(57)【要約】マス（１０２）の内周の中に複数のマス支持構造（１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８）を形成し、複数のマス支持構造をマスの質量中心に近接して置かれる少なくとも１つのアンカーによって基板に取り付け、かつ、複数の検知指（１２０、１２２、１２４、１２６）をアンカーに近接して取り付けることによって加速度計のオフセットを低減する。単一のアンカー又は互いに接近して配設された複数のアンカーを使用してマス支持構造を基板に取り付けることができる。検知指を基板又はマス支持構造に取り付けることができる。マスはその周囲の中においてそこから外周に向かって通常吊設される。
2005534016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
外周、内周を定める空洞、及び前記内周の一部に沿う複数の細長い指を有するマスと；
前記マスの質量中心に近接して置かれた少なくとも１つのアンカーによって前記基板に取り付けられて前記内周の中に置かれたマス支持構造であって、前記基板の上で前記マスマスを支持し前記基板に対する前記マスの運動を許容する支持構造と；
複数の細長い検知指であって該検知指に対する前記マス指の運動を検知するものであり、前記内周の中で前記マス指のほぼ横側に置かれて、機械的応力が前記マス指と前記検知指を実質的に等しい方法で運動させるように前記少なくとも１つのアンカーに近接して前記基板に取り付けられた検知指とを；
含んでなる加速度計。
【請求項２】
請求項１の加速度計であって、前記マスの支持構造物は複数の懸架バネと、支持アームとを含んでなり、前記複数の懸架バネは前記マスと前記支持アームの間に配設され、前記支持アームは基板に取り付けられている加速度計。
【請求項３】
請求項１の加速度計であって、前記マスの支持構造は、単一のアンカーを使用することで前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項４】
請求項３の加速度計であって、前記単一のアンカーはほぼ正方形のアンカーである加速度計。
【請求項５】
請求項１の加速度計であって、前記マス支持構造は、前記マスの質量中心に関して実質的に対称に置かれた複数のアンカーを使用することで前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項６】
請求項２の加速度計であって、前記複数の支持アームは、ほぼ、十字形又はＨ型に構成されている加速度計。
【請求項７】
請求項１の加速度計であって、少なくとも１つの前記細長い検知指は、単一の細長いアンカーを使用して、該アンカーに関して該細長い検知指の回転を減少させるために前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項８】
請求項１の加速度計であって、少なくとも１つの前記細長い検知指は、複数のアンカーを使用して、該複数のアンカーに関して該細長い検知指の回転を減少させるために前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項９】
請求項１の加速度計であって、前記マス支持構造は前記マスを前記マス内周の中において前記マス外周に向かって支持する加速度計。
【請求項１０】
加速度計のおけるオフセットを低減する方法であって：
外周、内周を定める空洞、及び前記内周の一部に沿う複数の細長い指を有するマスを形成し；
前記マスの前記内周の中に複数のマス支持構造を形成し；
前記マスの前記内周の中に前記マス指のほぼ横側に沿う複数の細長い検知指であって、該複数の検知指に対する前記マスの運動を検知する検知指を形成し；
前記基板の上で前記マスを支持し前記マスの前記基板に対する運動を許容するために、前記マスの質量中心に近接して置かれる少なくとも１つのアンカーにより前記マス支持構造を前記基板に取り付け；
機械的応力が前記複数のマス指と前記複数の検知指を実質的に等しい方法で運動させるように、前記複数の検知指を前記少なくとも１つのアンカーに近接して前記基板に取り付けることを；
