JP2001147236A - 機械的応力に対して不感受性であるマイクロ電気機械構造体 - Google Patents
機械的応力に対して不感受性であるマイクロ電気機械構造体Info
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- Remote Sensing (AREA)
- Micromachines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的応力に対して不感受性であるマイクロ
電気機械構造体を提供すること。 【解決手段】 マイクロ電気機械構造体は、重心軸を有
するとともに該重心軸に対して距離をおいて配置された
懸架領域を含む回転子部材を備えたマイクロ電気機械構
造体であって、回転子部材が重心軸に沿って延びる単一
の固定部に接続されている。
電気機械構造体を提供すること。 【解決手段】 マイクロ電気機械構造体は、重心軸を有
するとともに該重心軸に対して距離をおいて配置された
懸架領域を含む回転子部材を備えたマイクロ電気機械構
造体であって、回転子部材が重心軸に沿って延びる単一
の固定部に接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的応力に対し
て不感受性であるマイクロ電気機械構造体に関する。
て不感受性であるマイクロ電気機械構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】表面およびエピタキシャルマイクロ機械
加工技術により、犠牲領域（製造プロセスの最後にウェ
ットエッチングによって除去される領域）上に堆積され
る層（例えば、多結晶シリコン膜）、または、犠牲領域
上に成長される層（例えば、エピタキシャル層）の中に
微細構造を作成できることは公知である。
加工技術により、犠牲領域（製造プロセスの最後にウェ
ットエッチングによって除去される領域）上に堆積され
る層（例えば、多結晶シリコン膜）、または、犠牲領域
上に成長される層（例えば、エピタキシャル層）の中に
微細構造を作成できることは公知である。
【０００３】一般的に、マイクロ機械加工の対象となる
層（堆積層または成長層）は、動作温度と全く異なる高
温で形成される。さらに、最終的なデバイスを形成する
様々な領域は、異なる熱膨張係数を有する。結果的に、
微細構造の動作温度において、残留機械的応力が存在す
る。さらに、特に、上記様々な領域が均一にドープされ
ていない場合、上記応力は不均一になる（応力勾配が生
じる）。このような応力によって、マイクロ構造体に望
ましくない機械的変形が生じる。以下、これについて、
図１〜図６を参照して説明する。
層（堆積層または成長層）は、動作温度と全く異なる高
温で形成される。さらに、最終的なデバイスを形成する
様々な領域は、異なる熱膨張係数を有する。結果的に、
微細構造の動作温度において、残留機械的応力が存在す
る。さらに、特に、上記様々な領域が均一にドープされ
ていない場合、上記応力は不均一になる（応力勾配が生
じる）。このような応力によって、マイクロ構造体に望
ましくない機械的変形が生じる。以下、これについて、
図１〜図６を参照して説明する。
【０００４】図１は、構造体１を示す断面図である。構
造体１においては、多結晶シリコンブリッジ部材２が単
結晶シリコン基板３上に形成され、犠牲酸化物層４が、
（ブリッジ部材２の固定部５が、犠牲酸化物層４を貫通
して基板３上で直接支持されている２箇所を除いて）ブ
リッジ部材２と基板３との間に延びている。
造体１においては、多結晶シリコンブリッジ部材２が単
結晶シリコン基板３上に形成され、犠牲酸化物層４が、
（ブリッジ部材２の固定部５が、犠牲酸化物層４を貫通
して基板３上で直接支持されている２箇所を除いて）ブ
リッジ部材２と基板３との間に延びている。
【０００５】図２は、図１と同じ構造体１を平面図で示
す。
す。
【０００６】図３および図４も構造体１を示し、犠牲酸
化物層４を除去した後、残留応力の存在によって構造体
の寸法が小さくなった状態を示している（わかり易くす
るために、図中ではこの寸法の低減を強調してある）。
具体的に、図３において、異なる熱係数のために、基板
３の寸法低減率と比べて、ブリッジ部材２の寸法はより
小さく（短く）なっている。これにより、ブリッジ部材
２に引張り応力がかかり、ブリッジ部材２が、より好ま
しい高エネルギー構成（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃｃｏｎｆｉ
ｇｕｒａｔｉｏｎ）をとる。一方、図４は、ブリッジ部
材２の寸法低減率が基板３の寸法低減率よりも低い場合
である。この場合、ブリッジ部材２は基板３に対してよ
り長くなろうとするが、固定部５が固定されているの
で、結果的に、ブリッジ部材２には圧縮型の応力がかか
り、座屈変形を生じる。
化物層４を除去した後、残留応力の存在によって構造体
の寸法が小さくなった状態を示している（わかり易くす
るために、図中ではこの寸法の低減を強調してある）。
具体的に、図３において、異なる熱係数のために、基板
３の寸法低減率と比べて、ブリッジ部材２の寸法はより
小さく（短く）なっている。これにより、ブリッジ部材
２に引張り応力がかかり、ブリッジ部材２が、より好ま
しい高エネルギー構成（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃｃｏｎｆｉ
ｇｕｒａｔｉｏｎ）をとる。一方、図４は、ブリッジ部
材２の寸法低減率が基板３の寸法低減率よりも低い場合
である。この場合、ブリッジ部材２は基板３に対してよ
り長くなろうとするが、固定部５が固定されているの
で、結果的に、ブリッジ部材２には圧縮型の応力がかか
り、座屈変形を生じる。
【０００７】引張り応力がかかると、ブリッジ部材２の
機械的共振周波数は、その固有値（応力がない場合の
値）に対して高周波数側にシフトする。一方、圧縮応力
がかかると、ブリッジ部材２の機械的共振周波数は、低
周波数側にシフトする。
機械的共振周波数は、その固有値（応力がない場合の
値）に対して高周波数側にシフトする。一方、圧縮応力
がかかると、ブリッジ部材２の機械的共振周波数は、低
周波数側にシフトする。
【０００８】このように、平均残留応力の影響で、マイ
クロ機械構造体の弾性定数が変化する。この変化は、再
現不可能であり、構造体を機械的に崩壊させ得る（特
に、図４に示す場合）。
クロ機械構造体の弾性定数が変化する。この変化は、再
