DE10059774A1 - Resonanzelement - Google Patents

Abstract

Ein Resonanzelement umfaßt ein stationäres Substrat, das eine Hauptoberfläche in einer X- und Z-Richtung aufweist, die orthogonal zueinander sind, einen Planar-Schwingkörper, der über Tragebalken befestigt ist, um in der X-Richtung schwingen zu können, wobei der Planar-Schwingkörper einen Gewichtsabschnitt aufweist, der von dem stationären Substrat isoliert ist, einen Erreger zum Schwingen des Planar-Schwingkörpers in der X-Richtung und eine Einrichtung zum Einstellen der Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers durch ein Liefern von elektrostatischen Kräften auf den Planar-Schwingkörper und zum Korrigieren der Neigung des Planar-Schwingkörpers bezüglich der Substratebenenrichtung des stationären Substrats, wobei die Neigungskorrektureinrichtung auf der Ebenenseite zumindest an Kantenbereichen des Planar-Schwingkörpers vorgesehen ist, die sich mit einem Spalt in der X-Richtung dazwischen gegenüberliegen und von dem Planar-Schwingkörper in einer Y-Richtung, die orthogonal zu der X- und Z-Richtung ist, beabstandet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Resonanz­ element, das als ein Winkelgeschwindigkeitssensor, ein Filter oder dergleichen verwendet wird.

Fig. 7A stellt eine perspektivische Ansicht dar, die ein bekanntes Resonanzelement 16 zeigt. Das Resonanzelement 16 ist ein Mikroelement, das unter Verwendung einer herkömm­ lichen Siliziummikrobearbeitungstechnik und dergleichen hergestellt ist. Spezifischer ist das Resonanzelement 16 hergestellt, indem ein Nitridfilm 7 auf einem Siliziumsub­ strat 1 gebildet wird, wobei daraufhin ein Polysiliziumfilm 5 über demselben gebildet wird und die Filme 7 und 5 durch ein Trockenätzen oder dergleichen in einer vorbestimmten Struktur bzw. einem vorbestimmten Muster gebildet werden.

Das Substrat 1 wirkt als ein stationäres Substrat, bei dem die Substratebenenrichtung eine Richtung einer zweidimen­ sionalen X-Z-Ebene ist. Ein Gewichtsabschnitt 2 ist über dem Substrat in einem von dem Substrat 1 isolierten Zustand angeordnet. Bei dem in Fig. 7A gezeigten Resonanzelement 16 wirkt der Gewichtsabschnitt als ein Planar-Schwingkörper 10. Der Planar-Schwingkörper 10 ist mittels Tragebalken 3 ge­ tragen, um in der x-Richtung schwingen zu können. Eine Endseite von jedem der Tragebalken 3 ist mittels eines Befestigungsabschnitts 35 an dem Substrat 1 befestigt.

Kamm-Elektroden 6B sind auf beiden Seiten des Planar- Schwingkörpers 10 in der transversale Richtung (x-Richtung) auswärts gebildet, während Kamm-Elektroden 6A an Positionen, die den Kamm-Elektroden 6B gegenüber liegen und interdigital zu denselben sind, in der transversale Richtung einwärts angeordnet sind. Leitfähige Schichten zum Treiben 11A und 11B sind mit den Kamm-Elektroden 6A bzw. 6B verbunden, wobei dieselben mittels Leiterstrukturen (die nicht gezeigt sind) mit Außenseiten-Elektroden-Anschlußflächen (die nicht gezeigt sind) verbunden sind, wodurch ein Erreger 4 gebildet ist.

Sobald eine Wechselspannung an diese leitfähigen Schichten zum Treiben 11A und 11B des Erregers 4 angelegt ist, wird eine elektrostatische Kraft zwischen den Kamm-Elektroden 6A und 6B erzeugt, wodurch der Planar-Schwingkörper 10 durch diese elektrostatische Kraft in der Richtung des Pfeils F (X-Richtung) geschwungen wird.

Wenn, während der Planar-Schwingkörper 10 durch das Treiben der Kamm-Elektroden 6A und 6B in der X-Richtung geschwungen wird, das Resonanzelement 16 um die Z-Achse gedreht wird, tritt orthogonal zu der obig beschriebenen X-Z-Richtung einer zweidimensionalen Ebene in der Y-Richtung eine Corioliskraft auf. Die Corioliskraft liegt an dem Planar- Schwingkörper 10, der aus dem Gewichtsabschnitt 2 gebildet ist, an, wobei der Planar-Schwingkörper 10 in der Richtung der Corioliskraft schwingt. Durch ein Messen eines elektri­ schen Signals, das der Größe der Schwingungsamplitude des Planar-Schwingkörpers 10 entspricht, kann aufgrund der Corioliskraft beispielsweise die Größe der Drehwinkelge­ schwindigkeit erfaßt werden.

In dem Fall, bei dem das Resonanzelement 16 als ein Winkel­ geschwindigkeitssensor verwendet wird, ist ein Erfassungs­ abschnitt vorgesehen, um das elektrische Signal, das der Größe der Schwingungsamplitude des Planar-Schwingkörpers 10 entspricht, aufgrund der Corioliskraft zu messen.

Wenn das Resonanzelement 16 hergestellt wird, wird die Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers 10 in der Richtung der Corioliskraft (Y-Richtung) bei der Entwurfs­ stufe vorher auf die Resonanzfrequenz in der X-Richtung eingestellt, wobei die Form, die Abmessung, das Gewicht usw. des Planar-Schwingkörpers 10 entworfen und hergestellt sind, so daß die obig erwähnte Resonanzfrequenz erhalten wird. In vielen Fällen werden jedoch die Form, die Abmessung, das Gewicht usw. des Planar-Schwingkörpers 10 auf Grund der Bearbeitungsungenauigkeit einer Siliziummikrobearbeitungs­ technik nicht wie entworfen erreicht. Folglich tritt oft eine Abweichung der Resonanzfrequenz des Planar-Schwing­ körpers 10 von der entworfenen Frequenz auf. Wenn sich der Planar-Schwingkörper 10 in einem Resonanzzustand befindet, wird aufgrund des sich auf die Struktur beziehenden Q-Werts (Qualitätsfaktor) die Amplitude stark verstärkt, wobei jedoch, wenn die Frequenz abweicht, ein Problem auftritt, derart, daß die Amplitude nicht annähernd so stark verstärkt ist, wodurch sich die Empfindlichkeit des Resonanzelements beträchtlich reduziert. Es ist daher notwendig, ein Trimmen bezüglich des Gewichtsabschnitts 2 und/oder der Tragebalken 3 beispielsweise durch ein kompliziertes Bearbeitungsver­ fahren durchzuführen, um dadurch die Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers 10 auf die Entwurfsfrequenz einzu­ stellen.

Da jedoch das Resonanzelement 16 ein sehr kleines Resonanz­ element 16 ist, ist es aufgrund der Genauigkeit von herkömm­ lichen mechanischen Trimmtechniken praktisch unmöglich, ein Trimmen des sehr kleinen Gewichtsabschnitts 2 und/oder der Tragebalken 3 durchzuführen, um die gewünschten Abmessungen, Form und Gewicht usw. zu erhalten. Es ist daher sehr schwie­ rig, die Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers 10 einem eingestellten Wert einzustellen.

Gemäß Fig. 7B ist daher bei dem Resonanzelement 16 eine leitfähige Schicht 12 zum Liefern einer elektrostatischen Anziehungskraft 15 derart angeordnet, daß dieselbe in einer Position angeordnet ist, die dem Gewichtsabschnitt 2 in der Y-Richtung mit einem Spalt dazwischen gegenüberliegt. Gemäß Fig. 7A ist die leitfähige Schicht 12 mittels einer leit­ fähigen Struktur 13 mit einer leitfähigen Anschlußfläche 14 verbunden. Die Resonanzfrequenz des Resonanzelements 16 kann einem eingestellten Wert angepaßt werden, indem die an die leitfähige Schicht 12 angelegte Spannung mittels der leitfähigen Struktur 13 und der leitfähigen Anschlußfläche 14 gesteuert wird.

Sobald eine Gleichspannung an die leitfähige Schicht 12 angelegt ist, wirkt eine elektrostatische Kraft als eine elektrostatische Feder auf den Planar-Schwingkörper 10. Insbesondere wenn der Planar-Schwingkörper 10 derart in der Richtung schwingt, daß sich der Planar-Schwingkörper 10 dem Substrat 1 annähert, wirkt eine elektrostatische Kraft in der Richtung, derart, daß die Amplitude zunimmt, wodurch das Anlegen der Gleichspannung auf die leitfähige Schicht 12 folglich die Wirkung einer Erzeugung einer Kraft in die entgegengesetzte Richtung aufweist, wie wenn eine mecha­ nische Feder zusammengedrückt würde. Dies ergibt eine Abnahme der Resonanzfrequenz in der Y-Richtung. Da sich der reduzierte Betrag der Resonanzfrequenz gemäß der elektrosta­ tischen Anziehungskraft 15 verändert, kann eine Feinein­ stellung der Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers 10 von der natürlichen Frequenz desselben auf die Seite einer niedrigeren Frequenz durchgeführt werden, indem die Größe der an die leitfähige Schicht 12 angelegten Gleichspannung eingestellt wird.

Unter Verwendung dieses Effekts kann die Empfindlichkeit des Resonanzelements 16 durch ein Einstellen der an die leit­ fähige Schicht 12 angelegten Gleichspannung erhöht werden, indem die natürliche Resonanzfrequenz des Planar-Schwing­ körpers 10 in der Y-Richtung leicht höher als die am meisten empfindliche Resonanzfrequenz (in der X-Richtung) entworfen wird, beispielsweise indem die Resonanzfrequenz des Planar- Schwingkörpers 10 in der Erfassungsrichtung höher als die Resonanzfrequenz desselben durch den Erreger 4 in der Schwingungsrichtung entworfen wird.