含んでなる方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法であって、前記マス支持構造は複数の懸架バネと、複数の支持アームとを含んでなり、前記懸架バネは前記マスと前記複数の支持アームの間に配設され、前記支持アームは前記基板に取り付けられている方法。
【請求項１２】
請求項１０の方法であって、前記マス支持構造を前記基板に取り付けることは単一のアンカーを使用して前記マス支持構造を前記基板に取り付けることを含む方法。
【請求項１３】
請求項１２の方法であって、前記単一のアンカーはほぼ正方形のアンカーである方法。
【請求項１４】
請求項１０の方法であって、前記マス支持構造を前記基板に取り付けることは、マスの質量中心に関して実質的に対称に配置された複数のアンカーを使用して前記マス支持構造を前記基板に取り付けることを含む方法。
【請求項１５】
請求項１１の方法であって、前記支持アームは、ほぼ、十字形又はＨ型に形成されている方法。
【請求項１６】
請求項１０の方法であって、前記複数の細長い検知指を前記基板に取り付けることは、少なくとも１つの前記細長い検知指を単一の細長いアンカーを用いて、該アンカーに関して該細長い検知指の回転を減少させるために、前記基板に取り付けることを含む方法。
【請求項１７】
請求項１０の方法であって、前記複数の細長い検知指を前記基板に取り付けることは、少なくとも１つの前記細長い検知指を複数のアンカーを用いて、該複数のアンカーに関して該細長い検知指の回転を減少させるために、前記基板に取り付けることを含む方法。
【請求項１８】
請求項１０の方法であって、前記マス支持構造は前記マスを前記マス内周の中で前記マス外周に向かって支持する方法。
【請求項１９】
基板と；
外周、内周を定める空洞、及び前記内周の一部に沿う複数の細長い指を有するマスと；
前記マスの質量中心に近接して置かれた少なくとも１つのアンカーによって前記基板に取り付けられ前記内周の中に置かれたマス支持構造であって、前記基板を前記マスの上で支持して前記基板に対する前記マスの運動を許容するマス支持構造と；
複数の細長い検知指であって該検知指に対する前記マス指の運動を検知するものであり、前記内周の中において前記マス指のほぼ横側に置かれ、かつ、機械的応力が前記複数のマス指と前記複数の検知指を実質的に等しい方法で運動させるように、前記少なくとも１つのアンカーに近接して前記マス支持構造に取り付けられた検知指とを；
含んでなる加速度計。
【請求項２０】
請求項１９の加速度計であって、前記検知指は前記マス支持構造から電気的に切り離されている加速度計。
【請求項２１】
請求項１９の加速度計であって、前記マス支持構造は複数の懸架バネと、複数の支持アームとを含み、前記複数の懸架バネは前記マスと前記複数の支持アームの間に配設され、前記支持アームは前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項２２】
請求項１９の加速度計であって、前記マス支持構造は単一のアンカーを使用して前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項２３】
請求項２２の加速度計であって、前記単一のアンカーはほぼ正方形のアンカーである加速度計。
【請求項２４】
請求項１９の加速度計であって、前記マス支持構造は前記マスの質量中心に関して実質的に対称に置かれた複数のアンカーを使用して前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項２５】
請求項２１の加速度計であって、前記複数の支持アームは、ほぼ、十字形又はＨ型に構成されている加速度計。
【請求項２６】
請求項１９の加速度計であって、少なくとも１つの前記細長い指は、単一の細長いアンカーを使用して、該アンカーに関して該細長い検知指の回転を減少させるために、前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項２７】
請求項１９の加速度計であって、少なくとも１つの前記細長い指は、複数のアンカーを使用して、該複数のアンカーに関して該細長い検知指の回転を減少させるために、前記基板に取り付けられている加速度計。
【請求項２８】
請求項１９の加速度計であって、前記マス支持構造は前記マスを前記マスの内周の中において前記マスの外周に向かって支持する加速度計。
