检测用振子R1的情况下，即使在输入加速度为零时也产生拉伸应变。因此，由图9Α中的直线L11表示输入加速度和应变的关系。在图9Α中，将输入加速度为零时的拉伸应变的值设为ε。。参照该直线L11可知，与直线L12相比，容许的正的输入加速度较小，但容许的负的输入加速度增大至a_。
[0098]这里，在加速度的传感检测中，正负的输入加速度相等地产生的情况较多。因此，通常，动态范围通过能够测定的正的输入加速度的最大值(绝对值)、或者能够测定的负的输入加速度的最大值(绝对值)中较小的任一方而进行定义。对于图9A中的直线L11而言，与直线L12相比，能够测定的负的输入加速度的最大值显著增大。因此，与未被赋予拉伸应力的现有结构相比，被赋予了拉伸应力的加速度检测用振子R1的动态范围显著扩大。
[0099]图9B的纵轴上示出的f_是使得屈曲产生的压缩应变(图9A中的ε _)施加于加速度检测用振子R1的情况下的输出频率。在拉伸应力未赋予给加速度检测用振子R1而动态范围狭窄的情况(即，现有的情况)下，由图9Β中的曲线L22表示输出频率随时间的变化。参照该曲线L22，并未获得比频率^低的输出频率。因此，可知如果较大的负的输入加速度作用于振动式传感器装置1，则无法测定加速度。
[0100]与此相对，在拉伸应力赋予给加速度检测用振子R1而动态范围较宽的情况下，由图9Β中的曲线L21表示输出频率随时间的变化。参照该曲线L21，即使较大的负的输入加速度作用于振动式传感器装置1，输出频率也不会低于频率f_。因此，如图9B所示，能够获得以正弦波状变化的输出频率。由此，能够以良好的精度对作用于振动式传感器装置1的加速度进行测定。
[0101]图9C的横轴上示出的频率fe是弹簧部12的固有频率。在加速度检测用振子R1的振动方向与弹簧部12的振动方向一致的情况(S卩，现有的情况)下，由图9C中的曲线L32表示频率特性。参照该曲线L32可知，如果输出频率(加速度检测用振子R1的共振频率)与弹簧部12的固有频率一致，则振幅会下降。
[0102]与此相对，在加速度检测用振子R1的振动方向与弹簧部12的振动方向不同的情况下，由图9C中的直线L31表示频率特性。参照该直线L31可知，即使输出频率(加速度检测用振子R1的共振频率)与弹簧部12的固有频率fe—致，振幅也不会下降。其理由在于，将加速度检测用振子R1的振动方向设定为与弹簧部12的振动方向即Z方向正交的Y方向，因此，使加速度检测用振子R1振动的能量未被弹簧部12吸收。因此，即使加速度检测用振子R1的共振频率与弹簧部12的固有频率一致，也能够以高精度测定加速度。
[0103]〈振动式传感器装置的制造方法〉
[0104]图10A?图11B是表示本发明的第1实施方式所涉及的振动式传感器装置1的制造方法的工序图。如图10A所示，为了制造振动式传感器装置1而准备SOI (Silicon onInsulator)基板100。该SOI基板100是在硅基板101上按顺序层叠有BOX层(BuriedOxide层:埋入氧化膜层)102以及活性层103的基板。例如，BOX层102由二氧化硅(Si02)形成。活性层103由单晶硅形成。硅基板101是图3、图5、图6、图8中示出的基板31。BOX层102用作下部绝缘膜32 (参照图3、图5)。加速度检测用振子R1及温度检测用振子R2形成于活性层103。
[0105]如果开始振动式传感器装置1的制造，则如图10B所示，首先，在S0I基板100的表面侧形成加速度检测用振子R1及其附属的构造(图2中示出的电极33、上部绝缘膜34、壳体35等)。在该工序中，和加速度检测用振子R1等一起还形成温度检测用振子R2及其附属的构造(图6中示出的电极36、上部绝缘膜34、壳体35等)。但是，下面着眼于加速度检测用振子R1等进行说明。
[0106]图12A?图15C是表示在本发明的第1实施方式所涉及的振动式传感器装置1设置的加速度检测用振子等的制造方法的工序图。如果开始加速度检测用振子R1等的制造，则首先对图12A中示出的S0I基板100的表面进行蚀刻。并且，形成加速度检测用振子R1以及电极33 (输入电极33a以及输出电极33b)等。
