向上產(chǎn)生了加速度時，在第2杠桿片PT2上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩比在第1杠桿片PTl上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大，擺動體300沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。以下，參照圖I(E)和圖I(F)具體進(jìn)行說明。在圖1 (E)的狀態(tài)下，對擺動體300施加例如重力加速度Gl ( = 1G)。伴隨于此， 擺動體300(第1杠桿片PTl和第2杠桿片PD)沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，擺動體300發(fā)生傾斜。 由于擺動體300的杠桿擺動，使得第1可變電容cl的電極間距離縮小，其結(jié)果，第1可變電容cl的電容值(Cl)增大。另一方面，第2可變電容c2的電容值(C2)隨電極間距離的擴(kuò)大而減小。由此，在圖I(E)的例子中，能夠得到差動檢測輸出。能夠根據(jù)兩個輸出信號各自的變化程度，檢測重力加速度Gl的值(=1G)。此外，能夠根據(jù)兩個輸出信號各自的變化方向，確定加速度的方向(鉛直向下)。在圖I(F)的狀態(tài)下，在對擺動體300施加了重力加速度(=1G)的狀態(tài)下，進(jìn)一步對擺動體300施加鉛直向上的加速度G2。此時，擺動體300 (第1杠桿片PTl和第2杠桿片PT2)沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，擺動體300產(chǎn)生與圖I(E)的情況相反的傾斜。由于擺動體300
13的杠桿擺動，第1可變電容Cl的電極間距離擴(kuò)大，其結(jié)果，第1可變電容Cl的電容值(Cl) 減小。另一方面，第2可變電容c2的電容值(C2)隨電極間距離的縮小而增大。以在圖1 (E)的狀態(tài)下得到的檢測信號(即重力加速度的大小和方向)為基準(zhǔn)，判定圖I(F)的狀態(tài)下的檢測信號，從而能夠檢測出在圖I(F)的狀態(tài)下，在哪個方向上作用了哪種程度的加速度。即，能夠基于在圖I(F)的狀態(tài)下得到的兩個輸出信號(差動信號)，根據(jù)兩個輸出信號各自的變化程度，檢測所施加的加速度G2的值。此外，通過檢測兩個輸出信號各自的方向變化，能夠確定加速度G2的方向(鉛直向上)。例如，在測定鉛直方向的加速度的情況下，構(gòu)成物理量傳感器的密封體(封裝)的支撐體100的主面(底面)例如被固定在安裝有封裝的電子部件等具有的水平面上。例如， 當(dāng)施加重力加速度時，擺動體300的傾斜度隨轉(zhuǎn)矩而變化，伴隨于此，可變電容(Cl、C2)的電容值變化。由此，能夠以表示可變電容(靜電電容元件)的電容值變化的電信號的形式， 檢測出例如重力加速度。如上所述，物理量傳感器能夠用作加速度傳感器、陀螺儀傳感器等慣性傳感器，具體而言，能夠用作例如對鉛直方向(與水平面垂直的方向)的加速度(例如重力加速度) 進(jìn)行測定的靜電電容型加速度傳感器。在測定鉛直方向的加速度的情況下，構(gòu)成物理量傳感器的密封體(封裝)的基座的主面(底面)例如被固定在安裝有封裝的電子部件等具備的水平面上。例如，當(dāng)施加重力加速度時，擺動體300的傾斜度隨轉(zhuǎn)矩而變化，伴隨于此，可變電容(cl、c2)的電容值變化。由此，能夠通過表示可變電容cl、c2的電容值變化的電信號，檢測出例如重力加速度的大小和方向。根據(jù)圖KA) 圖I(F)所示的例子，例如，在支撐體100上，設(shè)置了由第1支撐部 (第1扭簧)40a和第2支撐部(第2扭簧)40b以能夠自如地進(jìn)行杠桿擺動的方式支撐的擺動體300，并在預(yù)定位置上載置蓋體200，進(jìn)而通過例如密封材料(粘接件等)將支撐體 100與蓋體200密封，由此能夠高效地形成密封體(例如氣密密封封裝)。此時，通過將蓋體200固定在支撐體100上，使得作為可變電容cl、c2的結(jié)構(gòu)要素的固定電極208a、208b 的位置也自動地得到定位，從而自動地形成杠桿式的物理量傳感器。此外，通過將蓋體200的主面固定為水平，還能夠確保支撐體100的表面與蓋體 200的主面(包含內(nèi)表面)之間的平行性，因此還能夠高精度地確定平行平板電容器(可變電容)cl、c2的電極間距離(擺動體300為水平狀態(tài)時的距離)。由此，能夠提高包含密封體(封裝)的物理量傳感器的組裝性。(密封體的密封結(jié)構(gòu)的例子)圖2(A)、圖2(B)是示出密封體結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖2(A)是示出密封體的整體結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2(B)是示出基座與蓋體之間的連接部的截面結(jié)構(gòu)的一例的圖。如圖2(A)所示，在支撐體100上固定蓋體200而形成密封體(此處為氣密密封封裝)250。在基座BSl的表面上設(shè)置有焊盤(外部連接端子)PA、檢測電路13、布線EL以及布線IL。設(shè)置在密封體內(nèi)部的可變電容(cl、c2等)與檢測電路13經(jīng)由布線IL連接。此外，檢測電路13與焊盤PA通過布線EL連接。此外，在密封體內(nèi)部搭載有多個傳感器的情況下，各傳感器的輸出信號經(jīng)由布線IL被導(dǎo)出到檢測電路13。此外，在圖2㈧的例子中， 在第1基板BSl上搭載有檢測電路(包含信號處理電路)13 (但是，這只是一例，不限于該例)。通過在基座BSl上搭載檢測電路13，例如能夠?qū)崿F(xiàn)具有信號處理功能的、高性能的慣性傳感器(MEMS慣性傳感器)。接著，參照圖2(B)，對基座與蓋體之間的連接部的截面結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。如之前所說明的那樣，支撐體100具有硅基板(底層基板)102、絕緣層104和活性層106?；钚詫?106例如包含摻雜了雜質(zhì)的硅層121、以及兩層絕緣層123、125。另一方面，蓋體200例如可由玻璃基板(單層)構(gòu)成，并且。例如還可以由表面形成有絕緣膜的硅基板(單層)形成。此外，在蓋體側(cè)還構(gòu)成有其他傳感器元件、或者形成有其他電路時，為了構(gòu)成蓋體200，還可以使用具有與支撐體100同樣結(jié)構(gòu)的SOI基板。從設(shè)置在密封體內(nèi)部的可變電容引出的布線MEl(第1層布線)經(jīng)由觸頭 (contact plug)ME2、第2層布線ME3、觸頭ME4、第3層布線ME5、具有隆起為山狀的形狀的布線ME6，與設(shè)置在支撐體100上的布線ME7連接。此外，在圖2(B)中，參考標(biāo)號191是間隔部件(例如樹脂材料)。通過設(shè)置間隔部件191，能夠進(jìn)一步高精度地保持支撐體100與裝配在支撐體100上的蓋體200之間的平行度。此外，參考標(biāo)號193是粘接膜。間隔件191 和粘接膜193發(fā)揮密封件90的作用。(密封體的制造方法的一例)圖3(A) 圖3(D)是示出密封體的制造方法的一例的圖。在該例中，粘貼兩塊SOI 基板來制造密封體。如圖3㈧所示，準(zhǔn)備作為支撐體100的SOI基板。另外，在基座102上，形成作為固定電極208a、208b的金屬層(參照圖3 (D)、在圖3 (A) 圖3(C)中省略了圖示)。如在圖3㈧的下側(cè)由點(diǎn)劃線圍起地表示的那樣，活性層(基板)106包含單晶硅 121、形成在單晶硅121上的多層結(jié)構(gòu)(具有多層絕緣層123、125，有時還具有導(dǎo)體層Mel Me6等)。在單晶硅121中，高濃度地?fù)诫s了雜質(zhì)(例如作為N型雜質(zhì)的As等)。由此，可將單晶硅121 (第1杠桿片PTl、第2杠桿片PT2)自身用作可動電極(圖1所示的參考標(biāo)號 109a、109b)。