【請求項２９】
外周、内周を定める空洞、及び前記内周の一部に沿う複数の細長い検知指を有するフレームと；
前記フレームの内周の中に置かれ、前記複数の検知指のほぼ横側に置かれた複数の細長い指を有するマスと；
前記フレームの前記内周の中に置かれ前記マスを前記フレームに結合し前記フレームに対する前記マスの運動を許容する複数の懸架バネとを、
含んでなる加速度計。
【請求項３０】
請求項２９の加速度計であって、前記複数の検知指は前記フレームから電気的に切り離されている加速度計。
【請求項３１】
基板と；
据付点において前記基板に据え付けられた少なくとも１つのマイクロ加工された構造であって、前記据付点に関して曲げ又はねじれを受け、前記据付点に関する曲げ又はねじれを減少させるために、１つの細長いアンカー又は複数のアンカーを使用して前記基板に据え付けられた少なくとも１つのマイクロ加工された構造とを；
含んでなるマイクロ加工された装置。
【請求項３２】
請求項３１のマイクロ加工された装置であって、該マイクロ加工された装置が加速度計であり、前記少なくとも１つのマイクロ加工された構造は固定された検知指を含んでなるマイクロ加工された装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、加速度計に関し、特に加速度計におけるオフセットの減少に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度計を区別する主要なパラメタの１つはオフセット性能であり、初期時間及び経過時間と、温度の両方である。例えば、可動マスを有する横型のマイクロ加工された加速度計は、基板に取り付けられマスの境界の外に置かれた複数のマス懸架材を通常使う。また、複数の検知指に対するマスの運動を測定する該検知指は通常また、マスの境界の外で、例えばマスの周りで、基板に取り付けられる。チップが、アセンブリ処理から生じるかもしれない応力、そして、熱変化から生じるかもしれない応力ような応力を受けることがあるならば、マスと検知指の相対位置は変化するかもしれない。例えば、通常の工程変動はこれらのアンカーと可動マス間で接続されたバネのばね定数に違いを生じさせる。アンカーの間の距離が変化するならば、ばね定数の違いはこれらのアンカーに対するマスの不均衡な変位をもたらし、これは検知指に対してマスを移動させ、オフセットと解釈されることになる。
【０００３】
同様に、センサ材料は製造工程の結果，内部応力を有するかもしれず、これもまた、オフセットを引き起こすかもしれない。例えば、可動マス材料が引張又は圧縮状態であるならば、バネは不平等に変位し、これは検知指に対してマスを動かすので、オフセットが生じることになる。このオフセットは通常、信号調整回路機構のレーザトリミング低抗体により矯正され、あるいは、パーツがいったんパッケージされたときに、いくつかの方法の１つによってオフセットを調整することによって矯正される。
【０００４】
マイクロ加工された加速度計はしばしば、機械的に基板に取り付けられた電気機械構成要素を含んでいる。これらの構成要素のいくつかは他の構成要素又は基板に対して可動である。その他の構成要素は理想的には基板に関して不動である。不動の構成要素に関する１つの例は横型加速度計の固定検知指である。
【０００５】
構成要素は通常、１つ以上の製造工程によって形成された１つの「アンカー」によって、基板に連結される。このアンカーによって吊設される構成要素がこのアンカーの大きさと比べて大きいならば、アンカーは使用環境においてかなりの大きさのトルクか曲げモーメントを受けるかもしれない。このトルクか曲げモーメントは、例えば、加速や衝撃などの機械的イベントに対する慣性応答により、あるいは、指とその環境の間の静電気力（例えば、通常の作業の間に印加された電圧又は静電気放電イベントから起こる電圧から発生する静電気力など）によって引き起こされうる。アンカーの小さなねじり回転量又は曲げ変位量は吊設された構造の大変形を引き起こしうる。
【０００６】
固定検知指は無限に剛性ではない。指の先端においる正味のたわみは指の曲げと、アンカーの曲げ及びねじりの組み合わせである。指とアンカーの寸法と機械特性に依存して、アンカーのねじり及び／又は曲げは指の先端たわみにつながる意義のある主項になりうる。