現不可能であり、構造体を機械的に崩壊させ得る（特
に、図４に示す場合）。
【０００９】図５に示す場合、張出部材１１が単結晶シ
リコン基板１２上に形成されており、犠牲酸化物層１３
が、（張出部材１１の固定部１４が、犠牲酸化物層１３
を貫通して基板１２上で直接支持されている箇所を除い
て）張出部材１１と基板１２との間に延びている。
リコン基板１２上に形成されており、犠牲酸化物層１３
が、（張出部材１１の固定部１４が、犠牲酸化物層１３
を貫通して基板１２上で直接支持されている箇所を除い
て）張出部材１１と基板１２との間に延びている。
【００１０】図６は、図５に示す構造体１０を示し、犠
牲酸化物層１３を除去した後の状態を示している。図か
ら分かるように、残留応力勾配を解放することにより、
張出部材１１が湾曲している。具体的には、張出部材１
１における残留応力と座標ｚとを結びつける関数σＲ
（ｚ）と、平均残留応力
牲酸化物層１３を除去した後の状態を示している。図か
ら分かるように、残留応力勾配を解放することにより、
張出部材１１が湾曲している。具体的には、張出部材１
１における残留応力と座標ｚとを結びつける関数σＲ
（ｚ）と、平均残留応力
【００１１】
【数１】 と、歪み勾配Γと、ヤング率Ｅとを用いて、以下の式が
得られる。
得られる。
【００１２】
【数２】 さらに張出部材１１の長さＬを用いて、張出部材１１の
自由端における屈服（厚さとは独立）は、以下のように
表される。
自由端における屈服（厚さとは独立）は、以下のように
表される。
【００１３】Ｈ＝ΓＬ2／２ 結果的に、正の歪み勾配Γは、張出部材１１を基板１２
から離れる方向（上向き）に屈曲させ、負の勾配は、張
出部材１１を下向きに屈曲させる。
から離れる方向（上向き）に屈曲させ、負の勾配は、張
出部材１１を下向きに屈曲させる。
【００１４】懸架質量体（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｓ
ｓ）の場合、この挙動が全く逆になる。即ち、正の応力
勾配は、下向きの屈服を引き起こし、負の応力勾配は、
上向きの湾曲を引き起こす。
ｓ）の場合、この挙動が全く逆になる。即ち、正の応力
勾配は、下向きの屈服を引き起こし、負の応力勾配は、
上向きの湾曲を引き起こす。
【００１５】さらに、パッケージ材料の熱膨張係数は、
マイクロ機械構造体の材料（単結晶または多結晶シリコ
ン）の熱膨張係数とは異なる。結果的に、懸架質量体
は、マイクロ機械構造体の固定領域に対して若干変位す
る。
マイクロ機械構造体の材料（単結晶または多結晶シリコ
ン）の熱膨張係数とは異なる。結果的に、懸架質量体
は、マイクロ機械構造体の固定領域に対して若干変位す
る。
【００１６】構造材料に固有の残留応力およびパッケー
ジ材料によって誘起される応力が存在することによっ
て、集積マイクロ電気機械デバイスの性能を低下させ得
る。
ジ材料によって誘起される応力が存在することによっ
て、集積マイクロ電気機械デバイスの性能を低下させ得
る。
【００１７】例えば、複数の固定点が設けられた、懸架
質量体またはサイスミック質量体（ｓｅｉｓｍｉｃ ｍ
ａｓｓ）を有する集積マイクロ機械構造体の場合、材料
に固有の応力またはパッケージによって誘起される応力
が、各固定点に対して異なる非一様な作用をもたらすの
で、ある部分には引張り、他の部分には圧縮が生じ、こ
れにより、これら各部分の相対位置が変化して、構造体
の形状が非対称的になる。
質量体またはサイスミック質量体（ｓｅｉｓｍｉｃ ｍ
ａｓｓ）を有する集積マイクロ機械構造体の場合、材料
に固有の応力またはパッケージによって誘起される応力
が、各固定点に対して異なる非一様な作用をもたらすの
で、ある部分には引張り、他の部分には圧縮が生じ、こ
れにより、これら各部分の相対位置が変化して、構造体
の形状が非対称的になる。
【００１８】一例として、高い慣性モーメントひいては
高い感度を得るために、その重心の外側を取り囲む環状
形状を持つ懸架質量体を設けた角加速度計の場合を考え
る。このような加速度計を、図７に模式的に示し、図８
にその一部のみを詳細に示す。
高い感度を得るために、その重心の外側を取り囲む環状
形状を持つ懸架質量体を設けた角加速度計の場合を考え
る。このような加速度計を、図７に模式的に示し、図８
にその一部のみを詳細に示す。
【００１９】図７は、回転子２２および固定子２３を備
えた角加速度計２１を収容した半導体材料チップ２０を
示す。チップ２０は、信号のバイアス、制御、処理を行
うための回路部品（図示せず）をさらに収容し得る。角
加速度計２１の重心軸Ｇ（角加速度計２１の重心を通る
軸として規定される；図示せず）は、角加速度計２１の
対称軸に一致する。回転子２２（重心軸Ｇを中心として
マイクロメートル単位で回転することができ、回転子２
２の移動はそれぞれ、重心軸Ｇに垂直な瞬間ベクトルに
よって規定される）は、懸架質量体２５を備えている。
懸架質量体２５は、重心軸Ｇに対して同心の環状形状を
有し、懸架質量体２５から半径方向内側に延びる複数の
可動電極（ｍｏｂｉｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２６を
備えている。各可動電極２６は、半径方向に延びる２種
類の固定電極２７および２８に関連付けられている。固
定電極２７および２８は、それぞれ、対応する可動電極
２６の反対側にある。固定子２３を形成している固定電
極２７および２８は、実際には、それぞれ対応する可動
電極２６と共に複数の容量性回路を形成する。即ち、対
応する可動電極２６に対して同じ側（例えば、時計方向
左側）に設けられた全ての固定電極２７は、並列接続さ
れた第１のキャパシタを形成し、対応する可動電極２６
に対して同じ側（例えば、時計方向右側）に設けられた
全ての固定電極２８は、並列接続された第２のキャパシ
タを形成する。ただし、同じ可動電極２６に関連付けら
れた第１のキャパシタおよび第２のキャパシタは直列接
続される。
えた角加速度計２１を収容した半導体材料チップ２０を
示す。チップ２０は、信号のバイアス、制御、処理を行
うための回路部品（図示せず）をさらに収容し得る。角
加速度計２１の重心軸Ｇ（角加速度計２１の重心を通る
軸として規定される；図示せず）は、角加速度計２１の
対称軸に一致する。回転子２２（重心軸Ｇを中心として
マイクロメートル単位で回転することができ、回転子２
２の移動はそれぞれ、重心軸Ｇに垂直な瞬間ベクトルに
よって規定される）は、懸架質量体２５を備えている。
懸架質量体２５は、重心軸Ｇに対して同心の環状形状を
