JP2012233898A - 寄生容量を低減させたジャイロメータ - Google Patents
寄生容量を低減させたジャイロメータ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012233898A JP2012233898A JP2012105207A JP2012105207A JP2012233898A JP 2012233898 A JP2012233898 A JP 2012233898A JP 2012105207 A JP2012105207 A JP 2012105207A JP 2012105207 A JP2012105207 A JP 2012105207A JP 2012233898 A JP2012233898 A JP 2012233898A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection
- gyrometer
- electrode
- excitation
- plane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
- G01C19/5733—Structural details or topology
- G01C19/5755—Structural details or topology the devices having a single sensing mass
- G01C19/5762—Structural details or topology the devices having a single sensing mass the sensing mass being connected to a driving mass, e.g. driving frames
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5705—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
- G01C19/5712—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis the devices involving a micromechanical structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
【解決手段】前記静電容量検出手段は、前記検出部(8、108)と共に可変コンデンサを形成するように、基板に面して位置する検出部(8)の上に配置された、少なくとも1つの懸架電極(16)を含み、前記電極(16)は、慣性質量部(2)を貫通する少なくとも1つの柱状体(22)によって、前記検出部(8)の上に保持される。
【選択図】図1A
Description
−活性層を酸化から保護する第1の保護層を堆積するステップと、
−少なくとも1つの第1の領域で、保護層をエッチングして活性層を解放するステップと、
−前記第1の領域に突出する厚さ(overthickness)の酸化物を形成するように、第1の領域の解放された活性層で熱酸化を行い、酸化物を成長させるステップと、
−突出する厚さの酸化物の上に第2の保護層を堆積するステップと、
−活性層をエッチングして、酸化物層に達する溝を形成するステップと、
−活性層を覆い、溝を遮断する遮断層を堆積するステップと、
−前記遮断層をエッチングして、活性層の少なくとも1つの第2の領域を解放するステップと、
−検出電極を、電極が前記第2の領域に支持されるように形成するステップと、
−慣性質量部および電極を解放するステップと
を含む。
−励振軸Xに沿ってのみ移動する励振部106と、
−励振部106に対して固定された励振において移動し、コリオリ力が加えられると検出方向Zに沿って移動する第1の検出部108と、
−励振方向に沿って固定され、検出部108に対して固定された検出方向に沿って移動する第2の部分109と
からなる。
4 基板
6 励振部
8 検出部
10 梁
12 梁
16 電極、検出電極、懸架電極
18 コンタクトパッド
22 柱状体
23 通路
22’ 柱状体
23’ 通路
24 カバー
26 空洞
102 慣性質量部
102.1、102.2 質量部
106 励振部
108 第1の検出部
109 第2の部分
116.1、116.2 電極
302 慣性質量部
306 励振部
308 検出部
316 検出電極
322 柱状体
202 シリコンベースの層、シリコン層
204 シリコン酸化物層、酸化物層、SiO2酸化物
206 シリコン層
208 Si3N4窒化物層、窒化物領域、窒化物
210 熱酸化物
212 窒化物層
214 溝
216 リンシリケートガラス層
220 導電層、ポリシリコン層
G1〜G4 ジャイロメータ
Claims (24)
- 基板と、前記基板の上に懸架された慣性質量部(2、102)であって、少なくとも1つの励振部(6、106)および少なくとも1つの検出部(8、108)を含む慣性質量部(2、102)と、前記慣性質量部(2、102)の平面内に含まれる、前記励振部(6、106)を少なくとも1つの方向(X)に移動させる手段と、前記質量部の前記平面の外側での前記検出部(8、108)の移動を検出する静電容量検出手段とを含むジャイロメータであって、前記静電容量検出手段が、前記検出部(8、108)と共に可変コンデンサを形成するように、前記基板に面して位置する前記検出部(8、108)の上に配置された、検出電極と呼ばれる少なくとも1つの懸架電極(16、116.1、116.2)を含み、前記電極(16、116.1、116.2)が、前記慣性質量部(2、102)を貫通する少なくとも1つの柱状体(22、22’)によって、前記検出部(8、108)の上に保持されるジャイロメータ。
- 前記検出電極(16、116.1、116.2)上の各点の、前記質量部の前記平面に垂直な軸(Z)に沿った直交する突出部が、前記検出部(8、108)上に位置する請求項1に記載のジャイロメータ。
- 前記検出電極(16、116.1、116.2)が、前記検出部の表面積にほぼ等しい表面積を有する請求項2に記載のジャイロメータ。
- 1つまたは複数の通路(23、23’)を含み、前記検出部の縁部に隣接する領域において、前記通路(23、23’)を通って前記柱状体(22、22’)が前記検出部(8、108)および/または前記励振部を貫通する請求項1から3のいずれか一項に記載のジャイロメータ。
- 励振方向における前記柱状体(22、22’)の平行な縁部と前記通路(23、23’)との間のクリアランスが、励振の振幅より0.5μm〜1μm大きい請求項4に記載のジャイロメータ。
- 前記柱状体(22、22’)の側面が10μm〜100μmの間であり、前記柱状体(22、22’)の前記平行な縁部と前記通路(23、23’)との間の前記クリアランスが、1μm〜10μmの間である請求項4または5に記載のジャイロメータ。
