ITTO20080604A1 - Micromotore elettrostatico con statore e rotore a contatto, in particolare per sistemi di memorizzazione probe storage - Google Patents

Micromotore elettrostatico con statore e rotore a contatto, in particolare per sistemi di memorizzazione probe storage

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ITTO20080604A1
ITTO20080604A1 IT000604A ITTO20080604A ITTO20080604A1 IT TO20080604 A1 ITTO20080604 A1 IT TO20080604A1 IT 000604 A IT000604 A IT 000604A IT TO20080604 A ITTO20080604 A IT TO20080604A IT TO20080604 A1 ITTO20080604 A1 IT TO20080604A1
Authority
IT
Italy
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substrate
indentations
movement
separation distance
facing
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Application number
IT000604A
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English (en)
Inventor
Ubaldo Mastromatteo
Bruno Murari
Giulio Ricotti
Original Assignee
St Microelectronics Srl
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/002Electrostatic motors
    • H02N1/004Electrostatic motors in which a body is moved along a path due to interaction with an electric field travelling along the path

Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“MICROMOTORE ELETTROSTATICO CON STATORE E ROTORE A CONTATTO, IN PARTICOLARE PER SISTEMI DI MEMORIZZAZIONE PROBE STORAGE”
La presente invenzione è relativa ad un micromotore elettrostatico in silicio con indentazioni, in particolare per sistemi di memorizzazione a livello atomico (generalmente noti come sistemi “probe storage”), a cui la seguente trattazione farà riferimento senza per questo perdere in generalità.
Come noto, i sistemi di memorizzazione che sfruttano una tecnologia basata sul magnetismo, quali ad esempio gli hard disk, soffrono di importanti limitazioni per quanto riguarda l’incremento della capacità di immagazzinamento dati e della velocità di lettura/scrittura, e la diminuzione delle loro dimensioni. In particolare, esiste un limite fisico, cosiddetto "limite superparamagnetico", che ostacola la riduzione delle dimensioni dei domini di memorizzazione magnetici al di sotto di una soglia critica, pena la perdita delle informazioni immagazzinate.
Negli ultimi anni sono stati pertanto proposti sistemi di memorizzazione alternativi, tra cui particolare rilievo hanno assunto i sistemi cosiddetti “probe storage”. Tali sistemi consentono di raggiungere elevate capacità di immagazzinamento dati in ridotte dimensioni e con bassi costi di fabbricazione.
In sintesi, i sistemi di memorizzazione “probe storage” prevedono l’utilizzo di una matrice di trasduttori (o sonde) fissati ad un substrato comune e ciascuno dotato di una rispettiva testina di lettura/scrittura; la matrice è situata in uso al di sopra di un supporto di memorizzazione (ad esempio di materiale polimerico, ferroelettrico, a cambiamento di fase, ecc.), ed è mobile in modo relativo rispetto ad esso. Ciascuna sonda è così in grado di interagire localmente con una porzione del supporto di memorizzazione, per scrivere, leggere o cancellare singoli bit di informazione. In particolare, il movimento relativo tra il supporto di memorizzazione e la matrice di trasduttori è generato da un micromotore accoppiato al supporto di memorizzazione.
A questo riguardo, sono noti micromotori elettrostatici generanti un movimento lineare, realizzati con tecnologie di microlavorazione di materiali semiconduttori (cosiddette tecnologie MEMS). Tali micromotori elettrostatici basano il loro funzionamento su un’interazione capacitiva tra un substrato fisso (noto come statore) ed un substrato mobile dotato di movimento relativo rispetto al substrato fisso (noto come rotore, senza che tale denominazione implichi tuttavia la presenza di un movimento rotatorio).
Il substrato di rotore è generalmente sospeso al di sopra del substrato di statore tramite elementi elastici; elementi di interazione elettrostatica portati dai substrati di rotore e di statore, ad esempio elettrodi di rotore e di statore disposti su rispettive superfici di affaccio, determinano, quando polarizzati in maniera opportuna, un movimento relativo di traslazione del substrato di rotore rispetto al substrato di statore lungo una direzione di scorrimento.