有し、懸架質量体２５から半径方向内側に延びる複数の
可動電極（ｍｏｂｉｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２６を
備えている。各可動電極２６は、半径方向に延びる２種
類の固定電極２７および２８に関連付けられている。固
定電極２７および２８は、それぞれ、対応する可動電極
２６の反対側にある。固定子２３を形成している固定電
極２７および２８は、実際には、それぞれ対応する可動
電極２６と共に複数の容量性回路を形成する。即ち、対
応する可動電極２６に対して同じ側（例えば、時計方向
左側）に設けられた全ての固定電極２７は、並列接続さ
れた第１のキャパシタを形成し、対応する可動電極２６
に対して同じ側（例えば、時計方向右側）に設けられた
全ての固定電極２８は、並列接続された第２のキャパシ
タを形成する。ただし、同じ可動電極２６に関連付けら
れた第１のキャパシタおよび第２のキャパシタは直列接
続される。
【００２０】それ自体は公知の方法で、懸架質量体２５
が少しでも動けば、各可動電極２６に関連付けられた２
つのキャパシタの一方の容量が増大し、かつ、他方のキ
ャパシタの容量が減少する。従って、可動電極２６なら
びに固定電極２７および２８を適切にバイアスし、これ
らの電極を容量を測定する回路に接続することによっ
て、固定子２３に対する懸架質量体２５のあらゆる移動
を検出することが可能になる。
が少しでも動けば、各可動電極２６に関連付けられた２
つのキャパシタの一方の容量が増大し、かつ、他方のキ
ャパシタの容量が減少する。従って、可動電極２６なら
びに固定電極２７および２８を適切にバイアスし、これ
らの電極を容量を測定する回路に接続することによっ
て、固定子２３に対する懸架質量体２５のあらゆる移動
を検出することが可能になる。
【００２１】図８を参照して、図７の角加速度計２１に
おいて、懸架質量体２５は、ばね３０と回転子固定領域
３４（図８参照）とを備えた懸架構造体によって支持お
よびバイアスされる。ばね３０は、互いに９０°の角度
で配置され、それぞれ、２つの可動電極２６／固定電極
２７、２８組の間で半径方向に延びている。具体的に
は、図８の詳細図に示すように、各ばね３０は、懸架質
量体２５から半径方向内側に延びる１対の側面アーム３
１を備えている。１対の側面アーム３１は、互いに対し
て距離をおいて配置され、半径方向内側の端部において
横断部３２によって互いに接続されている。中央アーム
３３は、側面アーム３１間の横断部３２の中央部から半
径方向内側に向かって、おおよそ側面アーム３１長の半
分の距離だけ延び、回転子固定領域３４において終端し
ている。回転子固定領域３４は、チップ２０と一体であ
る。ばね３０は、懸架されているので、懸架質量体２５
が回転する際には変形可能である。
おいて、懸架質量体２５は、ばね３０と回転子固定領域
３４（図８参照）とを備えた懸架構造体によって支持お
よびバイアスされる。ばね３０は、互いに９０°の角度
で配置され、それぞれ、２つの可動電極２６／固定電極
２７、２８組の間で半径方向に延びている。具体的に
は、図８の詳細図に示すように、各ばね３０は、懸架質
量体２５から半径方向内側に延びる１対の側面アーム３
１を備えている。１対の側面アーム３１は、互いに対し
て距離をおいて配置され、半径方向内側の端部において
横断部３２によって互いに接続されている。中央アーム
３３は、側面アーム３１間の横断部３２の中央部から半
径方向内側に向かって、おおよそ側面アーム３１長の半
分の距離だけ延び、回転子固定領域３４において終端し
ている。回転子固定領域３４は、チップ２０と一体であ
る。ばね３０は、懸架されているので、懸架質量体２５
が回転する際には変形可能である。
【００２２】図８は、さらに、それぞれ固定電極２７お
よび２８と一体である固定子固定領域３５ａおよび３５
ｂを示している。固定子固定領域３５ａおよび３５ｂ
は、固定電極２７および２８よりも大きな幅を有し、
（図示しないが）深さ方向においては基板まで延びてお
り、各固定電極２７および２８において対応する可動電
極２６とは反対側に突出している。図８においては、溝
３８によって、懸架質量体２５がチップ２０の残りの部
分から分離されている。
よび２８と一体である固定子固定領域３５ａおよび３５
ｂを示している。固定子固定領域３５ａおよび３５ｂ
は、固定電極２７および２８よりも大きな幅を有し、
（図示しないが）深さ方向においては基板まで延びてお
り、各固定電極２７および２８において対応する可動電
極２６とは反対側に突出している。図８においては、溝
３８によって、懸架質量体２５がチップ２０の残りの部
分から分離されている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】図７の角加速度計２１
の場合、残留応力、または、材料に関連し回転子２２に
作用する応力によって、ばね３０の引張りおよび圧縮を
引き起こし、これにより、回転子２２に予測不可能な変
形をもたらすという問題が生じる。
の場合、残留応力、または、材料に関連し回転子２２に
作用する応力によって、ばね３０の引張りおよび圧縮を
引き起こし、これにより、回転子２２に予測不可能な変
形をもたらすという問題が生じる。
【００２４】従って、角加速度計２１は、感度および精
度の点で性能が低い。さらに、性能のバラツキは、異な
るバッチ（ｂａｔｃｈ）に属する部品間で（時には、同
じバッチに属する部品間でも）不均一である。
度の点で性能が低い。さらに、性能のバラツキは、異な
るバッチ（ｂａｔｃｈ）に属する部品間で（時には、同
じバッチに属する部品間でも）不均一である。
【００２５】本発明は、上記の問題点を解決することを
目的とする。
目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明によるマイクロ電
気機械構造体は、重心軸を有するとともに該重心軸に対
して距離をおいて配置された懸架領域を含む回転子部材
を備えたマイクロ電気機械構造体であって、該回転子部
材が該重心軸に沿って延びる単一の固定部に接続されて
いることを特徴とする。
気機械構造体は、重心軸を有するとともに該重心軸に対
して距離をおいて配置された懸架領域を含む回転子部材
を備えたマイクロ電気機械構造体であって、該回転子部
材が該重心軸に沿って延びる単一の固定部に接続されて
いることを特徴とする。
【００２７】前記単一の固定部が半導体材料ボディと一
体であってもよい。
体であってもよい。
