JPH11502614A

JPH11502614A - 単結晶材料における角速度を測定するための装置

Info

Publication number: JPH11502614A
Application number: JP8526196A
Authority: JP
Inventors: アンダーソン、ガート
Original assignee: アンダーソン、ガート
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1999-03-02
Also published as: US5723790A; SE9500729D0; WO1996027135A1; SE9500729L; AU4893996A; EP0812424A1

Abstract

(57)【要約】シャーシのような基板の角速度を測定するための装置を開示する。この装置は、単結晶本体と、発振起動器と、発振検出器とを備える。主として、前記本体は、単結晶材料をエッチングすることにより、おそらく慣性質量を保持する少なくとも１つの中央ビームを画定するよう形成され、１つのフレームが同軸ねじれバーにより保持されることを特徴とする。前記ビームの表面は本体の結晶面により定められる。前記駆動器はビームおよびフレームの一方に対して起動し、前記検出器は前記ビームおよびフレームの他方の振動を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】単結晶材料における角速度を測定するための装置本発明は、請求項１の前提部に記載の装置に関する。本発明は、また、請求項７の前提部に記載の装置を製造する方法に関する。今日まで、音叉(tuning fork)型または他の振動体を利用した振動角速度(vibr ating angular rate)測定装置／ジャイロは、両型とも開ループおよび閉ループで、金属、石英(quartz)およびシリコン(珪素：silicium)を用いて設計、試験されてきた。石英およびシリコンに基づいたジャイロは、古くからよく知られている金属音叉ジャイロに比べて、次のような利点を有する(Ｍarnaby et al,Ａeron autical Ｅnginerring Ｒeview,p.31,Ｎov 1953)。すなわち、それらのジャイロは、微細化でき、かつ、バッチ法(batch methods)により、長く連続して比較的安価に製造することができる。回転の際にコリオリ力(Ｃorioli force)が一定のモーメントを生成する回転ジャイロ(rotating gyros)に対して、振動ジャイロ(v ibrating gyro)は、回転の際に振動モーメント(oscillating moment)を与える。その振幅は回転速度に比例し、その位相は回転方向を与える。このことは、従来の回転ジャイロに比べて、振動ジャイロでジャイロ信号を励起し、検出し、解釈するために多くの電気回路(electronics)を必要とすることを意味する。シリコンは極めて良好な電気材料であるので、励起および検出用の電気回路を内蔵したシリコンベースのジャイロが注目される。シリコンで従来の音叉を製造および励起することは容易に実現されなかった。音叉型設計の利点は、音叉が動的平衡モード(dynamically balanced mode)で揺動(swing)するよう構成しうることである。これにより、周囲に対して振動エネルギーを殆ど放出しないので、高いＱ値が得られる。最新のプラズマエッチング技術によりシリコンにおいて音叉をエッチングすることが原理的に可能であるとしても、なお、次のような問題がある。すなわち、シリコンでは、石英において可能であるような、励起のための圧電効果を直接利用することができない。シリコンは圧電材料ではないからである。勿論、シリコンに対して圧電層を被着することは可能であるが、その構造に対して基板層にまで垂直にエッチングを行うと、垂直壁面に均等な厚さのピエゾ抵抗層を生成してしまい、むしろこれが問題となるおそれがある。この代わりに、シリコンベースのジャイロの既存の問題に対する通常の解決策は、重り付きのビームまたは傾斜プレートの両面に導体プレートを作製することにより、基板表面に垂直な静電励起(electrostatic excitation)を利用すること、あるいは、その部品全体を圧電プレートに”糊付け”することにより行われる。