ITTO20130174A1 - Dispositivo mems e relativa struttura micromeccanica con compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche - Google Patents

Dispositivo mems e relativa struttura micromeccanica con compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche

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ITTO20130174A1
ITTO20130174A1 IT000174A ITTO20130174A ITTO20130174A1 IT TO20130174 A1 ITTO20130174 A1 IT TO20130174A1 IT 000174 A IT000174 A IT 000174A IT TO20130174 A ITTO20130174 A IT TO20130174A IT TO20130174 A1 ITTO20130174 A1 IT TO20130174A1
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symmetry
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Description

DESCRIZIONE
“DISPOSITIVO MEMS E RELATIVA STRUTTURA MICROMECCANICA CON COMPENSAZIONE INTEGRATA DELLE DEFORMAZIONI TERMO-MECCANICHEâ€
La presente invenzione à ̈ relativa ad un dispositivo microelettromeccanico (cosiddetto MEMS, da “Micro Electro Mechanical Systems†), e ad una relativa struttura micromeccanica, con compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche (o stress termo-meccanici). La seguente descrizione farà particolare riferimento, senza per questo perdere in generalità, ad un dispositivo sensore inerziale, quale un accelerometro lineare.
Come noto, le tecniche di micro-fabbricazione dei dispositivi a semiconduttori consentono la realizzazione di strutture micromeccaniche all’interno di strati generalmente di materiale semiconduttore, che sono stati depositati (ad esempio uno strato di silicio policristallino) o cresciuti (ad esempio uno strato epitassiale) al di sopra di strati sacrificali, che vengono rimossi tramite attacco chimico.
Ad esempio, sono noti dispositivi sensori inerziali MEMS, che comprendono almeno una struttura micromeccanica integrata in una piastrina (die) di materiale semiconduttore, e dotata di regioni mobili (cosiddette regioni di rotore) sospese rispetto ad un substrato della piastrina, e di regioni fisse (cosiddette regioni di statore) ancorate e solidali al substrato stesso ed in particolare ad un contenitore (package) del dispositivo MEMS. Le regioni mobili sono collegate ad ancoraggi solidali al substrato tramite l’interposizione di elementi elastici di polarizzazione (molle); in presenza di una grandezza da rilevare (ad esempio una accelerazione), le regioni mobili si muovono per effetto inerziale rispetto alle regioni fisse, lungo uno o più assi, che costituiscono gli assi di rilevamento del sensore.
Nel caso in cui venga utilizzato un principio di rilevamento capacitivo, le regioni mobili e le regioni fisse sono tra loro accoppiate capacitivamente, formando condensatori di rilevamento, la cui capacità di rilevamento presenta un valore che à ̈ funzione del movimento inerziale delle regioni mobili e, dunque, della grandezza da rilevare.
Le varie regioni che compongono la struttura micromeccanica possono presentare differenti coefficienti di dilatazione termica, specialmente nel caso in cui siano soggette a differenti drogaggi. Inoltre, il materiale (tipicamente plastico o ceramico) con cui viene realizzato il contenitore del dispositivo MEMS, in cui à ̈ alloggiata la struttura micromeccanica, presenta un differente coefficiente di dilatazione termica rispetto al materiale di cui à ̈ composta la struttura stessa (generalmente silicio monocristallino o policristallino).
Deformazioni derivate dai processi di saldatura, o in generale da gradienti termici generati durante l’uso del dispositivo MEMS, si trasferiscono dal contenitore alla piastrina di silicio in cui à ̈ realizzata la struttura micromeccanica.
Di conseguenza, nella stessa piastrina si possono verificare deformazioni termo-meccaniche (ad esempio secondo il fenomeno noto come “die warpage†), ed in particolare tali deformazioni possono essere trasferite agli ancoraggi delle regioni mobili e/o delle regioni fisse, agendo anche in maniera diversa e non uniforme sui vari punti di ancoraggio, che possono essere soggetti a piccoli spostamenti relativi gli uni rispetto agli altri; in generale, si possono creare stress, tensioni e compressioni, e si può modificare la posizione reciproca delle varie parti della struttura.
A causa di tale fenomeno, si può dunque generare una variazione della capacità di rilevamento, anche nel caso di assenza della grandezza inerziale da rilevare (ad esempio, in assenza di un’accelerazione), con la risultante presenza di una deviazione (drift o offset) del valore di uscita fornito dal dispositivo MEMS.
Ciò comporta alterazioni nelle prestazioni del dispositivo MEMS, in particolare errori e derive di misura, che risultano anche variabili a seconda del lotto di produzione, e a volte anche tra sensori appartenenti ad uno stesso lotto di produzione, ed inoltre variabili nel tempo.
Per compensare le succitate derive di misura, sono pertanto state proposte svariate soluzioni.
In particolare, alcune soluzioni prevedono generalmente la compensazione elettronica delle derive termiche della misura fornita dalla struttura micromeccanica tramite l’introduzione di opportuni componenti elettronici nell’interfaccia di lettura associata alla struttura stessa nel dispositivo MEMS, solitamente come circuito integrato ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
Ad esempio, una soluzione nota prevede l’utilizzo di un sensore di temperatura nell’elettronica di lettura associata alla struttura micromeccanica. Nota la temperatura, le derive del sistema vengono compensate elettronicamente, facendo ricorso a curve di compensazione precedentemente ottenute tramite opportune procedure di calibrazione e/o simulazione.
Soluzioni di tal genere risultano tuttavia onerose, in quanto necessitano di costose e delicate procedure di misura per ottenere curve di compensazione che mappino in modo accurato le derive termiche dei sensori, e di apposite operazioni di compensazione; inoltre, il grado di precisione ottenibile non à ̈ in generale del tutto soddisfacente e ripetibile.
Altre soluzioni che sono state proposte prevedono quindi una compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche, mediante l’introduzione di elementi strutturali di compensazione nella stessa struttura micromeccanica.
Ad esempio, il brevetto US 7,646,582 descrive un dispositivo MEMS in cui, oltre ad una struttura micromeccanica di rilevamento, Ã ̈ presente una struttura micromeccanica di compensazione, del tutto analoga alla struttura micromeccanica di rilevamento, ed atta a subire le stesse deformazioni termo-meccaniche e ad essere insensibile alle grandezze inerziali da rilevare (in particolare, accelerazioni lineari).