接著，如圖3(B)所示，通過光刻對活性層(基板)106進(jìn)行構(gòu)圖，形成擺動體 300 (第1杠桿片PTl和第2杠桿片PD)、以及第1支撐部40a、第2支撐部40b。接著，如圖3(C)所示，通過氫氟酸蒸汽或濕法蝕刻去除作為犧牲層的絕緣層 104b。由此，在擺動體30的周圍形成了空腔部350 (包含圖1所示的空隙95和開口部97)。 在空腔部350中，擺動體300被第1支撐部40a (第1扭簧)和第2支撐部40b (第2扭簧) 支撐為能夠進(jìn)行杠桿擺動。接著，如圖3 (D)所示，經(jīng)由密封件90將蓋體200裝配在作為支撐體100的SOI基板上。另外，在基座102上，形成第1固定電極208a和第2固定電極208b (均由Al等金屬層構(gòu)成)。第1固定電極208a和第2固定電極208b被設(shè)置在活性層206上(最上層的絕緣層上)的、與作為可動電極的第1杠桿片PTl和第2杠桿片PT2分別相對的位置處。另外，如圖3⑶所示，作為可動電極的第1杠桿片PTl和第2杠桿片PT2例如如圖 3(D)的下方所示，包含作為電極材料的單晶硅121以及形成在單晶硅上的兩層絕緣層(例如CVDSiO2層)123、125。絕緣層123、125作為電容器的電介質(zhì)膜發(fā)揮功能，并且還作為可動電極的保護(hù)膜(發(fā)揮這樣的作用當(dāng)可動電極與固定電極一旦接觸時，防止各電極的損壞等)發(fā)揮功能。(第2實(shí)施方式)
在本實(shí)施方式中，說明檢測電路的結(jié)構(gòu)例。圖4(A) 圖4(C)是示出檢測電路的結(jié)構(gòu)例的圖。如之前使用圖2(A)所說明的那樣，檢測電路13例如被設(shè)置在支撐體100上的空閑空間中，并且內(nèi)置有信號處理電路10。在圖4㈧的例子中，物理量傳感器(此處設(shè)為靜電電容型加速度傳感器)所包含的第1可變電容Cl、第2可變電容c2具有作為公共的接地電極的固定電極208、以及第1可動電極109a和第2可動電極109b。檢測電路13具有信號處理電路10、CPU 28以及接口電路30。信號處理電路10具有C/ν轉(zhuǎn)換電路(電容值/電壓轉(zhuǎn)換電路)24和模擬校正及A/D轉(zhuǎn)換電路26。但是，該例只是一例，信號處理電路10還可以進(jìn)一步包含CPU 28和接口電路(I/F)30。在圖4(B)的例子中，第1可變電容Cl、第2可變電容c2具有第1固定電極208a 和第2固定電極208b、以及作為公共的接地電極的可動電極109。檢測電路13的結(jié)構(gòu)與圖 4(A)的例子相同。此外，在圖4(C)的例子中，第1可變電容cl和第2可變電容c2具有作為接地電位的第1固定電極208a和第2固定電極208b、以及第1可動電極109a和第2可動電極109b。檢測電路13的結(jié)構(gòu)與圖4㈧的例子相同。(C/V轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)例)此處，使用圖5㈧ 圖5(C)，對C/V轉(zhuǎn)換電路(C/V轉(zhuǎn)換放大器)的結(jié)構(gòu)和動作的一例進(jìn)行說明。圖5(A) 圖5(C)是用于說明C/V轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)和動作的圖。圖5㈧是示出使用了開關(guān)電容器的C/V轉(zhuǎn)換放大器(電荷放大器)的基本結(jié)構(gòu)的圖，圖5(B)是示出圖5(A)所示的C/V轉(zhuǎn)換放大器的各部電壓波形的圖。如圖5㈧所示，基本的C/V轉(zhuǎn)換電路M具有第1開關(guān)SWl和第2開關(guān)SW2 (與可變電容cl (或c2) —起構(gòu)成輸入部的開關(guān)電容器)；運(yùn)算放大器(OPA)I ；反饋電容(積分電容)Cc ；用于對反饋電容Cc進(jìn)行復(fù)位的第3開關(guān)SW3 ；用于對運(yùn)算放大器(OPA) 1的輸出電壓Vc進(jìn)行采樣的第4開關(guān)SW4 ；以及保持電容Ch。此外，如圖5(B)所示，第1開關(guān)SWl和第3開關(guān)SW3由同相的第1時鐘控制接通 /斷開，第2開關(guān)SW2由與第1時鐘反相的第2時鐘控制接通/斷開。第4開關(guān)SW4在第2 開關(guān)SW2的接通期間的最后，短時間地接通。當(dāng)?shù)?開關(guān)SWl接通時，在可變電容cl (c2) 的兩端施加預(yù)定的電壓Vd，在可變電容cl (c2)中蓄積電荷。此時，由于第3開關(guān)為接通狀態(tài)，因此反饋電容Cc為復(fù)位狀態(tài)(兩端被短接的狀態(tài))。接著，當(dāng)?shù)?開關(guān)SWl和第3開關(guān) SW3斷開、第2開關(guān)SW2接通時，可變電容cl (c2)的兩端均成為接地電位，因此蓄積在可變電容cl(c2)中的電荷朝向運(yùn)算放大器(OPA)I移動。此時，電荷量被保存，因此Vd*Cl(C2) =Vc · Cc成立，由此，運(yùn)算放大器(OPA) 1的輸出電壓Vc為(Cl/Cc) · Vd。即，電荷放大器的增益由可變電容cl (或c2)的電容值(Cl或C2)與反饋電容Cc的電容值之比決定。接著，當(dāng)?shù)?開關(guān)(采樣開關(guān))SW4接通時，運(yùn)算放大器(OPA)I的輸出電壓Vc被保持電容Ch 保持。所保持的電壓為Vo，該Vo是電荷放大器的輸出電壓。如以上所說明的那樣，C/V轉(zhuǎn)換電路M實(shí)際上接受分別來自兩個可變電容(第1 可變電容Cl、第2可變電容c2)的差動信號。此時，作為C/V轉(zhuǎn)換電路M，例如可使用圖 5(C)所示的差動結(jié)構(gòu)的電荷放大器。在圖5(C)所示的電荷放大器中，在輸入級，設(shè)置有用于對來自第1可變電容cl的信號進(jìn)行放大的第1開關(guān)電容放大器(SWla、SW^i、0PAla、Cca、 SW3a)、用于對來自第2可變電容c2的信號進(jìn)行放大的第2開關(guān)電容放大器(SWlb、Sff2b, 0PAlb,Ccb,SW3b)o并且，運(yùn)算放大器(OPA) Ia和Ib的各輸出信號(差動信號)被輸入到設(shè)置在輸出級的差動放大器(0PA2、電阻Rl R4)。其結(jié)果，從運(yùn)算放大器(OPA) 2輸出放大后的輸出信號Vo。通過使用差動放大器， 能夠得到去除基極噪聲(同相噪聲)的效果。另外，以上所說明的c/ν轉(zhuǎn)換電路M的結(jié)構(gòu)例只是一例，不限于該結(jié)構(gòu)。(第3實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，對能夠檢測兩個不同方向的加速度的靜電電容型傳感器的一例進(jìn)行說明。在以下說明中，對靜電電容型加速度傳感器進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，根據(jù)由擺動體的杠桿擺動引起的Z軸方向的加速度檢測用的可變電容的電容值變化來檢測Z軸方向的加速度。此外，在擺動體中，進(jìn)一步增加了 X軸方向或Y軸方向的加速度檢測用的可變電容，能夠根據(jù)該X軸方向或Y軸方向的加速度檢測用的可變電容的電容值變化，檢測X軸方向或Y軸方向的加速度。圖6是示出能夠檢測兩個不同方向的加速度的加速度傳感器的結(jié)構(gòu)的一例的圖。 在圖6中，示出了由支撐體100和蓋體200構(gòu)成的密封體的平面圖、長度方向(橫向)的截面圖、與長度方向垂直的方向(縱向)的截面圖。長度方向(橫向)的截面圖是沿著平面圖的A-A線的截面圖。與長度方向垂直的方向(縱向)的截面圖是沿著平面圖的B-B線的截面圖。在圖6的平面圖中，蓋體200用粗的點(diǎn)劃線表示。此外，在圖6的平面圖中，還記載了電極、布線以及焊盤(外部連接端子)的配置例。首先，定義三維空間中的方向，明確加速度傳感器中的各部的延伸方向和構(gòu)成可變電容的可動電極的移位方向。即，將擺動體300處于水平狀態(tài)時的、水平面(也可稱作包含擺動體300的主面的面)內(nèi)的擺動體的長度方向設(shè)為第1方向(X軸方向)。