今日までに、金属、シリコンおよび石英でのジャイロ設計では１軸回りの回転を測定できるのみであり、それ以上の軸を測定したい場合には、複数の単軸ジャイロを組み合わせて１つの多軸ジャイロを構成した。本発明は、独立請求項１および６の特徴部に記載された特徴により、同一の製造技術に基づいて、半導体基板から設計された振動ジャイロのための技術を拡張することによって、互いに垂直な３次元軸のまわりの回転を同時に測定するために、同一基板内に振動ジャイロを製造することを可能とする。必要に応じて、本発明は同一基板上で幾つかの構造とし、かつ、加速度計とともに集積化することができる。これによって、おそらく、加速度の測定と組み合わせて、幾つかの軸の回りの回転を同時に測定することが可能となる。さらに、要求される精度に応じて、本装置は開ループまたは閉ループのいずれかで作製することができる。製造に周知のシリコン技術を利用することにより、低コスト、高精度かつ高信頼性で、大量生産を行うことが可能となる。角速度を測定するための本発明による装置の一実施例（タイプＩ）は、標準平面(normal plane)に対して傾斜した、慣性質量の付いたまたは付かない２つのビームを備え、これらはフレームに依存し、このフレームは、ビーム（ねじり軸： torsion axes)を介して基板に接続され、これらのすべてが単結晶材料からエッチング生成される。このような材料の一例は、（１００）方位（ミラー・インデックス:Ｍiller index）の単結晶シリコンであり、これは、必要な場合にドーピングして導電手段を生成することができる。両ビームは、フレームの同一側に固定しても、あるいは、フレームの反対側に固定してもよい。すべてのビームは同じ長手方向を有し、標準平面に対して同じ角度を有する。この角度は、座標系内のｘｚ平面において正または負である。ここに、ｙ軸はビームに沿った方向に向き、ｚ軸は基板表面に垂直な方向である。ビームおよび慣性質量（もしあるならば）は、すべて、単結晶材料の異方性エッチングにより形成される。角速度を測定するための本発明による装置の第２の実施例（タイプII）は、慣性質量を保持する、標準平面（ねじれ軸）に対して傾斜した２つの反対側ビームを備え、この慣性質量は、前記ビームを介してフレームに依存し、フレームは、標準平面に対して傾斜した２つの反対側ビーム（ねじれ軸）を介して基板に接続される。これらのビームは、第１対のビームに対して９０°回転している。これらすべては、単結晶材料からエッチング生成される。このような材料の一例は、（１００）方位（ミラー・インデックス）の単結晶シリコンであり、これは、必要な場合にドーピングして導電手段を生成することができる。対のビームは、同じ長手方向を有し、標準平面に対して同じ角度を有するが、２対のビームは互いに９０°回転している。ビームおよび慣性質量（もしあるならば）は、すべて、単結晶材料の異方性エッチングにより形成される。基板に対するフレーム接続は、例えばねじり軸のようなフレキシブルなビームにより実現される。これらのビームは標準平面に対して結晶構造により決まるある角度を有する。半導体基板の対向する両面から異方性エッチングを行うことにより、標準平面に対して傾斜したビームが形成される。これらのビームは振動体またはフレームを基板に接続する。それぞれの傾斜ビームに垂直な軸に沿って高い曲げ柔軟性(bend flexibility)が得られ、かつ、他のすべての方向に高い曲げ剛性(bend rigidity)が得られるように、または、あらゆる方向に曲げ剛性が類似となる（これはビームをねじり軸として利用する場合に好適である）ように、ビームの幅および厚さは、決定することができる。タイプＩおよびIIによる構成は、閉ループおよび開ループのいずれの実施例にも充分適合する。両構成は、スウェーデン特許文書ＳＥ９２０３６４８−２に開示の単軸または多軸加速度計とともに集積化によく適合する。本発明のタイプＩまたはIIによる２組の装置、タイプIIの１組の装置、およびスウェーデン特許文書ＳＥ９２０３６４８−２に開示の１個の３軸加速度計を集積化することにより、空間内の自由体の動きを完全に記述するために必要な６つの自由度のすべてを同時に測定することが可能となる。