In particolare, gli elettrodi di statore e di rotore formano condensatori a facce piane parallele, disallineate. Quando viene applicata un’opportuna tensione di polarizzazione tra tali facce disallineate, si crea una forza di interazione elettrostatica che tende a riportarle in una posizione di allineamento, determinando il movimento risultante del substrato di rotore rispetto al substrato di statore. In maggior dettaglio, la capacità dei condensatori formati dagli elettrodi di statore e di rotore è variabile a seconda della loro posizione relativa, ed in particolare è massima quando gli elettrodi sono allineati e minima in caso di completo disallineamento.
Un possibile andamento di tale capacità è mostrato in figura 1a. Tale andamento è periodico, e presenta una successione di tratti crescenti in modo sostanzialmente lineare da una capacità minima Cminad una capacità massima Cmax, il cui valore dipende sostanzialmente dalla geometria degli elettrodi e dalla loro distanza, e di tratti decrescenti, anch’essi sostanzialmente lineari ed aventi la stessa pendenza dei tratti crescenti, dalla capacità massima Cmaxalla capacità minima Cmin.
In modo noto, l’energia immagazzinata nel condensatore è data dall’espressione:
dove C(x) è la capacità variabile lungo la direzione di scorrimento x, e V è la tensione di polarizzazione applicata tra gli elettrodi di statore e di rotore, avente ad esempio un andamento a treno di impulsi rettangolari (figura 1b).
La componente della forza di interazione elettrostatica diretta lungo la direzione di scorrimento x è data dall’espress ione:
ed è quindi funzione della variazione della capacità C, ed in particolare della pendenza del suo andamento crescente/decrescente.
A seconda del verso dello spostamento lineare che si desidera generare lungo la direzione di scorrimento x, gli impulsi di polarizzazione vengono applicati alternativamente nel tratto di crescita (come mostrato in figura 1b per un singolo elettrodo di statore), o nel tratto di decrescita, dell’andamento della capacità C; è dunque possibile controllare, tramite la tensione di polarizzazione V, direzione e velocità del movimento del micromotore elettrostatico.
Oltre alla componente utile diretta lungo la direzione di scorrimento, che determina il movimento relativo tra il substrato di rotore ed il substrato di statore, la forza di interazione elettrostatica così generata presenta una componente di disturbo diretta lungo una direzione ortogonale a tale direzione di scorrimento, che tende ad esempio ad avvicinare i substrati di rotore e di statore. Questo movimento viene opportunamente contrastato dagli elementi elastici accoppiati al substrato di rotore, che devono essere a tal fine dotati di una rigidità (“stiffness”) sufficiente per evitare il movimento del substrato di rotore lungo la direzione ortogonale.
In modo noto, uno dei principali obiettivi nello sviluppo dei micromotori elettrostatici è quello di massimizzare la componente utile e di minimizzare la componente di disturbo della forza di interazione elettrostatica, o in maniera equivalente di massimizzare il rapporto tra componente utile e componente di disturbo. Inoltre, risulta necessario garantire un obiettivo minimo di stabilità del substrato di rotore per quanto riguarda le deformazioni lungo la direzione ortogonale (ad esempio, tali deformazioni devono rimanere in un intervallo pari a /- 200 nm, considerando uno spessore per il substrato di rotore pari a circa 400 μm).
Scopo della presente invenzione è quello di fornire un micromotore elettrostatico che rappresenti un perfezionamento della tecnica nota, ed in particolare che permetta di incrementare una forza di interazione elettrostatica utile che si genera in uso tra i substrati di rotore e di statore, di conseguenza aumentando la forza lineare sviluppata dal micromotore e riducendo l’energia dissipata.
Secondo la presente invenzione vengono pertanto forniti un micromotore elettrostatico ed un relativo procedimento di fabbricazione, come definiti rispettivamente nelle rivendicazioni 1 e 14.
Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- le figure 1a e 1b mostrano andamenti di grandezze elettriche associate ad un micromotore elettrostatico;
- la figura 2 mostra una sezione attraverso un micromotore elettrostatico in accordo con una prima forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 3 mostra una sezione attraverso un micromotore elettrostatico in accordo con una seconda forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 4 mostra la distribuzione di linee di campo elettrico nel micromotore elettrostatico di figura 3, all’applicazione di una determinata condizione di polarizzazione;
- la figura 5 mostra una sezione attraverso un micromotore elettrostatico in accordo con una variante della presente invenzione; e
- la figura 6 è una rappresentazione prospettica schematica di un dispositivo di memorizzazione di tipo “probe storage”, secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione.
Come mostrato in figura 2 (non in scala, così come le figure successive), un micromotore elettrostatico 1 comprende un substrato di statore 2, ed un substrato di rotore 3 disposto al di sopra del substrato di statore 2; tipicamente, sia il substrato di rotore 3 che il substrato di statore 2 sono realizzati in materiale semiconduttore (ad esempio silicio).
Il substrato di rotore 3 è sospeso al di sopra del substrato di statore 2 tramite elementi elastici 4 (mostrati schematicamente), ancorati (in modo non illustrato) allo stesso substrato di statore 2.
Su una superficie di affaccio 2a del substrato di statore 2 rivolta verso il substrato di rotore 3, è presente un primo strato di isolamento 5, ad esempio di ossido di silicio, al di sopra del quale è realizzata una pluralità di elettrodi di statore 6, di materiale conduttivo, ad esempio polisilicio o metallo; contatti elettrici (non illustrati), disposti in modo opportuno, sono collegati agli elettrodi di statore 6 per consentirne la polarizzazione a tensioni desiderate.
Gli elettrodi di statore 6 sono disposti a distanza regolare ed intervallati di un primo passo p1lungo una direzione di scorrimento x, lungo la quale avviene un movimento relativo di traslazione lineare tra il substrato di statore 2 ed il substrato di rotore 3. Gli elettrodi di statore 6 presentano inoltre una forma allungata lungo una prima direzione trasversale y, ortogonale alla direzione di scorrimento x (come visibile nella successiva figura 6).
Il substrato di rotore 3 presenta una pluralità di indentazioni (o cave) di rotore 8, che si aprono in corrispondenza di una rispettiva superficie di affaccio 3a rivolta verso il substrato di statore 2, e si estendono verso l’interno del substrato di rotore 3; le indentazioni di rotore 8 sono realizzate ad esempio mediante attacco chimico, e definiscono tra di loro sporgenze (o denti) di rotore 9, affacciate verso il substrato di statore 2 ed i corrispondenti elettrodi di statore 6.
Le sporgenze di rotore 9 sono disposte a distanza regolare, intervallate di un secondo passo p2lungo la direzione di scorrimento x. Il secondo passo p2è diverso, ad esempio maggiore, del primo passo p1(ad esempio, il primo ed il secondo passo p1, p2sono pari rispettivamente a 2 μm e 4 μm). Il differente passo degli elettrodi di statore 6 e delle sporgenze di rotore 9 garantisce il movimento relativo tra i substrati di statore e rotore evitando punti di stabilità della forza di interazione elettrostatica. La larghezza L (lungo la direzione di scorrimento x) degli elettrodi di statore 6 e delle sporgenze di rotore 9 è sostanzialmente uguale, ad esempio pari a 4 μm; gli elettrodi di statore 6 risultano pertanto sfalsati rispetto alle sporgenze di rotore 9 lungo la direzione di scorrimento x. Le indentazioni di rotore 8 presentano anch’esse una forma allungata lungo la prima direzione trasversale y (come mostrato in figura 6), e si estendono nel substrato di rotore 3 lungo una seconda direzione trasversale z, ortogonale alla direzione di scorrimento x ed alla prima direzione trasversale y, ad esempio per una profondità h pari a 6 μm.