Tale soluzione, pur fornendo vantaggiosamente una efficace compensazione integrata, richiede tuttavia un notevole utilizzo di risorse in termini di area occupata nella piastrina di materiale semiconduttore, dato che prevede la presenza di una massa di compensazione (del tutto analoga alla massa inerziale di rilevamento), con associati elettrodi, elementi elastici ed ancoraggi. Tale soluzione risulta pertanto di difficile implementazione nel caso in cui la riduzione delle dimensioni e dei costi costituisca un importante requisito di progetto (come ad esempio nel caso di applicazioni portatili).
Una ulteriore soluzione nota, descritta nel brevetto US 7,520,171 prevede solamente la presenza di alcuni elementi di compensazione integrati, senza replicare l’intera struttura micromeccanica di rilevamento e senza richiedere dunque la presenza di una ulteriore massa. La particolare soluzione descritta in tale brevetto consente tuttavia la sola compensazione di deformazioni planari (ovvero agenti in un piano orizzontale di estensione principale della struttura), parallelamente al substrato della piastrina, ma non consente la compensazione di componenti di deformazione agenti fuori dal piano orizzontale (in particolare, agenti lungo una direzione verticale, ortogonale allo stesso piano orizzontale).
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di risolvere, almeno in parte, tali problematiche, fornendo un dispositivo MEMS includente almeno una struttura micromeccanica dotata di una perfezionata compensazione integrata della temperatura e delle deformazioni termomeccaniche.
Secondo la presente invenzione vengono pertanto forniti una struttura micromeccanica ed un dispositivo MEMS, come definiti nelle rivendicazioni allegate.
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:
- la figura 1 Ã ̈ una rappresentazione di principio di una struttura micromeccanica con compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche, secondo un aspetto della presente soluzione;
- la figura 2 Ã ̈ una vista in pianta schematica di una prima forma di realizzazione di un dispositivo MEMS, includente una struttura micromeccanica monoassiale con compensazione integrata delle deformazioni termomeccaniche, riferita ad un movimento planare;
- la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione schematica di parte del dispositivo MEMS di figura 2, presa lungo la linea di sezione III-III della stessa figura 2;
- la figura 4 Ã ̈ una vista in pianta schematica di una seconda forma di realizzazione di un dispositivo MEMS, includente una struttura micromeccanica monoassiale, riferita nuovamente ad un movimento planare;
- la figura 5 Ã ̈ una vista in pianta di una terza forma di realizzazione, di tipo biassiale, di un dispositivo MEMS, includente una prima ed una seconda struttura di rilevamento monoassiale, con compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche, riferite ciascuna ad un rispettivo movimento planare;
- le figure 6-7 sono viste in pianta di una quinta e, rispettivamente, di una sesta forma di realizzazione di un dispositivo MEMS, includente una struttura di rilevamento monoassiale con compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche, riferita ad un movimento fuori dal piano;
- le figure 8-9 sono viste in pianta di una settima e, rispettivamente, di una ottava forma di realizzazione di un dispositivo MEMS, di tipo triassiale, includente una prima ed una seconda struttura di rilevamento monoassiale, riferite ciascuna ad un rispettivo movimento planare, ed inoltre una terza struttura di rilevamento monoassiale, riferita ad un movimento fuori dal piano.
Come sarà descritto in dettaglio in seguito, l’idea generale alla base della presente invenzione prevede di integrare, all’interno di una struttura micromeccanica dotata di elettrodi di rilevamento, una opportuna disposizione (“arrangement†) di elettrodi di compensazione, disposti in modo tale da essere soggetti, in seguito a deformazioni termo-meccaniche, agli stessi stress, sollecitazioni o spostamenti, a cui sono sottoposti gli elettrodi di rilevamento.
Nella struttura micromeccanica risultante, nel caso specifico operante secondo il principio capacitivo, si definiscono dunque: condensatori di rilevamento, la cui capacità varia in funzione di una grandezza inerziale da rilevare, ad esempio una accelerazione lineare, ed à ̈ inoltre influenzata dalle deformazioni termo-meccaniche; ed inoltre condensatori di compensazione, la cui capacità à ̈ solamente funzione delle stesse deformazioni termomeccaniche.
Di conseguenza, risulta possibile eseguire una opportuna combinazione dei valori di capacità dei suddetti condensatori di rilevamento e di compensazione, per ottenere un segnale risultante che à ̈ funzione della sola grandezza inerziale da rilevare e risulta insensibile rispetto alle deformazioni termo-meccaniche. Ad esempio, tale operazione di combinazione può essere eseguita direttamente in un circuito elettronico ASIC associato alla struttura micromeccanica nel dispositivo MEMS.
A titolo di esempio, la figura 1 illustra schematicamente il principio operativo della soluzione proposta, nel caso in cui la struttura micromeccanica, indicata in generale con 1, implementi uno schema di rilevamento differenziale, includendo a tal fine un primo ed un secondo condensatore di rilevamento Cs1, Cs2, atti a subire variazioni capacitive opposte in funzione della grandezza inerziale da rilevare (nel caso specifico una accelerazione, indicata con Acc).
In maniera non illustrata qui in dettaglio, i condensatori di rilevamento Cs1, Cs2sono definiti tra elettrodi di rilevamento mobili, solidali ad una massa inerziale, ed elettrodi di rilevamento fissi, solidali ad un substrato, indicato in generale con 2, della struttura micromeccanica 1.
Gli stessi condensatori di rilevamento Cs1, Cs2sono inoltre atti a subire variazioni del loro valore di capacità a causa delle deformazioni termo-meccaniche; in particolare, gli stress meccanici (indicati schematicamente in figura 1), e le risultanti variazioni capacitive, sono funzione della posizione degli elettrodi di rilevamento, rispetto ad un asse di simmetria centrale, qui indicato genericamente con A, della struttura micromeccanica 1, in particolare di una relativa piastrina (die) integrante la stessa struttura micromeccanica 1.
Come mostrato schematicamente in figura 1, le deformazioni termo-meccaniche causano infatti tipicamente una deformazione a tazza (cup-shaped) del substrato 2 della struttura micromeccanica 1, ed il valore di tale deformazione cresce al crescere della distanza dall’asse di simmetria centrale A (nella figura 1 si indica con d1una prima distanza associata al primo condensatore di rilevamento Cs1, e con d2una seconda distanza, maggiore della prima distanza d1, associata al secondo condensatore di rilevamento Cs2).
Nell’esempio illustrato, sono dunque inoltre previsti un primo ed un secondo condensatore di compensazione Cs1-
comp, Cs2-comp, che risultano insensibili alla grandezza inerziale da rilevare ed inoltre sono atti a subire, in funzione delle deformazioni termo-meccaniche, variazioni corrispondenti a quelle avvertite dai condensatori di rilevamento Cs1, Cs2.