Bei dem Resonanzelement 16 ist es wichtig, die Resonanz­ frequenz desselben einem eingestellten Wert einzustellen und den Schwingungszustand des Planar-Schwingkörpers 10 auf einem Zielzustand zu halten. Fig. 6A und 6B stellen Bei­ spiele von Bewegungen eines Planar-Schwingkörpers 10 in der X-Y-Ebene ohne eine Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse dar, wenn der Planar-Schwingkörper 10 in der X-Richtung geschwungen wird. Bei dem Resonanzelement 16, das in den Fig. 7A und 7B gezeigt ist, kann eine Corioliskraft, wenn die Schwingung des Planar-Schwingkörpers 10 in der Y-Rich­ tung, die die Erfassungsrichtung ist, abgelenkt ist bzw. abweicht, d. h. wenn der Planar-Schwingkörper 10 bezüglich der Substratebene geneigt ist, nicht genau gemessen werden, wenn diese Neigung wesentlich ist, wodurch sich die Krei­ sel-Charakteristika bzw. Gyro-Charakteristika des Winkel­ geschwindigkeitssensors oder dergleichen verschlechtern.

Es ist daher wünschenswert, daß der Schwingungszustand des Planar-Schwingkörpers 10 kaum eine Ablenkung in der Y-Rich­ tung aufweist, wie es in Fig. 6B gezeigt ist.

Im allgemeinen gilt, daß, je geringer der Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers zwischen der Schwingungsrichtung und der Erfassungsrichtung ist, desto größer ist die mechanische Kopplung zwischen den zwei Rich­ tungen (die Ausbreitung einer mechanischen Energie und die Wechselwirkung zwischen den zwei Schwingmoden) und desto größer ist die Ablenkung in der Erfassungsrichtung während das Resonanzelement 16 getrieben wird. Insbesondere erhöht der Abmessungsfehler oder die Restspannung, wenn das Reso­ nanzelement hergestellt ist, diese mechanische Kopplung.

Bei dem Resonanzelement 16 kann daher, sogar wenn der Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz des Planar-Schwing­ körpers 10 zwischen der Schwingungsrichtung und der Erfas­ sungsrichtung reduziert ist, um die Empfindlichkeit dessel­ ben zu erhöhen, eine Corioliskraft nicht genau gemessen werden, wenn sich der Ablenkungsbetrag in der Erfassungs­ richtung erhöht. Folglich kann ein Resonanzelement 16, das eine hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit aufweist, nicht erreicht werden, indem lediglich der obig beschriebene Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz durch ein Vorsehen einer leitfähigen Schicht 12 vermindert wird. Es erwies sich daher als schwierig, ein Resonanzelement 16 zu erreichen, bei dem der Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz und die Ablenkung in der Erfassungsrichtung klein ist, wobei die Ausbeute der Resonanzelemente 16, die in der Lage sind, beide Charakteristika zu erfüllen, sehr gering war.

Es ist prinzipiell möglich, ein mechanisches Trimmen bei einem herkömmlichen Resonanzelement 16, das einen Abmes­ sungsfehler oder dergleichen aufweist, durchzuführen, um den Ablenkungsbetrag des Planar-Schwingkörpers 10 in der Erfassungsrichtung zu vermindern. Von einem praktischen Standpunkt aus ist es jedoch nicht praktikabel, ein mechanisches Trimmen durchzuführen, während der Ablenkungs­ betrag des Planar-Schwingkörpers 10 ausgewertet wird.

Es ist ferner unpraktisch und würde eine extrem lange Zeit in Anspruch nehmen, um den Ablenkungsbetrag auf Null zu bringen, indem eine wiederholte Trimmoperation auf eine solche Art und Weise durchgeführt wird, daß der Ablenkungs­ betrag des Planar-Schwingkörpers 10 nach einem Trimmen sichergestellt wird, und dieses Trimmen erneut durchgeführt wird. Folglich besteht ein Bedarf nach einem Resonanzelement 16, das ermöglicht, daß der Unterschied (Δf) der Resonanz­ frequenz des Planar-Schwingkörpers 10 zwischen der Schwing­ ungsrichtung und der Erfassungsrichtung klein ist, und das ermöglicht, daß die Ablenkung in der Erfassungsrichtung klein ist, ohne die Notwendigkeit für das obig beschriebene wiederholte Trimmen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Resonanzelement und Verfahren zu schaffen, die es ermög­ lichen, daß bei einem Resonanzelement sowohl der Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers 10 zwischen der Schwingungsrichtung und der Erfassungsrichtung als auch die Ablenkung in der Erfassungsrichtung klein ist, ohne daß ein unangenehmes Trimmen erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Resonanzelement gemäß Anspruch 1 und Verfahren gemäß den Ansprüchen 12 oder 13 gelöst.

Um die obig beschriebene Aufgabe zu erreichen, weist die vorliegende Erfindung die folgenden Beschaffenheiten auf. In einem ersten Aspekt ist ein Gewichtsabschnitt über einem stationären Substrat in einem von dem stationären Substrat isolierten Zustand angeordnet, wobei die Substratebenen­ richtung eine Richtung einer zweidimensionalen X-Z-Ebene ist. Ein Planar-Schwingkörper, der den Gewichtsabschnitt aufweist, ist mittels Tragebalken von dem stationären Substrat getragen, um in einer X-Richtung schwingen zu können. Ein Erreger zum Schwingen des Planar-Schwingkörpers in der X-Richtung ist vorgesehen. Eine Schwingkörpernei­ gungs-Korrektur-Einrichtung zum Einstellen der Resonanz­ frequenz korrigiert die Neigung des Planar-Schwingkörpers bezüglich der Substratebenenrichtung des stationären Substrats, indem elektrostatische Kräfte auf den Planar- Schwingkörper gegeben werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Neigungskorrektur­ einrichtung zumindest an den beiden Kantenbereichen des Planar-Schwingkörpers mit einem Spalt in der X-Richtung dazwischen vorgesehen und in einer Y-Richtung, die orthogonal zu der Richtung einer zweidimensionalen X-Z-Ebene ist, von dem Schwingkörper beabstandet.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist der Planar-Schwingkörper einen Rahmenkörper, der über dem stationären Substrat in einem von dem stationären Substrat isolierten Zustand ange­ ordnet ist, und einen Gewichtsabschnitt auf, der mit der Innenseite des Rahmenkörpers durch Verbindungsbalken verbun­ den ist. Eine erste Schwingkörperneigungs-Korrektur-Ein­ richtung ist zumindest an den beiden Kantenbereichen des Gewichtsabschnitts mit einem Spalt in der X-Richtung dazwischen vorgesehen und in der Y-Richtung von dem Schwingkörper beabstandet. Eine zweite Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung ist an Positionen vorgesehen, die dem Rahmenkörper gegenüberliegen und über Spalten in der X-Richtung jenseits der erste Schwingkörperneigungs-Kor­ rektur-Einrichtung liegen.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Spannungsunterdrückungs­ einrichtung vorgesehen, die auf die Tragebalken direkt oder indirekt eine Kraft in einer Richtung anlegt, derart, daß die Zugspannungen in den Tragebalken unterdrückt werden, wobei die Zugspannungen durch elektrostatische Anziehungs­ kräfte hervorgerufen werden, die durch die Schwingkörper­ neigungs-Korrektur-Einrichtung auf den Planar-Schwingkörper gegeben werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Spannungsunterdrückungs­ einrichtung angeordnet, um den Planar-Schwingkörper über dazwischenliegender Spalten zwischen der Spannungsunter­ drückungseinrichtung und der Schwingkörperneigungs-Korrek­ tur-Einrichtung anzuordnen.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vertikalbewegungs­ seitenelektrode zumindest entweder auf der vorderen Ober­ fläche oder der hinteren Oberfläche des Gewichtsabschnitts vorgesehen, während eine stationäre gegenüberliegende Elektrode mit einem in der Y-Richtung eingefügten Spalt auf der der Vertikalbewegungsseitenelektrode gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist. Der Satz aus der Vertikalbewegungs­ seitenelektrode und der stationären gegenüberliegenden Elektrode ist als eine Erfassungselektrode zum Erfassen der Schwingungsamplitude des Gewichtsabschnitts in der Y-Rich­ tung gebildet, die durch eine Veränderung der Winkelge­ schwindigkeit einer Drehung, die um die Z-Achse an das Resonanzelement angelegt ist, bewirkt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Gewichtsabschnitt aus Silizium oder Polysilizium gebildet, wobei derselbe selbst eine Vertikalbewegungsseitenelektrode bildet.

Bei der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen stellt der Begriff "beide Kantenbereiche" ein weiterreichendes Konzept dar, das Bereiche etwas innerhalb beider Kantenabschnitte oder Bereiche etwas außerhalb beider Kantenabschnitte in dem Planar-Schwingkörper oder dem Gewichtsabschnitt umfaßt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann sowohl die Einstellung der Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers als auch die Korrektur der Neigung des Planar-Schwingkörpers bezüglich der Substratebenenrichtung des stationären Substrats durch die beschriebene Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung durchgeführt werden. Es ist dadurch möglich, ohne die Notwendigkeit eines unangenehmen Trimmens den Unterschied zwischen der Schwingungsrichtung des Planar-Schwingkörpers, der durch eine Corioliskraft schwingt, und der Erfassungs­ richtung desselben zu vermindern, ebenso wie die Ablenkungen in der Erfassungsrichtung zu vermindern, und dadurch ein hervorragendes Resonanzelement, das eine hohe Empfindlich­ keit und einen niedrigen Rauschpegel aufweist, zu erzeugen.