In uso, il substrato di rotore 3 viene mantenuto ad un potenziale di riferimento costante (ad esempio a massa), mentre gli elettrodi di statore 6 sono polarizzati con treni di impulsi rettangolari opportunamente sfasati tra loro. In particolare, gli elettrodi di statore 6 sono suddivisi in gruppi aventi la stessa posizione relativa rispetto a corrispondenti sporgenze di rotore 9. Elettrodi di statore 6 all’interno di uno stesso gruppo vengono polarizzati con treni di impulsi in fase tra loro, che risultano sfasati rispetto a treni di impulsi polarizzanti elettrodi appartenenti ad altri gruppi, così da creare la suddetta forza di interazione elettrostatica tra i substrati di rotore 3 e statore 2.
Un aspetto principale della presente invenzione trae origine dalla constatazione che la componente utile Fxdella forza di interazione elettrostatica tra elettrodi di statore 6 e sporgenze di rotore 9 (si faccia anche riferimento alla discussione precedente) cresce al diminuire del valore minimo Cmindella capacità C. Infatti, diminuendo il valore minimo Cmin, che si raggiunge in questo caso quando gli elettrodi di statore 6 sono allineati alle indentazioni di rotore 8, aumenta la variazione capacitiva lungo la direzione di scorrimento x, da cui dipende il valore della suddetta forza di interazione.
In particolare, il valore minimo Cmindipende, tra l’altro, da un’interazione che si verifica tra gli elettrodi di statore 6 e pareti laterali 8a delle indentazioni di rotore 8. Infatti, tra un elettrodo di statore 6 e le suddette pareti laterali 8a si crea un effetto di interazione capacitiva (cosiddetto “effetto parete”) che ha come conseguenza l’innalzamento del valore minimo della capacità C. Per eliminare, o quantomeno limitare, il suddetto effetto parete sul valore della capacità minima Cmin, l’indentazione di rotore 8 viene configurata in modo da aumentare una distanza tra le sue pareti laterali 8a e l’elettrodo di statore 6, nella condizione di reciproco allineamento. Le indentazioni di rotore 8 presentano pertanto una larghezza, misurata lungo la direzione di scorrimento x (o in modo equivalente una distanza tra le pareti laterali 8a), variabile a seconda della profondità all’interno del substrato di rotore 3.
In maggior dettaglio, le indentazioni di rotore 8 presentano una prima larghezza d1in corrispondenza della superficie di affaccio 3a verso il substrato di statore 2, e si allargano verso l’interno fino a raggiungere una seconda larghezza d2maggiore della prima larghezza d1(ed avente valore massimo); ad esempio, la larghezza massima si raggiunge in corrispondenza della metà della profondità h.
La prima larghezza d1coincide con il secondo passo p2tra le sporgenze di rotore 9, ed è sostanzialmente compresa tra un terzo ed i due terzi della seconda larghezza d2; ad esempio, la prima larghezza d1è compresa tra circa 1,5-3 μm, e la seconda larghezza d2è compresa tra circa 2-6 μm. In sostanza, l’indentazione di rotore 8 è conformata in modo tale che la distanza tra le sue pareti laterali 8a in corrispondenza di almeno una sua regione interna sia maggiore rispetto alla stessa distanza al suo imbocco, in corrispondenza cioè della superficie di affaccio 3a. Inoltre, la distanza tra le pareti laterali 8a all’interno dell’indentazione risulta maggiore del secondo passo p2, per tutto lo spessore dell’indentazione stessa.
Nell’esempio di figura 2, le pareti laterali 8a dell’indentazione di rotore 8 non sono verticali e rettilinee, ma curve (concave), e si estendono verso l’interno delle adiacenti sporgenze di rotore 9. Definendo con A un asse mediano e di simmetria dell’indentazione di rotore 8, ortogonale alla superficie di affaccio 3a, le pareti laterali 8a si allontanano dall’asse mediano A, a partire dalla superficie di affaccio 3a, verso l’interno dell’indentazione.