In maniera qui non illustrata in dettaglio, i condensatori di compensazione Cs1-comp, Cs2-compsono definiti tra elettrodi di compensazione fissi, solidali al substrato 2 della struttura micromeccanica 1, che risultano disposti in maniera simmetrica a corrispondenti elettrodi di rilevamento fissi, rispetto all’asse di simmetria centrale A.
In particolare, al primo condensatore di compensazione Cs1-compà ̈ pertanto associata la suddetta prima distanza d1, ed al secondo condensatore di compensazione Cs2-compà ̈ associata la seconda distanza d2dall’asse di simmetria centrale A; ai condensatori di compensazione Cs1-comp, Cs2-compsono dunque associati gli stessi stress meccanici a cui sono soggetti i condensatori di rilevamento Cs1e, rispettivamente, Cs2.
Nella struttura descritta, si può ricavare un segnale di rilevamento Sig1, di tipo differenziale, in funzione della differenza tra i valori di capacità dei condensatori di rilevamento Cs1, Cs2:
Sig1= f(Cs1- Cs2)
Il valore di tale segnale di rilevamento Sig1risulta proporzionale alla grandezza inerziale da rilevare e dipende inoltre dall’entità della deformazione termomeccanica agente sulla struttura micromeccanica 1.
Inoltre, si può ricavare un segnale di compensazione Sig2, in funzione della differenza tra i valori di capacità dei condensatori di compensazione Cs1-comp, Cs2-comp:
Sig2= f(Cs1-comp- Cs2-comp)
Il valore di tale segnale di compensazione Sig2risulta proporzionale alla sola deformazione termomeccanica agente sulla struttura micromeccanica 1.
Risulta dunque possibile eseguire una opportuna combinazione, in particolare una operazione di sottrazione, tra il segnale di rilevamento Sig1ed il segnale di compensazione Sig2, per ottenere un segnale risultante Sigr, il cui valore risulta compensato in temperatura, essendo preferibilmente insensibile alla deformazione termo-meccanica ed alle derive termiche:
Sigr= Sig1- Sig2.
Con riferimento alle figure 2 e 3 si descrive ora una prima forma di realizzazione di un dispositivo MEMS 100, realizzato con le tecniche di micro-fabbricazione dei semiconduttori, includente la struttura micromeccanica 1 e, nell’esempio, atto ad implementare un accelerometro lineare monoassiale.
La struttura micromeccanica 1 presenta estensione principale in un piano orizzontale xy, definito da un primo e da un secondo asse orizzontale x, y, ed estensione sostanzialmente trascurabile (o in ogni caso sensibilmente minore rispetto all’estensione principale) lungo un asse verticale z, ortogonale al piano orizzontale xy. La struttura micromeccanica 1 à ̈ atta a rilevare una prima componente di accelerazione lineare planare nel piano orizzontale xy, nell’esempio agente lungo il secondo asse orizzontale y.
La struttura micromeccanica 1 Ã ̈ integrata in una piastrina 3 di materiale semiconduttore, che presenta un primo asse di simmetria Ax, parallelo al primo asse orizzontale x, ed un secondo asse di simmetria Ay, parallelo al secondo asse orizzontale y, che incrocia il primo asse di simmetria Ax, in corrispondenza del centro geometrico O della stessa piastrina 3.
In questa prima forma di realizzazione, la struttura micromeccanica 1 à ̈ disposta in maniera sostanzialmente simmetrica rispetto al secondo asse di simmetria Ay, e, nell’esempio illustrato, interamente da uno stesso lato del primo asse di simmetria Ax.
In dettaglio, la struttura micromeccanica 1 à ̈ formata da una struttura mobile o di rotore 4, mobile rispetto all’accelerazione da rilevare, e da una struttura fissa o di statore 5, fissa rispetto alla stessa accelerazione da rilevare e solidale al substrato 2 della struttura micromeccanica 1.
La struttura di rotore 4 comprende una massa sospesa 8, nell’esempio di forma a cornice sostanzialmente quadrata nel piano orizzontale xy, circondata da una trincea 9 che la separa da una parte fissa della piastrina 3.
La massa sospesa 8 definisce al suo interno una finestra 11, di forma quadrata, avente lati a due a due paralleli, al primo o al secondo asse orizzontale x, y.
La struttura di rotore 4 comprende inoltre una pluralità di elettrodi di rilevamento mobili 12 (il cui numero illustrato in figura 2 à ̈ puramente indicativo), aventi conformazione allungata a dita, che si estendono a partire dalla massa sospesa 8 verso l'interno della finestra 11, parallelamente al primo asse orizzontale x.
Gli elettrodi di rilevamento mobili 12 sono collegati elettricamente tra loro e ad una stessa piazzola di collegamento elettrico, o di polarizzazione, di rotore (mostrata schematicamente ed indicata con R nella sola figura 2).
La massa sospesa 8 à ̈ supportata e polarizzata elasticamente mediante una struttura di sospensione, comprendente un corpo di sospensione 14 ed elementi elastici 15, che ne consentono il movimento lungo il secondo asse orizzontale y, per effetto inerziale, in funzione dell’accelerazione da rilevare agente sulla struttura micromeccanica 1.
Almeno parte del corpo di sospensione 14, così come la massa sospesa 8, sono preferibilmente perforate, in modo da renderne possibile il rilascio durante il procedimento di fabbricazione, tramite rimozione per attacco chimico di uno strato di ossido sacrificale sottostante, in modo di per sé noto, qui non descritto in dettaglio.
Il corpo di sospensione 14, di forma rettangolare allungata lungo il secondo asse orizzontale y, à ̈ disposto al centro della finestra 11, in corrispondenza del secondo asse di simmetria Ay, ed à ̈ solidale ad una porzione di ancoraggio di rotore 16 ancorata al substrato 2 della piastrina 3, e disposta centralmente rispetto allo stesso corpo di sospensione 14. La finestra 11 à ̈ divisa sostanzialmente in due metà 11a, 11b dal corpo di sospensione 14 e dal secondo asse di simmetria Ay.
Come illustrato anche in figura 3, la porzione di ancoraggio di rotore 16 si estende ad esempio a colonna lungo l’asse verticale z, dal corpo di sospensione 14 fino al substrato 2.