設(shè)水平面內(nèi)的與第1方向(X軸方向)垂直的方向(即，上述水平面內(nèi)的垂直方向)為第2方向(Y軸方向)、分別與第1方向(X軸方向)和第2方向(Y軸方向)垂直的方向?yàn)榈?方向(Z軸方向)。另外，在X軸方向中，包含正的X軸方向(+X)和負(fù)的X軸方向(-X)。這一點(diǎn)對于 Y軸方向和Z軸方向也同樣如此。在圖6的例子中，與圖1的例子同樣，擺動體300被第1支撐部40a和第2支撐部 40b以雙側(cè)支撐的方式支撐為能夠自如地進(jìn)行杠桿擺動。第1支撐部40a由在第2方向(Y 軸方向)上延伸的第1扭簧構(gòu)成，第2支撐部40b由在第2方向(Y軸方向)上延伸的第2 扭簧構(gòu)成。第1扭簧(第1支撐部)40a的一端被連接(固定)于擺動體300上，并且，第 1扭簧(第1支撐部)40a的另一端被連接(固定)于支撐體100或蓋體200上。同樣，第 2扭簧(第2支撐部)40b也是一端被連接(固定)于擺動體300上，并且，第2扭簧(第1 支撐部)40b的另一端被連接(固定)于支撐體100或蓋體200上。此外，第1扭簧40a和第2扭簧40b分別在第2方向(Y軸方向)上延伸。例如，第1扭簧40a和第2扭簧40b分別以在平面視圖中與擺動體300的支撐軸Ql重合的方式，在第2方向(Y軸方向)上延伸地設(shè)置。由于擺動體300的杠桿擺動，使得構(gòu)成可變電容cl、c2的第1可動電極109a和第 2可動電極109b (在圖6的例子中，擺動體自身作為公共電位的可動電極發(fā)揮功能)與第 1固定電極208a和第2固定電極208b之間的、第3方向(Z軸方向)上的距離(電極間距離)發(fā)生變化。即，能夠利用擺動體300的杠桿擺動，檢測Z軸方向(鉛直方向)的加速度(重力加速度)。在圖6的例子中，在擺動體300中，還設(shè)置有用于檢測第2方向(Y軸方向)的加速度的靜電電容(第3電容c3和第4電容c4)。第3電容c3和第4電容c4由梳齒電極構(gòu)成。以下具體進(jìn)行說明。如圖6所示，擺動體300還具有框體310，其與作為第1支撐部的第1扭簧40a和作為第2支撐部的第2扭簧40b分別連接；可動施重部313，其經(jīng)由可在第2方向(Y軸方向)上移位的第2方向移位用彈簧(也可稱作連接部)la、lb、lc、Id被連接到框體310上， 并且在周圍形成有空腔部350 ；固定電極部(有時稱作第1臂狀電極部)2a、2b、2c、2d，它們從框體310朝向空腔部350(或可動施重部31 突出而形成；以及可動電極部(有時稱作第2臂狀電極部)3￡1、北、3(3、3(1，它們從可動施重部313朝向擺動體300(的框體310)突出而形成，與可動施重部313 —體地移位，并且與固定電極部(第1臂狀電極部)2a、2b、2c、2d 相對。固定電極部h、2b、2c、2d和可動電極部3a、3b、3c、3d分別構(gòu)成梳齒電極，各個電極在第1方向(X軸方向)上延伸。S卩，擺動體300具有開口部99 (例如，通過蝕刻去除作為基板的活性層106而形成)，在該開口部99中，配置有可動施重部33。并且，設(shè)置有將可動施重部313與擺動體 300連接的連接部(第2方向移位用的彈簧部或彈性變形部)la、lb、lc、Id。并且具有第1 臂狀電極部(固定電極部)2a、2b、2c、2d，它們從擺動體300 (的框體310)朝向可動施重部 312突出而形成；以及第2臂狀電極部(可動電極部)3a、北、3c、3d，它們從可動施重部313 朝向擺動體300突出而形成，并且與第1臂狀電極部(固定電極部)2a、2b、2c、2d相對。此外，第2方向移位用彈簧13、讓、1(；、1(1分別通過絕緣區(qū)域1501、1504、1505、1508 與框體310電分離。同樣，固定電極部2a、2b、2c、2d分別通過絕緣區(qū)域IS02、IS03、IS06、 IS07與框體310電分離。絕緣區(qū)域ISOl IS08例如分別通過在單晶硅中局部地設(shè)置的凹部中填入S^2等絕緣膜而形成。當(dāng)?shù)?方向移位用彈簧la、lb、lc、ld在第2方向(Y軸方向)的加速度的作用下在第2方向(Y軸方向)上移位時，固定電極部加、215、2(3、2(1與可動電極部3￡1、313、3(3、3(1之間的距離(電極間距離)發(fā)生變化，從而第3電容c3和第4電容c4的電容值發(fā)生變化。通過以微小的電信號(電流信號)的變化的方式檢測出該電容值的變化，能夠檢測第2方向 (Y軸方向)的加速度。此外，第2方向移位用彈簧la、lb、lc、ld是例如在第1方向(X軸方向)上呈直線狀延伸的棒狀彈簧。第2方向移位用彈簧la、lb、lc、ld例如可通過對構(gòu)成SOI基板的活性層的單晶硅(以及包含層間絕緣膜和金屬膜等的多層結(jié)構(gòu)體)進(jìn)行構(gòu)圖而形成。由于單晶硅、多層結(jié)構(gòu)體具有一定程度的彈性(以及一定程度的剛性)，因此，通過構(gòu)圖為棒狀，能夠作為彈性變形部件(彈簧)來使用。作為擺動體300的制造方法，可采用圖3(A)、圖3(B) 所示的方法。通過具有這種結(jié)構(gòu)，擺動體300除了作為用于檢測第3方向(Z軸方向)的移位的第3方向檢測板發(fā)揮作用以外，還作為用于檢測第2方向(Y軸方向)的移位的第2方向檢測板發(fā)揮作用。由此，能夠使用一個擺動體300，檢測與不同的兩個方向的移位分別對應(yīng)的靜電電容的變化。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)例如可檢測不同的兩個方向(第3方向和第2方向)的加速度的、小型且高性能的加速度傳感器。
接著，說明焊盤和布線的配置。在支撐體100的周邊，設(shè)置有第1焊盤PAl 第5 焊盤PA5。第1焊盤PAl是用于提供公共電位VCOM(GND)的焊盤。第2焊盤PA2是用于將從第1可變電容cl得到的、Z軸方向的第1檢測輸出VZl導(dǎo)出到外部的焊盤。也可以構(gòu)成為設(shè)置檢測電路13 (參照圖2(A))來替代第2焊盤PA2，將從可變電容cl得到的Z軸方向的第1檢測輸出VZl輸入到檢測電路13。這一點(diǎn)對于其他檢測信號也同樣如此。第3焊盤PA3是用于將從檢測第2方向(Y軸方向)的加速度的第3電容c3得到的、Y軸方向的第1檢測輸出VYl導(dǎo)出到外部的焊盤。第4焊盤PA4是用于將從檢測第2方向(Y軸方向)的加速度的第4電容c4得到的、Y軸方向的第2檢測輸出VY2導(dǎo)出到外部的焊盤。第5焊盤PA5是用于將從第2可變電容c2得到的、Z軸方向的第2檢測輸出VZ2 導(dǎo)出到外部的焊盤。此外，在作為擺動體300的一部分的框體310中，設(shè)置有3條布線Ll (深的細(xì)虛線)、L2(深的粗虛線)、L3(深的點(diǎn)劃線)。布線Ll是用于向擺動體300提供公共電位 VCOM(GND)的布線。此外，布線L2是用于將從第4電容c4得到的Y軸方向的第2檢測輸出 VY2導(dǎo)出到外部的布線。布線L3是用于將從第3電容c3得到的Y軸方向的第1檢測輸出 VYl導(dǎo)出到外部的布線。此外，還設(shè)置了構(gòu)成電子電路所需的其他布線L4 L10。圖7(A)、圖7(B)是簡化了圖6所示的平面圖和長度方向(橫向)的截面圖而表示的圖。圖7(A)是加速度傳感器的平面圖(省略了蓋體)，圖7(B)是沿著圖7 (A)的A-A線的截面圖。如之前所說明的那樣，擺動體300具有第1杠桿片PTl和第2杠桿片PT2。在作為擺動體300的一部分的框體310上，連接(固定)著第1支撐部(第1扭簧)40a的一端和第2支撐部(第2扭簧)40b的一端。此外，第1支撐部(第1扭簧)40a的另一端和第 2支撐部(第2扭簧)40b的另一端與支撐體100連接。擺動體300具有框體310、可動施重部313、第2方向移位彈簧(彈性變形部)Ia Id、固定電極部加 2d和可動電極3a 3d。由固定電極部加和可動電極部3a、以及固定電極部2c和可動電極部3c，構(gòu)成第3電容c3。同樣，由固定電極部2b和可動電極部3b、 以及固定電極部2d和可動電極部3d，構(gòu)成第4電容c4。在本實(shí)施方式中，第1扭簧40a以及第2扭簧40b連接到具有剛性的框體310上。 