Di conseguenza, l’elettrodo di statore 6, quando allineato all’indentazione di rotore 8 (o disposto in corrispondenza dell’asse mediano A), si trova ad una distanza maggiore dalle pareti laterali 8a dell’indentazione, diminuendo così il contributo delle pareti stesse al valore della capacità minima Cmin. In particolare, è possibile stimare una diminuzione del valore di tale capacità minima Cminpari al 10%-20%.
Una seconda forma di realizzazione della presente invenzione, mostrata in figura 3, prevede una differente conformazione delle indentazioni di rotore 8, e conseguentemente delle sporgenze di rotore 9.
In particolare, le sporgenze di rotore 9 presentano una conformazione a “T rovesciata” in una sezione parallela alla direzione di scorrimento x, e presentano una porzione di affaccio 9a rivolta verso il substrato di statore 2 avente larghezza L, ed una porzione di attacco 9b, sostanzialmente ortogonale alla porzione di affaccio 9a, che collega la porzione di affaccio 9a al substrato di rotore 3; la larghezza della porzione di attacco 9b è minore, ad esempio pari a circa un quarto, della larghezza L. L’indentazione di rotore 8 presenta di conseguenza una porzione di imbocco 12 in corrispondenza della superficie di affaccio 3a, situata tra porzioni di affaccio 9a di due sporgenze di rotore 9 adiacenti, ed avente la prima larghezza d1; ed una porzione principale 14 avente forma sostanzialmente rettangolare e avente la seconda larghezza d2, maggiore (ad esempio doppia) della prima larghezza d1, situata tra le porzioni di attacco 9b delle due sporgenze di rotore 9 adiacenti. È possibile dimostrare che questa forma delle indentazioni di rotore 8 permette di aumentare ulteriormente la forza di interazione elettrostatica utile tra i substrati di rotore 3 e di statore 2.
Un ulteriore aspetto della presente invenzione consente di ridurre la componente di disturbo della forza elettrostatica, diretta lungo la seconda direzione trasversale z.
In dettaglio, uno stadio di polarizzazione accoppiato al micromotore elettrostatico 1 ed atto a generare segnali elettrici per la polarizzazione degli elettrodi di statore 6 e delle sporgenze di rotore 9, è in questo caso configurato per polarizzare elettrodi di statore 6 adiacenti lungo la direzione di scorrimento x con tensioni di polarizzazione opposte (aventi ad esempio valori compresi tra /- 40 V e /- 80 V).
Come mostrato schematicamente in figura 4, le linee di campo elettrico, all’applicazione di tensioni di polarizzazione opposte /-V, si addensano nelle regioni tra elettrodi di statore 6 consecutivi, determinando un effetto di “schiacciamento” del campo elettrico risultante. Ne risulta un incremento della componente utile ed una diminuzione della componente di disturbo della forza di interazione elettrostatica tra gli elettrodi di statore 6 e le sporgenze di rotore 9.
La figura 5 mostra una variante della presente invenzione, che prevede la realizzazione di un isolamento simmetrico degli elettrodi di statore 6 e delle sporgenze di rotore 9. In dettaglio, regioni dielettriche 16, ad esempio di ossido di silicio, vengono formate (ad esempio per deposizione, o per crescita termica) sulle superfici delle sporgenze di rotore 9 affacciate agli elettrodi di statore 6. Inoltre, un ulteriore strato di isolamento 17 viene formato (ad esempio per deposizione) al di sopra del primo strato di isolamento 5, ricoprendo gli elettrodi di statore 6. Vantaggiosamente, l’effetto di tale ossidazione simmetrica è quello di concentrare le linee di campo elettrico nell’area tra le regioni dielettriche 16 e la superficie superiore dell’ulteriore strato di isolamento 17, nuovamente determinando uno “schiacciamento” del campo elettrico, ed un incremento della componente utile, ed una diminuzione della componente di disturbo, della forza di interazione elettrostatica.