- 前記慣性質量部(102)が、励振部(106)および少なくとも2つの検出部を含み、第1の検出部(108)が、励振方向(X)に沿って前記励振部(106)を通って移動可能であり、第2の検出部(109)が、前記励振方向(X)の適所に固定され、前記第1の検出部(108)に対する移動について固定される請求項1から6のいずれか一項に記載のジャイロメータ。
- 前記柱状体が、前記第2の検出部(109)を貫通する請求項7に記載のジャイロメータ。
- 前記慣性質量部が少なくとも2つの検出部を含み、前記検出電極が、前記検出部のうちの1つの上に位置する請求項1から8のいずれか一項に記載のジャイロメータ。
- 前記慣性質量部が、同位相で共振する少なくとも2つの検出部を含み、前記検出電極が、前記2つの検出部の上に位置する請求項1から8のいずれか一項に記載のジャイロメータ。
- 前記慣性質量部が、逆位相で共振する少なくとも2つの検出部を含み、前記ジャイロメータが、それぞれが検出部の上に位置する2つの検出電極を含み、前記2つの検出電極が、それらに面する前記検出部の変位を別個に検出する請求項1から8のいずれか一項に記載のジャイロメータ。
- 少なくともある励振モードに対して、2つの機械的に結合された慣性質量部を含み、2つの検出電極がそれぞれ各慣性質量部の検出部の上に配置され、前記2つの検出電極が、それらに面する検出部の変位を別個に検出する請求項1から11のいずれか一項に記載のジャイロメータ。
- 前記慣性質量部がディスク形の励振部(306)を含み、前記励振部(306)が前記ディスクの軸のまわりを自由に移動し、複数の検出部(308)が、前記励振部(306)の内部を自由に移動するように配置される請求項1から6または9から12のいずれか一項に記載のジャイロメータ。
- 少なくとも1つの前記慣性質量部および少なくとも1つの前記検出電極(8)のまわりで、気密封止される空洞(26)の範囲を定めるカバー(24)を含み、前記空洞(26)内に真空が作られる請求項1から13のいずれか一項に記載のジャイロメータ。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載の少なくとも1つのジャイロメータ、ならびに前記平面の外側の軸のまわりの回転を検出する少なくとも1つの加速度計および/またはジャイロメータを含む測定システム。
- 前記平面の外側の軸のまわりの回転を検出する前記ジャイロメータが、前記平面の外側の軸のまわりの回転を検出する前記ジャイロメータの前記少なくとも1つの検出部の前記平面内の変位を検出するために、前記平面の外側の軸のまわりの回転を検出する前記ジャイロメータの前記平面に垂直な検出電極を含む請求項15に記載の測定システム。
- 前記加速度計が、面外の加速度を検出し、前記平面内に含まれる、面外の加速度を検出するための少なくとも1つの電極を含む静電容量加速度計、および/または面内の加速度を検出し、前記平面に垂直な少なくとも1つの電極を含む静電容量加速度計である請求項15または16に記載の測定システム。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載のジャイロメータ、または請求項15から17のいずれか一項に記載の測定システムを製造するための方法であって、基板(202)上に堆積され、活性層(206)で覆われた酸化物層(204)を含む素子から始まる以下のステップ:
前記活性層(206)を酸化から保護する第1の保護層(208)を堆積するステップと、
少なくとも1つの第1の領域で、前記保護層(208)をエッチングして前記活性層(206)を解放するステップと、
前記第1の領域に突出する厚さの酸化物(210)を形成するように、前記第1の領域の前記解放された活性層で熱酸化を行い、酸化物を成長させるステップと、
前記突出する厚さの酸化物(210)の上に第2の保護層(212)を堆積するステップと、
前記活性層(206)をエッチングして、前記酸化物層(204)に達する溝(214)を形成するステップと、
前記活性層(206)を覆い、前記溝(214)を遮断する遮断層(216)を堆積するステップと、
前記遮断層(216)をエッチングして、前記活性層(206)の少なくとも1つの第2の領域を解放するステップと、
前記検出電極を、前記電極が前記第2の領域に支持されるように形成するステップと、
前記慣性質量部および前記電極を解放するステップと
を含む方法。 - 前記第1の保護層(208)および/または前記第2の保護層(212)が、Si3N4で作製される請求項18に記載の製造方法。
- 前記活性層(206)を覆い、前記溝(214)を閉鎖する前記遮断層(216)が、リンシリケートガラスで作製される請求項18または19に記載の製造方法。
- 前記検出電極が作製され、少なくとも1つの懸架されていない電気導体トラックが前記検出電極に接続された後、少なくとも1つのコンタクトパッド(18)を作製するステップを含み、前記コンタクトパッドが、前記導体トラックの上に作製される請求項18から20のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記電気導体トラックが、前記検出電極と同時に作製される請求項21に記載の製造方法。
- 前記素子がシリコンオンインシュレータ基板であり、前記検出電極がポリシリコンで作製される請求項18から22のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記解放するステップが、前記リンシリケートガラスのウェットエッチング、および前記酸化物層のエッチングによって達成される請求項18から23のいずれか一項に記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1153732A FR2974895B1 (fr) | 2011-05-02 | 2011-05-02 | Gyrometre a capacites parasites reduites |
FR1153732 | 2011-05-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012233898A true JP2012233898A (ja) | 2012-11-29 |
Family
ID=45976212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012105207A Ceased JP2012233898A (ja) | 2011-05-02 | 2012-05-02 | 寄生容量を低減させたジャイロメータ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9448070B2 (ja) |
EP (1) | EP2520900B1 (ja) |
JP (1) | JP2012233898A (ja) |