【０００７】
入力加速の結果としてバネ上の加速度計プルーフ（基準）マスの変位は１／ｗ０＾２によって与えられる。ここで、ｗ０は２＊ｐｉ＊ｆ０であり、ｆ０は共振々動数である。高い共振々動数を持つ加速度計は単位加速度あたり小さい変位を有する。したがって、センサの変位に同等な如何なる誤差も、より高い共振々動数のセンサ上の加速ユニットにおいて、より大きい同等なオフセットを引き起こす。例えば、ダイ応力によるセンサに対する固定指の変位は、高共振々動数の装置において、より大きい見かけオフセットを引き起こす。
【０００８】
オフセットの別の原因は、ダイ応力のような、加速以外の刺激に応答したセンサの基板に対する変位である。単一軸加速度計において、感度軸に沿って位置する基板に複数のバネを接続する２つのアンカーが存在するならば、ダイ応力によるオフセットはアンカー間の距離に比例する。通常の製造変化は各アンカーに接続された複数のバネのばね定数に差違を引き起こす。ダイ応力がアンカーの間の離隔距離を変化させるとき、ばね定数の差違はセンサの基板に対する変位をもたらし、この変位はオフセットと解釈される。任意のダイ応力の場合、アンカー間の離隔距離の変化はアンカーの間の離隔距離に比例するので、これによるオフセット誤差もアンカー間の離隔距離に比例する。
【０００９】
アンカー間の離隔距離（ｓｅｐ）と、共振々動数（ｆ０）と、オフセット（ＯＳ）との関係は以下のように与えられる。
【００１０】
ＯＳ〜ｓｅｐ＊ｆ０＾２
【発明の開示】
【００１１】
発明の１局面によると、加速度計は基板、マス、マス支持構造と、細長い検知指であって該検知指に対するマス指の運動を検知する検知指を含んでいる。マスは外周、内周を定める空洞と、内周の一部に沿う複数の細長い指（マス指）を有する。マス支持構造は内周の中に置かれ、そして、基板の上でマスを支持して基板に対してマスの運動を許容するように、マスの質量中心に近接して置かれる少なくとも１つのアンカーによって基板に取り付けられる。検知指は内周の中でマス指のほぼ横側に置かれ、前記少なくとも１つのアンカーに近接して基板に付けられるので、機械的応力はマス指と検知指を実質的に等しい方法で運動させる。マス支持構造は複数の懸架バネと複数の支持アームを含むことができ、その場合、懸架バネはマスと複数の支持アームの間に配設され、支持アームは基板に取り付けられている。支持アームを十字形か「Ｈ」型として構成することができる。マス支持構造は典型的にマスをマスの内周の中においてマスの外周に向かって支持する。マス支持構造を単一のアンカー（正方形のアンカーなど）又は複数のアンカーを使用して基板に取り付けることができる。複数のアンカーをマスの質量中心に関して実質的に対称に置くことができる。アンカーに関して各細長い検知指の回転を減少させるために単一の細長いアンカー又は複数のアンカーを使用して各検知指を基板に取り付けることとしてもよい。
【００１２】
発明の別の実施の形態によると、加速度計におけるオフセット低減のための方法は、外周、内周を定める空洞、及び内周の部分に沿って複数の細長い指構造（マス指）を有するマスを形成し；マスの内周の中に複数のマス支持構造を形成し；マスの内周の中でマス指のほぼ横側に沿う複数の細長い検知指であって、これらの検知指に対するマスの運動を検知する複数の細長い検知指を形成し；マスを基板の上で支持して基板に対してマスの運動を許容するために、マスの質量中心に引接して置かれる少なくとも１つのアンカーによって複数のマス支持構造を基板に取り付け；機械的応力がマス指と検知指を実質的に等しい方法で運動させるように、複数の細長い検知指を前記少なくとも１つのアンカーに近接して基板に取り付けることを含む。マス支持構造は複数の懸架バネと複数の支持アームを含んでもよく、そこでは、懸架バネはマスと複数の支持アームの間に配設され、支持アームは基板に取り付けられる。支持アームは十字形か「Ｈ」型に構成されてもよい。マス支持構造は典型的にマスをマスの内周の中でマスの外周に向かって支持する。マス支持構造は、単一のアンカー（正方形アンカーなど）又は複数のアンカーを使用して基板に取り付けられてもよい。複数のアンカーはマスの質量中心に関して実質的に対称に置かれてもよい。それぞれの検知指は、アンカーに関して細長い検知指の回転を減少させるのに単一の細長いアンカーか複数のアンカーを使用することで基板に取り付けられてもよい。