Gli elementi elastici 15 sono costituiti nell’esempio da quattro molle lineari che si estendono, allineate a due a due, a partire dagli spigoli del corpo di sospensione 14. In particolare, gli elementi elastici 15 presentano forma allungata e sottile, parallelamente al primo asse orizzontale x, e collegano il corpo di sospensione 14 alla massa sospesa 8.
La struttura di statore 5 à ̈ posizionata internamente alla finestra 11, e comprende una pluralità di elettrodi di rilevamento fissi 18 (il cui numero illustrato in figura 2 à ̈ puramente indicativo), ciascuno solidale ad una rispettiva porzione di ancoraggio di statore 19, ancorata al substrato 2 della piastrina 3.
Come illustrato in figura 3, ciascuna porzione di ancoraggio di statore 19 si estende ad esempio a colonna lungo l’asse verticale z, dal rispettivo elettrodo di rilevamento fisso 18 fino al substrato 2.
Gli elettrodi di rilevamento fissi 18 presentano conformazione allungata a dita parallelamente al primo asse orizzontale x, e risultano paralleli ed affacciati ciascuno ad un rispettivo elettrodo di rilevamento mobile 12. In particolare, la configurazione degli elettrodi di rilevamento mobili e fissi 12, 18 à ̈ del tipo a lato singolo (“single sided†), cioà ̈ ogni elettrodo di rilevamento mobile 12 à ̈ accoppiato capacitivamente ad un singolo elettrodo di rilevamento fisso 18.
La posizione reciproca degli elettrodi di rilevamento fissi 18 e degli elettrodi di rilevamento mobili 12 lungo il secondo asse orizzontale y à ̈ opposta nelle due metà 11a, 11b in cui la finestra 11 à ̈ divisa dal corpo di sospensione 14, in modo tale che, per effetto del movimento inerziale, la distanza reciproca tra gli elettrodi accoppiati capacitivamente cresca in una prima metà 11a (11b) e decresca in una seconda metà 11b (11a).
Gli elettrodi di rilevamento fissi 18 appartenenti a ciascuna delle due metà 11a, 11b succitate sono cortocircuitati tra loro e collegati elettricamente rispettivamente ad una prima e ad una seconda piazzola di collegamento elettrico, o di polarizzazione, di statore (rappresentate schematicamente solamente in figura 2 ed indicate con S1ed S2).
Secondo un aspetto della presente soluzione, la struttura micromeccanica 1 comprende inoltre una struttura di compensazione 20, di tipo micromeccanico, ed integrata all’interno della stessa piastrina 3 del dispositivo MEMS 100.
In dettaglio, la struttura di compensazione 20 comprende una pluralità di elettrodi di compensazione di statore 21, disposti all’interno della finestra 11, in posizione simmetrica agli elettrodi di rilevamento fissi 18 rispetto al secondo asse di simmetria Ay.
Ciascun elettrodo di compensazione di statore 21 disposto in una prima metà 11a (o seconda metà 11b) della finestra 11 à ̈ simmetrico rispetto al secondo asse di simmetria Ayad un rispettivo elettrodo di rilevamento fisso 18 disposto in una seconda metà 11b (o prima metà 11a) della stessa finestra 11.
Gli elettrodi di rilevamento fissi 18 ed i corrispondenti elettrodi di compensazione di statore 21 si trovano dunque alla stessa distanza rispetto al secondo asse di simmetria Aydella piastrina 3. Inoltre, ciascun elettrodo di compensazione di statore 21 si trova alla stessa distanza dal primo asse di simmetria Axdella struttura micromeccanica 1 rispetto al corrispondente elettrodo di rilevamento fisso 18, subendo dunque gli stessi stress meccanici in caso di deformazioni termomeccaniche (ed incurvamenti a tazza del substrato 2 della piastrina 3).
La forma geometrica e le dimensioni degli elettrodi di compensazione di statore 21 corrispondono sostanzialmente alla forma geometrica ed alle dimensioni degli elettrodi di rilevamento fissi 18.
Ciascun elettrodo di compensazione di statore 21 à ̈ solidale e collegato rigidamente al substrato 2, ed in particolare à ̈ solidale ad una rispettiva porzione di ancoraggio di compensazione 22, ancorata al substrato 2 della piastrina 3, in modo tale da essere fisso rispetto alla grandezza inerziale da rilevare. Ciascuna porzione di ancoraggio di compensazione 22 si estende ad esempio a colonna lungo l’asse verticale z, dal rispettivo elettrodo di compensazione di statore 21 fino al substrato 2.
I gruppi di elettrodi di compensazione di statore 21 disposti in ciascuna delle due metà 11a, 11b della finestra 11 sono cortocircuitati tra loro e collegati elettricamente ad una rispettiva prima e ad una rispettiva seconda piazzola di collegamento elettrico, o di polarizzazione, di compensazione (rappresentate schematicamente solamente in figura 2 ed indicate con S1-comped S2-comp).
La struttura di compensazione 20 comprende inoltre una pluralità di elettrodi di compensazione di rotore 24 elettricamente cortocircuitati agli elettrodi di rilevamento mobili 12 della struttura di rotore 4 ed alla piazzola di collegamento elettrico di rotore R; gli elettrodi di compensazione di rotore 24 sono portati solidalmente dal corpo di sospensione 14 in modo da essere solidali alla porzione di ancoraggio di rotore 16 e fissi rispetto al substrato 2 della piastrina 3 ed alla grandezza inerziale da rilevare.
Gli elettrodi di compensazione di rotore 24 sono disposti nelle metà 11a, 11b della finestra 11, ciascuno affacciato ad un rispettivo elettrodo di compensazione di statore 21, affiancato ad un rispettivo elettrodo di rilevamento mobile 12 lungo il secondo asse orizzontale y. La posizione reciproca degli elettrodi di compensazione di statore e di rotore 21, 24 lungo il secondo asse orizzontale y à ̈ opposta nelle due metà 11a, 11b in cui la finestra 11 à ̈ divisa dal corpo di sospensione 14.
Nella forma di realizzazione illustrata, inoltre, ciascun elettrodo di compensazione di rotore 24 disposto in una prima metà 11a (11b) della finestra 11 à ̈ allineato parallelamente al primo asse orizzontale x ad un corrispondente elettrodo di rilevamento mobile 12 disposto nella seconda metà 11b (11a) della stessa finestra 11.
Ne consegue che, in condizione di riposo (ovvero in assenza della grandezza inerziale da rilevare), la distanza di ciascun elettrodo di compensazione di statore 21 rispetto al’affacciato elettrodo di compensazione di rotore 24 à ̈ sostanzialmente uguale alla distanza del corrispondente (ovvero, simmetrico rispetto all’asse di simmetria) elettrodo di rilevamento fisso 18 dall’elettrodo di rilevamento mobile 12 ad esso affacciato.