【００２８】角加速度計であることを特徴とし、かつ、
前記回転子部材が懸架質量体を備え、該懸架質量体が前
記重心軸に対して同心の環状形状を有するとともに懸架
構造体を通して前記単一の固定部に接続され、該懸架質
量体が複数の可動電極を備え、該可動電極が該重心軸に
向かって半径方向に延びるとともに複数の固定電極と互
い違いにされていてもよい。
前記回転子部材が懸架質量体を備え、該懸架質量体が前
記重心軸に対して同心の環状形状を有するとともに懸架
構造体を通して前記単一の固定部に接続され、該懸架質
量体が複数の可動電極を備え、該可動電極が該重心軸に
向かって半径方向に延びるとともに複数の固定電極と互
い違いにされていてもよい。
【００２９】マイクロ電気機械構造体は、前記懸架構造
体が懸架アームを備え、該懸架アームが、前記懸架質量
体から、前記固定部と一体の中央固定部材に向かって、
互いに対して均一な距離をおいて、半径方向に延びてお
り、該固定部は半導体材料の基板と一体であってもよ
い。
体が懸架アームを備え、該懸架アームが、前記懸架質量
体から、前記固定部と一体の中央固定部材に向かって、
互いに対して均一な距離をおいて、半径方向に延びてお
り、該固定部は半導体材料の基板と一体であってもよ
い。
【００３０】前記中央固定部材が、前記基板の上側かつ
前記回転子部材の下側に延びる電気接続領域と、前記固
定部を通して、電気的接触状態にあり、該電気接続領域
がエアギャップ領域によって前記回転子部材から分離さ
れていてもよい。
前記回転子部材の下側に延びる電気接続領域と、前記固
定部を通して、電気的接触状態にあり、該電気接続領域
がエアギャップ領域によって前記回転子部材から分離さ
れていてもよい。
【００３１】前記回転子部材が１対のサイスミック質量
体を備え、該１対のサイスミック質量体が、互いに対し
て距離をおいて前記重心軸の両側に延びるとともに懸架
構造体を通して前記固定部に接続され、該サイスミック
質量体のそれぞれが２つの群の第１の可動電極を有し、
各群の第１の可動電極が各サイスミック質量体の異なる
側面から延びており、各第１の群の固定電極と互い違い
にされていてもよい。
体を備え、該１対のサイスミック質量体が、互いに対し
て距離をおいて前記重心軸の両側に延びるとともに懸架
構造体を通して前記固定部に接続され、該サイスミック
質量体のそれぞれが２つの群の第１の可動電極を有し、
各群の第１の可動電極が各サイスミック質量体の異なる
側面から延びており、各第１の群の固定電極と互い違い
にされていてもよい。
【００３２】前記懸架構造体が第１のばね部材を備え、
該第１のばね部材が、前記固定部に隣接する中央固定部
材に向かって、前記サイスミック質量体に対して垂直に
延びており、該固定部が半導体材料の基板と一体であっ
てもよい。
該第１のばね部材が、前記固定部に隣接する中央固定部
材に向かって、前記サイスミック質量体に対して垂直に
延びており、該固定部が半導体材料の基板と一体であっ
てもよい。
【００３３】前記中央固定部材が、前記サイスミック質
量体に対して平行に延びるビーム部材であってもよい。
量体に対して平行に延びるビーム部材であってもよい。
【００３４】マイクロ電気機械構造体は、リニア加速度
計を備えてもよい。
計を備えてもよい。
【００３５】マイクロ電気機械構造体は、ジャイロスコ
ープを備えてもよい。
ープを備えてもよい。
【００３６】前記懸架構造体が第２のばね部材を備えて
おり、該第２のばね部材が、前記第１のばね部材および
前記サイスミック質量体の間で該第１のばね部材に対し
て垂直に延びており、該第２のばね部材のそれぞれが２
つの群の第２の可動電極を有し、各群の第２の可動電極
が各第２のばね部材の異なる側面から延びており、各第
２の群の固定電極と互い違いにされていてもよい。
おり、該第２のばね部材が、前記第１のばね部材および
前記サイスミック質量体の間で該第１のばね部材に対し
て垂直に延びており、該第２のばね部材のそれぞれが２
つの群の第２の可動電極を有し、各群の第２の可動電極
が各第２のばね部材の異なる側面から延びており、各第
２の群の固定電極と互い違いにされていてもよい。
【００３７】前記回転子部材が半導体材料でできていて
もよい。
もよい。
【００３８】
【発明の実施の形態】本発明をよりよく理解できるよう
に、以下、添付の図面を参照しながら、好適な実施形態
について説明する。以下の実施形態は、本発明の一例に
過ぎず、本発明を限定するものではない。
に、以下、添付の図面を参照しながら、好適な実施形態
について説明する。以下の実施形態は、本発明の一例に
過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００３９】図９を参照して、角加速度計４０は、半導
体材料のチップ４１内に集積されており、図７と概ね同
様の構造を有する。従って、図９の加速度計４０におい
て図７の加速度計２０と共通の部分については、同一の
参照符号を付し、その説明を省略する。
体材料のチップ４１内に集積されており、図７と概ね同
様の構造を有する。従って、図９の加速度計４０におい
て図７の加速度計２０と共通の部分については、同一の
参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】角加速度計４０の懸架質量体２５は、４つ
のばね４４と単一の固定部材４５とを備えた懸架構造体
によって支持およびバイアスされる。ばね４４は、半径
方向に延び、互いに対して９０°間隔が空けられてい
る。具体的には、ばね４４は、懸架質量体２５と固定部
材４５との間に延び、固定部材４５は、角加速度計４０
の重心軸Ｇに沿って、懸架質量体２５に対して同心状に
配置されている。図１０に詳細に示すように、ばね４４
は、好ましくは、外側にある第１の部分４４ａと、内側
にある第２の部分４４ｂとを備えている。第１の部分４
４ａは、おおよそばね４４長の３分の１の距離だけ延
び、第２の部分４４ｂ（実際には、この第２の部分４４
ｂによって、回転子２２が回転する際に変形する弾性部
分が規定される）よりも大きな幅を有し、好ましくは懸
架質量体２５と同様に穿孔されており（ｐｅｒｆｏｒａ
ｔｅｄ）、これにより、回転子２２を解放することが可
能になっている。
のばね４４と単一の固定部材４５とを備えた懸架構造体
によって支持およびバイアスされる。ばね４４は、半径
方向に延び、互いに対して９０°間隔が空けられてい
る。具体的には、ばね４４は、懸架質量体２５と固定部
材４５との間に延び、固定部材４５は、角加速度計４０