【００１３】
発明の別の実施の形態によると、加速度計は基板、マス、マス支持構造、及び複数の細長い検知指であって、該検知指に対するマス指の運動を検知する細長い検知指を含んでいる。マスは外周、内周を定める空洞、及び内周の一部に沿う複数の細長い指を有する。マス支持構造はマス内周の中に置かれ、マスを基板の上で支持して基板に対してマスの運動を許容するために、マスの質量中心に置かれる少なくとも１つのアンカーによって基板に取り付けられる。検知指は内周の中でマス指の実質的に横側に置かれ、機械的応力がマス指と検知指を実質的に等しい方法で運動させるように、少なくとも１つのアンカーに近接してマス支持構造に取り付けられる。検知指は通常マス支持構造から電気的に切り離される。マス支持構造は複数の懸架バネと複数の支持アームを含んでもよく、その場合、懸架バネはマスと支持アームの間に配設され、支持アームは基板に取り付けられる。支持アームは十字形か「Ｈ」型に構成されてもよい。マス支持構造は典型的にマスをマスの内周の中でマスの外周に向かって支持する。マス支持構造は、単一のアンカー（正方形アンカーなど）又は複数のアンカーを使用して基板に取り付けられてもよい。複数のアンカーはマスの質量中心に関して実質的に対称に置かれてもよい。それぞれの検知指は、アンカーに関して細長い検知指の回転を減少させるのに単一の細長いアンカーか複数のアンカーを使用することで基板に取り付けられてもよい。
【００１４】
発明の別の実施の形態によると、加速度計は外周、内周を定める空洞、及び内周の部分に沿う複数の細長い検知指を有するフレームと；フレームの内周の中に置かれたマスであって、複数の検知指の実質的に横側に置かれる細長い指（マス指）を有するマスと；フレームの内周の中に置かれマスをフレームに結合してフレームに対するマスの運動を許容する複数の懸架バネを含んでいる。検知指は通常フレームから電気的に切り離される。
【００１５】
発明の別の局面によると、マイクロ加工された装置は基板と；該基板に据え付けられた少なくとも１つのマイクロ加工された構造であって、据付点に関してその曲げ又はねじれを減少させるために、１つの細長いアンカー又は複数のアンカーを使用して基板に据え付けられたマイクロ加工された構造とを；含んでいる。マイクロ加工された装置は加速度計であってもよく、その場合、少なくとも１つのマイクロ加工された構造を固定検知指とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の様々な実施の形態では、マスの内周の中にマス支持構造を形成し、マスの質量中心に近接して置かれる少なくとも１つのアンカーによりマス支持構造を基板に取り付け、検知指をアンカーに近接して取り付けることによって、加速度計のオフセットを減少させ又は取り除くことができる。単一のアンカー又は近くに一緒に置かれる複数のアンカーを使用することでマス支持構造を基板に取り付けることができる。検知指を基板、または、マス支持構造に取り付けることができる。
【００１７】
本発明の実施の形態では、加速度計マスは様々な支持構造物から吊される。様々な支持構造物は通常マスの境界の中に形成される。支持構造物は様々な懸架バネと支持アームを通常含んでいる。懸架バネはマスを支持アームに結合する。支持アームは通常、単一のアンカー、又は、特にマスの質量中心に近接して、一緒に置かれた複数のアンカーを使用することでチップに据え付けられる。
【００１８】
４個の懸架バネを有する二軸加速度計では、支持アームは通常十字形に構成される。懸架バネは支持アームの端部に座る。支持アームはチップに据え付けられる単一構造として形成されてもよいし、あるいはそのチップに別々に据え付けられる個々の構造としてもよい。
【００１９】
オフセットを低減するために、単一のアンカーかマスの質量中心に近接して一緒に置かれた複数のアンカーを使用して支持アームをチップに据え付け、検知指を支持アームアンカーに近接して取り付ける。このように、チップ応力がセンサ（すなわち、マス、マス支持構造、及び検知指）から実質的に切り離されるので、チップ応力はマス指と検知指の不均衡な変位をもたらさない。
【００２０】