Chiaramente, risulta possibile combinare i vantaggi delle due varianti descritte in precedenza, e cioè, oltre ad ossidare in maniera simmetrica elettrodi di statore 6 e sporgenze di rotore 9, polarizzare con tensioni opposte elettrodi di statore 6 adiacenti lungo la direzione di scorrimento x, ottenendo in tal modo un ancora maggiore incremento della forza di interazione utile rispetto alla forza di interazione di disturbo.
Il micromotore elettrostatico 1 descritto può essere vantaggiosamente utilizzato in un dispositivo elettronico di memorizzazione 20 di tipo “probe storage”, come illustrato in figura 6.
In dettaglio, il dispositivo di memorizzazione 20 comprende una matrice bidimensionale 21 di trasduttori (o sonde) 22 fissati ad un substrato comune 23, ad esempio di silicio, realizzato in tecnologia CMOS. La matrice bidimensionale 21 è disposta al di sopra di un supporto di memorizzazione 24, ad esempio di materiale polimerico, ferroelettrico, o a cambiamento di fase, ecc. Ciascuna sonda 22 comprende un elemento di supporto 25 di materiale semiconduttore sospeso a sbalzo al di sopra del supporto di memorizzazione 24, ed un elemento di interazione 26 (o punta) rivolto verso il supporto di memorizzazione 24, e portato dall’elemento di supporto 25 in corrispondenza di una sua estremità libera; l’elemento di interazione 26 è configurato in modo da eseguire operazioni di lettura, scrittura o cancellazione, interagendo localmente con una porzione del supporto di memorizzazione 24.
Il supporto di memorizzazione 24 è accoppiato meccanicamente in modo solidale al micromotore elettrostatico 1, in particolare è disposto al di sopra di una superficie esterna 3b del substrato di rotore 3, opposta alla superficie di affaccio 3a verso il substrato di statore 2. In tal modo, l’azionamento del micromotore elettrostatico 1 provoca un corrispondente movimento del supporto di memorizzazione 24 lungo la direzione di scorrimento x, ed un suo spostamento relativo rispetto alle sonde 22. Pilotando opportunamente il micromotore elettrostatico 1 è possibile controllare il posizionamento delle sonde 22 in corrispondenza di punti desiderati del supporto di memorizzazione 24, dove si desidera effettuare operazioni di lettura, scrittura, o cancellazione dei dati in memoria. Risulta a tal fine conveniente predisporre un controllo in retroazione dell’azionamento del micromotore elettrostatico 1, mediante l’utilizzo di uno stadio di rilevamento posizione 28 atto a rilevare la posizione del micromotore (ad esempio con tecnica capacitiva), e a trasmettere l’informazione di posizione rilevata in retroazione ad uno stadio di polarizzazione 29, atto a generare segnali di polarizzazione per controllare l’attuazione del micromotore elettrostatico.
Da quanto descritto ed illustrato, sono evidenti i vantaggi che il micromotore elettrostatico secondo l’invenzione consente di ottenere.
Innanzitutto, l’approccio elettrostatico per la realizzazione del micromotore è vantaggioso in quanto permette di ottenere una struttura compatta, impilata (stacked) in direzione verticale. Le indentazioni di rotore 8 generano un andamento variabile della capacità C tra gli elettrodi di statore 6 ed il substrato di rotore 3 ed una conseguente forza di interazione, senza richiedere complesse connessioni metalliche esterne.
L’allontanamento delle pareti laterali 8a delle indentazioni di rotore 8 dagli elettrodi di statore 6 consente una riduzione del valore minimo di capacità Cmin, un conseguente aumento della componente utile della forza di interazione elettrostatica tra il substrato di statore 2 ed il substrato di rotore 3, ed una diminuzione dell’energia dissipata. La forma di realizzazione descritta in figura 3 risulta particolarmente vantaggiosa, in quanto consente di ottenere una distanza maggiore di separazione tra le pareti laterali 8a e gli elettrodi di statore 6.
