JP2008505315A - 水平に向けられた駆動電極を有するmemsジャイロスコープ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、DAAE契約番号30−01−9−0100の下で政府の援助を受けて行われた。政府は、本発明においてある種の権利を有する可能性がある。本発明は、全般的には半導体製造及び微細電気機械システム(MEMS;microelectromechanical system)の分野に関する。より具体的には、本発明は、水平方位を有する駆動電極を使用するMEMSデバイスのレートバイアス(rate bias)誤差及びスケールファクタ誤差を減らす方法に関する。
mode displacement)と称する。感知モード変位の静的成分は、感知モードに印加される静的力から生じる。これらの静的力は、パッケージの応力、熱膨張の不一致、シリコン懸架ばねの不一致、又はモーター駆動電圧Vd(t)に関連しない他の影響から生じる可能性がある。
Claims (70)
- MEMSアクチュエータデバイスであって、
1つ又は複数の水平駆動電極を含む少なくとも1つの基板と、
前記1つ又は複数の水平駆動電極から垂直に間隔をあけられ、これに隣接する可動電極と、を含み、
前記可動電極が、前記アクチュエータデバイスのモーター駆動軸に沿って水平に前後に振動するようにされる、MEMSアクチュエータデバイス。 - 前記少なくとも1つの基板が、下側基板を含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記少なくとも1つの基板が、上側基板を含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記少なくとも1つの基板が、下側基板及び上側基板を含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極が、
前記下側基板に結合された下側水平駆動電極と、
前記上側基板に結合された上側水平駆動電極と
を含む、請求項4に記載のMEMSアクチュエータデバイス。 - 前記可動電極が、上側表面及び下側表面を有する平面構造を含む、請求項5に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記可動電極の前記下側表面が、前記下側水平駆動電極の上側表面と平行に又は実質的に平行に延びる、請求項6に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記可動電極の前記上側表面が、前記上側水平駆動電極の下側表面と平行に又は実質的に平行に延びる、請求項6に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側水平駆動電極及び前記上側水平駆動電極のそれぞれが、長さを画定し、前記上側水平駆動電極の前記長さが、前記下側水平駆動電極の前記長さと異なる、請求項5に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側水平駆動電極及び前記上側水平駆動電極のそれぞれが、長さを画定し、前記上側水平駆動電極の前記長さが、前記下側水平駆動電極の前記長さに類似するかこれと等しい、請求項5に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記可動電極が、1つ又は複数の駆動タインを有するプルーフマスを含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれが、前記少なくとも1つの基板に平行な感知軸の方向に沿った幅を画定し、前記幅が、各めいめいの駆動タインの対応する幅より大きい、請求項11に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれが、前記少なくとも1つの基板に平行な感知軸の方向に沿った幅を画定し、前記幅が、各めいめいの駆動タインの対応する幅より小さい、請求項11に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれが、複数の分割された水平駆動電極を含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれが、単一の水平駆動電極を含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極に電荷を誘導するモーター駆動電圧源を更に含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記少なくとも1つの基板に平行な感知軸に沿った前記可動電極の動きを感知する感知手段を更に含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記可動電極を前記少なくとも1つの基板に結合する手段を更に含む、請求項1に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記可動電極を前記少なくとも1つの基板に結合する前記手段が、1つ又は複数の懸架ばねを含む、請求項18に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 少なくとも1つの下側水平駆動電極を含む下側基板と、
少なくとも1つの上側水平駆動電極を含む上側基板と、
前記上側の及び下側の基板の内側空間内で垂直に前記少なくとも1つの下側の及び上側の水平駆動電極に隣接して前後に振動するようにされた可動プルーフマスと
を含む、MEMSアクチュエータデバイス。 - 前記可動プルーフマスが、上側表面及び下側表面を有する平面構造を含む、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記可動プルーフマスの前記下側表面が、前記下側水平駆動電極の上側表面に平行に又は実質的に平行に延びる、請求項21に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記プルーフマスの前記上側表面が、前記上側水平駆動電極の下側表面に平行に又は実質的に平行に延びる、請求項21に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側水平駆動電極及び前記上側水平駆動電極のそれぞれが、長さを画定し、前記上側水平駆動電極の前記長さが、前記下側水平駆動電極の前記長さと異なる、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側水平駆動電極及び前記上側水平駆動電極のそれぞれが、長さを画定し、前記上側水平駆動電極の前記長さが、前記第2水平駆動電極の前記長さに類似するかこれと等しい、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記プルーフマスが、1つ又は複数の駆動タインを含む、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側の及び上側の水平駆動電極のそれぞれが、前記少なくとも1つの基板に平行な感知軸の方向に沿った幅を画定し、前記幅が、各めいめいの駆動タインの対応する幅より大きい、請求項26に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側の及び上側の水平駆動電極のそれぞれが、前記少なくとも1つの基板に平行な感知軸の方向に沿った幅を画定し、前記幅が、各めいめいの駆動タインの対応する幅より小さい、請求項26に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側の及び上側の水平駆動電極のそれぞれが、複数の分割された水平駆動電極を含む、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側の及び上側の水平駆動電極のそれぞれが、単一の水平駆動電極を含む、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側の及び上側の水平駆動電極に電荷を誘導するモーター駆動電圧源を更に含む、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側の及び上側の基板に平行な感知軸に沿った前記プルーフマスの動きを感知する感知手段を更に含む、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記プルーフマスを前記下側基板に結合する手段を更に含む、請求項20に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記プルーフマスを前記下側基板に結合する前記手段が、1つ又は複数の懸架ばねを含む、請求項33に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の組と、
垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の前記組の間で前後に振動するようにされた可動プルーフマスと