の重心軸Ｇに沿って、懸架質量体２５に対して同心状に
配置されている。図１０に詳細に示すように、ばね４４
は、好ましくは、外側にある第１の部分４４ａと、内側
にある第２の部分４４ｂとを備えている。第１の部分４
４ａは、おおよそばね４４長の３分の１の距離だけ延
び、第２の部分４４ｂ（実際には、この第２の部分４４
ｂによって、回転子２２が回転する際に変形する弾性部
分が規定される）よりも大きな幅を有し、好ましくは懸
架質量体２５と同様に穿孔されており（ｐｅｒｆｏｒａ
ｔｅｄ）、これにより、回転子２２を解放することが可
能になっている。
【００４１】固定部材４５（図１１および図１２も参
照）は、円筒ボディ４８を備えている。円筒ボディ４８
は、固定部分の大きさ（ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｎ
ｃｈｏｒａｇｅ）を低減するためにその円周方向外側部
分において穿孔されており、その底部には、円筒ボディ
４８よりも直径の小さい固定部４９が設けられている。
円筒ボディ４８と共に１つの部品として形成されている
固定部４９は、第１のバイアス領域５０ａと隣接してお
り（図１１参照）、第１のバイアス領域５０ａは、好ま
しくは多結晶シリコンでできており、基板５１の上方に
延びており、絶縁材料領域５２ａ（例えば、二酸化シリ
コン）によって基板５１から絶縁されている。
照）は、円筒ボディ４８を備えている。円筒ボディ４８
は、固定部分の大きさ（ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｎ
ｃｈｏｒａｇｅ）を低減するためにその円周方向外側部
分において穿孔されており、その底部には、円筒ボディ
４８よりも直径の小さい固定部４９が設けられている。
円筒ボディ４８と共に１つの部品として形成されている
固定部４９は、第１のバイアス領域５０ａと隣接してお
り（図１１参照）、第１のバイアス領域５０ａは、好ま
しくは多結晶シリコンでできており、基板５１の上方に
延びており、絶縁材料領域５２ａ（例えば、二酸化シリ
コン）によって基板５１から絶縁されている。
【００４２】具体的には（図１１）、第１のバイアス領
域５０ａは、接続ラインを形成している。接続ライン
は、固定部４９の下側から半径方向に角加速度計４０の
外側に向かって延び、可動質量体２５をチップ４１のバ
ルク５６から分離する環状溝５５の下側を通り、そし
て、バイアスシンカ領域（ｂｉａｓｉｎｇ ｓｉｎｋｅ
ｒｒｅｇｉｏｎ）５７の下側で終端している。バイアス
シンカ領域５７は、その側面が分離溝５８（図１０およ
び図１１）によって囲まれており、それ自体は公知の方
法で、図１１において模式的に示す電気的コンタクトに
よって上部にて接続されている。
域５０ａは、接続ラインを形成している。接続ライン
は、固定部４９の下側から半径方向に角加速度計４０の
外側に向かって延び、可動質量体２５をチップ４１のバ
ルク５６から分離する環状溝５５の下側を通り、そし
て、バイアスシンカ領域（ｂｉａｓｉｎｇ ｓｉｎｋｅ
ｒｒｅｇｉｏｎ）５７の下側で終端している。バイアス
シンカ領域５７は、その側面が分離溝５８（図１０およ
び図１１）によって囲まれており、それ自体は公知の方
法で、図１１において模式的に示す電気的コンタクトに
よって上部にて接続されている。
【００４３】さらに、図１２に示すように、第１のバイ
アス領域５０ａと同様に、第２のバイアス領域５０ｂお
よび第３のバイアス領域５０ｃが、基板５１の上方に延
び、それぞれ絶縁材料領域５２ｂおよび５２ｃ（例え
ば、二酸化シリコン）によって基板５１から絶縁されて
いる。図示しないが、バイアス領域５０ｂおよび５０ｃ
は、２つの同心状の円周に沿って環状に延び、それぞ
れ、固定電極２７および２８の固定子固定領域３５ａお
よび３５ｂに接続されている。この接続は、図１２にお
いては、一方の固定電極２７についてのみ示されてい
る。バイアス領域５０ｂおよび５０ｃは、第１のバイア
ス領域５０ａと同様に、半径方向ライン（図示せず）に
接続され、これにより、各固定子固定領域３５ａおよび
３５ｂが、それぞれ対応するコンタクトシンカ領域（図
示せず；図１１に示すバイアスシンカ領域５７と同様）
に接続される。さらに、バイアス領域５０ｂおよび５０
ｃは、第１のバイアス領域５０ａにおいてのみ（およ
び、外側バイアス領域５０ｃに関しては、第２のバイア
ス領域５０ｂに接続された半径方向ラインにおいて）分
断されている。
アス領域５０ａと同様に、第２のバイアス領域５０ｂお
よび第３のバイアス領域５０ｃが、基板５１の上方に延
び、それぞれ絶縁材料領域５２ｂおよび５２ｃ（例え
ば、二酸化シリコン）によって基板５１から絶縁されて
いる。図示しないが、バイアス領域５０ｂおよび５０ｃ
は、２つの同心状の円周に沿って環状に延び、それぞ
れ、固定電極２７および２８の固定子固定領域３５ａお
よび３５ｂに接続されている。この接続は、図１２にお
いては、一方の固定電極２７についてのみ示されてい
る。バイアス領域５０ｂおよび５０ｃは、第１のバイア
ス領域５０ａと同様に、半径方向ライン（図示せず）に
接続され、これにより、各固定子固定領域３５ａおよび
３５ｂが、それぞれ対応するコンタクトシンカ領域（図
示せず；図１１に示すバイアスシンカ領域５７と同様）
に接続される。さらに、バイアス領域５０ｂおよび５０
ｃは、第１のバイアス領域５０ａにおいてのみ（およ
び、外側バイアス領域５０ｃに関しては、第２のバイア
ス領域５０ｂに接続された半径方向ラインにおいて）分
断されている。
【００４４】エアギャップ領域６０は、基板５１の上方
かつ回転子２２ならびに固定電極２７および２８の下側
に延びており、固定部材４５の固定部４９および固定子
固定領域３５ａおよび３５ｂによってのみ分断されてい
る。最後に、溝６１は、可動質量体２５、可動電極２６
および固定部材４５を固定電極２７および２８から分離
するとともに、固定電極２７および２８を互いから分離
している。
かつ回転子２２ならびに固定電極２７および２８の下側
に延びており、固定部材４５の固定部４９および固定子
固定領域３５ａおよび３５ｂによってのみ分断されてい
る。最後に、溝６１は、可動質量体２５、可動電極２６
および固定部材４５を固定電極２７および２８から分離
するとともに、固定電極２７および２８を互いから分離
している。
【００４５】バイアス領域５０ａ〜５０ｃは、先ず、酸
化物層の上面に単一のポリシリコン層を堆積し、犠牲層
（犠牲層は、エアギャップ領域６０を形成する際に除去