Bei dem Resonanzelement, bei dem der Planar-Schwingkörper einen Rahmenkörper und einen Gewichtsabschnitt aufweist, und bei dem eine erste Schwingkörperneigungs-Korrektur-Ein­ richtung an zumindest beiden Kantenbereichen des Gewichtsab­ schnitts vorgesehen ist, und bei dem eine zweite Schwing­ körperneigungs-Korrektur-Einrichtung an zu dem Rahmenkörper gegenüberliegenden Positionen und über einen Spalt in der X-Richtung jenseits der ersten Schwingkörperneigungs-Kor­ rektur-Einrichtung vorgesehen ist, kann die Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers, der den Gewichtsabschnitt und den Rahmenkörper aufweist, eingestellt werden, während die Neigung des Gewichtsabschnitts und der Rahmenkörper bezüg­ lich der Ebene des Substrats einzeln korrigiert werden kann.

Ferner kann bei dem Resonanzelement gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn der Gewichtsabschnitt mittels Verbindungs­ balken mit der Innenseite des Rahmenkörpers verbunden ist, die Bewegung des Rahmenkörpers und des Gewichtsabschnitts durch den Aufbau des Verbindungsbalkens unabhängig von­ einander gemacht werden, so daß, beispielsweise wenn der Planar-Schwingkörper in der X-Richtung schwingt und sich um die Z-Achse dreht, lediglich der Gewichtsabschnitt in der Y-Richtung schwingt, wobei jedoch der Rahmenkörper kaum schwingt. Dies ermöglicht, daß der Planar-Schwingkörper eine Erregungsschwingung in der Schwingungsrichtung stabiler durchführt.

Ferner kann bei dem Resonanzelement gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Spannungsunterdrückungseinrichtung vorgesehen ist, das Auftreten von verschiedenen Problemen, die durch etwaige unangenehme Zugspannungen in den Trage­ balken verursacht werden, verläßlich vermieden werden, da eine Kraft auf die Tragebalken durch die Spannungsunter­ drückungseinrichtung direkt oder indirekt in einer Richtung derart angelegt werden kann, daß Zugspannungen in den Trage­ balken entgegengewirkt wird, die durch elektrostatische Kräfte verursacht werden, die durch die Schwingkörpernei­ gungs-Korrektur-Einrichtung auf den Planar-Schwingkörper gegeben werden. Dies ermöglicht, daß ein Resonanzelement eine höhere Empfindlichkeit aufweisen kann und ein niedri­ geres Rauschen geliefert werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine Vertikalbe­ wegungsseitenelektrode auf zumindest entweder der vorderen Oberfläche oder der hinteren Oberfläche des Gewichts­ abschnitts (oder dort, wo der Gewichtsabschnitt selbst als die Vertikalbewegungsseitenelektrode dient) vorgesehen ist, und bei der eine stationäre gegenüberliegende Elektrode auf der zu der Vertikalbewegungsseitenelektrode gegenüberlie­ genden Seite mit einem Spalt in der Y-Richtung dazwischen vorgesehen ist, und bei der der Satz aus der Vertikalbe­ wegungsseitenelektrode und der stationären gegenüberlie­ genden Elektrode als eine Erfassungselektrode zum Erfassen der Schwingungsamplitude des Gewichtsabschnitts in der Y-Richtung aufgrund einer Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse gebildet ist, kann eine Veränderung einer Winkel­ geschwindigkeit der Drehung um die Z-Achse durch die Erfas­ sungselektrode genau erfaßt werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau des Hauptabschnitts eines Resonanzelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung zeigt;

Fig. 1B eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1A;

Fig. 2A bis 2D erklärende Querschnittansichten, die den Herstel­ lungsprozeß des Resonanzelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen;

Fig. 3A eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau des Hauptabschnitts eines Resonanzelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung zeigt;

Fig. 3B eine Querschnittansicht entlang einer Linie B-B' in Fig. 3B;

Fig. 4A bis 4C erklärende Ansichten, die ein Resonanzelement ge­ mäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung zeigen;

Fig. 5A eine Ebenenansicht, die ein Resonanzelement gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5B eine Querschnittansicht entlang einer Linie B-B' in Fig. 5A;

Fig. 6A und 6B erklärende Ansichten, die Beispiele von Bewegungen eines Planar-Schwingkörpers in der X-Y-Ebene dar­ stellen, wenn der Planar-Schwingkörper in der X-Richtung bei einem Resonanzelement geschwungen wird;

Fig. 7A eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Resonanzelements zeigt; und

Fig. 7B eine Querschnittansicht entlang einer Linie A-A in Fig. 7A.

Hierin folgend werden die Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Basis der Zeichnungen erklärt. Bei den Beschreibungen dieser Ausführungsbeispiele sind die gleichen Komponenten wie bei dem obig beschriebenen bekannten Resonanzelement durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei eine Wiederholung von detaillierten Beschreibungen derselben ausgelassen ist.

Fig. 1A und 1B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Resonanzelements 16 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in dem Fall des obig beschriebenen bekannten Resonanzelements 16 stellt das erste Ausführungsbeispiel des Resonanzelements 16 ein Mikroelement dar, das unter Verwendung einer Sili­ ziummikrobearbeitungstechnik oder dergleichen erzeugt wird, wobei dasselbe beispielsweise in einem Winkelgeschwindig­ keitssensor oder dergleichen verwendet wird.

Wie in dem Fall des bekannten Resonanzelements 16 in den Fig. 7A und 7H weist das erste Ausführungsbeispiel des Resonanzelements 16 einen Planar-Schwingkörper 10 und einen Erreger 4 auf, die die elektrostatischen Kräfte von Kamm- Elektroden 6A und 6B verwenden. Es wurde erkannt, daß die obig beschriebenen Ablenkungen des Planar-Schwingkörpers 10 in der Erfassungsrichtung prinzipiell der Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 bezüglich der Substratebenenrichtung des stationären Substrats 1 zugeschrieben werden können. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel wurde daher eine Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung spezifisch zum Einstellen der Resonanzfrequenz des Planar-Schwing­ körpers 10 und zum Korrigieren der Neigung des Planar- Schwingkörpers 10 bezüglich der Substratebenenrichtung des stationären Substrats 1 vorgesehen.

Spezifischer sind bei diesem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1B zwei leitfähige Schichten 23 und 24 an beiden Kantenbereichen des Planar-Schwingkörpers 10 mit einem Spalt in der X-Richtung dazwischen auf der Ebene des Substrats 1, die der Ebene des Planar-Schwingkörpers 10 mit einem Spalt in der Y-Richtung dazwischen gegenüberliegt, vorgesehen, wobei diese leitfähigen Schichten 23 und 24 als eine Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung zum Einstellen der Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers 10 verwendet werden, indem elektrostatische Anziehungskräfte 21 und 22 zu dem Planar-Schwingkörper 10 geliefert werden und die Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 bezüglich der Substratebenen­ richtung des stationären Substrats 1 korrigiert wird.

Gemäß Fig. 1A ist die leitfähige Schicht 23 mittels einer leitfähigen Struktur 25 mit einer leitfähigen Anschlußfläche 27 verbunden, wobei die leitfähige Schicht 24 mittels einer leitfähigen Struktur 26 mit einer leitfähigen Anschlußfläche 28 verbunden ist.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Resonanzfrequenz (beispielsweise fy = 5,5 kHz) des Planar-Schwingkörpers 10 in der Erfassungsrichtung entworfen, um etwas (500 Hz) höher als die Resonanzfrequenz (beispielsweise fx = 5 kHz) des Planar-Schwingkörpers 10 durch einen Erreger 4 in der Schwingungsrichtung (d. h. die X-Richtung) zu sein.

Fig. 2A bis 2D zeigen den Herstellungsprozeß des Resonanz­ elements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Gemäß Fig. 2A wird auf der äußeren Umfangsseite auf dem Siliziumsubstrat 1 zuerst ein Nitridfilm 7 gebildet, wobei auf dem Mittel­ abschnitt des Substrats 1 mit Phosphor P oder Bor B dotier­ te, leitfähige Schichten 23 und 24, als eine Schwingkörper­ neigungs-Korrektur-Einrichtung mit einem Spalt in der X-Richtung zwischen denselben gebildet werden. Die Bil­ dungspositionen der leitfähigen Schichten 23 und 24 sind angeordnet, um an beiden Kantenbereichen des Gewichtsab­ schnitts 2 (des Planar-Schwingkörpers 10) zu liegen, der bei einem späteren Schritt über dem Substrat 1 in einem iso­ lierten Zustand gebildet wird.

Daraufhin wird gemäß Fig. 2B über den leitfähigen Schichten 23 und 24 eine Opferschicht (sacrificial layer) 8, wie beispielsweise ein Oxidfilm, gebildet, um über den Nitridfilm 7 gespreizt auf der äußeren Umfangsseite zu liegen.

Daraufhin wird gemäß Fig. 2C über dem Nitridfilm 7 und dem Opferfilm 8 ein Polysiliziumfilm gebildet, wobei derselbe die Strukturen des Gewichtsabschnitts 2 und der Kamm- Elektroden 6A und 6B bildet. Daraufhin wird gemäß Fig. 2D die Opferschicht 8, beispielsweise durch ein Trockenätzen, entfernt, wobei der Gewichtsabschnitt 2 gebildet wird, um von dem Substrat 1 isoliert zu sein, wobei derselbe den Planar-Schwingkörper 10 bildet. Indem diese leitfähigen Schichten 22 und 23 an beiden Kantenbereichen des Planar- Schwingkörpers 10 angeordnet sind, um einander gegenüber zu liegen, wird das Resonanzelement 16 erreicht.