È inoltre vantaggiosa la possibilità di ridurre la componente di disturbo della forza di interazione elettrostatica scegliendo opportunamente i segnali di polarizzazione degli elettrodi di statore 6 e delle sporgenze di rotore 9, in modo da massimizzare il rapporto tra componente utile e componente di disturbo della stessa forza di interazione elettrostatica.
Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.
In particolare, è chiaro che possono essere previste forme differenti per le indentazioni di rotore 8, così come possono essere utilizzati differenti valori dimensionali, purché si ottenga in ogni caso l’effetto di allontanare le pareti laterali 8a delle indentazioni di rotore 8 dai sottostanti elettrodi di statore 6. Ad esempio, possono essere previsti differenti valori per il rapporto tra la prima e la seconda larghezza d1e d2. Eventualmente, potrebbe essere allontanata dall’asse mediano A una sola delle pareti laterali 8a all’interno dell’indentazione di rotore 8 (l’indentazione di rotore 8 non risultando in tal caso simmetrica rispetto allo stesso asse mediano A).
Inoltre, il micromotore elettrostatico 1 può essere utilizzato in altre applicazioni, differenti dal dispositivo di memorizzazione descritto. Ad esempio, esso può essere utilizzato in un dispositivo commutatore (“switch”) ottico, di tipo per sé noto, per movimentare ed orientare mezzi di riflessione di un fascio luminoso.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Micromotore elettrostatico (1) comprendente un substrato fisso (2), un substrato mobile (3) affacciato a detto substrato fisso (2), ed elementi di interazione elettrostatica (6, 8) configurati in modo da consentire un movimento relativo di detto substrato mobile (3) rispetto a detto substrato fisso (2) lungo una direzione di movimento (x), detti elementi di interazione elettrostatica comprendendo elettrodi (6) disposti al di sopra di una superficie di affaccio (2a) di detto substrato fisso (2) verso detto substrato mobile (3), ed indentazioni (8) estendentisi all’interno di detto substrato mobile (3) a partire da una rispettiva superficie di affaccio (3a) verso detto substrato fisso e definenti tra loro sporgenze (9) sfalsate rispetto a detti elettrodi lungo detta direzione di movimento (x), caratterizzato dal fatto che pareti laterali (8a) di dette indentazioni (8) presentano una prima distanza di separazione (d1) in corrispondenza di detta rispettiva superficie di affaccio (3a), ed una seconda distanza di separazione (d2), maggiore di detta prima distanza di separazione (d1), in corrispondenza di una regione interna di dette indentazioni (8).
  2. 2. Micromotore secondo la rivendicazione 1, in cui dette prima e seconda distanza di separazione (d1, d2) sono misurate lungo detta direzione di movimento (x), e corrispondono rispettivamente ad un primo e ad un secondo valore di una larghezza di dette indentazioni (8).
  3. 3. Micromotore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta prima distanza di separazione (d1) è compresa tra circa un terzo ed i due terzi di detta seconda distanza di separazione (d2).
  4. 4. Micromotore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui una distanza di separazione tra dette pareti laterali (8a) di dette indentazioni (8) è maggiore di detta prima distanza di separazione (d1) per un’intera profondità (h) di dette indentazioni all’interno di detto substrato mobile (3).
  5. 5. Micromotore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dette sporgenze (9) presentano una sezione sostanzialmente a “T rovesciata”, e comprendono una porzione di affaccio (9a) verso detti elettrodi (6) avente una larghezza di affaccio (L), ed una porzione di attacco (9b) sostanzialmente ortogonale a detta porzione di affaccio (9a), avente larghezza minore di detta larghezza di affaccio (L), e raccordante detta porzione di affaccio (9a) a detto substrato mobile (3); ed in cui dette indentazioni (8) presentano una porzione di imbocco (12) disposta tra porzioni di affaccio (9a) di due sporgenze (9) adiacenti lungo detta direzione di movimento (x) ed avente larghezza pari a detta prima distanza di separazione (d1), ed una porzione principale (14) disposta tra porzioni di attacco (9b) di dette due sporgenze (9) adiacenti ed avente larghezza pari a detta seconda distanza di separazione (d2).