[0107]具体而言，如图12B所示，利用De印RIE(深度RIE(Reactive 1n Etching))对活性层103进行蚀刻。并且，形成具有图4中示出的俯视形状的加速度检测用振子R1、输入电极33a、输出电极33b等。如图12B所示，加速度检测用振子R1形成为，S0I基板100的层叠方向上的加速度检测用振子R1的宽度比S0I基板100的面内方向上的加速度检测用振子R1的宽度大。由此，加速度检测用振子R1在S0I基板100的面内方向(图3中的Y方向)上振动。
[0108]然后，如图12C所示，使杂质頂向加速度检测用振子R1扩散。具体而言，通过热扩散法、或者使用PBF (聚硼膜)的扩散法而使杂质IM向加速度检测用振子R1扩散。杂质頂的原子半径比构成加速度检测用振子R1的硅的原子半径小。杂质IM例如是硼(B)、磷(P)等。进行杂质頂的扩散，直至达到硅的固溶极限附近的值的10的20次方[atom/cm2]左右为止。如图12C所示，还使杂质頂向输入电极33a以及输出电极33b的表面扩散。
[0109]这里，如果使杂质頂向速度检测用振子R1扩散，则与构成速度检测用振子R1的硅相比原子半径小的杂质IM和硅进行置换。因此，产生使加速度检测用振子R1缩小的力。但是，加速度检测用振子R1的两端被固定，因此使得拉伸应力作用于加速度检测用振子R1这样，拉伸应力被赋予给加速度检测用振子R1。
[0110]然后，如图12D所示，形成将加速度检测用振子R1、输入电极33a以及输出电极33b覆盖的绝缘用的氧化膜104。例如利用CVD (Chemical Vapor Deposit1n:化学气相沉积)法、溅射法等而形成该氧化膜104。该氧化膜104被用作上部绝缘膜34(参照图3、图5)。氧化膜104还被埋入于加速度检测用振子R1与输入电极33a以及输出电极33b之间的槽。
[0111]接着，如图13A所示，在氧化膜104上形成第1多晶硅层105。该第1多晶硅层105构成壳体35的一部分。此后，如图13B所不，对第1多晶娃层105的一部分(加速度检测用振子R1的上方部分)进行蚀刻。然后，如图13C所示，通过CVD法而形成将第1多晶硅层105覆盖的氧化膜106。然后，如图13D所示，以保留加速度检测用振子R1的上方部分的氧化膜106的方式对氧化膜106进行图案化。
[0112]然后，如图14A所示，形成将第1多晶硅层105以及氧化膜106覆盖的第2多晶硅层107。利用CVD法而形成该第2多晶硅层107。但是，将第2多晶硅层107的形成条件设定为如下条件，即，即使是在氧化膜106存在台阶的部分，也使得第2多晶硅层107的表面高度较为均匀。然后，如图14B所示，将第2多晶硅层107的一部分(氧化膜106的上方部分)蚀刻直至在第1多晶硅层105上所形成的氧化膜106的高度位置。此时，在后续工序中进行氧化膜106的蚀刻，因此使在第1多晶硅层105上形成的氧化膜106完全露出较为重要。
[0113]接着，如图14C所示，对氧化膜106、和在加速度检测用振子R1的周围形成的BOX层102以及氧化膜104进行蚀刻。通过进行该工序，形成图2中示出的真空室SP1，仅加速度检测用振子R1的两端(图4、图5中示出的两端ell、el2)被固定，加速度检测用振子R1的侧面与输入电极33a以及输出电极33b等分尚。
[0114]接着，如图14D所示，以将第1多晶硅层105以及第2多晶硅层107覆盖的方式形成多晶硅层108，将真空室SP1封装。在该工序中，利用硅烷进行在第1多晶硅层105以及第2多晶硅层107上使多晶硅层108外延成长的处理。通过进行该处理，形成由第1多晶硅层105、第2多晶硅层107以及多晶硅层108构成的壳体35。
[0115]在上述工序中，在形成多晶硅层108时会产生氢气，因此由氢气将真空室SP1内充满。因此，在上述工序结束以后，以高温进行退火，将真空室SP1内的氢气释放到外部。通过进行这种处理，能够使真空室SP1内形成为高真空度。其结果，能够提高加速度检测用振子R1的Q值。这样，形成能够利用外部电路而容易地检测共振频率的加速度检测用振子R1。