Das erste Ausführungsbeispiel des Resonanzelements 16 ist, wie obig beschrieben, hergestellt und weist einen Aufbau gemäß den Fig. 1A und 2B auf. Wie es bezüglich des obig beschriebenen bekannten Resonanzelements beschrieben wurde, kann der Planar-Schwingkörper 10 durch ein Treiben des Erregers 4 in der X-Richtung orthogonal zu der Länge des Tragebalkens 3 geschwungen werden. Sobald das Resonanz­ element 16 in diesem Zustand um die Z-Achse gedreht wird, tritt eine Corioliskraft auf. Diese Corioliskraft liegt an dem Planar-Schwingkörper 10 an, wodurch der Planar-Schwing­ körper 10 in der Richtung der Corioliskraft (Y-Richtung) schwingt. Eine Messung dieser Schwingungsamplitude ermöglicht, daß die Winkelgeschwindigkeit erfaßt werden kann.

Da die leitfähigen Schichten 23 und 24 als eine Einrichtung zum Korrigieren der Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 vorgesehen sind, ist es bei diesem ersten Ausführungs­ beispiel möglich, wenn der Planar-Schwingkörper 10 geschwun­ gen wird, beide Kantenbereiche, die gemäß Fig. 1B den leitfähigen Schichten 23 und 24 gegenüberliegen, durch die elektrostatischen Anziehungskräfte 21 und 22 zu dem Substrat 1 hin zu ziehen, indem mittels der leitfähigen Anschluß­ flächen 27 und 28 Gleichspannungen an die leitfähigen Schichten 23 bzw. 24 angelegt werden, und dadurch eine Neigungskorrektur bezüglich des Planar-Schwingkörpers 10 durchzuführen. Durch das Durchführen einer Neigungskorrektur kann die Schwingungsablenkung in der Erfassungsrichtung des Planar-Schwingkörpers 10 korrigiert werden.

Spezifischer ist, wenn der Planar-Schwingkörper 10 schwingt und sich der Planar-Schwingkörper 10 abwärts nach rechts neigt, wie es in Fig. 1B durch eine gestrichelte Linie A angezeigt ist, eine Gleichspannung an die leitfähige Schicht 24 angelegt, die höher als diejenige ist, die an die leit­ fähige Schicht 23 angelegt ist, wodurch die Kantenbereichs­ seite des Planar-Schwingkörpers 10, die der leitfähigen Schicht 23 gegenüber liegt, stärker als der Kantenbereich des Planar-Schwingkörpers 10, der der leitfähigen Schicht 24 gegenüber liegt, zu der Seite des Substrats 1 hin gezogen wird, wodurch die Abwärtsneigung nach rechts korrigiert ist.

Im Gegensatz dazu, wenn sich der Planar-Schwingkörper 10 abwärts nach links neigt, wie es in Fig. 1B durch eine gestrichelte Linie B angezeigt ist, ist eine Gleichspannung, die höher als diejenige ist, die an die leitfähige Schicht 23 angelegt ist, an die leitfähige Schicht 24 angelegt. Die Abwärtsneigung nach links ist korrigiert, indem die Kanten­ bereichsseite des Planar-Schwingkörpers 10, die der leit­ fähigen Schicht 24 gegenüber liegt, stärker als der Kanten­ bereich des Planar-Schwingkörpers 10, der der leitfähigen Schicht 23 gegenüber liegt, zu dem Substrat 1 hin gezogen ist.

Jede der leitfähigen Schichten 23 und 24 wirkt zum Korri­ gieren der Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 und gleich­ zeitig als eine Einrichtung zum Einstellen der Resonanz­ frequenz des Planar-Schwingkörpers 10. Das heißt, daß die leitfähigen Schichten 23 und 24 die Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers 10 in der Erfassungsrichtung ernied­ rigen können, indem der Planar-Schwingkörper 10 aufgrund des Anlegens von Gleichspannungen an die jeweiligen leitfähigen Schichten 23 und 24 durch die elektrostatischen Kräfte 21 und 22 zu der Seite des Substrats 1 hin gezogen werden. Folglich kann der Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz zwischen der Treibrichtung und der Erfassungsrichtung des Planar-Schwingkörpers 10 eingestellt werden, so daß derselbe klein ist, indem die Resonanzfrequenz des Planar-Schwing­ körpers 10 in der Erfassungsrichtung vorhergehend entworfen wird, um leicht höher als diejenige der Schwingungsfrequenz zu sein und indem die Resonanzfrequenz des Planar-Schwing­ körper 10 in der Erfassungsrichtung durch ein Ziehen des Planar-Schwingkörpers 10 zu dem Substrat 1 hin erniedrigt wird.

Mit anderen Worten gesagt, ist es bei dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel durch ein Einstellen der Gleichspannungen, die an die leitfähigen Schichten 23 und 24 angelegt werden, möglich, die Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 zu korri­ gieren und gleichzeitig den Unterschied (Δf) der Resonanz­ frequenz zwischen der Treibrichtung und der Erfassungs­ richtung des Planar-Schwingkörpers 10 einzustellen, so daß derselbe klein ist, indem die Resonanzfrequenz des Planar- Schwingkörpers 10 in der Erfassungsrichtung um einen geeig­ neten Wert erniedrigt wird.

Es sei angenommen, daß bei dem Resonanzelement 16 die Ver­ schiebung (der Ablenkungsbetrag) des Planar-Schwingkörpers 10 in der Erfassungsrichtung (Y-Richtung) bezüglich der Verschiebung in der Treibrichtung (X-Richtung) desselben nicht geringer als 5% beträgt, wenn keine Gleichspannungen an die leitfähigen Schichten 23 und 24 angelegt sind oder wenn gleiche Gleichspannungen an die leitfähigen Schichten 23 und 24 angelegt sind. Zu diesem Zeitpunkt wird beispiels­ weise die an die leitfähige Schicht 23 angelegte Spannung auf einen Wert 0 eingestellt, während die an die leitfähige Schicht 24 angelegte Spannung von 0 bis 20 V verändert wird (oder umgekehrt, die an die leitfähige Schicht 24 angelegte Spannung wird auf einen Wert 0 eingestellt, während die an die leitfähige Schicht 23 angelegte Spannung von 0 bis 20 V verändert wird). Dadurch wird ein angelegter Spannungswert gefunden, der ermöglicht, daß der Planar-Schwingkörper 10 korrigiert werden kann, und der ermöglicht, daß die Ver­ schiebung des Planar-Schwingkörpers 10 in der Erfassungs­ richtung bezüglich der Verschiebung in der Treibrichtung desselben nicht mehr als 2% beträgt.

Es sei angenommen, daß die obig beschriebene Verschiebung (der obig beschriebene Ablenkungsbetrag) von nicht mehr als 2% erreicht werden kann, wenn die an die leitfähige Schicht 23 anzulegende Spannung auf einen Wert 0 eingestellt wird, während die an die leitfähige Schicht 24 anzulegende Span­ nung auf 10 V eingestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Gleichspannung (0 + α) V an die leitfähige Schicht 23 angelegt, während eine Gleichspannung (10 + β) V an die leitfähige Schicht 24 angelegt wird (wobei sowohl α als auch β positive Werte sind und eingestellt werden, um den Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz zwischen der Treib- und Erfassungsrichtung klein zu machen). Dadurch kann die Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers 10 in der Erfas­ sungsrichtung, die entworfen wurde, um höher als diejenige in der Schwingungsrichtung zu sein, eingestellt werden, um niedriger zu werden, so daß der Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz zwischen der Treibrichtung und der Erfassungs­ richtung eingestellt werden kann, um niedriger zu sein.

Eine solche Einstellung ermöglicht, daß der Ablenkungsbetrag aufgrund der Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 bezüglich der Ebene des Substrats 1 nicht mehr als 2% beträgt, und ermöglicht, daß der Unterschied (Δf) der Resonanzfrequenz zwischen der Treibrichtung und der Erfassungsrichtung klein gemacht werden kann. Es wurde experimentell festgestellt, daß die Erfassungsempfindlichkeit des Resonanzelements 16 von etwa 0,9 Grad/Sekunde auf etwa 0,3 Grad/Sekunde zunimmt. Das heißt, daß eine Zunahme der Erfassungsempfindlichkeit (Auflösung) um etwa ein Dreifaches (0,9/0,3) erreicht wurde. Ferner kann eine Zunahme sogar von mehr als dem Dreifachen, abhängig von Bedingungen des Planar-Schwingkörpers 10, der Tragebalken 3 oder der Größe der Gleichspannung, die an die leitfähigen Schichten 23 und 24 anzulegen sind, erreicht werden.

Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel, wie es obig beschrieben ist, sind die leitfähigen Schichten 23 und 24 als eine Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung zum Durchführen der Resonanzfrequenzeinstellung der Neigungs­ korrektur bezüglich des Planar-Schwingkörpers 10 mit einem in der X-Richtung zwischen denselben liegenden Spalt auf dem Substrat 1 an Positionen angeordnet, die dem Planar-Schwing­ körper 10 gegenüberliegen. Der Unterschied der Resonanz­ frequenz zwischen der Treibrichtung und der Erfassungsrich­ tung des Planar-Schwingkörpers 10 kann eingestellt werden, um klein zu sein, und die Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 kann reduziert werden, indem der Wert der an diese leit­ fähigen Schichten 23 und 24 angelegten Gleichspannung ge­ eignet eingestellt wird. Es ist folglich möglich, dieses Resonanzelement 16 zu einem hervorragenden Resonanzelement 16, das eine hohe Empfindlichkeit und einen niedrigen Rauschpegel aufweist, zu machen, ohne durch Fehler, die während des Herstellungsprozesses auftreten oder eine Änderung von Anwendungsumständen gebunden zu sein, und ohne ein mechanisches Trimmen des Planar-Schwingkörpers 10 oder der Tragebalken 3 zu benötigen.