FR (1) | FR2974895B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2985602B1 (fr) | 2012-01-05 | 2014-03-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede de gravure d'un motif complexe |
FR3000194B1 (fr) | 2012-12-24 | 2015-03-13 | Commissariat Energie Atomique | Gyroscope a calibration simplifiee et procede de calibration simplifie d'un gyroscope |
FR3015768B1 (fr) * | 2013-12-23 | 2017-08-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede ameliore de modification de l'etat de contrainte d'un bloc de materiau semi-conducteur |
FR3018916B1 (fr) | 2014-03-19 | 2017-08-25 | Commissariat Energie Atomique | Capteur de mesure de pression differentielle microelectromecanique et/ou nanoelectromecanique |
FR3021309A1 (fr) | 2014-05-26 | 2015-11-27 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif microelectronique et/ou nanoelectronique capacitif a compacite augmentee |
FR3021814B1 (fr) | 2014-08-08 | 2018-06-15 | Commissariat Energie Atomique | Connecteur pour la connexion en matrice entre un boitier et un support, comportant un corps principal plie |
EP3136052B1 (en) | 2015-08-31 | 2021-03-24 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Piezoresistive detection resonant device in particular with large vibration amplitude |
WO2017061635A1 (ko) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 주식회사 스탠딩에그 | Mems 장치 및 그 제조 방법 |
FR3060200B1 (fr) * | 2016-12-12 | 2018-12-14 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Reduction de capacites parasites dans un dispositif microelectronique |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163376A (ja) * | 2002-01-10 | 2004-06-10 | Murata Mfg Co Ltd | 角速度センサ |
JP2007500086A (ja) * | 2003-05-07 | 2007-01-11 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | ハウジングへmemsデバイスを取り付けるための方法及び装置 |
JP2010151808A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-07-08 | Stmicroelectronics Srl | 改善された電気的特性を有する、回転駆動運動を用いる微小電気機械ジャイロスコープ |
WO2010083918A1 (de) * | 2009-01-21 | 2010-07-29 | Robert Bosch Gmbh | Drehratensensor |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6862934B2 (en) * | 2001-10-05 | 2005-03-08 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Tuning fork gyroscope |
US7444869B2 (en) * | 2006-06-29 | 2008-11-04 | Honeywell International Inc. | Force rebalancing and parametric amplification of MEMS inertial sensors |
FR2905457B1 (fr) | 2006-09-01 | 2008-10-17 | Commissariat Energie Atomique | Microsysteme, plus particulierement microgyrometre, avec element de detection a electrodes capacitives. |
US7971483B2 (en) * | 2008-03-28 | 2011-07-05 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for acceleration and rotational determination from an out-of-plane MEMS device |
ITTO20090489A1 (it) | 2008-11-26 | 2010-12-27 | St Microelectronics Srl | Circuito di lettura per un giroscopio mems multi-asse avente direzioni di rilevamento inclinate rispetto agli assi di riferimento, e corrispondente giroscopio mems multi-asse |
FR2957414B1 (fr) | 2010-03-15 | 2012-09-28 | Commissariat Energie Atomique | Capteur de force a bruit reduit |