[0116]如果以上工序结束，则如图15A所示，局部地对壳体35进行蚀刻而形成电极取出孔H。作为在后续的工序中用于形成与输入电极33a以及输出电极33b连接的电极的前工序而进行该工序。具体而言，氧化膜104被用作蚀刻阻挡。局部地对构成在输入电极33a以及输出电极33b的上方形成的壳体35的多晶硅层108、第2多晶硅层107以及第1多晶硅层105进行蚀刻，由此形成电极取出孔H。
[0117]在图15A中，为了易于理解，在靠近加速度检测用振子R1的位置示出电极取出孔Ho但是，电极取出孔Η形成于在后续工序中安装传感器时方便的任意位置。例如，可以在图1中形成有铝焊盘roi的部分形成电极取出孔Η。在电极取出孔Η形成于该位置的情况下，需要使输入电极33a以及输出电极33b形成为延伸到形成有铝焊盘PD1的部分的下方。
[0118]接着，如图15B所示，对在电极取出孔Η内露出的氧化膜104进行蚀亥I」。然后，在电极取出孔Η内形成电极109。按顺序进行利用以上的图12?图15说明的工序，由此形成加速度检测用振子R1及其附属的构造（图2中示出的电极33、上部绝缘膜34、壳体35等）。
[0119]如果形成加速度检测用振子R1及其附属的构造，则如图10C所示，形成图1中示出的间隙G1的一部分。具体而言，通过干蚀刻、湿蚀刻、离子束铣、电场放电加工等，将壳体35、氧化膜104 (上部绝缘膜34)、活性层103、以及BOX层102 (下部绝缘膜32)贯通，形成到达硅基板101的规定深度为止的槽。进行硅基板101的蚀刻，直至使得槽底的位置比图2中示出的弹簧部12的底面位置靠下方(比弹簧部12的-Z侧的面的位置靠下侧)为止。
[0120]然后，如图10D所示，对硅基板101的背面侧进行蚀刻。该工序是为了在此后形成图2中示出的间隙G的工序。以使得间隙G的大小（蚀刻深度)达到比上述的间隙G1大的尺寸的方式而进行该硅基板101的蚀刻。作为本工序中的蚀刻法，能够采用干蚀刻、湿蚀刻等。
[0121]然后，如图11A所示，对硅基板101的背面侧进行蚀刻，由此形成重块11、弹簧部12、固定框架13以及间隙G1。具体而言，使在硅基板101的背面侧形成的抗蚀剂进行图案化，以形成重块11以及固定框架13的俯视形状（参照图1)。并且，对硅基板101的背面侧进行蚀刻，直至成为弹簧部12的部分的厚度达到设计的厚度为止。
[0122]如上所述，在利用图10C说明的工序中，在硅基板101的表面侧，形成底部位置比图2中示出的弹簧部12的底面位置靠下的槽（间隙G1的一部分)。因此，只要对硅基板101的背面侧进行蚀刻直至弹簧部12的厚度达到设计的厚度为止，就能够完整地形成间隙Glo作为本工序中的蚀刻法，能够采用干蚀刻、湿蚀刻等。通过以上的工序而制造加速度检测基板10。
[0123]最后，如图11B所示，使缓冲部件20与经由以上工序而制造的加速度检测基板10的背面侧（固定框架13的背面侧)接合。作为缓冲部件20的接合法，为了改善温度特性、磁滞性等特性，能够采用直接接合、金属扩散接合、阳极接合等接合法（不使用粘接材料的接合法）。由此，对本实施方式的振动式传感器装置1进行制造。
[0124]如上所述，在本实施方式中，沿X方向延伸的弹簧部12将重块11支撑为，能够相对于固定框架13在Z方向上相对地进行移动。在X方向上对加速度检测用振子R1赋予拉伸应力。在Y方向上振动的加速度检测用振子R1的至少一部分组装于弹簧部12上。由此，即使负的输入加速度（使加速度检测用振子R1产生压缩应变的输入加速度）作用于振动式传感器装置1，也难以产生加速度检测用振子R1的屈曲。由此，能够扩大振动式传感器装置1的动态范围。在本实施方式中，将加速度检测用振子R1的振动方向设定为与弹簧部12的振动方向即Z方向正交的Y方向。因此，使加速度检测用振子R1振动的能量未被弹簧部12吸收。因此，即使