される）を形成する前にこのポリシリコン層を成形する
ことによって形成される。犠牲層を除去する処理は、さ
らに、バイアス領域５０ａ〜５０ｃの下側に配置され、
絶縁材料領域５２ａ〜５２ｃを形成する部分を除いて、
下地酸化物層を除去する処理を含む。
化物層の上面に単一のポリシリコン層を堆積し、犠牲層
（犠牲層は、エアギャップ領域６０を形成する際に除去
される）を形成する前にこのポリシリコン層を成形する
ことによって形成される。犠牲層を除去する処理は、さ
らに、バイアス領域５０ａ〜５０ｃの下側に配置され、
絶縁材料領域５２ａ〜５２ｃを形成する部分を除いて、
下地酸化物層を除去する処理を含む。
【００４６】このように、図９〜図１２に示す解決手段
によれば、回転子２２は、重心軸Ｇに同心でかつその側
を通る固定構造体４５および４９によって支持およびバ
イアスされる。結果的に、角加速度計４０は、図７およ
び図８に示すデバイスと比べて残留応力に対する感受性
がずっと低い。実際、パッケージによって誘起される応
力は、せいぜい、可動質量体２５をシフトさせるだけ
で、複数の固定部材（このような複数の固定部材は、互
いに異なる変位を受けて、構造体全体を変形させ得る）
を備えた構造体の場合のように、ばね３０を変形させる
ことはない。結果的に、本加速度計は、フロントエンド
（ｆｒｏｎｔ−ｅｎｄ）およびバックエンド（ｂａｃｋ
−ｅｎｄ）工程において従来よりもずっと優れた性能を
発揮する。
によれば、回転子２２は、重心軸Ｇに同心でかつその側
を通る固定構造体４５および４９によって支持およびバ
イアスされる。結果的に、角加速度計４０は、図７およ
び図８に示すデバイスと比べて残留応力に対する感受性
がずっと低い。実際、パッケージによって誘起される応
力は、せいぜい、可動質量体２５をシフトさせるだけ
で、複数の固定部材（このような複数の固定部材は、互
いに異なる変位を受けて、構造体全体を変形させ得る）
を備えた構造体の場合のように、ばね３０を変形させる
ことはない。結果的に、本加速度計は、フロントエンド
（ｆｒｏｎｔ−ｅｎｄ）およびバックエンド（ｂａｃｋ
−ｅｎｄ）工程において従来よりもずっと優れた性能を
発揮する。
【００４７】これらの利点は、付加的なコストをかけず
に達成できる。なぜなら、本加速度計は、設計レベルで
の変更しか必要とせず、製造段階において付加的な処理
を伴わないからである。
に達成できる。なぜなら、本加速度計は、設計レベルで
の変更しか必要とせず、製造段階において付加的な処理
を伴わないからである。
【００４８】本発明は、さらに、角加速度計に加えて、
リニア加速度計、オシレータ、メカニカルフィルタおよ
びジャイロスコープなどの任意の種類のマイクロ機械構
造体に適用可能である。本発明によるリニア加速度計お
よびジャイロスコープの一例を図１３および図１４に模
式的に示す。
リニア加速度計、オシレータ、メカニカルフィルタおよ
びジャイロスコープなどの任意の種類のマイクロ機械構
造体に適用可能である。本発明によるリニア加速度計お
よびジャイロスコープの一例を図１３および図１４に模
式的に示す。
【００４９】具体的には、図１３のリニア加速度計７０
は、１対のサイスミック質量体７１を備えている。サイ
スミック質量体７１は、基本的に矩形形状を有し、互い
に対して平行でかつ距離をおいて、また、加速度計の重
心軸Ｇに対しても距離をおいて延びている。サイスミッ
ク質量体７１は、４つのばね７２を介して中央ビーム７
３に接続されている。中央ビーム７３もまた矩形形状を
有し、サイスミック質量体７１に対して平行に、中心位
置に延びている。具体的には、ばね７２（ばね７２は、
幅狭になっていて変形可能であり、これにより、サイス
ミック質量体７１が、矢印Ｄの方向、よって、重心軸Ｇ
に対して基本的に垂直な方向に変位することを可能にし
ている）は、サイスミック質量体７１を形成する矩形の
短辺から中央ビーム７３を形成する矩形の短辺まで延び
ている。可動電極７５は、サイスミック質量体７１を形
成する２つの矩形のそれぞれ一方の長辺から延びてお
り、それぞれ、１対の固定電極７６および７７に面して
いる。固定電極７６は全て互いに電気的に接続されてお
り、固定電極７７は全て互いに接続されている。サイス
ミック質量体７１および可動電極７５はリニア加速度計
７０の回転子８０を形成し、固定電極７６および７７は
固定子８１を形成している。
は、１対のサイスミック質量体７１を備えている。サイ
スミック質量体７１は、基本的に矩形形状を有し、互い
に対して平行でかつ距離をおいて、また、加速度計の重
心軸Ｇに対しても距離をおいて延びている。サイスミッ
ク質量体７１は、４つのばね７２を介して中央ビーム７
３に接続されている。中央ビーム７３もまた矩形形状を
有し、サイスミック質量体７１に対して平行に、中心位
置に延びている。具体的には、ばね７２（ばね７２は、
幅狭になっていて変形可能であり、これにより、サイス
ミック質量体７１が、矢印Ｄの方向、よって、重心軸Ｇ
に対して基本的に垂直な方向に変位することを可能にし
ている）は、サイスミック質量体７１を形成する矩形の
短辺から中央ビーム７３を形成する矩形の短辺まで延び
ている。可動電極７５は、サイスミック質量体７１を形
成する２つの矩形のそれぞれ一方の長辺から延びてお
り、それぞれ、１対の固定電極７６および７７に面して
いる。固定電極７６は全て互いに電気的に接続されてお
り、固定電極７７は全て互いに接続されている。サイス
ミック質量体７１および可動電極７５はリニア加速度計
７０の回転子８０を形成し、固定電極７６および７７は
固定子８１を形成している。
【００５０】中央ビーム７３は、図１３中点線で示さ
れ、図１１の固定部４９と同様の方法で作られる単一の
固定部８３と一体である。具体的には、固定部８３の中
心は、リニア加速度計７０の重心軸Ｇ上に配置されてお
り、これにより、後者は、角加速度計４０に関して説明
した場合と全く同様に、製造段階において、残留応力に
対する感受性が非常に低く、破損し難い。
れ、図１１の固定部４９と同様の方法で作られる単一の
固定部８３と一体である。具体的には、固定部８３の中
心は、リニア加速度計７０の重心軸Ｇ上に配置されてお
り、これにより、後者は、角加速度計４０に関して説明
した場合と全く同様に、製造段階において、残留応力に
対する感受性が非常に低く、破損し難い。
【００５１】図１４の角速度センサまたはジャイロスコ
ープ９０は、図１３の固定部８３と同様に、基板（図示
せず）上の単一の固定部９２（点線で示す）によって支