  6. 6. Micromotore secondo la rivendicazione 5, in cui detta porzione di imbocco (12) e detta porzione principale (14) hanno una forma sostanzialmente rettangolare in detta sezione; detta sezione essendo parallela a detta direzione di movimento (x).
  7. 7. Micromotore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui dette indentazioni (8) hanno un asse mediano (A), ed almeno una di dette pareti laterali (8a) è curva e si allontana da detto asse mediano (A), a partire da detta superficie di affaccio (3a) verso l’interno di detto substrato mobile (3).
  8. 8. Micromotore secondo la rivendicazione 7, in cui detto asse mediano (A) è un asse di simmetria per dette indentazioni (8).
  9. 9. Micromotore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti elettrodi (6) sono disposti a distanza regolare lungo detta direzione di movimento (x) ad un primo passo (p1), e dette sporgenze (9) sono disposte a distanza regolare lungo detta direzione di movimento (x) ad un secondo passo (p2) diverso da, in particolare maggiore di, detto primo passo (p1); detto secondo passo (p2) essendo pari a detta prima distanza di separazione (d1).
  10. 10. Micromotore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre regioni di materiale isolante (16) disposte su rispettive superfici di dette sporgenze (9) affacciate a detto substrato fisso (2), ed uno strato di materiale isolante (17) disposto al di sopra di detti elettrodi (6) ed affacciato a dette regioni di materiale isolante (16).
  11. 11. Micromotore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre uno stadio di polarizzazione (15) atto a generare segnali elettrici di polarizzazione (+V, -V); in cui detti elettrodi (6) sono disposti affiancati lungo detta direzione di movimento (x), e detto stadio di polarizzazione (15) è configurato in modo da fornire ad elettrodi (6) consecutivi lungo detta direzione di movimento (x) segnali di polarizzazione (+V, -V) aventi polarità opposta.
  12. 12. Dispositivo elettronico (20) comprendente un micromotore elettrostatico (1), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
  13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, in cui detto dispositivo elettronico è un dispositivo di memorizzazione (20) di tipo “probe storage”, e comprende un supporto di memorizzazione (24) accoppiato in modo solidale a detto substrato mobile (3) in modo da essere movimentato lungo detta direzione di movimento (x), ed una matrice di sonde (22) disposte al di sopra di, e per interagire localmente con, detto substrato di memorizzazione (24).
  14. 14. Procedimento di fabbricazione di un micromotore elettrostatico (1), comprendente le fasi di predisporre un substrato fisso (2) ed un substrato mobile (3) in posizione affacciata, e formare elementi di interazione elettrostatica (6, 8) configurati in modo da consentire un movimento relativo di detto substrato mobile (3) rispetto a detto substrato fisso (2) lungo una direzione di movimento (x), detta fase di formare detti elementi di interazione elettrostatica comprendendo formare elettrodi (6) disposti al di sopra di una superficie di affaccio (2a) di detto substrato fisso (2) verso detto substrato mobile (3), ed indentazioni (8) estendentisi all’interno di detto substrato mobile (3) a partire da una rispettiva superficie di affaccio (3a) verso detto substrato fisso e definenti tra loro sporgenze (9) sfalsate rispetto a detti elettrodi lungo detta direzione di movimento (x), caratterizzato dal fatto che detta fase di formare indentazioni (8) comprende formare pareti laterali (8a) di dette indentazioni aventi una prima distanza di separazione (d1) in corrispondenza di detta rispettiva superficie di affaccio (3a), ed una seconda distanza di separazione (d2), maggiore di detta prima distanza di separazione (d1), in corrispondenza di una regione interna di dette indentazioni (8).
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