単結晶材料のデバイスは、例えば、フォトリソグラフによるパターン化、異方性エッチングを含む半導体の周知の製造法による製造に利用できる。この製造法は、許容誤差の正確な制御、信号処理のための電気回路の全部または一部を比較的小サイズの単一の共通基板上に集積化できること、を含む多くの利点をもたらし、バッチ製造による効率的な大量生産を可能とする技術の利用を可能とする。閉ループの型のゼロバランス装置(zero-balanced device)が望まれる場合、あるパターンを有する導電面を、例えば、いわゆる「陽極ボンディング(Ａnodic bon ding)」または「シリコン直接ボンディング(Ｓilicon Ｄirect Ｂonding)」によってビームおよび慣性質量の対向面に設けることができる。「陽極ボンディング」は、接合部に電界を印加することにより、低温（通常３００〜４００°）で石英ガラスをシリコン、酸化物、窒化物、および金属に接合させることができる。「シリコン直接ボンディング」は、１９８６年から知られており(Ｌasky,Ａppli ed Ｐhysics Ｌetters Ｖol.48,p78,1986)、例えばシリコン対シリコン、シリコン対酸化シリコン、酸化シリコン対酸化シリコンの接合を可能とする。「シリコン直接ボンディング」および「陽極ボンディング」は、ビームのための機械的ストップが意図された以上の大きな力にさらされた場合にも破損しないように、それらを設けるためにも利用できる。この接合が真空中で行われる場合、これらの技法は、デバイスの真空封入のための方法として、同時に利用することができる。本発明は、主に本発明の２つの実施例による装置（デバイス）を示す添付の図面を参照して詳細に説明される。図１〜５は、本発明による装置の動作原理を模式的に示す図であり、図６は、本発明によるタイプＩの一構成の平面および断面を模式的に示す図であり、図７は、本発明によるタイプＩの一構成の他の実施例を同様に示す図であり、図８は、本発明によるタイプIIの一構成の平面および断面を模式的に示す図であり、図９は、励起および検出のための回路を有する本発明によるタイプIIの一構成を模式的に示す斜視図である。まず、本発明による装置の機能を、図１〜図５を参照しながら説明する。この装置は、ジンバルジャイロ型のもの、すなわち、上述したタイプIIのものである。コリオリの力を利用した機能の説明通常、ジンバルジャイロの機能は、複雑なモーメントの式を利用して計算される。より直感的な説明は、コリオリの力を用いてなしうる。ある物体が回転座標系内で直線に沿って移動するとき、その物体はいわゆるコリオリの力を受ける。その移動は回転軸に対して直角であるとすると、そのとき生じるコリオリの力は、当該移動と回転軸とに直角になる。フレームは、ｘ軸回りに振動するように励起される。もしジャイロが回転するならば、当該ｘ軸回りの振動もまたｙ軸回りに質量の振動を励起する。この振動が検出されて、ジャイロからの出力信号となる。質量の設計により、異なる軸回りの回転に対するジャイロの感度が決定される。シリコンの異方性エッチングに関する製造法により定められた制限に照らして、最大の感度が得られる実施例を選択する必要がある。図１による理想的なジンバルジャイロ。理想的には、大きな目盛り係数(scale factor)を得るために、ｚ方向に可能な限り拡張される。このようなジャイロを図５に示す。ここでは、質量を２つの質量点で表している。これらの質量点はｘ軸回りの振動によりｙ方向に移動する。ｚ軸回りの回転により、ｘ方向にコリオリの力が生成される。上側の質量点に対して働くこのコリオリの力は、下側の質量点に対して働く力と逆の方向を有し、これによってｙ軸回りのモーメントが得られる。ｘ軸回りの回転は、ｚ方向のコリオリの力を生じさせる。これらの力は同じ平面内にあるので、ｙ軸回りのモーメントは０である。ｙ軸回りの回転は何らコリオリの力を生じさせない。なぜなら、質量点はｙ軸に平行に移動する（回転軸に垂直な速度成分が存在しない）からである。結論：ジャイロはｚ軸回りの回転に感応する。素材がこのシリコンプレートである場合には、シリコンでこの型のジャイロを製造することは極めて困難である。図２のフラットジンバルジャイロ。図６にフラットジンバルジャイロの簡単なモデルを示す。質量は、４つの質量点で表してある。これらは、励起された振動により、ｚ方向にのみ移動する。ジャイロがｚ軸回りに回転すると、コリオリの力は生成されない。