由此，能夠抑制第1扭簧40a以及第2扭簧40b的第3方向(Z軸方向)的移位與第2方向移位彈簧Ia Id的第2方向(Y軸方向)的移位互相干涉的狀況(各彈簧的移位可看作是相互獨(dú)立的)。由此，能夠充分降低對檢測精度的不良影響。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)例如可檢測不同的兩個方向(Y軸方向和Z軸方向)的加速度的、小型且高性能的加速度傳感器。(第4實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，對能夠檢測第1方向(X軸方向)、第2方向(Y軸方向)以及第 3方向(Z軸方向)各自的電容值變化的具有3軸靈敏度的物理量傳感器進(jìn)行說明。圖8是示出能夠檢測第1方向(X軸方向)、第2方向(Y軸方向)以及第3方向(Z軸方向)各自的電容值變化的具有3軸靈敏度的物理量傳感器的結(jié)構(gòu)例的平面圖。在圖8中，對與前述實(shí)施方式相同的要素標(biāo)注相同的參考標(biāo)號。在以下說明中，以加速度傳感器為例進(jìn)行說明。在圖8所示的加速度傳感器中，擺動體300具有框體310，其與作為第1支撐部的第1扭簧40a和作為第2支撐部的第2扭簧40b分別連接；第1方向和第2方向移位用彈簧Ila lld，它們可在第1方向(X軸方向)和第2方向(Y軸方向)各自的方向上移位；可動施重部313，其分別經(jīng)由第1方向和第2方向移位用彈簧Ila Ild而與框體310 連接，并且在周圍形成有空腔部350 ；固定電極部2a、2b、2C、2d、2a’、2b’、2c’、2d’，它們從框體310朝向空腔部350突出而形成；以及可動電極部3a、3b、3C、3d、3a，、3b，、3c，、3d，，它們與可動施重部313 一體地移位，并且與固定電極部2a、2b、2C、2d、2a’、2b’、2c’、2d’分別相對。主要結(jié)構(gòu)與圖6和圖7所示的實(shí)施方式的物理量傳感器的結(jié)構(gòu)相同。不過，在圖 6和圖7的例子中，使用了第2方向移位彈簧，與此相對，在本實(shí)施方式中，使用了可在第1 方向(X軸方向)和第2方向(Y軸方向)各自的方向上移位的、第1方向和第2方向移位用彈簧Ila lid。在平面視圖中，第1方向和第2方向移位用彈簧Ila Ild分別從四角形的框體310的四個角起、在與框體310大致成45度的角度的方向上延伸。在本實(shí)施方式中，具有第3方向(Z軸方向)加速度檢測用的第1可變電容Cl、第 2可變電容c2，第2方向(Y軸方向)加速度檢測用的第3電容c3、第4電容c4以及第1方向(X軸方向)加速度檢測用的第5電容c3’、第6電容c4’。在本實(shí)施方式中，第1扭簧40a以及第2扭簧40b被連接到具有剛性的框體310 上。由此，能夠抑制第1扭簧40a以及第2扭簧40b的第3方向(Z軸方向)的移位與第1 方向和第2方向移位彈簧Ila Ild的第1方向(X軸方向)或第2方向(Y軸方向)的移位互相干涉的狀況(各個移位可看作是相互獨(dú)立的)。由此，能夠充分降低對檢測精度的不良影響。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)例如可檢測不同的三個方向(第1方向 第3方向的各個方向) 的加速度的、小型且高性能的加速度傳感器。(第5實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，對能夠檢測兩個不同方向的加速度的靜電電容型加速度傳感器的另一例進(jìn)行說明。在以下說明中，對靜電電容型加速度傳感器進(jìn)行說明。圖9是示出能夠檢測兩個不同方向的加速度的加速度傳感器的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。在圖9中，對與前述實(shí)施方式的例子相同的部分標(biāo)注相同的參考標(biāo)號。在之前說明的圖6和圖7的例子中，將第1扭簧40a和第2扭簧40b連接到框體 310上，而在本實(shí)施方式中，不使用框體，而將第1扭簧40a和第2扭簧40b分別直接連接到可在第2方向(Y軸方向)上移位的第2方向移位用彈簧le、lf上。而且，與圖6和圖7的例子相同，設(shè)置有第3電容c3和第4電容c4。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)例如可檢測不同的兩個方向(第3方向和第2方向)的加速度的高性能的加速度傳感器。并且，能夠省略框體，因此能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的小型化(削減占用面積)。(第6實(shí)施方式)圖10是示出能夠使用圖6和圖7所示的兩個結(jié)構(gòu)的擺動體來檢測不同的3個方向的加速度的物理量加速度傳感器的結(jié)構(gòu)的平面圖。在圖10的例子中，在公共的支撐體100 上，設(shè)置有擺動體300和擺動體300’。擺動體300和擺動體300’的結(jié)構(gòu)與圖6和圖7所示的擺動體300的結(jié)構(gòu)相同。另外，針對擺動體300’的結(jié)構(gòu)要素的參考標(biāo)號，標(biāo)注了單引號。擺動體300的支撐軸Ql在第2方向(Y軸方向)上延伸。擺動體300’的支撐軸 Q1’在第1方向(X軸方向)上延伸。如之前所說明的那樣，擺動體300同時具有作為用于檢測第3方向(Z方向)的加速度的檢測板的功能、和作為用于檢測第2方向(Y方向)的加速度的檢測板的功能。另一方面，擺動體300’同時具有作為用于檢測第3方向(Z方向) 的加速度的檢測板的功能、和作為用于檢測第1方向(X方向)的加速度的檢測板的功能。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)可檢測第1方向(X軸方向)的加速度、第2方向(Y軸方向)的加速度以及第3方向(Z軸方向)的加速度的高性能的物理量傳感器(加速度傳感器)。(第7實(shí)施方式)在本實(shí)施方式中，說明用于進(jìn)一步提高利用了杠桿結(jié)構(gòu)的物理量傳感器的檢測精度的信號處理方法以及利用了該信號處理的方法的物理量傳感器的結(jié)構(gòu)。圖Il(A) 圖Il(H)是說明用于進(jìn)一步提高利用了杠桿結(jié)構(gòu)的物理量傳感器的檢測精度的信號處理方法的圖。圖Il(A)示出了擺動體300維持水平狀態(tài)時的狀態(tài)(Z軸方向加速度為OG的狀態(tài))。在圖Il(B)中，示出了 Z軸方向加速度為IG時的擺動體300的狀態(tài)。圖11⑶中的擺動體300因第1杠桿片PTl的轉(zhuǎn)矩與第2杠桿片PT2的轉(zhuǎn)矩之間的不均衡而成為傾斜的狀態(tài)(這是因?yàn)?，如果施加了重力加速度但擺動體300卻保持水平狀態(tài)， 則無法檢測出重力加速度)。假定在該狀態(tài)下，對擺動體300作用了擺動體300的延伸方向即第1方向(X軸方向)的加速度(參照圖11(C))。如圖11(c)所示，在對傾斜的擺動體300作用了第1方向 (X軸方向水平時的擺動體的延伸方向)的加速度G時，對于擺動體300，在與第1方向(X 軸方向)的加速度G的方向相反的方向上作用了慣性力F’(慣性力的大小與第1方向的加速度G成比例)。該慣性力F’具有使傾斜的擺動體300旋轉(zhuǎn)的力(即垂直地作用于傾斜的擺動體300的力)的分量，因此擺動體300的傾斜度發(fā)生變化(參照圖11(D))。S卩，盡管實(shí)際上第3方向的加速度沒有變化，但是由于第1方向的加速度(與檢測方向(第3方向)不同方向的加速度)G的作用，使得表觀上第3方向的加速度發(fā)生了變化。這種在與檢測方向不同的方向上具有檢測靈敏度的情況將導(dǎo)致物理量傳感器的檢測精度下降。對該問題進(jìn)行具體說明。如圖11⑶所示，相同大小的慣性力F’分別作用于擺動體300的第1杠桿片(第1區(qū)域)PTl和第2杠桿片(第1區(qū)域)PT2?？蓪⑹┘咏o第1杠桿片PTl的慣性力F’分解為擺動體300的延長線方向的力分量Fal和與擺動體300垂直的方向的力分量冊1。