を含む、MEMSアクチュエータデバイス。 - 垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の前記組が、少なくとも1つの下側水平駆動電極及び少なくとも1つの上側水平駆動電極を含む、請求項35に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記プルーフマスが、上側表面及び下側表面を有する平面構造を含む、請求項36に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記プルーフマスの前記下側表面が、前記下側水平駆動電極の上側表面に平行に又は実質的に平行に延びる、請求項37に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記プルーフマスの前記上側表面が、前記上側水平駆動電極の下側表面に平行に又は実質的に平行に延びる、請求項37に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側水平駆動電極及び前記上側水平駆動電極のそれぞれが、長さを画定し、前記上側水平駆動電極の前記長さが、前記下側水平駆動電極の前記長さと異なる、請求項36に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記下側水平駆動電極及び前記上側水平駆動電極のそれぞれが、長さを画定し、前記上側水平駆動電極の前記長さが、前記第2水平駆動電極の前記長さに類似するかこれと等しい、請求項36に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記プルーフマスが、1つ又は複数の駆動タインを含む、請求項35に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記水平駆動電極のそれぞれが、感知軸の方向に沿った幅を画定し、前記幅が、各めいめいの駆動タインの対応する幅より大きい、請求項42に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 前記水平駆動電極のそれぞれが、感知軸の方向に沿った幅を画定し、前記幅が、各めいめいの駆動タインの対応する幅より小さい、請求項42に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の各組が、複数の分割された水平駆動電極を含む、請求項35に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の各組が、単一の水平駆動電極を含む、請求項35に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の各組に電荷を誘導するモーター駆動電圧源を更に含む、請求項35に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 感知軸に沿った前記プルーフマスの動きを感知する感知手段を更に含む、請求項35に記載のMEMSアクチュエータデバイス。
- 1つ又は複数の水平駆動電極を含む少なくとも1つの基板と、
前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれに垂直に隣接した空間内で前後に振動するようにされたプルーフマスと、
前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれに電荷を誘導するモーター駆動電圧源と
を含む、MEMSアクチュエータデバイス。 - 1つ又は複数の水平駆動電極を含む少なくとも1つの基板と、
前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれに垂直に隣接した空間内で前後に振動するようにされたプルーフマスと、
前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれに電荷を誘導するモーター駆動電圧源と、
前記少なくとも1つの基板に平行な感知軸に沿った前記プルーフマスの動きを感知する感知手段と
を含む、MEMSジャイロスコープ。 - 前記少なくとも1つの基板が、下側基板を含む、請求項50に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記少なくとも1つの基板が、上側基板を含む、請求項50に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記少なくとも1つの基板が、下側基板及び上側基板を含む、請求項50に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極が、
前記下側基板に結合された下側水平駆動電極と、
前記上側基板に結合された上側水平駆動電極と
を含む、請求項53に記載のMEMSジャイロスコープ。 - 前記プルーフマスが、上側表面及び下側表面を有する平面構造を含む、請求項54に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記プルーフマスの前記下側表面が、前記下側水平駆動電極の上側表面に平行に又は実質的に平行に延びる、請求項55に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記プルーフマスの前記上側表面が、前記上側水平駆動電極の下側表面に平行に又は実質的に平行に延びる、請求項55に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記下側水平駆動電極及び前記上側水平駆動電極のそれぞれが、長さを画定し、前記上側水平駆動電極の前記長さが、前記下側水平駆動電極の前記長さと異なる、請求項54に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記下側水平駆動電極及び前記上側水平駆動電極のそれぞれが、長さを画定し、前記上側水平駆動電極の前記長さが、前記第2水平駆動電極の前記長さに類似するかこれと等しい、請求項54に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記プルーフマスが、1つ又は複数の駆動タインを含む、請求項50に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれが、前記少なくとも1つの基板に平行な感知軸の方向に沿った幅を画定し、前記幅が、各めいめいの駆動タインの対応する幅より大きい、請求項60に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれが、前記少なくとも1つの基板に平行な感知軸の方向に沿った幅を画定し、前記幅が、各めいめいの駆動タインの対応する幅より小さい、請求項60に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれが、複数の分割された水平駆動電極を含む、請求項50に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記1つ又は複数の水平駆動電極のそれぞれが、単一の水平駆動電極を含む、請求項50に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記プルーフマスを前記少なくとも1つの基板に結合する手段を更に含む、請求項50に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記プルーフマスを前記少なくとも1つの基板に結合する前記手段が、1つ又は複数の懸架ばねを含む、請求項65に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 前記MEMSジャイロスコープが、面外MEMSジャイロスコープである、請求項50に記載のMEMSジャイロスコープ。
- 垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の組を備えたMEMSアクチュエータデバイスと、垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の前記組の間の中で前後に振動するようにされたプルーフマスとを設けるステップと、
垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の各組にモーター駆動電圧を印加するステップと、
前記デバイスの感知軸に沿った前記プルーフマスの動きを感知するステップと
を含む、MEMSジャイロスコープのレートバイアス誤差及び/又はスケールファクタ誤差を減らす方法。 - 垂直に間隔をあけられた水平駆動電極の各組にモーター駆動電圧を印加する前記ステップが、水平駆動電極の各組に印加される極性を逆転するステップを含む、請求項68に記載の方法。
- 前記MEMSジャイロスコープが、前記感知軸に沿った前記プルーフマスの動きを感知する感知櫛アンカを含み、前記プルーフマスの動きを感知する前記ステップが、前記感知櫛アンカに感知バイアス電圧を印加するステップを含む、請求項68に記載の方法。
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