Insbesondere sind bei diesem ersten Ausführungsbeispiel die leitfähigen Schichten 23 und 24 an beiden Kantenbereichen des Planar-Schwingkörpers 10 mit einem Spalt in der X-Rich­ tung dazwischen vorgesehen, wodurch der Abstand zwischen der Gravitationsposition des Gewichtsabschnitts 2, der der Planar-Schwingkörper 10 ist, und der Position, bei der die elektrostatischen Kräfte 21 und 22 angelegt sind, erhöht werden kann. Dies liefert eine erhöhte Hebelwirkung, wodurch die Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 sogar durch kleine elektrostatische Kräfte 21 und 22 korrigiert werden kann, wodurch die Größe der Spannung, die über die leitfähigen Anschlußflächen 27 und 28 an die leitfähigen Schichten 23 und 24 angelegt wird, reduziert werden kann. Folglich ist eine größere Bemaßung des Resonanzelements 16 unnötig ge­ macht und ein kleines Resonanzelement 16 kann erreicht werden.

Wenn bei diesem ersten Ausführungsbeispiel eine Vertikal­ bewegungsseitenelektrode 30 auf der Oberfläche des Gewichts­ abschnitts 2, wie es beispielsweise in Fig. 2D gezeigt ist, und eine stationäre gegenüberliegende Elektrode 31 auf der Seite, die der Vertikalbewegungsseitenelektrode 30 mit einem Spalt in der Y-Richtung dazwischen gegenüberliegt, vorge­ sehen ist, und wenn der Satz aus der Vertikalbewegungssei­ tenelektrode und der stationären gegenüberliegenden Elektro­ de als eine Erfassungselektrode für eine Winkelgeschwindig­ keit um die Z-Achse zum Erfassen der Schwingungsamplitude des Gewichtsabschnitts in der Y-Richtung, die der Verände­ rung der Winkelgeschwindigkeit der Drehung um die Z-Achse entspricht, gebildet ist, ist es möglich, die Winkelge­ schwindigkeit zu erfassen, indem die Corioliskraft in der Y-Richtung, die durch die Drehung um die Z-Achse erzeugt wird, erfaßt wird, wie es obig beschrieben ist.

Wenn die stationäre gegenüberliegende Elektrode 31 auf der der Seite des Substrats 1 gegenüberliegenden Seite ange­ ordnet ist, kann das Resonanzelement 16 gebildet sein, wie es durch die strichpunktierte Linie in Fig. 2D angezeigt ist, indem die stationäre gegenüberliegende Elektrode 31 auf einer Abdeckung 32 befestigt ist, die beispielsweise aus Glas gebildet ist, und indem die Glasabdeckung an einem Verbindungsabschnitt 34 mittels eines Anodenverbindens bzw. Anoden-Bondens mit einem Polysiliziumfilm 5 verbunden wird. Alternativ kann das Resonanzelement 16 durch eine vorher­ gehende Dampfaufbringung eines Metalls, wie beispielsweise Gold, auf dem Verbindungsabschnitt 34 und einer Durchführung eines eutektischen Verbindens bezüglich des Verbindungs­ abschnitts 34 gebildet werden.

In Fig. 3A ist der Aufbau des Hauptabschnitts eines Reso­ nanzelements 16 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als eine perspektivische Ansicht gezeigt. In Fig. 3B ist eine teilweise Ansicht entlang der Linie B-B' in Fig. 3A gezeigt. Bei den Beschreibungen dieses Ausführungsbeispiels sind die gleichen Komponenten wie bei dem obig beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei wiederholte Erklärungen derselben ausgelassen sind.

Das Resonanzelement 16 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel stellt einen Winkelgeschwindigkeitssensor dar. Der Unter­ schied zwischen diesem Ausführungsbeispiel und dem obig beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß, erstens, gemäß Fig. 3A der Planar-Schwing­ körper 10 aufgebaut ist, um einen Rahmenkörper 36, der über dem Substrat 1 in einem isolierten Zustand angeordnet ist, und den Gewichtsabschnitt 2 aufzuweisen, der durch Verbin­ dungsbalken 40 mit der Innenseite des Rahmenkörpers 36 verbunden ist, und daß, zweitens, gemäß Fig. 3B das Reso­ nanzelement 16 aufgebaut ist, indem die leitfähigen Schich­ ten 23A und 24A als die erste Schwingkörperneigungs-Kor­ rektur-Einrichtung und die leitfähigen Schichten 23B und 24B als die zweite Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung vorgesehen sind. Die leitfähigen Schichten 23A und 24A sind an beiden Kantenbereichen des Gewichsabschnitts 2 mit einem Spalt in der X-Richtung zwischen denselben auf der Seite des Substrats 1, die dem Planar-Schwingkörper 10 gegenüber liegt, angeordnet, während die leitfähigen Schichten 23B und 24B über einen Spalt in der X-Richtung an den Positionen jenseits der leitfähigen Schichten 23A und 24A angeordnet sind.

Jede der leitfähigen Schichten 23A, 24A, 23B und 24B sind mit leitfähigen Anschlußflächen (die nicht gezeigt sind) mittels einzelner Strukturen (die nicht gezeigt sind) ver­ bunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Resonanz­ frequenz des Planar-Schwingkörpers 10 und die Neigung des Planar-Schwingkörpers 10 bezüglich der Substratebenen­ richtung des Substrats 1 eingestellt werden, indem die an jede der leitfähigen Anschlußflächen anzulegende Gleich­ spannung eingestellt wird, wodurch elektrostatische Kräfte 21A, 22A, 21B und 22B zu dem Planar-Schwingkörper 10 geliefert werden.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Gewichts­ abschnitt 2 beispielsweise aus Silizium oder Polysilizium gebildet, wodurch der Gewichtsabschnitt 2 selbst die Funk­ tion einer Vertikalbewegungsseitenelektrode 30 durchführt. Auf dem Substrat 1 ist eine stationäre gegenüberliegende Elektrode 31, die dem Gewichtsabschnitt 2 mit einem Spalt in der Y-Richtung gegenüberliegt, vorgesehen, wobei der Satz aus dem Gewichtsabschnitt 2 (Vertikalbewegungsseitenelek­ trode 30) und der stationären gegenüberliegenden Elektrode 31 als eine Erfassungselektrode für eine Winkelgeschwindig­ keit um die Z-Achse zum Erfassen der Schwingungsamplitude des Gewichtsabschnitts in der Y-Richtung gebildet ist, wobei die Schwingungsamplitude der Veränderung der Winkelgeschwin­ digkeit der Drehung um die Z-Achse entspricht.

Ferner ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel das Sub­ strat 1 aus Glas hergestellt. Ein Schwinger, ein Befestigungsabschnitt usw., die einen Planar-Schwingkörper 10 und Tragebalken 3 aufweisen, sind auf dem Substrat 1 durch ein Mikrobearbeiten einer Siliziumschicht mit einer Dicke von 50 Ìm gebildet. Ferner sind bei diesem zweiten Ausführungsbei­ spiel, wie in den Fällen des obig beschriebenen bekannten Resonanzelements und des ersten Ausführungsbeispiels, leit­ fähige Schichten zum Treiben (die nicht gezeigt sind) je­ weils mit den Kamm-Elektroden 6A und 6B und mittels leit­ fähiger Strukturen mit Außenseitenelektrodenanschlußflächen (die nicht gezeigt sind) zum Bilden eines Erregers 4 ver­ bunden.

Die zwei Verbindungsbalken 40 sind entlang der Z-Richtung, die orthogonal zu der X-Richtung ist, die die Schwingungs­ richtung ist, auf der rechten Seite des Gewichtsabschnitts 2 angeordnet. Der Gewichtsabschnitt 2 ist durch die Verbin­ dungsbalken 40 mit der rechten Seite (gemäß Fig. 2A und 2B) des rechteckigen Rahmenkörpers 36 verbunden. Die Verbin­ dungsbalken 40 sind gebildet, so daß die Dicke in der Y- Richtung, die die Erfassungsschwingungsrichtung des Ge­ wichtsabschnitts 2 ist, geringer als 50 Ìm ist, und so daß die Festigkeit in der Y-Richtung geringer als diejenige in der X-Richtung ist, die die Schwingungsrichtung des Planar- Schwingkörpers 10 ist. Andererseits sind die Tragebalken 3 gebildet, so daß die Festigkeit in der X-Richtung, die die Schwingungsrichtung des Planar-Schwingkörpers 10 ist, geringer als diejenige in der Y-Richtung ist, die die Erfassungsschwingungsrichtung des Gewichtsabschnitts 2 ist.

In den Fig. 3A und 3B bezeichnet ein Bezugszeichen 50 eine Ausnehmung, die einen Hohlraum bildet, während ein Bezugs­ zeichen 20 eine Verbindungselektrode für den Gewichtsab­ schnitt 2 (d. h. für die Vertikalbewegungsseitenelektrode 30) und ein Bezugszeichen 33 eine Verbindungselektrode für die stationäre gegenüberliegende Elektrode 31 bezeichnet.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist gebildet, so daß leit­ fähige Schichten 23A und 24A an den Positionen vorgesehen sind, die beiden Kantenbereichen des Gewichtsabschnitts 2 des Planar-Schwingkörpers 10 entsprechen, um den Gewichtsab­ schnitt 2 durch die elektrostatischen Anziehungskräfte 21A und 22A zu der Seite des Substrats 1 hin zu ziehen, und so daß die leitfähigen Schichten 23B und 24B jenseits der leit­ fähigen Schichten 23A und 24A an den Positionen vorgesehen sind, die dem Rahmenkörper 36 entsprechen, um den Rahmen­ körper 36 durch die elektrostatischen Anziehungskräfte 21B und 22B zu der Seite des Substrats 1 hin zu ziehen. Dies ermöglicht, daß die Resonanzfrequenz in der Y-Richtung des Planar-Schwingkörpers 10, der den Gewichtsabschnitt 2 und den Rahmenkörper 36 aufweist, eingestellt werden kann, und ermöglicht ferner, daß die Neigungen des Gewichtsabschnitts 2 und des Rahmenkörpers 36 bezüglich der Ebene des Substrats 1 einzeln korrigiert werden können.