Nella struttura micromeccanica 1 si definiscono dunque: il primo ed il secondo condensatore di rilevamento Cs1, Cs2tra gli elettrodi di rilevamento mobili 12 e gli elettrodi di rilevamento fissi 18 delle due metà 11a, 11b della finestra 11, ed in particolare tra la piazzola di collegamento elettrico di rotore R e le piazzole di collegamento elettrico di statore S1, S2; ed inoltre il primo ed il secondo condensatore di compensazione Cs1-comp, Cs2-comptra gli elettrodi di compensazione di rotore 24 e gli elettrodi di compensazione di statore 21 delle due metà 11a, 11b della finestra 11, ed in particolare tra la piazzola di collegamento elettrico di rotore R e le piazzole di collegamento elettrico di compensazione S1-comp, S2-comp. In maniera evidente, tali condensatori sono il risultato del parallelo di tutti i condensatori elementari formati tra i singoli elettrodi affacciati, secondo lo schema di collegamento elettrico illustrato.
In particolare, la disposizione degli elettrodi di rilevamento 12, 18 e degli elettrodi di compensazione 21, 24 à ̈ tale per cui essi sono soggetti sostanzialmente agli stessi stress a causa delle deformazioni termo-meccaniche, sia agenti nel piano orizzontale xy che al di fuori dello stesso piano orizzontale xy, lungo l’asse verticale z; si verificano dunque spostamenti relativi sostanzialmente analoghi degli ancoraggi degli stessi elettrodi di rilevamento 12, 18 e degli stessi elettrodi di compensazione 21, 24 rispetto all’ancoraggio di rotore.
Pertanto, la struttura micromeccanica 1 consente l’esecuzione, ad esempio in maniera integrata in un circuito elettronico ASIC 30 collegato elettricamente alla stessa struttura micromeccanica 1 (mostrato schematicamente soltanto in figura 2), delle operazioni di compensazione precedentemente discusse per la compensazione dell’effetto delle deformazioni termo-meccaniche sul segnale risultante Sigr, fornito in uscita dallo stesso circuito elettronico ASIC 30.
Il circuito elettronico ASIC 30 può essere integrato nella piastrina 3 della struttura micromeccanica 1, oppure essere integrato in una rispettiva piastrina di materiale semiconduttore, che può essere alloggiata in uno stesso contenitore con la piastrina 3 (in maniera non illustrata).
In ogni caso, il circuito elettronico ASIC 30 Ã ̈ collegato elettricamente alle piazzole di collegamento elettrico di rotore R, di statore S1, S2e di compensazione S1-comp, S2-comp, in modo da ricevere in ingresso, per le successive elaborazioni, i segnali capacitivi associati ai condensatori di rilevamento Cs1, Cs2e di compensazione Cs1-
comp, Cs2-comp.
Nella prima forma di realizzazione descritta, l’asse di rilevamento (in particolare il secondo asse orizzontale y) coincide con l’asse di simmetria (in particolare il secondo asse di simmetria Ay) della struttura micromeccanica 1.
In maniera evidente (ed illustrata in seguito, nelle figure 5, 8 e 9), una variante realizzativa può prevedere che l’asse di rilevamento sia il primo asse orizzontale x, coincidente nuovamente con l’asse di simmetria (in tal caso il primo asse di simmetria Ax) della struttura micromeccanica 1. In tal caso, gli elettrodi di rilevamento 12, 18 e di compensazione 21, 24 si estendono parallelamente al secondo asse orizzontale y (in generale, l’intera struttura meccanica risultante à ̈ sostanzialmente ruotata di 90° nel piano orizzontale xy); il principio di funzionamento à ̈ del tutto analogo a quanto illustrato in precedenza.
La figura 4 mostra una seconda forma di realizzazione, in cui l’asse di rilevamento (in questo caso il secondo asse orizzontale y) à ̈ ortogonale all’asse di simmetria (in questo caso il primo asse di simmetria Ax) della struttura micromeccanica, qui indicata con 1' (elementi analoghi a quelli già descritti vengono invece indicati con gli stessi numeri di riferimento).
In tale seconda forma di realizzazione, la struttura micromeccanica 1' si trova interamente da uno stesso lato del secondo asse di simmetria Aydella piastrina 3, e gli elettrodi di compensazione di statore 21 sono simmetrici ai corrispondenti elettrodi di rilevamento fissi 18 rispetto al primo asse di simmetria Ax; si noti che in questa e nelle successive figure, gli elettrodi di rilevamento fissi 18 e gli elettrodi di compensazione di statore 21 sono contrassegnati con l’indicazione dell’associata piazzola di collegamento elettrico, S1-S2, S1-comp-S2-compin modo tale da agevolare la comprensione dei collegamenti elettrici.
Il principio di funzionamento, in particolare relativamente alla compensazione delle deformazioni termomeccaniche, della struttura micromeccanica 1' nella seconda forma di realizzazione discende direttamente da quanto precedentemente illustrato con riferimento alla prima forma di realizzazione di figura 2.
La figura 5 mostra una terza forma di realizzazione, riferita ad un dispositivo MEMS 100 che implementa un accelerometro biassiale, atto a rilevare una prima ed una seconda componente di accelerazione nel piano orizzontale xy, agenti rispettivamente lungo il primo ed il secondo asse orizzontale x, y.
Il dispositivo MEMS 100 comprende in tal caso una prima ed una seconda struttura micromeccanica 1, 1', atte a rilevare la prima e, rispettivamente, la seconda componente di accelerazione nel piano orizzontale xy, ciascuna realizzata come precedentemente descritto in dettaglio (e qui non discusso nuovamente).
Nell’esempio illustrato, entrambe le strutture micromeccaniche 1, 1' sono disposte in corrispondenza del primo asse di simmetria Axdella piastrina 3, in modo tale da risultare in una simmetria rispetto allo stesso primo asse di simmetria Axtra i rispettivi elettrodi di compensazione di statore 21 ed i corrispondenti elettrodi di rilevamento fissi 18.
In particolare, la prima struttura micromeccanica 1 presenta l’asse di rilevamento (in questo caso il primo asse orizzontale x) parallelo all’asse di simmetria (in questo caso il primo asse di simmetria Ax); la seconda struttura micromeccanica 1' presenta invece asse di rilevamento (in questo caso il secondo asse orizzontale y) ortogonale all’asse di simmetria (in questo caso lo stesso primo asse di simmetria Ax).