同樣，可將作用于第2杠桿片PT2的慣性力F’分解為擺動體300的延長線方向的力分量Fa2和與擺動體300垂直的方向的力分量冊2。作用于第1杠桿片PTl 的與擺動體300垂直的方向的力分量!^bl對擺動體300的第1杠桿片PTl產(chǎn)生逆時針方向的力矩。另一方面，作用于第2杠桿片PT2的與擺動體300垂直的方向的力分量冊2對擺動體300的第2杠桿片PT2產(chǎn)生順時針方向的力矩。力分量!^bl與力分量冊2的大小相同。但是，在圖Il(D)的例子中，第2杠桿片PT2的臂長度比第1杠桿片PTl的臂長度長(S卩，第2杠桿片PT2的質(zhì)量較大)，因此在轉(zhuǎn)矩中產(chǎn)生差異。即，作用于臂較長的第2杠桿片PT2的順時針方向的轉(zhuǎn)矩占優(yōu)勢，其結(jié)果，整個擺動體300沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。可將該順時針方向的轉(zhuǎn)矩稱作是對傾斜的擺動體300作用第1方向(X軸方向水平時的擺動體的延伸方向)的加速度G而產(chǎn)生的表觀上的轉(zhuǎn)矩。此外，在對圖Il(E)所示的擺動體300(傾斜方向與圖Il(D)的例子相反)作用了慣性力F’時，也由于同樣的原因而產(chǎn)生表觀上的轉(zhuǎn)矩，擺動體300的傾斜度發(fā)生變化。在圖Il(E)中，作用于第ι杠桿片PTl的與擺動體300垂直的方向的力分量對擺動體300 的第1杠桿片PTl產(chǎn)生順時針方向的力矩。另一方面，作用于第2杠桿片PT2的與擺動體 300垂直的方向的力分量冊2對擺動體300的第2杠桿片PT2產(chǎn)生逆時針方向的力矩。力分量與力分量冊2的大小相同。但是，在圖Il(E)的例子中，第1杠桿片PTl的臂長度比第2杠桿片PT2的臂長度長(即，第1杠桿片PTl的質(zhì)量較大)，因此在轉(zhuǎn)矩中產(chǎn)生差異。即，作用于臂較長的第1杠桿片PTl的順時針方向的轉(zhuǎn)矩占優(yōu)勢，其結(jié)果，整個擺動體300沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。S卩，與圖Il(D)的例子同樣，擺動體300的傾斜度因表觀上的順時針方向的轉(zhuǎn)矩而發(fā)生變化。此處，對圖Il(D)的例子與圖Il(E)的例子進(jìn)行比較。在圖Il(D)的例子中，由于表觀上的轉(zhuǎn)矩，使得擺動體300以其傾斜度變得更大的方式旋轉(zhuǎn)。例如，在將表觀上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩之前的傾斜角(水平線與擺動體所成的角度)設(shè)為θ時，傾斜度因表觀上的轉(zhuǎn)矩而發(fā)生變化后的傾斜角為θ + δ θ。另一方面，在圖11(Ε)的例子中，由于表觀上的轉(zhuǎn)矩，使得擺動體300以傾斜的擺動體回退、其傾斜角變小的方式旋轉(zhuǎn)。例如，在將表觀上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩之前的傾斜角(水平線與擺動體所成的角度)設(shè)為θ時，傾斜度因表觀上的轉(zhuǎn)矩而發(fā)生變化后的傾斜角為θ-δ θ。S卩，在將擺動體300傾斜的方向作為基準(zhǔn)來考慮時，圖11 (D)的例子中的表觀上的轉(zhuǎn)矩方向與圖Il(E)的例子中的表觀上的轉(zhuǎn)矩方向彼此相反。例如，在將擺動體300傾斜的方向設(shè)為正的方向時，圖11 (D)的例子中的表觀上的轉(zhuǎn)矩方向?yàn)檎姆较?，圖11 (E)的例子中的表觀上的轉(zhuǎn)矩方向?yàn)樨?fù)的方向。即，在圖Il(D)和圖Il(E)中，雖然都是由于表觀上的轉(zhuǎn)矩使得擺動體300旋轉(zhuǎn)相同角度，但是其方向相反。在本實(shí)施方式中，關(guān)注于這一點(diǎn)， 同時使用具有圖Il(D)的結(jié)構(gòu)的擺動體300a和具有圖Il(E)的結(jié)構(gòu)的擺動體300b，以從各擺動體得到的信號為基礎(chǔ)執(zhí)行預(yù)定的運(yùn)算，從而抑制因表觀上的轉(zhuǎn)矩而產(chǎn)生的誤差。S卩，在本實(shí)施方式中，如圖Il(F)所示，設(shè)置了兩個擺動體(即第1擺動體300a和第2擺動體300b)。并且，之前說明的信號處理電路(圖3的參考標(biāo)號10)根據(jù)從各擺動體 300a、300b得到的信號，執(zhí)行用于補(bǔ)償檢測誤差的信號處理，從而抑制檢測誤差。此處，第1擺動體300a對應(yīng)于圖11 (D)所示的擺動體。第2擺動體300b對應(yīng)于圖Il(E)所示的擺動體。第1擺動體300a具有第1杠桿片(第1區(qū)域)PTla和第2杠桿片(第2區(qū)域)PT2a。第2擺動體300b具有第3杠桿片(第3區(qū)域)PTlb和第4杠桿片 PT2b (第4區(qū)域)。即，在平面視圖中，第1擺動體300a被支撐軸Ql (第1軸)劃分為第1區(qū)域(第1 杠桿片)PTla和第2區(qū)域(第2杠桿片)PT2。此外，在平面視圖中，第2擺動體300b被支撐軸Q2 (第2軸)劃分為第3區(qū)域(第3杠桿片PTlb)和第4區(qū)域(第4杠桿片PT2b)。在本實(shí)施例中，第1擺動體300a與第2擺動體300b彼此呈鏡像配置。所謂“鏡像配置”，是指例如圖12的平面圖所示的配置。此處，參照圖12。在圖12中，在平面視圖中， 第2擺動體300b是使第1擺動體300a相對于與第1區(qū)域(第1杠桿片)PTla和第2區(qū)域 (第2杠桿片)PT2a的排列方向垂直的軸LX翻轉(zhuǎn)后(翻折后)的形狀。返回圖Il(F) 圖Il(H)繼續(xù)說明。在圖11 (F)和圖11 (G)中，第2區(qū)域(第2 杠桿片)PT2a的質(zhì)量比第1區(qū)域(第1杠桿片)PTla的質(zhì)量大(由于臂長度較長)，此外， 第4區(qū)域(第4杠桿片PT2b)的質(zhì)量比第3區(qū)域(第3杠桿片PTlb)的質(zhì)量大(由于臂長度較長)。此外，第1區(qū)域(第1杠桿片)PTla和第2區(qū)域(第2杠桿片)PT2a的排列方向與第3區(qū)域(第3杠桿片PTlb)和第4區(qū)域(第4杠桿片PT2b)的排列方向彼此相同。此外，在受到重力的狀態(tài)下，首先，如在圖11(D)、圖Il(E)的例子中說明的那樣，第1擺動體 300a和第2擺動體300b朝向彼此相反的方向傾斜(參照圖11 (G))。由第1擺動體300a、第2擺動體300b各自形成了兩個可變電容，因此合計(jì)設(shè)置了 4個可變電容。在圖Il(F)的狀態(tài)下，第1擺動體300a和第2擺動體300b為水平狀態(tài)，4 個可變電容各自的電容值為CO。此處，作為檢測信號，輸出以下信號根據(jù)第1擺動體300a的第1杠桿片(第1區(qū)域)PTla的移位而變動的第1檢測信號、根據(jù)第1擺動體300a的第2杠桿片(第2區(qū)域) PT2a的移位而變動的第2檢測信號、根據(jù)第2擺動體300b的第3杠桿片(第3區(qū)域)PTlb 的移位而變動的第3檢測信號和根據(jù)第2擺動體300b的第4杠桿片(第4區(qū)域)PT2b的移位而變動的第4檢測信號。在以下說明中，將第1檢測信號和第2檢測信號表示為差動輸出1，并且，將第3檢測信號和第4檢測信號表示為差動輸出2。在圖Il(F)的狀態(tài)下，差動輸出1為(CO，CO), 差動輸出2也為(CO, CO)。在存在重力加速度(IG)的狀態(tài)下，如圖Il(G)所示，第1擺動體300a和第2擺動體300b分別受到轉(zhuǎn)矩而傾斜。此處，雖然第1擺動體300a和第2擺動體300b都在第1方向(X軸方向)上延伸， 但是第1擺動體300a的傾斜方向與第2擺動體300b的傾斜方向彼此相反，并且以水平面為基準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)角的絕對值相同。