持される中央ビーム９１を有する。図１３のばね７２と
同様の４つの第１のばね９３は、中央ビーム９１の２つ
の短辺から、これと平行に延びている。４つの第２のば
ね９４は、第１のばね９３に対して９０°の角度で延び
ており、２本１組で、各サイスミック質量体９５に接続
されている。実際には、第１のばね９３および第２のば
ね９４は、センサに２の自由度を与える。センサは、重
心軸Ｇに垂直な平面における第１および第２のばね９３
および９４の方向のベクトルの合計によって決まる任意
の方向にマイクロメートル単位で動くことができる。
ープ９０は、図１３の固定部８３と同様に、基板（図示
せず）上の単一の固定部９２（点線で示す）によって支
持される中央ビーム９１を有する。図１３のばね７２と
同様の４つの第１のばね９３は、中央ビーム９１の２つ
の短辺から、これと平行に延びている。４つの第２のば
ね９４は、第１のばね９３に対して９０°の角度で延び
ており、２本１組で、各サイスミック質量体９５に接続
されている。実際には、第１のばね９３および第２のば
ね９４は、センサに２の自由度を与える。センサは、重
心軸Ｇに垂直な平面における第１および第２のばね９３
および９４の方向のベクトルの合計によって決まる任意
の方向にマイクロメートル単位で動くことができる。
【００５２】可動励起電極９６は、各サイスミック質量
体９５の２辺から延びており、第２のばね９４に対して
垂直、よって、第１のばね９３に対して平行に延びてい
る。可動励起電極９６は、固定励起電極９７と互い違い
に（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ）配置されている。
体９５の２辺から延びており、第２のばね９４に対して
垂直、よって、第１のばね９３に対して平行に延びてい
る。可動励起電極９６は、固定励起電極９７と互い違い
に（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ）配置されている。
【００５３】さらに、可動感知電極９８は、各第２のば
ね９４の２辺から延びており、第２のばね９４に対して
垂直、よって、第１のばね９３に対して平行に延びてい
る。感知電極９８は、固定感知電極９９と互い違いに配
置されており、これにより、コリオリの力を検出する。
ね９４の２辺から延びており、第２のばね９４に対して
垂直、よって、第１のばね９３に対して平行に延びてい
る。感知電極９８は、固定感知電極９９と互い違いに配
置されており、これにより、コリオリの力を検出する。
【００５４】図１３のリニア加速度計７０と同様に、図
１４の角速度センサ９０もまた、構造体の重心軸Ｇに沿
って配置された固定部９２を有し、これにより、上記の
利点をもたらす。
１４の角速度センサ９０もまた、構造体の重心軸Ｇに沿
って配置された固定部９２を有し、これにより、上記の
利点をもたらす。
【００５５】本明細書中において記載および説明したマ
イクロ電気機械構造体に対して、様々な改変および変形
を行うことが可能であり、それらが請求の範囲に記載し
た発明の範囲内に入ることは明らかである。特に、マイ
クロ構造体の種類、機械加工の種類（エピタキシャル、
表面、またはバルクマイクロ機械加工）、および使用さ
れる材料（成長または堆積によって形成される単結晶ま
たは多結晶シリコン、または金属材料）に関わらず、マ
イクロ電子技術を用いて製造可能で、重心から離れた位
置に懸架質量体が配置されたマイクロ構造体であればい
かなるマイクロ構造体にも本発明が適用可能であること
を強調しておく。
イクロ電気機械構造体に対して、様々な改変および変形
を行うことが可能であり、それらが請求の範囲に記載し
た発明の範囲内に入ることは明らかである。特に、マイ
クロ構造体の種類、機械加工の種類（エピタキシャル、
表面、またはバルクマイクロ機械加工）、および使用さ
れる材料（成長または堆積によって形成される単結晶ま
たは多結晶シリコン、または金属材料）に関わらず、マ
イクロ電子技術を用いて製造可能で、重心から離れた位
置に懸架質量体が配置されたマイクロ構造体であればい
かなるマイクロ構造体にも本発明が適用可能であること
を強調しておく。
【００５６】
【発明の効果】本発明によるマイクロ電気機械構造体
(４０）は、重心軸（Ｇ）を有するとともに重心軸に対
して距離をおいて配置された懸架領域（２５）を有する
回転子部材（２２）を備える。回転子部材（２２）は、
重心軸（Ｇ）に沿って延びる単一の固定部（４９）を有
する懸架構造体（３０、４５、４９）を介して支持さ
れ、かつバイアスされる。単一の固定部（４９、７３、
９２）は、電気的接続（５０ａ）が形成される半導体材
料のボディ（４１）と一体である。これにより、機械的
応力に対して不感受性であるマイクロ電気機械構造体を
提供する。
(４０）は、重心軸（Ｇ）を有するとともに重心軸に対
して距離をおいて配置された懸架領域（２５）を有する
回転子部材（２２）を備える。回転子部材（２２）は、
重心軸（Ｇ）に沿って延びる単一の固定部（４９）を有
する懸架構造体（３０、４５、４９）を介して支持さ
れ、かつバイアスされる。単一の固定部（４９、７３、
９２）は、電気的接続（５０ａ）が形成される半導体材
料のボディ（４１）と一体である。これにより、機械的
応力に対して不感受性であるマイクロ電気機械構造体を
提供する。
【図１】図１は、第１の公知のマイクロ集積構造体の中
間製造工程における半導体材料ウェハの断面を示す。
間製造工程における半導体材料ウェハの断面を示す。
【図２】図２は、図１に示したものの上面図を示す。
【図３】図３は、図２と同様の上面図であり、第１の応
力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態を
示す。
力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態を
示す。
【図４】図４は、図２と同様の上面図であり、第２の応
力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態を
示す。
力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態を
示す。
【図５】図５は、第２の公知のマイクロ集積構造体の中
間製造工程における半導体材料ウェハの断面を示す。
間製造工程における半導体材料ウェハの断面を示す。
【図６】図６は、図５と同じものを示す断面図であり、
応力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態