懸架バネは通常、質量中心から離間してマスの周囲に向かって置かれる。これは横軸に関してマスの回転共振々動数を増加させマスの制御を改善する傾向がある。特に、マス支持構造が質量中心に向かって据え付けられていると、横軸に関するマスの回転共振々動数はマスの吊点と前記据付点（アンカー点）間の距離に部分的に依存し、回転共振々動数は、吊点が据付点に近いときは比較的低く（これは望ましくない）、吊点が据付点から遠いときは比較的高い（これは、より望ましい）。その上、懸架バネと支持構造物が質量中心に向かって据え付けられていると、マスの安定性はマスの吊点と据付点の間の距離に一部依存し、吊点が据付点に近いときは安定性が悪く（すなわち、より傾く傾向がある）、吊点が据付点から遠いときは、より安定する（すなわち、それほど傾斜しない）。
【００２１】
加速度計は通常、マスに一体化した指に交錯する複数の検知指を含んでいる。これらの検知指は基板に据え付けられてもよいし、マス支持構造に結合または一体化されてもよい。一軸加速度計では、固定検知指は通常、マスの運動軸に垂直に指向される。二軸加速度計では、固定検知指は通常両軸に沿って向けられる。マスの運動は固定検知指に対する一体化された指の位置を変化させ、加速として測定されうる検出可能な静電容量の変化をもたらす。
【００２２】
チップ応力は、支持アームアンカー、したがって、マス指に対する固定検知指の位置を動かすことができる。検知指に対するマス指のこの運動はオフセットとして解釈することができる。このオフセットを抑えるために、固定検知指をマス支持構造アンカーの近くで基板に取り付けることとしてもよいし、または代わりに、支持アームアンカーに（電気的でなく）機械的に結合してもよい。
【００２３】
検知指をマス支持構造アンカーの近くに取り付けるために、アンカーの近くに置かれる固定検知指の数をできるだけより少なくすることが望ましい。加速を検出するために、より少ない数の固定検知指で十分な静電容量変化を発生させるために、固定検知指を通常  より長く形成する。より長い固定検知指は、アンカーに関するねじれ及び曲げに加え指の曲げにより、短い指よりもより多くたわむ傾向がある。本発明の実施の形態では、ねじり及び曲げによって引き起こされるたわみ量を減少させるために、複数のアンカー、または単一の細長いアンカーを使用して各固定検知指を据え付ける。
【００２４】
図４は従来技術で知られている単一の丸アンカー４０４を含む固定検知指４０２の一部を示す。この構成の１つの問題は単一の丸アンカー４０４に関して検知指４０２の回転許容するということである。
【００２５】
図５は本発明の実施の形態に従った２つのアンカー５０４，５０６を含む固定検知指５０２の一部を示す。この二重アンカー構成はアンカー５０４と５０６に関して検知指５０２の回転を減少させる。
【００２６】
図６は本発明の実施の形態に従った細長いアンカー６０４を含む固定検知指６０２の一部を示す。この細長いアンカー構成はアンカー６０４に関して検知指６０２の回転を減少させる。
【００２７】
図１は例示的な二軸加速度計１００を示し、この加速度計は、特に、一体的な指を備えるマス１０２と；懸架バネ（１０４、１０６、１０８、１１０）と支持アーム（１１２、１１４、１１６、１１８）を含むマス支持構造と；固定検知指（１２０、１２２、１２４、１２６）を含む。固定検知指（１２０、１２２、１２４、１２６）はマス指と交錯し、通常、２つの固定検知指が対マス指の間に置かれる。図２は支持アームと懸架バネを詳細に示す。図３は一群の固定検知指を詳細に示す。
【００２８】
この実施の形態では、４つの支持アーム（１１２、１１４、１１６、１１８）は、これらの４つの支持アームが合う点に置かれる単一の正方形アンカー１２８によって基板（図示省略）に据え付けられる十字形の構成として構成される。特に、正方形アンカーは支持アームによって発生するトルクによってアンカーに関する曲げ量またはねじれ量を減少させる。本発明が単一のアンカー、または、マスの質量中心での据付（アンカリング）に決して制限されないのに注意されるべきである。
【００２９】
図２で示されるように、懸架バネはそれぞれの支持アームの端部と、マスに接続される。懸架バネは蛇のような（曲がりくねった）構成に作られている。懸架バネは中心アンカーから遠ざかって位置され、マス１０２の周囲に向かって置かれる。
【００３０】