例如，第1擺動體300a沿順時針方向，以水平面為基準(zhǔn)傾斜了 + θ，另一方面，第2擺動體沿逆時針方向，以水平面為基準(zhǔn)傾斜了 - θ。在圖Il(G)的狀態(tài)下，差動輸出1為(CO+Δ C，CO-Δ C)。差動輸出2為(C0_ Δ C， CO+ Δ C)。AC表示由擺動體300a、300b傾斜引起的各電容的電容值的變化量。假定在該狀態(tài)下，與圖Il(C)的情況同樣地施加了第1方向(X軸方向)的加速度G而在與其相反的方向上作用了慣性力F’。此時，第1擺動體300a和第2擺動體300b 各自產(chǎn)生了圖Il(H)所示的傾斜。即，如圖11⑶所示，在第1擺動體300a中產(chǎn)生了順時針方向的表觀上的轉(zhuǎn)矩。另一方面，如圖Il(E)所示，在第2擺動體300b中也同樣產(chǎn)生了表觀上的順時針方向轉(zhuǎn)矩。但是，在將擺動體300a，300b各自傾斜的方向作為基準(zhǔn)來考慮時，在第1擺動體300a中產(chǎn)生的表觀上的轉(zhuǎn)矩的方向與在第2擺動體300b中產(chǎn)生的表觀上的轉(zhuǎn)矩的方向彼此相反(前者為第1擺動體300a的傾斜度增大的方向，后者為第2擺動體300b的傾斜度減小的方向)。在第1擺動體300a中產(chǎn)生的表觀上的轉(zhuǎn)矩與在第2擺動體300b中產(chǎn)生的表觀上的轉(zhuǎn)矩為相同大小，且方向相反。因此，第1擺動體300a和第2擺動體300b各自產(chǎn)生了圖Il(H)所示的傾斜。此處，在將疊加在第1檢測信號中的、由表觀上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的誤差移位所引起的可變電容 (靜電電容)的電容值變動量設(shè)為例如“+ δ C”時，與第2檢測信號相關(guān)的電容值變動量為“-δ C”，同樣，疊加在第3檢測信號中的、由表觀上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的誤差移位所引起的可變電容(靜電電容)的電容值變動量為“+SC”，與第4檢測信號相關(guān)的電容值變動量為 “-δ C”。
艮P，在圖Il(G)的狀態(tài)下，差動輸出1為(CO+AC+SC，CO-AC-SC)。此外，差動輸出 2 為(CO- AC+ δ C, CO+ Δ C- δ C) ο在信號處理電路中，當(dāng)根據(jù)第1差動輸出1，生成表示第1檢測信號與第2檢測信號之差的第1差動信號時，第1差動信號為2(AC+SC)。即，疊加在第1差動信號中的、由表觀上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的誤差移位所引起的可變電容(靜電電容)的電容值變動量為 "2 5C( = + 5C-(-5C))"0此外，當(dāng)生成表示第4檢測信號與第3檢測信號之差的第2差動信號時，第2差動信號為2 ( Δ C- δ C)。即，疊加在第2差動信號中的、由表觀上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的誤差移位所引起的可變電容(靜電電容)的電容值變動量為“_2 δ C( = - δ C-(+ δ C)) ”。此外，當(dāng)信號處理電路將第1差動信號與第2差動信號相加時，疊加在第1差動信號中的誤差分量‘‘+2 δ C”與疊加在第2差動信號中的誤差分量“_2 δ C”相抵消，從而消除了誤差。另外，在將第1差動信號與第2差動信號相加時，有時信號振幅會變大到不必要的程度以上。在會由此引起問題的情況下，還可以適當(dāng)進(jìn)行使由第1差動信號與第2差動信號相加得到的信號振幅成為例如一半的信號處理(即(第1差動信號+第2差動信號)/2)寸。S卩，信號處理電路生成表示第1檢測信號與第2檢測信號之差的第1差動信號，并且生成表示第3檢測信號與第4檢測信號之差的第2差動信號，根據(jù)將第1差動信號與第 2差動信號相加得到的信號，生成抑制了基于第1方向的加速度的誤差的、第3方向的加速度檢測信號。由此，根據(jù)本實(shí)施方式的信號處理方法，能夠通過信號處理消除因在檢測方向以外的方向上具有檢測靈敏度而引起的誤差。由此，能夠進(jìn)一步提高利用了杠桿結(jié)構(gòu)的物理量傳感器的第3方向的加速度等的檢測精度。圖12是示出采用了圖11所示的信號處理方法的物理量傳感器的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖12的物理量傳感器具有第1杠桿結(jié)構(gòu)體ST1、第2杠桿結(jié)構(gòu)體ST2以及信號處理電路10，該信號處理電路10根據(jù)從第1杠桿結(jié)構(gòu)體STl和第2杠桿結(jié)構(gòu)體ST2分別輸出的檢測信號，執(zhí)行預(yù)定的信號處理。信號處理電路10具有開關(guān)電容放大器(SCA 參照圖幻、差動放大器25a、2^和平均運(yùn)算器(或加法運(yùn)算器)27。開關(guān)電容放大器SCA和差動放大器25a、2^對應(yīng)于圖4所示的C/V轉(zhuǎn)換電路M。此外，平均運(yùn)算器(或加法運(yùn)算器)27例如包含在圖4所示的模擬校正及A/D轉(zhuǎn)換電路沈中。此外，第1杠桿結(jié)構(gòu)體STl具有第1擺動體300a ；第1擺動體用的第1支撐部 40al和第1擺動體用的第2支撐部40bl，它們以第1支撐軸Ql (第1軸)為支點(diǎn)對第1擺動體300a進(jìn)行雙側(cè)支撐，且支撐成能夠進(jìn)行杠桿擺動；以及第1可變電容部(未圖示)，該第1可變電容部具有位置隨第1擺動體300a的杠桿擺動而變化的第1擺動體用的第1可動電極109al、109bl、以及設(shè)置于與第1擺動體用的可動電極109al、109bl相對的位置處的第1擺動體用的固定電極(未圖示)。此外，第1擺動體300a具有與平面視圖中被第1支撐軸Ql劃分出的兩個部分中的一方對應(yīng)的第1擺動體的第1杠桿片(第1區(qū)域)PTla、以及與這兩個部分中的另一方對應(yīng)的第1擺動體300a的第2杠桿片(第2區(qū)域)PT2a。此外，第2杠桿結(jié)構(gòu)體ST2具有第2擺動體300b ；第2擺動體用的第1支撐部 40a2和第2擺動體用的第2支撐部4(^2，它們以第2支撐軸Q2 (第2軸)為支點(diǎn)對第2擺動體300b進(jìn)行雙側(cè)支撐，且支撐成能夠進(jìn)行杠桿擺動；以及第2可變電容部(未圖示)，該第2可變電容部具有位置隨第2擺動體300b的杠桿擺動而變化的第2擺動體用的可動電極(未圖示)、以及設(shè)置于與第2擺動體用的可動電極相對的位置處的第2擺動體用的固定電極(未圖示)。第2擺動體300b具有與平面視圖中被第2支撐軸Q2(第2軸)劃分出的兩個部分中的一方對應(yīng)的第3杠桿片(第3區(qū)域)PTlb、以及與這兩個部分中的另一方對應(yīng)的第 4杠桿片(第4區(qū)域)PT2b，在設(shè)平面視圖中的第1擺動體300a的長度方向和第2擺動體 300b的長度方向?yàn)榈?方向(例如X軸方向)、平面視圖中的與第1方向垂直的方向?yàn)榈?2方向(例如Y軸方向)、分別與第1方向和第2方向垂直的方向?yàn)榈?方向(例如Z軸方向)時，第3方向的相同大小的加速度分別作用于第1擺動體300a和第2擺動體300b的狀態(tài)下的、第1擺動體300a的傾斜方向與第2擺動體300b的傾斜方向彼此相反，并且，第 1擺動體300a和第2擺動體300b各自的以水平面為基準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)角的絕對值相同。而且，作為檢測信號，從第1杠桿結(jié)構(gòu)體STl輸出根據(jù)第1擺動體300a的第1杠桿片PTla的移位而變動的第1檢測信號VZ1、和根據(jù)第1擺動體300a的第2杠桿片PTh 的移位而變動的第2檢測信號VZ2。此外，作為檢測信號，從第2杠桿結(jié)構(gòu)體ST2輸出根據(jù)第2擺動體300b的第3杠桿片(第3區(qū)域)PTlb的移位而變動的第3檢測信號VZ3、和根據(jù)第2擺動體300b的第4杠桿片(第4區(qū)域)PT2b的移位而變動的第4檢測信號VZ4。