Das zweite Ausführungsbeispiel kann daher gleichartige Wirkungen des obig beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels ausüben.

Ferner ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Planar- Schwingkörper 10 aufgebaut, um den Rahmenkörper 36 und den Gewichtsabschnitt 2 aufzuweisen, wobei der Planar-Schwing­ körper 10 gebildet ist, so daß die Festigkeit von Verbin­ dungsbalken 40 zum Verbinden des Rahmenkörpers 36 und des Gewichtsabschnitts 2 bezüglich der Y-Richtung geringer als die Festigkeit derselben bezüglich der X-Richtung ist, und daß die Festigkeit von Tragebalken 3 zum Tragen des Planar- Schwingkörpers 10 bezüglich der X-Richtung geringer als die Festigkeit derselben bezüglich der Y-Richtung ist. Es wird daher möglich, wenn der Planar-Schwingkörper 10 in der X-Richtung schwingt und sich um die Z-Achse dreht, daß lediglich der Gewichtsabschnitt in der Y-Richtung schwingt, während der Rahmenkörper kaum in der Y-Richtung schwingt. Folglich besteht kein Risiko, daß die Kamm-Elektrode 6B in der Y-Achsenrichtung bezüglich der Kamm-Elektrode 6A verschoben wird, so daß der Planar-Schwingkörper 10 eine Erregungsschwingung stets stabil durchführen kann, die die Größe der Amplitude beibehält, die der Spannung entspricht, die an die obig beschriebenen leitfähigen Schichten zum Treiben angelegt ist, und die Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse mit einer höheren Genauigkeit erfassen kann.

Da die Verbindungsbalken 40 entlang der Z-Richtung, die orthogonal zu der X-Richtung ist, die die Schwingungs­ richtung des Planar-Schwingkörpers 10 ist, vorgesehen sind, besteht bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich kein Risiko, daß in der Torsionsrichtung des Gewichtsabschnitts 2 eine Bewegung aufgrund einer Beschleunigung, die durch die Schwingung des Planar-Schwingkörpers 10 bewirkt wird, auf­ tritt, und schwankende Komponenten in der Vertikalrichtung bewirkt. Folglich beeinflußt dieses Moment die in der Y- Richtung erzeugte Corioliskraft nicht, was zu einer Erfas­ sung der Drehwinkelgeschwindigkeit mit einer höheren Genau­ igkeit führt.

Ein drittes Ausführungsbeispiel wird nun hierin unten unter Bezugnahme auf die Fig. 4A bis 4C beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsunterdrückungseinrichtung vorgesehen ist. Andere Aufbauten sind gleichartig zu dem obig beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Bei den Beschreibungen dieses dritten Ausführungsbeispiels sind Komponenten, die gleich denjenigen des obig beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiels sind, durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei wiederholte Beschreibungen derselben ausgelassen sind.

Wenn die Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung (die leitfähigen Schichten 23 und 24), wie obig beschrieben, vor­ gesehen ist, wird der Planar-Schwingkörper 10 durch elektro­ statische Kräfte zu dem Substrat 1 hin gezogen, wodurch Zug­ spannungen in den Tragebalken 3 erzeugt werden. Dies kann dazu führen, daß diese Zugspannungen der Tragebalken 3 be­ wirken, daß die Schwingungsamplitude des Planar-Schwing­ körpers 10 etwas reduziert ist, wodurch sich eine Reduktion der Empfindlichkeit desselben ergibt, oder daß die Zugspan­ nungen in den Tragebalken 3 vorübergehend den Planar- Schwingkörper 10 stören, wodurch sich die Erzeugung von Rauschen in einem elektrischen Signal zur Erfassung ergibt.

Folglich ist das dritte Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß Kräfte, die den Zugspannungen entgegen wirken, an die Tragebalken 3 angelegt werden, indem die obig beschriebene Spannungsunterdrückungseinrichtung vorgesehen ist. Fig. 4A zeigt ein Beispiel in dem Fall, bei dem die obig beschrie­ bene Spannungsunterdrückungseinrichtung zu dem Resonanz­ element 16, das in Fig. 1 gezeigt ist, hinzugefügt ist, während Fig. 4B ein Beispiel in dem Fall zeigt, bei dem die obig beschriebene Spannungsunterdrückungseinrichtung zu dem Resonanzelement 16, das in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, hinzugefügt ist. Wie es in den Fig. 4A und 4B dargestellt ist, sind bei diesem dritten Ausführungsbeispiel leitfähige Schichten 41 und 42 (41A, 41B, 42A und 42B), die eine Spannungsunterdrückungseinrichtung darstellen, angeordnet, um der obig beschriebenen Schwingkörperneigungs-Korrektur- Einrichtung (leitfähige Schichten 23 und 24 (23A, 23B, 24A und 24B)) mit der Ebene des Planar-Schwingkörpers 10 da­ zwischen gegenüber angeordnet zu sein, und über Spalten den Planar-Schwingkörper zwischen diesen leitfähigen Schichten und der Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung anzuordnen.

Die leitfähigen Schichten 41 und 42 (41A, 41B, 42A und 42B) sind aufgebaut, so daß eine Gleichspannung mittels leit­ fähiger Strukturen (die nicht gezeigt sind) an dieselben angelegt ist, wobei, sobald eine Gleichspannung an diese leitfähigen Schichten 41 und 42 (41A, 41B, 42A und 42B) angelegt ist, elektrostatische Anziehungskräfte zwischen den leitfähigen Schichten 41 und 42 (41A, 41B, 42A und 42B) und dem Planar-Schwingkörper 10 auftreten, wodurch der Planar- Schwingkörper 10 in den Fig. 4A bis 4C nach oben in die Aufwärtsrichtung gezogen wird.

Dadurch sind Kräfte in Richtungen zum Entgegenwirken der Zugspannungen indirekt an die Tragebalken 3 angelegt, wobei die Kräfte durch die obig beschriebene Schwingkörpernei­ gungs-Korrektur-Einrichtung bewirkt werden. Folglich ist es möglich, die obig beschriebenen Zugspannungen der Träger­ balken 3 wesentlich zu unterdrücken, indem die Größen der Gleichspannungen, die an die obig beschriebenen leitfähigen Schichten 41, 42 (41A, 41B, 42A und 42B) angelegt werden, eingestellt werden. Sind beispielsweise die Größen der elektrostatischen Anziehungskräfte, die an den Planar- Schwingkörper 10 angelegt sind, wenn Gleichspannungen an die leitfähigen Schichten 23, 24, 41 und 42 angelegt sind, F23, F24, F41 bzw. F42, so werden die Größen der Gleichspan­ nungen, die an die leitfähigen Schichten 23, 24, 41 und 42 anzulegen sind, bestimmt, so daß die Gleichung F23 + F24 = F41 + F42 gilt. Die obig beschriebenen Zugspannungen in den Tragebalken können dadurch wesentlich unterdrückt werden.

Gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel kann das Auftreten von verschiedenen Problemen, die durch die Zugspannungen in den Tragebalken bewirkt werden, verläßlich vermieden werden, da etwaige unangenehme Zugspannungen in den Tragebalken 3 durch die Spannungsunterdrückungseinrichtung unterdrückt sind. Dies ermöglicht, daß der Planar-Schwingkörper 10 eine ideale Schwingung vollführt und ermöglicht, daß ein Reso­ nanzelement eine höhere Empfindlichkeit aufweisen kann und ein niedrigeres Rauschen geliefert werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obig beschrie­ benen Ausführungsbeispiele begrenzt. Verschiedene Aus­ führungsbeispiele können angenommen werden. Beispielsweise sind bei dem obig beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel die leitfähigen Schichten 23 und 24 lediglich an beiden Kantenbereichen des Planar-Schwingkörpers 10 vorgesehen, wobei jedoch die leitfähigen Schichten 23 und 24 zumindest an beiden Kantenbereichen vorgesehen sein können, d. h. daß die leitfähigen Schichten 23 und 24 an einigen anderen Abschnitten als den beiden Kantenbereichen vorgesehen sein können. Ferner ist bei dem obig beschriebenen ersten Aus­ führungsbeispiel der Planar-Schwingkörper 10 (der Gewichts­ abschnitt 2) aus Polysilizium gebildet, wobei derselbe je­ doch aus Silizium gebildet sein kann. Wenn das Resonanz­ element 16, das in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, als ein Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet wird, ist die Vertikalbewegungsseitenelektrode 30 an dem Gewichts­ abschnitt 2 angeordnet, wobei jedoch die vorliegende Erfin­ dung so angeordnet sein kann, daß der Gewichtsabschnitt 2 selbst als eine Vertikalbewegungsseitenelektrode wirkt.

Bei dem obig beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel sind die leitfähigen Schichten 23A und 24A als die erste Schwing­ körperneigungs-Korrektur-Einrichtung lediglich an beiden Kantenbereichen des Gewichtsabschnitts 2 vorgesehen, wobei jedoch die leitfähigen Schichten 23A und 24A zumindest an dem Gewichtsabschnitt 2 vorgesehen sein können, d. h. daß die leitfähigen Schichten 23A und 24A an etwaigen anderen Abschnitten als den beiden Kantenbereichen vorgesehen sein können. Wie in Fig. 3A gezeigt ist, ist jedoch, wenn die stationäre gegenüberliegende Elektrode unterhalb des Gewichtsabschnitts 2 vorgesehen ist, jede der leitfähigen Schichten 23A und 24A an Positionen angeordnet, die die Position der stationären gegenüberliegenden Elektrode 31 nicht stören.