La figura 6 mostra una quarta forma di realizzazione, riferita ad un dispositivo MEMS 100 che implementa nuovamente un accelerometro monoassiale, in questo caso atto a rilevare una componente di accelerazione fuori dal piano orizzontale xy, agente lungo l’asse verticale z.
Nella struttura micromeccanica, indicata qui con 1", non sono previsti gli elettrodi di rilevamento mobili 12, né gli elettrodi di compensazione di rotore 24, in quanto la massa sospesa 8 ed il corpo di sospensione 14 fungono essi stessi da elettrodi, affacciati ed accoppiati capacitivamente ai corrispondenti elettrodi di rilevamento fissi 18 ed ai corrispondenti elettrodi di compensazione di statore 21; tali elettrodi di rilevamento fissi 18 e tali elettrodi di compensazione di statore 21 sono in questo caso disposti sul substrato 2 della piastrina 3, al di sotto della stessa massa sospesa 8 e dello stesso corpo di sospensione 14 (per tale motivo, non sono neppure presenti le porzioni di ancoraggio di statore 19 e le porzioni di ancoraggio di compensazione 22).
La finestra 11 definita all’interno della massa sospesa 8 presenta qui la prima e la seconda metà 11a, 11b disposte da parti opposte dell’asse di simmetria della struttura micromeccanica 1 (qui costituito dal primo asse di simmetria Axdella piastrina 2). La stessa massa sospesa 8 à ̈ disposta interamente da uno stesso lato del secondo asse di simmetria Aydella piastrina 3.
Il corpo di sospensione 14 presenta: una porzione centrale 14a, disposta in corrispondenza del primo asse di simmetria Axe solidale alla porzione di ancoraggio di rotore 16; ed una prima ed una seconda porzione laterale 14b, 14c, disposte rispettivamente nella prima e nella seconda metà 11a, 11b della finestra 11, da parti opposte del primo asse di simmetria Ax, ciascuna avendo forma sostanzialmente rettangolare nel piano orizzontale xy.
Gli elementi elastici 15 includono qui due molle longitudinali, disposte lungo il primo asse di simmetria Ax, da parti opposte della porzione centrale 14a, e colleganti la stessa porzione centrale 14a alla massa sospesa 8.
La massa sospesa 8 ha una distribuzione di massa asimmetrica rispetto all’asse di estensione degli elementi elastici 15, con una prima ed una seconda porzione 8a, 8b, in questo caso disposte da parti opposte del primo asse di simmetria Ax, aventi differente estensione lungo il secondo asse orizzontale y e differente massa. Ne consegue che, per effetto inerziale, in presenza di una componente di accelerazione lungo l’asse verticale z, la massa sospesa 8 ruota al di fuori del piano orizzontale xy intorno agli elementi elastici 15, avvicinandosi, con una sua prima porzione 8a (o 8b), al substrato 2 della piastrina 3, ed allontanandosene in maniera corrispondente con la sua seconda porzione 8b (o 8a) dallo stesso substrato 2.
Al di sotto della prima e della seconda porzione laterale 14b, 14c sono disposti rispettivi elettrodi di compensazione di statore 21, formati sul substrato 2 ed aventi forma sostanzialmente corrispondente a quella delle stesse prima e seconda porzione laterale 14b, 14c.
Inoltre, in posizione simmetrica a ciascun elettrodo di compensazione di statore 21 rispetto al primo asse di simmetria Ax, à ̈ disposto un rispettivo elettrodo di rilevamento fisso 18, anch’esso formato al di sopra del substrato 2 e disposto al di sotto di una rispettiva prima o seconda porzione 8a, 8b della massa sospesa 8. Gli elettrodi di rilevamento fissi 18 e gli elettrodi di compensazione di statore 21 presentano sostanzialmente la stessa forma e la stessa area nel piano orizzontale xy (corrispondente alla superficie di affaccio ed accoppiamento capacitivo).
Il principio operativo della struttura micromeccanica 1" Ã ̈ del tutto equivalente a quello descritto per le precedenti forme di realizzazione, consentendo nuovamente la compensazione delle deformazioni termo-meccaniche, grazie alla presenza integrata della struttura di compensazione 20.
Anche in questo caso, infatti, gli elettrodi di rilevamento fissi 18 ed i corrispondenti elettrodi di compensazione di statore 21 si trovano ad una stessa distanza rispetto agli assi di simmetria Ax, Aydella piastrina 3, essendo dunque soggetti sostanzialmente alle stesse deformazioni termo-meccaniche (agenti sia nel piano orizzontale xy che al di fuori dello stesso piano orizzontale xy).
Una sesta forma di realizzazione, mostrata in figura 7, nuovamente riferita ad un dispositivo MEMS 100 che implementa un accelerometro monoassiale atto a rilevare una componente di accelerazione lungo l’asse verticale z, differisce da quanto appena illustrato, per il fatto che gli elementi elastici 15 accoppiati alla massa sospesa 8 sono allineati lungo il secondo asse orizzontale y, consentendo una rotazione della stessa massa sospesa 8 intorno ad un asse parallelo al secondo asse di simmetria Aydella piastrina 3 (in generale, l’intera struttura meccanica risultante à ̈ sostanzialmente ruotata di 90° nel piano orizzontale xy).
Valgono, per quanto riguarda il funzionamento della struttura micromeccanica 1", considerazioni del tutto analoghe a quelle già discusse in dettaglio in precedenza.
Nelle forme di realizzazione mostrate nelle figure 8 e 9, il dispositivo MEMS 100 implementa un rilevamento triassiale, in particolare di rispettive componenti di accelerazione agenti lungo il primo ed il secondo asse orizzontale x, y e lungo l’asse verticale z.
Il dispositivo MEMS 100 comprende a tal fine tre distinte strutture micromeccaniche, ciascuna di tipo monoassiale e dotata di compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche, ed in particolare: una prima struttura micromeccanica, indicata nuovamente con 1, per il rilevamento di una componente di accelerazione diretta lungo il primo asse orizzontale x; una seconda struttura micromeccanica 1' per il rilevamento di una componente di accelerazione diretta lungo il secondo asse orizzontale y; ed una terza struttura micromeccanica 1" per il rilevamento di una componente di accelerazione diretta lungo l’asse verticale z.