なぜなら、質量点は、回転に垂直な速度成分を持たないからである。コリオリの力によるｙ軸回りのモーメントは生成されないので、ｙ軸回りの振動は生成されない。”フラット”ジャイロは、ｚ軸回りの回転に対する感度を有さない。ｘ軸回りの回転はｙ軸方向にコリオリの力を生じさせるが、これらの力はｙ軸に平行なので、ｙ軸回りのモーメントは生成されない。ｙ軸回りの回転はｘ軸方向のコリオリの力を生じさせるが、これらの力は同じ平面内にあるので、ｙ軸回りのモーメントは生成されない。結論：”フラット”ジャイロは感度を有さず、よって無益である。ジャイロは、作動するためには、ｚ方向にある程度の拡張が必要である。図３の厚みのあるジンバルジャイロ。ジャイロが比較的厚いシリコンプレートに作製される場合、質量はｚ方向にある程度の拡がりを有する。このようなジャイロは、図３に８個の質量点として表すことができる。これらの質量点はｚ方向に大きな速度成分を有するが、ｙ方向にもある程度の移動を伴う。ｚ方向の速度成分は、上述した説明から分かるように、ジャイロの目盛り係数に何ら寄与しない。ｚ軸回りの回転は、質量点のｙ方向の移動により、ｘ方向のコリオリの力を生じさせる。ジャイロの上側の質量点には、下側の質量点に働く力と逆方向の力が働く。その結果、ｙ軸回りのモーメントが発生する。このようにして、本ジャイロは、ｚ軸回りの回転に感応する。ｘ軸回りの回転は、質量点のｙ方向移動により、ｚ方向のコリオリの力を生じさせる。ジャイロの上側の質量点は、下側の質量点に働く力と逆方向の力が働く。これらの力は相互に相殺し合ってモーメントは０となる。ｙ軸回りの回転は、ｙ方向の質量点の移動によるコリオリの力を発生させない。ｚ方向の移動はコリオリの力を発生させるが、それらの総モーメントは０である。結論：ｚ方向に大きく拡張したジャイロはｚ軸回りの回転に感応する。この感度は、当該厚さが大きくない場合には、微小である。図４、図５の厚い非対称ジンバルジャイロ。非対称に質量を設計することにより感度を増加させることができる。これは、異方性エッチングにより極めて容易に実現できる。このジャイロは８個の質量点で表されるが、左上側の２つの質量点は、左下側の２つの質量点より重くされる。また、右方向では、下側が上側より重くされる。総質量は変わらない。ｚ軸回りの回転により得られる総モーメントは変化しない。ｘ軸回りの回転は、質量点のｙ方向移動により、ｚ方向のコリオリの力を発生させる。ジャイロの上側の質量には、下側の質量に働く力と逆の力が作用する。この非対称性により、ｙ軸回りのモーメントが発生する。ｙ軸回りの回転は、質量点のｙ方向の移動によるコリオリの力を発生させない。ｚ方向の動きはコリオリの力を発生させるが、それらの総モーメントは０となる。結論：このジャイロは、ｚ軸回りとｘ軸回りの回転に感応する。最大感度は、ｚ軸とｘ軸の間の軸において得られる。図６は、ビームの端に慣性質量３，４が設けられた２つのビーム１，２を有するタイプＩの装置を示す。これらのビームはそれぞれの自由端においてフレーム５に固定され、フレーム５はねじり軸６，７により支持されている。ねじり軸６，７はビームと同じ方法で形成される。これらのねじり軸は基板８，９に固定される。図７は、本発明によるタイプＩの他の実施例を示す。この実施例では、フレーム内の長手方向に両端を同じように固定された２つのビーム１０，１１が設けられ、それらの中央部で慣性質量１１，１２を保持している。図８は、本発明のタイプIIの振動ジャイロの構造の平面図を示す。これにおいて、フレーム１３は励起されて、ビーム／ねじり軸１４，１５の長手方向の軸の回りに当該平面が傾く。一方、質量１６は、ねじり軸１４，１５に対して９０° 回転した２つのビーム１７，１８に依存している。この装置が基板にほぼ垂直な軸の回りに回転するとき、コリオリの力が質量１６に作用し、その結果、図に示すように、質量１６は、ビーム／ねじり軸１７，１８の長手方向の軸の回りに揺動を開始する。図９は、それ自体既知である方法で電子ユニットに接続される振動起動器(osc illation activator)および振動検出器を設ける方法を模式的に示したものである。（１００）方位のシリコン基板に本装置を製造する場合、傾斜ビームは／１１０／方向に沿った方位となる。さらに、（１００）方位のシリコン基板に本装置を製造する場合、例えば、熱酸化によりシリコン表面のマスキングが行われる。