Ferner sind bei dem obig beschriebenen zweiten Ausführungs­ beispiel die Verbindungsbalken 40 auf der rechten Seite des Gewichtsabschnitts 2 angeordnet, wobei der Gewichtsabschnitt 2 durch die Verbindungsbalken 40 mit der rechten Seite des Rahmenkörpers 36 verbunden ist. Jedoch können die Verbin­ dungsbalken 40 auf der linken Seite des Gewichtsabschnitts 2 angeordnet sein, während der Gewichtsabschnitt 2 mit dem Rahmenkörper 36 durch ein Anordnen der Verbindungsbalken 40 auf beiden Seiten des Gewichtsabschnitts in einem Zustand eines gespreizt befestigten Balkens verbunden sein kann. Ferner können die Verbindungsbalken entlang der X-Richtung angeordnet sein. Es ist jedoch bevorzugt, daß die Verbindungsbalken entlang der Z-Richtung angeordnet sind, um die Drehwinkelgeschwindigkeit um die Z-Achse durch das Anordnen der Verbindungsbalken 40 entlang der Z-Richtung zu erfassen, ohne der Wirkung einer Beschleunigung, die durch die Schwingung erzeugt wird, unterworfen zu sein.

Zusätzlich, wenn der Rahmenkörper 36 und der Planar-Schwing­ körper 10 unter Verwendung der in der Form des Buchstabens L gebildeten Verbindungsbalken 40 miteinander verbunden sind, wie es in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, ist jede der Enden der kürzeren Seiten 46 der in der Form des Buchstabens L gebildeten Verbindungsbalken 40 mit den vier Ecken des Ge­ wichtsabschnitts 2 verbunden, wobei sich jede der längeren Seiten 47 der in der Form des Buchstabens L gebildeten Verbindungsbalken 40 von den Ecken, bei denen die Enden der in der Form des Buchstabens L gebildeten, kürzeren Seiten 46 verbunden sind, über einen Spalt entlang der Seiten des Gewichtsabschnitts 2 zu den Seiten des Rahmenkörpers 36 erstreckt, bei denen die Enden der längeren Seiten 47 mit den Seiten des Rahmenkörpers 36 verbunden sind.

Durch das Vorsehen der leitfähigen Schichten 23A, 24A, 23B und 24B, der leitfähigen Strukturen 25A, 26A, 25B und 268, die mit den leitfähigen Schichten 23A, 24A, 23B und 24B verbunden sind, und der leitfähigen Anschlußflächen 27A, 28A, 27B und 28B gemäß den Fig. 5A und 5B und durch das Ziehen des Gewichtsabschnitts 2 durch die elektrostatischen Anziehungskräfte 21A und 22A zu der Seite des Substrats 1, ebenso wie durch das Ziehen der Rahmenkörper 36 durch die elektrostatischen Anziehungskräfte 21B und 22B zu der Seite des Substrats 1 hin, kann in diesem Fall, wie im Fall des obig beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels, eine gleichartige Wirkung zu derjenigen des obig beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels erreicht werden. Ferner kann bei dem Resonanzelement 16, das die Konfiguration gemäß den Fig. 5A und 5B aufweist, durch das Vorsehen der leitfähigen Schichten 41A, 41B, 42A und 42B gemäß Fig. 4C, die die Spannungsunterdrückungseinrichtung darstellen, wie es unter Bezugnahme auf das obig beschriebene dritte Ausführungsbei­ spiel beschrieben ist, eine gleichartige Wirkung zu der­ jenigen des dritten Ausführungsbeispiels ausgeübt werden.

Bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, die obig beschrieben sind, erstrecken sich die leitfähigen Schichten 23 und 24 entlang der Seiten von beiden Kanten des Planar- Schwingkörpers 10, wobei jedoch die Anordnung derart sein kann, daß eine Mehrzahl von sehr kleinen leitfähigen Schich­ ten gebildet ist, um entlang der Seiten von beiden Kanten des Planar-Schwingkörpers 10 angeordnet zu sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß die Mehrzahl von sehr kleinen leitfähigen Schichten sehr kleine leitfähige Schichten umfaßt, die den vier Ecken des rechteckigen Planar-Schwing­ körpers 10 gegenüber liegen.

Ferner kann bei dem obig beschriebenen zweiten Ausführungs­ beispiel, obwohl der Gewichtsabschnitt 2 selbst als eine Vertikalbewegungsseitenelektrode wirkt, eine weitere Ver­ tikalbewegungsseitenelektrode 30 zumindest entweder an der Oberflächenseite oder der hinteren Seite des Gewichtsab­ schnitts 2 vorgesehen sein. Wenn eine Vertikalbewegungs­ seitenelektrode 30 an der Oberflächenseite des Gewichts­ abschnitts 2 beispielsweise in dem gleichen Zustand, wie derjenige, der in Fig. 2D gezeigt ist, angeordnet ist, ist eine Abdeckung 32 oder dergleichen, die dem Gewichts­ abschnitt 2 gegenüberliegt, vorgesehen, wobei eine statio­ näre gegenüberliegende Elektrode auf der Abdeckung 32 oder dergleichen angeordnet ist.

Bei dem obig beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kann eine Vertikalbewegungsseitenelektrode 30 auf der hinteren Oberfläche des Gewichtsabschnitts 2 angeordnet sein, während eine stationäre gegenüberliegende Elektrode 31 oberhalb des Substrats 1 in einer zu dem Gewichtsabschnitt 2 gegenüber­ liegenden Position angeordnet sein kann.

Ferner sind sowohl bei dem ersten als auch dem zweiten Ausführungsbeispiel, die obig beschrieben sind, die leitfähigen Schichten 23 und 24 (23A, 23B, 24A und 24B), von denen jede die Funktion einer Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrich­ tung durchführt, auf dem Substrat 1 angeordnet, wobei diese leitfähigen Schichten 23 und 24 (23A, 23B, 24A und 24B) jedoch, wenn die Abdeckung 32, die den Planar-Schwingkörper 10 abdeckt, vorgesehen sind, um auf der Abdeckung 32 an­ stelle des Substrats angeordnet sein können. In diesem Fall, wie in dem Fall der obig beschriebenen Ausführungsbeispiele, sind die leitfähigen Schichten 23 und 24 an beiden Kantenbe­ reichen des Planar-Schwingkörpers 10 angeordnet. Wenn die leitfähigen Schichten 23 und 24 (23A, 23B, 24A und 24B), von denen jede die Funktion einer Schwingkörperneigungs-Korrek­ tur-Einrichtung durchführt, auf der Abdeckung 32 angeordnet sind, sind, wenn die leitfähigen Schichten 41 und 42 vorge­ sehen sind, die eine Spannungsunterdrückungseinrichtung dar­ stellen und in dem obig beschriebenen dritten Ausführungs­ beispiel gezeigt sind, diese leitfähigen Schichten 41 und 42 angeordnet, um dem Substrat 1 mit der Ebene des Substrats 1 dazwischen gegenüber zu liegen, um den Planar-Schwing­ körper 10 zwischen den leitfähigen Schichten 41 und 42 und den obig erwähnten leitfähigen Schichten 23 und 24 anzu­ ordnen.

Bei dem obig beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung derart, daß an den Tragebalken 3 Kräfte in einer Richtung derart angelegt werden, daß Zugspannungen in dem Tragebalken entgegengewirkt werden, wobei jedoch bei­ spielsweise leitfähige Schichten, die eine Spannungsunter­ drückungseinrichtung sind, vorgesehen sein können, so daß elektrostatische Anziehungskräfte direkt auf die Tragebalken 3 gegeben werden können.

Bei jedem der obig beschriebenen Ausführungsbeispielen stellt der Planar-Schwingkörper 10 eine Struktur dar, die an gegenüberliegenden Enden befestigt ist, wobei jedoch der Planar-Schwingkörper 10 durch ein Ein-Seiten-Befestigungs­ verfahren (z. B. ein Ausleger-Verfahren) aufgebaut sein kann.

Bei jedem der obig beschriebenen Ausführungsbeispiele wurden ferner die Resonanzelemente 16 gemäß einer Verwendung in Winkelgeschwindigkeitssensoren beschrieben, wobei jedoch der Planar-Schwingkörper 10 gemäß der vorliegenden Erfindung auch bei anderen Typ-Vorrichtungen verwendet werden kann.

Claims (13)

1. Resonanzelement mit folgenden Merkmalen:
einem stationären Substrat (1), das eine Hauptober­ fläche aufweist, die sich in einer X- und Z-Richtung, die orthogonal zueinander sind, erstreckt;
einem Planar-Schwingkörper (10), der mittels Trage­ balken (3) mit dem stationären Substrat (1) verbunden ist, um in der X-Richtung schwingen zu können, wobei der Planar-Schwingkörper (10) eine Resonanzfrequenz und einen Gewichtsabschnitt (2) aufweist, der von dem stationären Substrat (1) isoliert ist;
einem Erreger (4), um den Planar-Schwingkörper (10) in der X-Richtung in Schwingung zu versetzen; und
einer Neigungskorrektureinrichtung (23, 24), die elektrostatische Kräfte auf den Planar-Schwingkörper (10) liefert, um die Resonanzfrequenz des Planar- Schwingkörpers (10) einzustellen und die Neigung des Planar-Schwingkörpers (10) bezüglich der Hauptober­ fläche des stationären Substrats (1) zu korrigieren.