この実施の形態では、固定検知指は、その据付点が支持アームアンカーの近くとなるように位置される。したがって、固定検知指は、それらが各対の支持アームの間の「Ｖ」部分からマスの２つの運動横軸に沿って外側に突出するように作られる。固定検知指の数と、固定検知指アンカーと支持アームアンカーの間の平均距離を減少させるために、固定検知指は細長い。より長い検知指は据付点に関する回転をより検知しやすい。したがって、この実施の形態では、アンカーに関する回転を抑えるために、細長いアンカーか二重アンカーを使用して固定検知指は基板に取り付けられている。
【００３１】
図１１は別の例示的な二軸加速度計１１００を示し、この加速度計１１００は、特に、一体的な指を備えるマス１１０２と；懸架バネ（１１０４、１１０６、１１０８、１１１０）と支持アーム（１１１２、１１１４、１１１６、１１１８）を含むマス支持構造と；固定検知指（１１２０、１１２２、１１２４、１１２６）を含む。検知指（１１２０、１１２２、１１２４、１１２６）はマス指と交錯し、通常２本の固定検知指が各対のマス指間に置かれる。
【００３２】
この実施の形態では、４つの支持アーム（１１１２、１１１４、１１１６、１１１８）はそれぞれ、アンカー１１２８、１１３０、１１３２、１１３４によって個別に基板に据え付けられている。
【００３３】
図７は本発明の実施の形態に従って構成された一軸加速度計７００を示す。この加速度計では、マス支持構造は「Ｈ」型に構成されている。加速度計７００は複数の一体的な指を備えるマス７０２と、「Ｈ」型の中央に置かれる単一アンカー７１０によって基板（図示省略）に据え付けられた複数のマス支持構造７０４と、基板に取り付けられた検知指７０６，７０８を含んでいる。マス７０２はそれぞれの支持アームの端部において懸架バネにより支持される。
【００３４】
固定検知指７０６，７０８は、マス支持構造７０４のために、望ましくは固定検知指の据付点が中心アンカー７１０の近くとなるように置かれる。したがって、固定検知指の７０６，７０８は、それらが各対の支持アーム間の「Ｕ」部分からマスの運動軸に垂直な方向に外側に突出するように作られる。固定検知指の数と、固定検知指アンカーと支持アームアンカーの間の平均距離を減少させるために固定検知指は細長く、そして、アンカーに関する検知指の回転を減少させるために単一の細長いアンカーか二重アンカーを使用して据え付けられる。
【００３５】
図１２は例示的な一軸加速時計７００を示す。この加速時計では、全ての構造体をフレーム１２０２内に吊設することによってオフセットが低減される。フレーム１２０２は外周、内周を定める空洞、及び内周の一部に沿う複数の細長い検知指１２０４を有する。マス１２０６はフレーム１２０２の内周の中に置かれる。マス１２０６は検知指１２０４の実質的に横側に置いた複数の細長い指１２０８を含んでいる。マス１２０６は、橋１２１４と１２１６でそれぞれフレーム１２０２に接続された２つのバネ１２１０、１２１２によって、両端においてフレーム１２０２から吊設されている。検知指１２０４を備えるフレーム１２０２、指１２０８を備えるマス１２０６、バネ１２１０，１２１２、及び橋１２１４，１２１６を含む全体構造は単一ウエハから形成され、それ自体、橋１２１８において他の構成要素から吊されている。フレーム１２０２の中の構成要素を図示の軸に垂直に指向させることができることに注意すべきである。
【００３６】
発明の実施の形態では、マスの運動による静電容量の変化を使用して加速度を検出するために、固定検知指は様々な構成で電気的に結合される。その上、マイクロ加工された加速度計は、シリコンウエハ、ポリシリコンウエハ、単一のスタックシリコンオン絶縁体（ＳＯＩ）ウエハ、及びマルチスタックＳＯＩウエハを含み、異なるタイプのウエハから作られる。マイクロ加工された加速度計が接地層を含むＳＯＩウエハから作られるとき、固定検知指は、それらに何らかの電気接続を作るために接地層に据え付けられる。
【００３７】
図８は加速度計の例示的な実施の形態を示す。この形態では、検知指はマス支持構造に結合されるか一体化され、マス支持構造は十字形の構成で構成され、検知指はマス支持構造から外側に出る。この構成では、検知指はマス支持構造から電気的に切り離される必要がある。発明の好ましい実施の形態では、検知指は、検知指の周りにトレンチを形成するために、接地層を備えるＳＯＩウエハースを使用することでマス支持構造から電気的に切り離される。