信號處理電路10中包含的差動放大器25a生成表示第1檢測信號VZl與第2檢測信號VZ2之差的第1差動信號DSl。此外，差動放大器25b生成表示第4檢測信號VZ4 與第3檢測信號U之差的第2差動信號DS2。第1差動信號DSl和第2差動信號DS2被輸入平均運(yùn)算器(或加法運(yùn)算器)27。平均運(yùn)算器(或加法運(yùn)算器)27執(zhí)行將第1差動信號DSl與第2差動信號DS2相加的處理。例如，執(zhí)行(DS1+DS2)、或者((DS1+DS2)/2)這樣的信號處理，并根據(jù)作為其結(jié)果得到的信號，生成抑制了基于第1方向(X軸方向)的加速度的誤差的、第3方向(Z軸方向)的加速度等的檢測信號DS3。檢測信號DS3可以是表示 (DS1+DS2)、或((DSl+DS2)/2)這樣的信號處理的結(jié)果的信號本身，并且還可以是實(shí)施了模擬校正處理后的信號。(第8實(shí)施方式)圖13是示出物理量加速度傳感器的其他例子(在圖12的結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步追加了用于檢測第1方向(X軸方向)的加速度的結(jié)構(gòu)的例子)的平面圖。在圖13的例子中，除了圖12的結(jié)構(gòu)以外，還追加了用于檢測第1方向(X軸方向)的加速度的靜電電容型物理量傳感器370。該物理量加速度傳感器370僅具有用于檢測第1方向(X軸方向)的加速度的功能，不具有檢測因杠桿擺動引起的第3方向(Z軸方向)的加速度的功能(這是因?yàn)?，能夠使用一對擺動體300a、300b高精度地檢測第3方向的加速度，因此沒有必要再設(shè)置擺動體)。用于檢測第1方向(X軸方向)的加速度的加速度傳感器370具有可動施重部313、 可在第1方向上變形的彈簧13、讓、1(、1(1、固定電極加、213、加，、213，、以及可動電極3￡1、313、3a’、3b’。當(dāng)可動施重部313在X軸方向上移位時，可動電極3a、!3b、3a’、3b’也同樣地移位， 由固定電極加、2b、加，、2b，和可動電極3a、北、3a，、3b，分別構(gòu)成的可變電容的電容值發(fā)生變化，電荷與此對應(yīng)地移動，生成微小的電信號(電流信號)。由此，能夠根據(jù)該電信號，檢測第1方向(X軸方向)的加速度。圖13的物理量傳感器能夠檢測第1方向(X軸方向)的加速度以及第3方向(Z軸方向)的加速度，并且，關(guān)于第3方向(Z軸方向)的加速度，能夠通過誤差補(bǔ)償處理，抑制由多軸靈敏度引起的誤差，因此能夠進(jìn)行更高精度的第3方向(Z軸方向)的加速度檢測。(第9實(shí)施方式)在以上的實(shí)施方式中，通過使擺動體的支撐部偏移到與通過擺動體中心的線平行的位置而使擺動體杠桿擺動，但不限于此，可進(jìn)行各種變形和應(yīng)用。圖15㈧ 圖15⑶是示出物理量傳感器的結(jié)構(gòu)的其他例子的圖。在圖15中，對與前述附圖相同的部分標(biāo)注相同的參考標(biāo)號。在圖15(A)、圖15 (B)的例子中，在擺動體300 的一端設(shè)置有質(zhì)量部900。圖15(A)是物理量傳感器(傳感器元件結(jié)構(gòu)體)的截面圖，圖 15(B)示出了與圖15(A)對應(yīng)的、擺動體300在平面視圖中的結(jié)構(gòu)。通過設(shè)置質(zhì)量部900， 例如即使在第1杠桿片PTl和第2杠桿片PT2的長度方向長度相同的情況下，也能夠使擺動體300進(jìn)行杠桿擺動。即，在圖15(A)、圖15(B)的例子中，支撐軸Ql與通過擺動體300中心的線(中心線)KL 一致。即，第1支撐部40a和第2支撐部40b被設(shè)置在通過擺動體300中心的線(中心線)KL上。利用這種結(jié)構(gòu)，能夠通過質(zhì)量部900產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，由此，也能夠使擺動體300進(jìn)行杠桿擺動。質(zhì)量部900例如可由金屬膜或絕緣膜等膜形成，此外，還可以通過對擺動體300進(jìn)行蝕刻加工而進(jìn)行厚膜化等來形成。通過利用激光對質(zhì)量部900進(jìn)行調(diào)整、或通過蝕刻等削減質(zhì)量部900、或者通過濺射、蒸鍍等方式進(jìn)行成膜，能夠簡單地增減質(zhì)量。因此能夠容易地進(jìn)行杠桿擺動的微調(diào)。此外，在圖15 (C)、圖15 (D)所示的例子中，支撐軸Ql與中心線KL不一致。即，使第1支撐部40a和第2支撐部40b分別相對于通過擺動體300中心的線(中心線)KL平行移動。此外，在擺動體300的一端設(shè)置有質(zhì)量部900。例如，在由于擺動體300的支撐軸Q1的偏移、使得擺動體300的第1杠桿片 PTl (第1區(qū)域)在平面視圖中的面積比第2杠桿片(第2區(qū)域)在平面視圖中的面積小的情況下，如圖15(C)所示，如果在第2杠桿片(第2區(qū)域)PT2上形成了質(zhì)量部900，則擺動體300的杠桿擺動更加顯著，能夠提高電容的檢測靈敏度。此外，如圖15(D)所示，如果在第1杠桿片(第1區(qū)域)PTl上形成了質(zhì)量部900， 則能夠抑制擺動體300的杠桿擺動。伴隨于此，能夠抑制在支撐擺動體300的支撐部(第1 支撐部40a、第2支撐部40b)中產(chǎn)生過度的扭轉(zhuǎn)。由此，能夠防止支撐部(第1支撐部40a、 第2支撐部40b)發(fā)生損壞。除上述方式以外，還可以在擺動體的整個表面上形成質(zhì)量部，通過使質(zhì)量部的質(zhì)量增減來改變擺動體的第1區(qū)域和第2區(qū)域之間的質(zhì)量平衡，由此進(jìn)行杠桿擺動。(第10實(shí)施方式)圖16是示出電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的一例的圖。在圖16的電子設(shè)備中，包含上述任意實(shí)施方式的物理量傳感器(例如靜電電容型物理量加速度傳感器等)。電子設(shè)備例如是游戲控制器、運(yùn)動傳感器等。如圖16所示，電子設(shè)備包含傳感器器件(靜電電容型加速度傳感器等)410、圖像處理部420、處理部430、存儲部440、操作部450和顯示部460。另外，電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)不限于圖14的結(jié)構(gòu)，可實(shí)施各種變形，例如省略其結(jié)構(gòu)要素中的一部分(例如操作部、顯示部等)、或者追加其他結(jié)構(gòu)要素等。圖17是示出電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。圖17所示的電子設(shè)備510具有傳感器單元490和CPU 500，其中，傳感器單元490包含作為上述任意一個實(shí)施方式的加速度傳感器的物理量傳感器470、和檢測與加速度不同的物理量的檢測元件(此處設(shè)為檢測角速度的陀螺儀傳感器)480，CPU 500針對從傳感器單元490輸出的檢測信號執(zhí)行預(yù)定的信號處理。可將傳感器單元490自身視為一個電子設(shè)備。S卩，通過同時使用組裝性優(yōu)異、小型且高性能的靜電電容型物理量加速度傳感器 470、和檢測不同種類的物理量的其他傳感器(例如，利用了物理量結(jié)構(gòu)的振動型陀螺儀傳感器)480，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的電子設(shè)備。即，能夠?qū)崿F(xiàn)包含多個傳感器的作為電子設(shè)備的傳感器單元470、以及搭載該傳感器單元470的更上位的電子設(shè)備(例如FA設(shè)備等)510。由此，根據(jù)本發(fā)明的至少一個實(shí)施方式，例如即使在檢測軸以外的方向上產(chǎn)生了加速度也能夠提高檢測靈敏度良好的物理量傳感器的檢測精度。此外，例如，能夠提高包含密封體(封裝)的物理量傳感器的組裝性。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且高性能的電子設(shè)備。以上，針對幾個實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地理解到，可進(jìn)行實(shí)體上未脫離本發(fā)明的新穎內(nèi)容和效果的多種變形。因而，這種變形例全部包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在說明書或附圖中，對于至少一次地與更廣義或同義的不同用語一起記載的用語，在說明書或附圖的任何位置處，都可以將其置換為該不同的用語。本發(fā)明能夠用于慣性傳感器。例如，能夠作為靜電電容型加速度傳感器、靜電電容型陀螺儀傳感器來使用。