2. Resonanzelement gemäß Anspruch 1, bei dem die Nei­ gungskorrektureinrichtung (23, 24) an zumindest Kan­ tenbereichen des Planar-Schwingkörpers (10) vorgesehen ist, die sich mit einem Spalt in der X-Richtung dazwi­ schen gegenüberliegen, und wobei dieselbe von dem Planar-Schwingkörper (10) in einer Y-Richtung, die orthogonal zu der X- und Z-Richtung ist, beabstandet ist.

3. Resonanzelement gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Planar-Schwingkörper (10) einen Rahmen­ körper (36) aufweist, der über dem stationären Sub­ strat (1) angeordnet und von demselben isoliert ist, und bei dem der Gewichtsabschnitt (2) durch Verbin­ dungsbalken (40) mit der Innenseite des Rahmenkörpers (36) verbunden ist.

4. Resonanzelement gemäß Anspruch 3, bei dem die Nei­ gungskorrektureinrichtung (23, 24) ein erstes Nei­ gungskorrekturelement (23A, 24A) und ein zweites Neigungskorrekturelement (23B, 24B) aufweist, wobei das erste Neigungskorrekturelement (23A, 24A) an Kan­ tenbereichen des Gewichtsabschnitts (2) vorgesehen ist, die sich mit einem Spalt in der X-Richtung dazwi­ schen gegenüberliegen, und wobei dasselbe von dem Planar-Schwingkörper (10) in der Y-Richtung beabstan­ det ist, und wobei das zweite Neigungskorrekturelement (23B, 24B) an Positionen, die dem Rahmenkörper (36) gegenüberliegen und über Spalten in der X-Richtung jenseits der ersten Schwingkörperneigungs-Korrektur- Einrichtung (23A, 24A) vorgesehen ist.

5. Resonanzelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Spannungsunterdrückungseinrichtung (41, 42) vorgesehen ist, um auf die Tragebalken (3) direkt oder indirekt Kräfte in einer Richtung anzulegen, um jegli­ chen Zugspannungen in den Tragebalken (3) entgegenzu­ wirken, die durch elektrostatische Anziehungskräfte durch die Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung (23, 24) auf den Planar-Schwingkörper (10) gegeben werden.

6. Resonanzelement gemäß Anspruch 5, bei dem die Span­ nungsunterdrückungseinrichtung (41, 42) derart vor­ gesehen ist, daß sie der Schwingkörperneigungs-Kor­ rektur-Einrichtung (23, 24) gegenüberliegt und daß der Schwingkörper (10) über Spalten zwischen der Span­ nungsunterdrückungseinrichtung (41, 42) und der Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung (23, 24) angeordnet ist.

7. Resonanzelement gemäß Anspruch 6, bei dem die Span­ nungsunterdrückungseinrichtung (41, 42) strukturiert und angeordnet ist, um die Zugspannungen in den Trage­ balken (3) durch ein Liefern von elektrostatischen Anziehungskräften auf den Schwingkörper (10) zu unter­ drücken.

8. Resonanzelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Vertikalbewegungsseitenelektrode (30) auf zumindest entweder einer vorderen Oberfläche oder einer hinteren Oberfläche des Gewichtsabschnitts (2) vorgesehen ist, wobei eine stationäre gegenüberliegen­ de Elektrode (31) auf einer der Vertikalbewegungssei­ tenelektrode (30) gegenüberliegenden Seite und von dem Gewichtsabschnitt (2) in der Y-Richtung beabstandet angeordnet ist, wobei der Satz aus der Vertikalbewe­ gungsseitenelektrode (30) und der stationären gegen­ überliegenden Elektrode (31) aufgrund einer Winkel­ geschwindigkeit, die an den Schwingkörper (10) um die Z-Achse angelegt ist, als eine Erfassungselektrode zum Erfassen einer Schwingungsamplitude des Gewichts­ abschnitts (2) in der Y-Richtung wirkt, wobei die Schwingungsamplitude einer Veränderung der Winkel­ geschwindigkeit der Drehung um die Z-Achse entspricht.

9. Resonanzelement gemäß Anspruch 8, bei dem die Span­ nungsunterdrückungseinrichtung (41, 42) derart vor­ gesehen ist, daß sie der Schwingkörperneigungs-Korrek­ tur-Einrichtung (23, 24) gegenüberliegt und der Schwingkörper (10) über Abstände zwischen der Span­ nungsunterdrückungseinrichtung (41, 42) und der Schwingkörperneigungs-Korrektur-Einrichtung (23, 24) angeordnet ist.

10. Resonanzelement gemäß Anspruch 9, bei dem die Span­ nungsunterdrückungseinrichtung (41, 42) strukturiert und angeordnet ist, um die Zugspannungen in den Trage­ balken (3) durch ein Liefern von elektrostatischen Anziehungskräften auf den Schwingkörper (10) zu unter­ drücken.

11. Resonanzelement gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der Gewichtsabschnitt (2) aus Silizium oder Polysilizium gebildet ist und als die Bewegungsseiten­ elektrode dient.

12. Verfahren zum Einstellen der Schwingung eines Reso­ nanzelements mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Resonanzelements, das ein statio­ näres Substrat (1), das eine Hauptoberfläche aufweist, die sich in einer X- und Z-Richtung, die orthogonal zueinander sind, erstreckt, einen Planar-Schwingkörper (10), der mittels Tragebalken (3) befestigt ist, um in der X-Richtung schwingen zu können, wobei der Planar- Schwingkörper (10) eine Resonanzfrequenz und einen Gewichtsabschnitt (2) aufweist, der von dem statio­ nären Substrat (1) isoliert ist, einen Erreger (4) um den Planar-Schwingkörper (10) in der X-Richtung in Schwingung zu versetzen, und eine Neigungskorrektur­ einrichtung (23, 24) umfaßt, um elektrostatische Kräfte auf den Planar-Schwingkörper (10) zu liefern, um die Resonanzfrequenz des Planar-Schwingkörpers (10) einzustellen und um die Neigung des Planar-Schwing­ körpers (10) bezüglich der Hauptoberfläche des statio­ nären Substrats (1) zu korrigieren;
Erfassen einer Resonanzfrequenz des Planar-Schwing­ körpers (10);
Einstellen der Resonanzfrequenz auf einen gewünschten Wert unter Verwendung der Neigungskorrektureinrichtung (23, 24);
Erfassen einer Neigung des Planar-Schwingkörpers (10) bezüglich der Hauptoberfläche des stationären Substrats (1); und
Korrigieren der Neigung des Planar-Schwingkörpers (10) bezüglich der Hauptoberfläche des stationären Sub­ strats (1) unter Verwendung der Neigungskorrektur­ einrichtung (23, 24).

13. Verfahren zum Einstellen der Schwingung eines Reso­ nanzelements bei einem Winkelgeschwindigkeitssensor und darauffolgenden Bestimmen einer Winkelgeschwindig­ keit mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Resonanzelements, das ein sta­ tionäres Substrat (1), das eine Hauptoberfläche in einer X- und Z-Richtung, die orthogonal zueinander sind, aufweist, einen Planar-Schwingkörper (10), der mittels Tragebalken (3) befestigt ist, um in der X- Richtung schwingen zu können, wobei der Planar- Schwingkörper (10) einen Geawichtsabschnitt (2) auf­ weist, der von dem stationären Substrat (1) isoliert ist, einen Erreger (4), um den Planar-Schwingkörper (10) in der X-Richtung in Schwingung zu versetzen, eine Neigungskorrektureinrichtung (23, 24) zum Liefern von elektrostatischen Kräften auf den Planar-Schwing­ körper (10), um die Resonanzfrequenz des Planar- Schwingkörpers (10) einzustellen und die Neigung des Planar-Schwingkörpers (10) bezüglich der Hauptober­ fläche des stationären Substrats (1) zu korrigieren, eine Vertikalbewegungsseitenelektrode (30), die auf zumindest entweder einer vorderen Oberfläche oder einer hinteren Oberfläche des Gewichtsabschnitts (2) angeordnet ist, und eine stationäre gegenüberliegende Elektrode (31) umfaßt, die auf einer der Vertikal­ bewegungsseitenelektrode (30) gegenüberliegenden Seite angeordnet und von dem Gewichtsabschnitt (2) in der Y-Richtung beabstandet ist, wobei der Satz aus der Vertikalbewegungsseitenelektrode (30) und der statio­ nären gegenüberliegenden Elektrode (31) aufgrund einer Winkelgeschwindigkeit, die um die Z-Achse an den Schwingkörper (10) angelegt ist, als eine Erfassungs­ elektrode zum Erfassen einer Schwingungsamplitude des Gewichtsabschnitts (2) in der Y-Richtung wirkt, wobei die Schwingungsamplitude der Veränderung der Winkel­ geschwindigkeit der Drehung um die Z-Achse entspricht;
Erfassen einer Resonanzfrequenz des Planar-Schwing­ körpers (10);
Einstellen der Resonanzfrequenz auf einen gewünschten Wert unter Verwendung der Neigungskorrektureinrichtung (23, 24);
Erfassen einer Neigung des Planar-Schwingkörpers (10) bezüglich der Hauptoberfläche des stationären Sub­ strats (1);
Korrigieren der Neigung des Planar-Schwingkörpers (10) bezüglich der Hauptoberfläche des stationären Sub­ strats (1) unter Verwendung der Neigungskorrektur­ einrichtung (23, 24);
Anlegen einer Winkelgeschwindigkeit an das Resonanz­ element um eine Z-Achse, die orthogonal zu der X- und Y-Richtung ist, um zu bewirken, daß der Planar- Schwingkörper (10) aufgrund einer Corioliskraft in der Y-Richtung schwingt; und
Erfassen der Schwingungsamplitude des Gewichts­ abschnitts (2) in der Y-Richtung unter Verwendung der Erfassungselektrode, um die Winkelgeschwindigkeit der Drehung um die Z-Achse zu bestimmen.