FR2983844B1 (fr) | 2011-12-12 | 2014-08-08 | Commissariat Energie Atomique | Liaison mecanique formant pivot pour structures mecaniques mems et nems |
FR2985602B1 (fr) | 2012-01-05 | 2014-03-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede de gravure d'un motif complexe |
-
2011
- 2011-05-02 FR FR1153732A patent/FR2974895B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-04-26 EP EP12165811.6A patent/EP2520900B1/fr not_active Not-in-force
- 2012-04-30 US US13/459,618 patent/US9448070B2/en active Active
- 2012-05-02 JP JP2012105207A patent/JP2012233898A/ja not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163376A (ja) * | 2002-01-10 | 2004-06-10 | Murata Mfg Co Ltd | 角速度センサ |
JP2007500086A (ja) * | 2003-05-07 | 2007-01-11 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | ハウジングへmemsデバイスを取り付けるための方法及び装置 |
JP2010151808A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-07-08 | Stmicroelectronics Srl | 改善された電気的特性を有する、回転駆動運動を用いる微小電気機械ジャイロスコープ |
WO2010083918A1 (de) * | 2009-01-21 | 2010-07-29 | Robert Bosch Gmbh | Drehratensensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2520900B1 (fr) | 2013-12-18 |
FR2974895A1 (fr) | 2012-11-09 |
US9448070B2 (en) | 2016-09-20 |
US20120279299A1 (en) | 2012-11-08 |
FR2974895B1 (fr) | 2013-06-28 |
EP2520900A1 (fr) | 2012-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012233898A (ja) | 寄生容量を低減させたジャイロメータ | |
US9791274B2 (en) | MEMS mass-spring-damper systems using an out-of-plane suspension scheme | |
JP5985147B2 (ja) | 構造の平面外変位のための停止部を有する可動部を備える微小機械構造およびその製造プロセス | |
US8739626B2 (en) | Micromachined inertial sensor devices | |
EP1775551B1 (en) | Angular speed sensor | |
JP5562517B2 (ja) | 表面加工により形成される可変厚さの共振型マイクロ慣性センサ | |
US10647570B2 (en) | Fabrication process for a symmetrical MEMS accelerometer | |
US9279822B2 (en) | Micromechanical structure and method for manufacturing a micromechanical structure | |
JP2015180521A (ja) | 単結晶シリコン電極を備えた容量性微小電気機械式センサー | |
US8656778B2 (en) | In-plane capacitive mems accelerometer | |
WO2010006122A1 (en) | High-performance sensors and methods for forming the same | |
US20160229684A1 (en) | Mems device including support structure and method of manufacturing | |
JP4362877B2 (ja) | 角速度センサ | |
CN111186810B (zh) | 微机械结构元件 | |
JPH06123632A (ja) | 力学量センサ | |
US20190271717A1 (en) | Accelerometer sensor | |
JP4983107B2 (ja) | 慣性センサおよび慣性センサの製造方法 | |
JP4362739B2 (ja) | 振動型角速度センサ | |
JP2004004119A (ja) | 半導体力学量センサ | |
EP3347674B1 (en) | An electrode for a microelectromechanical device | |
US20230305036A1 (en) | Accelerometer element for detecting out-of-plane accelerations | |
KR20200043816A (ko) | Mems 가속도계 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150501 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160418 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160912 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170112 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170119 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20170310 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20180129 |