權(quán)利要求
1.一種物理量傳感器，其特征在于，該物理量傳感器具有基座；以及第1擺動體和第2擺動體，它們隔著空隙配置在所述基座的上方，所述第1擺動體包含第1支撐部、第2支撐部和第1可動電極，通過配置在第1軸上的所述第1支撐部和所述第2支撐部而支撐在所述基座的上方，并且在平面視圖中，該第1擺動體被所述第1軸劃分為第1區(qū)域和第2區(qū)域，在各個區(qū)域中形成有所述第1可動電極，所述第2擺動體包含第3支撐部、第4支撐部和第2可動電極，通過配置在第2軸上的所述第3支撐部和所述第4支撐部而支撐在所述基座的上方，并且在平面視圖中，該第2擺動體被所述第2軸劃分為第3區(qū)域和第4區(qū)域，在各個區(qū)域中形成有所述第2可動電極，在所述基座上，與所述第1可動電極和所述第2可動電極相對地形成有固定電極，所述第2區(qū)域的質(zhì)量比所述第1區(qū)域的質(zhì)量大，所述第4區(qū)域的質(zhì)量比所述第3區(qū)域的質(zhì)量大，所述第1擺動體的從所述第1區(qū)域向所述第2區(qū)域的排列方向與所述第2擺動體的從所述第3區(qū)域向所述第4區(qū)域的排列方向彼此相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其特征在于，在受到重力的狀態(tài)下，所述第1擺動體與所述第2擺動體朝向彼此相反的方向傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其特征在于，所述第1軸和所述第2軸中的至少一方與通過所述第1擺動體或所述第2擺動體的中心的線平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其特征在于，在所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域中的至少一方、或所述第3區(qū)域和所述第4區(qū)域中的至少一方中，形成有質(zhì)量部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其特征在于，在平面視圖中，所述第2擺動體是使所述第1擺動體相對于與所述第1區(qū)域和所述第 2區(qū)域的排列方向垂直的軸翻轉(zhuǎn)后的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其特征在于，在平面視圖中，所述基座具有與所述第1區(qū)域相對的第5區(qū)域、與所述第2區(qū)域相對的第6區(qū)域、與所述第3區(qū)域相對的第7區(qū)域、以及與所述第4區(qū)域相對的第8區(qū)域，所述固定電極形成于所述第5區(qū)域、第6區(qū)域、第7區(qū)域以及第8區(qū)域各自之中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的物理量傳感器，其特征在于，跨越所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域公共地形成了所述第1可動電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的物理量傳感器，其特征在于，跨越所述第3區(qū)域和所述第4區(qū)域公共地形成了所述第2可動電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其特征在于，所述第1支撐部、第2支撐部、第 3支撐部以及第4支撐部利用扭簧形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其特征在于，所述第1擺動體和所述第2擺動體中的至少一方具有開口部，并且具有可動施重部，其配置于所述開口部中；連接部，其將所述可動施重部與所述第1擺動體或所述第2擺動體連接；第1臂狀電極部，其從所述第1擺動體或所述第2擺動體朝向所述可動施重部突出而形成；以及第2臂狀電極部，其從所述可動施重部朝向所述第1擺動體或所述第2擺動體突出而形成，并且與所述第1臂狀電極部相對。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理量傳感器，其特征在于，該物理量傳感器具有信號處理電路，該信號處理電路根據(jù)檢測信號執(zhí)行信號處理， 所述檢測信號包含第1檢測信號，其根據(jù)所述第1區(qū)域的所述第1可動電極與所述固定電極之間的移位而變動；第2檢測信號，其根據(jù)所述第2區(qū)域的所述第1可動電極與所述固定電極之間的移位而變動；第3檢測信號，其根據(jù)所述第3區(qū)域的所述第2可動電極與所述固定電極之間的移位而變動；以及第4檢測信號，其根據(jù)所述第4區(qū)域的所述第2可動電極與所述固定電極之間的移位而變動， 所述信號處理電路執(zhí)行如下處理生成表示所述第1檢測信號與所述第2檢測信號之差的第1差動信號； 生成表示所述第3檢測信號與所述第4檢測信號之差的第2差動信號；以及根據(jù)將所述第1差動信號與所述第2差動信號相加而得到的信號生成加速度檢測信號。
12.—種物理量傳感器，其特征在于，該物理量傳感器具有基座；以及擺動體，其隔著空隙配置在所述基座的上方，所述擺動體包含第1支撐部和第2支撐部，通過配置在第1軸上的所述第1支撐部和所述第2支撐部而支撐在所述基座的上方，并且在平面視圖中，該擺動體被所述第1軸劃分為第1區(qū)域和第2區(qū)域，在各個區(qū)域中形成有可動電極， 在所述基座上，與所述可動電極相對地形成有固定電極， 在所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域中的至少一方中，形成有質(zhì)量部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的物理量傳感器，其特征在于，所述第1軸與通過所述擺動體的中心的線平行。
14.一種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備具有權(quán)利要求1或12所述的物理量傳感
全文摘要
物理量傳感器以及電子設(shè)備，能夠抑制物理量傳感器的檢測靈敏度因在檢測軸以外的方向上產(chǎn)生的加速度而下降。具有第1擺動體(300a)和第2擺動體(300b)，各擺動體(300a、300b)由第1支撐部(40a)和第2支撐部(40b)支撐在基板上，在平面視圖中，第1擺動體被第1軸(支撐軸)(Q1)劃分為第1區(qū)域(PT1)和第2區(qū)域(PT2)、第2擺動體被第2軸(支撐軸)(Q2)劃分為第3區(qū)域(PT2)和第4區(qū)域(PT1)，第2區(qū)域的質(zhì)量比第1區(qū)域大，第4區(qū)域的質(zhì)量比第3區(qū)域大，第1區(qū)域和第2區(qū)域的排列方向與第3區(qū)域和第4區(qū)域的排列方向相反，在受到重力的狀態(tài)下，第1擺動體和第2擺動體朝彼此相反的方向傾斜。
文檔編號G01P15/125GK102313821SQ20111014100
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者金本啟 申請人:精工愛普生株式會社