Negli esempi raffigurati, l’asse di simmetria per le tre strutture micromeccaniche 1, 1', 1" à ̈ costituito dal primo asse di simmetria Ax(ma si intende che considerazioni analoghe possono essere effettuate per il secondo asse di simmetria Ay, a seconda anche della conformazione della piastrina 3); le tre strutture micromeccaniche 1, 1', 1" sono inoltre allineate lungo il primo asse di simmetria Ax, con le rispettive porzioni di ancoraggio di rotore 16 disposte in corrispondenza dello stesso primo asse di simmetria Ax.
Come risulterà evidente dall’esame delle figure 8 e 9, le due forme di realizzazione mostrate nelle stesse figure 8 e 9 differiscono solamente per la differente disposizione della terza struttura micromeccanica 1".
I vantaggi della soluzione descritta emergono in maniera evidente dalla discussione precedente.
Si sottolinea comunque nuovamente il fatto che viene fornita una completa compensazione in temperatura, delle deformazioni e degli stress, integrata nella struttura micromeccanica 1, 1', 1" di un dispositivo MEMS 100.
In particolare, la soluzione descritta consente di compensare sia deformazioni agenti nel piano orizzontale xy che al di fuori dello stesso piano orizzontale xy, senza richiedere un incremento sostanziale dell’occupazione di area o della complessità realizzativa, e di conseguenza dei costi di fabbricazione, della struttura micromeccanica 1, 1', 1".
Inoltre, la soluzione di compensazione si applica vantaggiosamente a dispostivi MEMS 100 monoassiali, biassiali o triassiali, e risulta particolarmente indicata per applicazioni portatili o in generale per applicazioni che richiedano una riduzione delle dimensioni complessive.
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, Ã ̈ evidente che la forma e la disposizione degli elementi costitutivi le strutture micromeccaniche 1, 1', 1" possono subire variazioni rispetto alle forme di realizzazione illustrate, ad esempio per quanto riguarda la forma degli elettrodi, mobili e/o fissi, e/o delle masse.
Le strutture micromeccaniche 1, 1', 1" possono in alternativa essere disposte centralmente rispetto alla piastrina 3 di materiale semiconduttore, simmetricamente rispetto al suo centro geometrico O.
Possono anche essere previste ulteriori combinazioni delle strutture micromeccaniche monoassiali, rispetto a quelle illustrate, per la realizzazione di ulteriori tipologie di dispositivi MEMS 100, biassiali e/o triassiali.
Lo schema capacitivo di rilevamento e di compensazione implementato potrebbe non essere di tipo differenziale, e dunque prevedere la definizione di un solo condensatore di rilevamento e di un solo condensatore di compensazione.
Inoltre, la soluzione di compensazione descritta può trovare vantaggiosa applicazione anche per ulteriori tipi di strutture micromeccaniche 1, 1', 1", ad esempio in strutture in cui si preveda l’azionamento della massa sospesa 8 mediante un’opportuna polarizzazione elettrica degli elettrodi ad essa associati (ad esempio, in sensori giroscopici).

Claims (17)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura micromeccanica (1; 1'; 1"), integrata in una piastrina (3) di materiale semiconduttore includente un substrato (2) e dotata di almeno un primo asse di simmetria (Ax; Ay) giacente in un piano orizzontale (xy), detta struttura micromeccanica (1) comprendendo una struttura di statore (5), solidale a detto substrato (2), ed una struttura di rotore (4), avente una massa sospesa (8), mobile rispetto a detto substrato (2) e a detta struttura di statore (5) per effetto di una sollecitazione esterna (Acc), detta struttura di statore (5) includendo elettrodi di rilevamento fissi (18) accoppiati capacitivamente a detta struttura di rotore (4); detta struttura micromeccanica (1) comprendendo inoltre una struttura di compensazione (20) integrata in detta piastrina (3) per la compensazione di deformazioni termo-meccaniche (Stress) atte ad agire in detta piastrina (3), caratterizzata dal fatto che detta struttura di compensazione (20) include elettrodi di compensazione di statore (21), solidali a detto substrato (2), accoppiati capacitivamente a detta struttura di rotore (4) e disposti in maniera simmetrica a detti elettrodi di rilevamento fissi (18) rispetto al primo asse di simmetria (Ax; Ay).
  2. 2. Struttura micromeccanica (1; 1'; 1") secondo la rivendicazione 1, in cui detta piastrina (3) presenta inoltre un secondo asse di simmetria (Ay; Ax), ortogonale a detto primo asse di simmetria (Ax; Ay) nel piano orizzontale (xy); ed in cui la distanza da detto secondo asse di simmetria (Ay; Ax) di ciascun elettrodo di compensazione di statore (21) à ̈ sostanzialmente uguale alla distanza da detto secondo asse di simmetria (Ay; Ax) dell’elettrodo di rilevamento fisso (18) ad esso simmetrico rispetto al primo asse di simmetria (Ax; Ay).
  3. 3. Struttura micromeccanica (1; 1'; 1") secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui almeno un primo gruppo di detti elettrodi di compensazione di statore (21) sono atti ad essere collegati elettricamente tra di loro, in modo da definire con detta struttura di rotore (4) un primo condensatore di compensazione (CS1-comp; CS2-comp); ed in cui un rispettivo primo gruppo di detti elettrodi di rilevamento fissi (18), simmetrici agli elettrodi di compensazione di statore (21) del primo gruppo rispetto al primo asse di simmetria (Ax; Ay), sono atti ad essere collegati elettricamente tra di loro, in modo da definire con detta struttura di rotore (4) un primo condensatore di rilevamento (CS1-comp; CS2-comp), una cui variazione capacitiva per effetto di dette deformazioni termo-meccaniche (stress) Ã ̈ atta ad essere compensata da una corrispondente variazione capacitiva di detto primo condensatore di compensazione (CS1-comp; CS2-comp).
  4. 4. Struttura micromeccanica (1; 1'; 1") secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, in condizione di riposo, ovvero in assenza della sollecitazione esterna, una distanza dalla affacciata struttura di rotore (4) di ciascun elettrodo di compensazione di statore (21) à ̈ sostanzialmente uguale alla distanza dalla affacciata struttura di rotore (4) dell’elettrodo di rilevamento fisso (18) ad esso simmetrico rispetto al primo asse di simmetria (Ax; Ay).