を示す。
応力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態
を示す。
【図７】図７は、公知の種類の集積角加速度計を示す模
式図である。
式図である。
【図８】図８は、図７の加速度計を示す拡大詳細図であ
る。
る。
【図９】図９は、本発明による集積角加速度計を示す模
式図である。
式図である。
【図１０】図１０は、図９の加速度計を示す拡大詳細図
である。
である。
【図１１】図１１は、図９のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面
図である。
図である。
【図１２】図１２は、図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った
断面図である。
断面図である。
【図１３】図１３は、本発明による集積リニア加速度計
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図１４】図１４は、本発明による集積ジャイロスコー
プを示す模式図である。
プを示す模式図である。
１、１０ 構造体 ２ 多結晶シリコン部材 ３、１２、５１ 単結晶シリコン基板 ４、１３ 犠牲酸化物 ５、１４、４９、８３、９２ 固定部 １１ 張出部材 ２０、４１ 半導体材料チップ ２１、４０ 角加速度計 ２２、８０ 回転子 ２３、８１ 固定子 ２５ 懸架質量体 ２６、７５ 可動電極 ２７、２８、７６、７７ 固定電極 ３０、４４、７２、９３、９４ ばね ３１ 側面アーム ３２ 横断部 ３３ 中央アーム ３４ 回転子固定領域 ３５ａ、３５ｂ 固定子固定領域 ３８、６１ 溝 ４５ 固定部材 ４８ ボディ ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ バイアス領域 ５２ａ、５２ｂ、５２ｃ 絶縁材料領域 ５５ 環状溝 ５６ バルク ５７ バイアスシンカ領域 ５８ 分離溝 ６０ エアギャップ ７０ リニア加速度計 ７１、９５ サイスミック質量体 ７２ ばね ７３、９１ 中央ビーム ９０ ジャイロスコープ ９６ 可動励起電極 ９７ 固定励起電極 ９８ 可動感知電極 ９９ 固定感知電極 Ｇ 重心軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/84 Ｇ０１Ｐ 15/00 Ｚ (71)出願人 598122898 Ｖｉａ Ｃ． Ｏｌｉｖｅｔｔｉ， ２, 20041 Ａｇｒａｔｅ Ｂｒｉａｎｚａ, Ｉｔａｌｙ (72)発明者 シモーネ サッソリーニ イタリア国 52037 サンセポルクロ， ビア マッテオ ディ ジョバンニ， 19 (72)発明者 ベネデット ビグーニャ イタリア国 85010 ピエトラペルトーサ, ビア エセ． アンジェロ， 37
Claims (12)
- 【請求項１】 重心軸を有するとともに該重心軸に対し
て距離をおいて配置された懸架領域を含む回転子部材を
備えたマイクロ電気機械構造体であって、該回転子部材
が該重心軸に沿って延びる単一の固定部に接続されてい
ることを特徴とする、マイクロ電気機械構造体。 - 【請求項２】 前記単一の固定部が半導体材料ボディと
一体であることを特徴とする、請求項１に記載のマイク
ロ電気機械構造体。 - 【請求項３】 角加速度計であることを特徴とし、か
つ、前記回転子部材が懸架質量体を備え、該懸架質量体
が前記重心軸に対して同心の環状形状を有するとともに
懸架構造体を通して前記単一の固定部に接続され、該懸
架質量体が複数の可動電極を備え、該可動電極が該重心
軸に向かって半径方向に延びるとともに複数の固定電極
と互い違いにされていることを特徴とする、請求項１ま
たは請求項２に記載のマイクロ電気機械構造体。 - 【請求項４】 前記懸架構造体が懸架アームを備え、該
懸架アームが、前記懸架質量体から、前記固定部と一体
の中央固定部材に向かって、互いに対して均一な距離を
おいて、半径方向に延びており、該固定部は半導体材料
の基板と一体であることを特徴とする、請求項３に記載
のマイクロ電気機械構造体。 - 【請求項５】 前記中央固定部材が、前記基板の上側か
つ前記回転子部材の下側に延びる電気接続領域と、前記
固定部を通して、電気的接触状態にあり、該電気接続領
域がエアギャップ領域によって前記回転子部材から分離
されていることを特徴とする、請求項４に記載のマイク
ロ電気機械構造体。 - 【請求項６】 前記回転子部材が１対のサイスミック質
量体を備え、該１対のサイスミック質量体が、互いに対
して距離をおいて前記重心軸の両側に延びるとともに懸
架構造体を通して前記固定部に接続され、該サイスミッ
ク質量体のそれぞれが２つの群の第１の可動電極を有
し、各群の第１の可動電極が各サイスミック質量体の異
なる側面から延びており、各第１の群の固定電極と互い
違いにされていることを特徴とする、請求項１または請
求項２に記載のマイクロ電気機械構造体。 - 【請求項７】 前記懸架構造体が第１のばね部材を備
え、該第１のばね部材が、前記固定部に隣接する中央固
定部材に向かって、前記サイスミック質量体に対して垂
直に延びており、該固定部が半導体材料の基板と一体で
あることを特徴とする、請求項６に記載のマイクロ電気
機械構造体。 - 【請求項８】 前記中央固定部材が、前記サイスミック
質量体に対して平行に延びるビーム部材であることを特
徴とする、請求項７に記載のマイクロ電気機械構造体。 - 【請求項９】 リニア加速度計を備えることを特徴とす
る、請求項６から８のいずれかに記載のマイクロ電気機
械構造体。 - 【請求項１０】 ジャイロスコープを備えることを特徴
とする、請求項６から８のいずれかに記載のマイクロ電
気機械構造体。 - 【請求項１１】 前記懸架構造体が第２のばね部材を備
えており、該第２のばね部材が、前記第１のばね部材お
よび前記サイスミック質量体の間で該第１のばね部材に
対して垂直に延びており、該第２のばね部材のそれぞれ
が２つの群の第２の可動電極を有し、各群の第２の可動
電極が各第２のばね部材の異なる側面から延びており、
各第２の群の固定電極と互い違いにされていることを特
徴とする、請求項１０に記載のマイクロ電気機械構造
体。 - 【請求項１２】 前記回転子部材が半導体材料でできて
いることを特徴とする、前記請求項いずれかに記載のマ
イクロ電気機械構造体。
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