これにより、基板表面上に保護用酸化シリコン膜が設けられる。この二酸化シリコンは、酸化シリコンに設けられる開口が／１１０／方向に沿って形成されように、その両基板表面上にフォトリソグラフィック処理によりパターン化される。この層が異方性エッチング時のマスクとして利用される。この代わりに、マスク材料としては、窒化シリコン、金、クロム、および種々の他の材料を用いることができる。反対側に設けられるマスク材料の開口は、エッチング後に所望のビーム厚が得られるようにビームを望む位置に、相互に距離を置いて形成される。ついで、このシリコン基板は、異方性エッチングにより基板の両面からエッチングにより貫通される。このエッチングでは、ビームを構成する（１１１）平面を（１００）および（１１０）平面より充分遅く選択的にエッチングする。例えば、エチレンジアミン／ピロカテコール(ethylenediamine/pyrocathecol:ＥＤＰ)または水酸化カリウム(ＫＯＨ)に基づくエッチングを利用できる。これらのエッチングは、所望のエッチング効果を得るため、ＫＯＨでは摂氏（c:a）８０°、ＥＤＰでは摂氏（c:a）１１０°に加熱される。半導体基板による本装置の製造によって、励起、検出および信号処理のための電子回路が、例えば、フィルタ機能、他のコンピュータ電子回路、あるいは閉ループの型の装置用のサーボ電子回路とともに、本装置と同じ基板に集積化することができる。本装置を揺動状態にするには、能動的励起が必要とされる。容量的、熱的、圧電フィルム等の多くの技術が利用できる。どの方法を選択するかは、実施例、封入(encapsulation)、精度の要請に依存する。容量的励起では、構造体は、通常、適切に配置されたプレートコンデンサ間の発振電界により励起される。この励起は、２個の可動の機械的部品の間で、あるいは、１個または複数個の固定部品と１個の可動部品との間で、直接的に行うことができる。熱的励起は、抵抗または放射源（例えばパルスレーザ）により局所的に１個または複数個のビームを加熱し、ビーム内に応力勾配(tension gradient)を形成するように行われる。熱的励起が、当該構造の自然周波数に近い周波数で生成される場合、ビームを当該自然周波数で揺動させることができる。傾斜ビームに対して例えばＺｎＯのような圧電フィルムの１または複数の層を設け（これらには適当な方法で接点が設けられる）、ついで、この圧電フィルムに電界を印加することにより、ビームを揺動させることができる。励起の場合と同様に、揺動の検出には、様々な原理、例えば、容量的、共振ひずみトランスミッタ(resonant strain transmitters)、圧電的、ピエゾ抵抗的、等を利用できる。実施例や所望の精度に応じて、原理が選択される。閉ループ型の一実施例では、コリオリの力により生じた発振の検出は容量的に適切に行われる。ビーム／フレーム／質量と、周囲の導電プレートとの間の電界により、フィードバックおよびおそらく存在するバイアスが生成されるからである。これは、ビーム／フレーム／質量の両面のコンデンサにアクセスし、その容量は装置の位置により変化し、変位は容量ブリッジを用いて検出することができる。これによりサーボ系に信号を与え、サーボ系は、ビーム／フレーム／質量がゼロ位置に復帰するように電界を変化させる。共振ひずみトランスミッタでの検出は、本装置が真空で封入される任意の場合に、興味深い検出方法である。これらは極めて高いＱ値を有し、非常に高い分解能をもたらす。圧電的検出は、この層を余分な追加工程なしに利用できるように圧電的に励起を行う任意の場合に興味深い方法である。傾斜ビームの動きの検出を行う簡単な方法は、シリコン基板のドーピングにより形成される抵抗がもたらす圧電抵抗効果を利用するものである。最大の感度を得るために、適切な方法で配置された４個の抵抗からなる平衡ブリッジ回路を用いるのが好適である。さらに、最大の圧電抵抗効果を得るには、検出したい曲げ／回転により生じたビーム内の応力が最大となる位置に抵抗を配置すべきである。特別な応用例では、例えば、干渉現象の利用またはアレンジマング(arrangemang)の利用（反射光ビームの位置がビーム／フレーム／質量の位置に依存する）により、ビーム／フレーム／質量の動きの光学的検出を利用することもできる。