  5. 5. Struttura micromeccanica (1; 1'; 1") secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta struttura di rotore (4) definisce internamente una finestra (11) e comprende un corpo di sospensione (14) disposto in detta finestra (11) e solidale a detto substrato (2), detta massa sospesa (8) essendo accoppiata elettricamente ed elasticamente a detto corpo di sospensione (14) per il tramite di elementi elastici (15); ed in cui detti elettrodi di compensazione di statore (21) sono disposti in corrispondenza di detta finestra (11), affacciati ed accoppiati capacitivamente a detto corpo di sospensione (14).
  6. 6. Struttura micromeccanica (1; 1') secondo la rivendicazione 5, in cui detta massa sospesa (8) à ̈ configurata in modo da muoversi lungo un primo asse orizzontale (x; y) di detto piano orizzontale (xy) e porta elettrodi di rilevamento mobili (12), estendentisi all’interno di detta finestra (11), in modo da essere affacciati ed accoppiati capacitivamente nel piano orizzontale (xy) ad elettrodi corrispondenti di detti elettrodi di rilevamento fissi (18); e detto corpo di sospensione (14) porta solidalmente elettrodi di compensazione di rotore (24), affacciati ed accoppiati capacitivamente nel piano orizzontale (xy) ad elettrodi corrispondenti di detti elettrodi di compensazione di statore (21); ed in cui, in condizione di riposo, ovvero in assenza della sollecitazione esterna, una distanza di ciascun elettrodo di compensazione di statore (21) dall’affacciato elettrodo di compensazione di rotore (24) à ̈ sostanzialmente uguale alla distanza dell’elettrodo di rilevamento fisso (18), simmetrico a detto elettrodo di compensazione di statore (21) rispetto al primo asse di simmetria (Ax; Ay), dall’affacciato elettrodo di rilevamento mobile (12).
  7. 7. Struttura micromeccanica (1; 1') secondo la rivendicazione 6, in cui detti elettrodi di compensazione di statore (21) sono accoppiati solidalmente a detto substrato (2) attraverso un rispettivo elemento di ancoraggio (22) estendentesi in una direzione verticale (z) ortogonale a detto piano orizzontale (xy), fino a raggiungere detto substrato (2).
  8. 8. Struttura micromeccanica (1) secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui detto primo asse di simmetria (Ax; Ay) Ã ̈ parallelo a detto primo asse orizzontale (x; y); ed in cui detto corpo di sospensione (14) Ã ̈ disposto in corrispondenza di detto primo asse di simmetria (Ax; Ay).
  9. 9. Struttura micromeccanica (1') secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui detto primo asse di simmetria (Ax; Ay) Ã ̈ ortogonale a detta prima direzione orizzontale (x; y); ed in cui detto corpo di sospensione (14) Ã ̈ disposto in corrispondenza di detto primo asse di simmetria (Ax; Ay).
  10. 10. Struttura micromeccanica (1") secondo la rivendicazione 5, in cui detti elettrodi di rilevamento fissi (18) sono disposti su detto substrato (2) ed affacciati a detta massa sospesa (8) lungo un asse verticale (z) ortogonale a detto piano orizzontale (xy), e detti elettrodi di compensazione di statore (21) sono disposti su detto substrato (2) ed affacciati a detto corpo di sospensione (14) lungo detto asse verticale (z); ed in cui detta massa sospesa (8) Ã ̈ configurata in modo da muoversi lungo la direzione verticale (z), al di fuori di detto piano orizzontale (xy).
  11. 11. Struttura micromeccanica (1; 1'; 1") secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, configurata in modo da consentire il rilevamento di una componente di accelerazione lineare agente lungo un primo asse orizzontale (x; y) di detto piano orizzontale (xy), o lungo un asse verticale (z) ortogonale a detto piano orizzontale (xy).
  12. 12. Dispositivo MEMS (100) comprendente: almeno una prima struttura micromeccanica (1; 1'; 1"), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; ed un circuito elettronico (30), accoppiato a detta prima struttura micromeccanica (1; 1'; 1"), atto a determinare almeno un segnale capacitivo di rilevamento (Sig1) in funzione della capacità di un primo condensatore di rilevamento (CS1) formato tra detti elettrodi di rilevamento fissi (18) e detta struttura di rotore (4), ed almeno un segnale capacitivo di compensazione (Sig2) associato alla capacità di un primo condensatore di compensazione (CS1-comp) formato tra detti elettrodi di compensazione di statore (21) e detta struttura di rotore (4); in cui detto circuito elettronico (30) à ̈ inoltre configurato per elaborare congiuntamente detto segnale capacitivo di rilevamento (Sig1) e detto segnale capacitivo di compensazione (Sig2), per determinare un segnale risultante (Sigr) correlato a detta sollecitazione esterna e compensato rispetto a dette deformazioni termo-meccaniche.
  13. 13. Dispositivo MEMS (100) secondo la rivendicazione 12, in cui detto circuito elettronico (30) Ã ̈ un circuito integrato ASIC.
  14. 14. Dispositivo MEMS (100) secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui detto circuito elettronico (30) Ã ̈ configurato per determinare detto segnale risultante (Sigr) in funzione di una differenza tra detto segnale capacitivo di rilevamento (Sig1) e detto segnale capacitivo di compensazione (Sig2).
  15. 15. Dispositivo MEMS (100) secondo la rivendicazione 13 o 14, in cui detta prima struttura micromeccanica (1) Ã ̈ realizzata secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8; comprendente inoltre una seconda struttura micromeccanica (1'), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7 o 9; detto dispositivo MEMS (100), di tipo biassiale, essendo atto a rispondere ad una prima e ad una seconda sollecitazione esterna, agenti lungo un primo (x) ed un secondo (y) asse orizzontale di detto piano orizzontale (xy).
  16. 16. Dispositivo MEMS (100) secondo la rivendicazione 15, comprendente inoltre una terza struttura micromeccanica (1"), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5 o 10; detto dispositivo MEMS (100), di tipo triassiale, essendo atto a rispondere inoltre ad una terza sollecitazione esterna, agente lungo un asse verticale (z), ortogonale a detto piano orizzontale (xy).
  17. 17. Dispositivo MEMS (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 12-16 in cui detto circuito elettronico (30) Ã ̈ configurato per determinare in maniera differenziale detto segnale capacitivo di rilevamento (Sigi) in funzione inoltre di un secondo condensatore di rilevamento (CS2)formato tra detti elettrodi di rilevamento fissi (18) e detta struttura di rotore (4), e per determinare in maniera differenziale detto segnale capacitivo di compensazione (Sig2)in funzione inoltre di un secondo condensatore di compensazione (CS2-comp)formato tra detti elettrodi di compensazione di statore (21) e detta struttura di rotore (4).
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