【００３８】
図９は検知指が基板と結合される例示的な加速度計の実施の形態を示す。検知指に電気接続を提供するために接地層を備えるＳＯＩウエハが使用される。
【００３９】
図１０はマスがフレームの中に吊される例示的な加速度計の実施の形態を示す。フレームは検知指を含んでいる。この構成では、検知指はフレームから電気的に切り離される必要がある。検知指は、接地層を持たないＳＯＩウエハを使用することでフレームから電気的に隔離される。
【００４０】
図１３は、検知指をフレーム１２０２から電気的に切り離すために、それぞれの検知指の周りでＳＯＩウエハに形成した電気絶縁トレンチ１３０２を備える加速度計１２００を示す。
【００４１】
本発明は、マス支持構造が基板に据え付けられたその方法に制限されないことに注意されるべきである。単一のアンカーか複数のアンカーを使用することでマス支持構造を据え付けることができる。アンカーを質量中心に置くこととしてもよいし、また、質量中心から離れた位置に置くこととしてもよい。質量中心から離れて置かれると、アンカーの配置は通常質量中心に関して対称であるが、このことは必ずしも必要でない。アンカーの形状はどのようなものであってもよく、丸、正方形、細長いものとすることができるが、これらに限定されるものではない。
【００４２】
発明の真の範囲から逸脱することなく、本発明は他の特定の形態で具体化することができる。説明された実施の形態はあらゆる点で例示的な目的であり、発明をそれに制限するものではないと考る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に従って単一の中心アンカーを使用することで基板に据え付けられた十字形構成のマス支持構造を含む例示的な二軸加速度計を示す図である。
【図２】図１に示す加速度計の支持アームと懸架バネを詳細に示す図である。
【図３】図１に示す加速度計の一群の固定検知指を詳細に示す図である。
【図４】従来技術で知られている単一の丸アンカーを含む固定検知指の一部を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に従う２本のアンカーを含む固定検知指の一部を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に従う細長いアンカーを含む固定検知指の一部を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に従って単一の中心アンカーを使用することで基板に据え付けられた「Ｈ」構成のマス支持構造を含む例示的な一軸加速度計を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に従った接地層を含むシリコンオン絶縁体（ＳＯＩ）ウエハースから形成された例示的な二軸加速度計を示す図であり、この加速度計では、複数の検知指が複数のマス支持構造に結合され又は一体化されている。
【図９】本発明の実施の形態に従った接地層を含むシリコンオン絶縁体（ＳＯＩ）ウエハースから形成された例示的な一軸加速度計を示す図であり、この加速度計では、複数の検知指が基板に結合されている。
【図１０】本発明の実施の形態に従った接地層のないシリコンオン絶縁体（ＳＯＩ）ウエハースから形成された例示的な一軸加速度計を示す図であり、この加速度計では、マスがフレーム内で吊設されている。
【図１１】本発明の実施の形態に従った複数のアンカーを使用することで基板に据え付けられた複数のマス支持構造を含む例示的な二軸加速度計を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に従ったすべての構造物をフレームの中に吊設することによってオフセット減少させる例示的な加速度計を示す図である。
【図１３】図１２に示す加速度計においてフレームから検知指を電気的に切り離した状態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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