本発明が２つの主実施例について説明されたとしても、本発明は、これらに限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲により規定される内容によってのみ限定される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年４月１０日【補正内容】（補正書の翻訳文）請求の範囲１．シャーシのような基板の角速度を測定するための装置であって、単結晶本体と、発振起動器と、発振検出器とを備え、前記本体は、単結晶材料をエッチングすることにより、おそらく慣性質量を保持する少なくとも１つの中央ビームを画定するよう形成され、１つのフレームが同軸ねじれバーにより保持され、このフレームが前記ビームを保持し、このビームの表面は、標準平面である基板の表面に対して傾斜しており、かつ当該ビームの表面は本体の結晶面により定められ、前記駆動器は前記ビームおよびフレームの一方に対して起動し、前記検出器は前記ビームおよびフレームの他方の振動を検出することを特徴とする装置。２．請求項１に記載の装置において、少なくとも２つのビームを有し、これらのビームは、測定すべき角速度の回転軸に平行であり、それらの一端において前記フレームに固定され、前記ビームはそれらの自由端に質量を保持することを特徴とする装置。３．請求項１に記載の装置において、少なくとも２つのビームを有し、これらのビームは、測定すべき角速度の回転軸に平行であり、それらの両端において前記フレームに固定され、前記ビームは、好ましくはそれらの長さの中央部に質量を保持することを特徴とする装置。４．請求項１に記載の装置において、１つのビームを有し、このビームはその両端をフレームに固定され、前記ビームは好ましくはその両端の間の中央部に慣性質量を保持し、前記フレームは、前記ビームと同じ型の２つの対称的に位置するねじり軸を介して前記基板に固定され、回転軸の長手方向は前記ビームの長手方向に対して９０°の角度を示し、測定すべき角速度の回転軸は、好ましくは前記ビームを通って対称に、この装置の平面に対してある角度をなすことを特徴とする装置。５．請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、前記フレームにより保持された少なくとも２つのビームを有し、これらのビームの慣性質量が前記フレームを通る平面に対して非対称に配置されていることを特徴とする装置。６．先行する請求項のいずれかに記載の装置において、前記単結晶材料はシリコンであることを特徴とする装置。７．請求項１に記載の単結晶本体を有する、角速度を測定するための装置の製造方法であって、前記本体は、単結晶材料をエッチングすることにより、おそらく慣性質量を保持する少なくとも１つの中央ビームを画定するように形成され、１つのフレームはねじりバーにより保持され、前記ビームの表面は標準平面である基板の表面に対して傾斜しており、かつ当該ビームの表面は本体の結晶面により定められ、前記ビームは前記フレーム内に位置され、前記ビームの少なくとも１端が前記フレームに接続され、前記フレームは前記外部ねじれバーを介して周囲の基板に接続されることを特徴とする方法。８．請求項７に記載の方法において、前記装置は少なくとも２つのビームを有し、すべてのビームは等価な結晶平面により形成され、ビームの長手方向軸は、前記単結晶材料により得られるある角度だけ相互に回転するようにエッチングが実行されることを特徴とする方法。９．請求項７または８に記載の方法において、標準平面に対して傾斜したビームは異方性エッチングによりエッチング生成され、このエッチングは、単結晶材料の２つの等価な対向した結晶平面から構成されることを特徴とする方法。１０．請求項７〜９のいずれかの方法において、前記単結晶材料は保護フィルムにより被覆され、その後、この保護層の一部が単結晶の対向面で除去され、その結果、前記保護層に形成される開口は結晶構造に一致して並び、対向面の開口はエッチング後に所望のビーム厚が得られるようにビームを望む位置に、相互に距離を置いて形成され、その後、結晶が異方性エッチングによりエッチングされ、これにより、１つまたは複数のビームを構成する傾斜した結晶面を、他の結晶面より充分に遅くエッチングすることを特徴とする方法。１１．請求項７〜１０のいずれかに記載の方法において、前記１つまたは複数のビームおよびこれに付与された慣性質量が同じ単結晶からエッチング生成されることを特徴とする方法。１２．請求項７〜１１のいずれかに記載の方法において、前記装置はシリコンからエッチング生成されることを特徴とする方法。

Claims

【特許請求の範囲】１．シャーシのような基板の角速度を測定するための装置であって、単結晶本体と、発振起動器と、発振検出器とを備え、前記本体は、単結晶材料をエッチングすることにより、おそらく慣性質量を保持する少なくとも１つの中央ビームを画定するよう形成され、１つのフレームが同軸ねじれバーにより保持され、このフレームが前記ビームを保持し、このビームの表面が本体の結晶面により定められ、前記駆動器は前記ビームおよびフレームの一方に対して起動し、前記検出器は前記ビームおよびフレームの他方の振動を検出することを特徴とする装置。２．請求項１に記載の装置において、少なくとも２つのビームを有し、これらのビームは、測定すべき角速度の回転軸に平行であり、それらの一端において前記フレームに固定され、前記ビームはそれらの自由端に質量を保持することを特徴とする装置。３．請求項１に記載の装置において、少なくとも２つのビームを有し、これらのビームは、測定すべき角速度の回転軸に平行であり、それらの両端において前記フレームに固定され、前記ビームは、好ましくはそれらの長さの中央部に質量を保持することを特徴とする装置。４．請求項１に記載の装置において、１つのビームを有し、このビームはその両端をフレームに固定され、前記ビームは好ましくはその両端の間の中央部に慣性質量を保持し、前記フレームは、前記ビームと同じ型の２つの対称的に位置するねじり軸を介して前記基板に固定され、回転軸の長手方向は前記ビームの長手方向に対して９０°の角度を示し、測定すべき角速度の回転軸は、好ましくは前記ビームを通って対称に、この装置の平面に対してある角度をなすことを特徴とする装置。５．請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、前記フレームにより保持された少なくとも２つのビームを有し、これらのビームの慣性質量が前記フレームを通る平面に対して非対称に配置されていることを特徴とする装置。６．先行する請求項のいずれかに記載の装置において、前記単結晶材料はシリコンであることを特徴とする装置。７．請求項１に記載の単結晶本体を有する、角速度を測定するための装置の製造方法であって、前記本体は、単結晶材料をエッチングすることにより、おそらく慣性質量を保持する少なくとも１つの中央ビームを画定するように形成され、１つのフレームはねじりバーにより保持され、前記ビームの両面は前記本体の結晶平面により定められ、前記ビームは前記フレーム内に位置され、前記ビームの少なくとも１端が前記フレームに接続され、前記フレームは前記外部ねじれバーを介して周囲の基板に接続されることを特徴とする方法。８．請求項７に記載の方法において、前記装置は少なくとも２つのビームを有し、すべてのビームは等価な結晶平面により形成され、ビームの長手方向軸は、前記単結晶材料により得られるある角度だけ相互に回転するようにエッチングが実行されることを特徴とする方法。９．請求項７または８に記載の方法において、標準平面に対して傾斜したビームは異方性エッチングによりエッチング生成され、このエッチングは、単結晶材料の２つの等価な対向した結晶平面から構成されることを特徴とする方法。１０．請求項７〜９のいずれかの方法において、前記単結晶材料は保護フィルムにより被覆され、その後、この保護層の一部が単結晶の対向面で除去され、その結果、前記保護層に形成される開口は結晶構造に一致して並び、対向面の開口はエッチング後に所望のビーム厚が得られるようにビームを望む位置に、相互に距離を置いて形成され、その後、結晶が異方性エッチングによりエッチングされ、これにより、１つまたは複数のビームを構成する傾斜した結晶面を、他の結晶面より充分に遅くエッチングすることを特徴とする方法。１１．請求項７〜１０のいずれかに記載の方法において、前記１つまたは複数のビームおよびこれに付与された慣性質量が同じ単結晶からエッチング生成されることを特徴とする方法。１２．請求項７〜１１のいずれかに記載の方法において、前記装置はシリコンからエッチング生成されることを特徴とする方法。