(57)【要約】  機械的に結合されたＭＥＭＳ共振器１０２ａ、ｂ、ｃ、ｄがＮｘＭのアレイで配列される。各共振器は直線状の細長いビーム部分１０６ａ、ｂ、ｃ、ｄを含む。各々の細長いビーム部分は湾曲部分１０８ａ、ｂ、ｃ、ｄを介して末端で他の細長いビーム部分に連結され、それによって幾何形状（例えば丸みの付いた正方形）を形成する。各共振器は、隣接する共振器の細長いビーム部分の間に配置されてもよい共振器結合部分１０４を介してアレイの少なくとも１つの別の隣接する共振器に機械的に結合される。共振器は同じ周波数で伸長（もしくはブリージング）モードと曲げモードとの組合せで発振する。アレイの共振器は湾曲部分にノーダルポイント１１４（すなわち共振器の発振中に静止している、共振器の部分）を含んでもよい。ノーダルポイントは共振器をアンカー結合するのに好ましい位置である。【選択図】図６Ｃ
2008545333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＭＳアレイ構造であって、
複数のＭＥＭＳ共振器を備え、各ＭＥＭＳ共振器は、
各ビーム部分が第１の端部と第２の端部とを含む複数の細長い直線状ビーム部分と、
ビーム部分の各端部が湾曲部分の１つの関連する端部に連結されることによって幾何形状を形成する、各々が第１の端部と第２の端部とを有する複数の湾曲部分と、
少なくとも１つの共振器結合部分が、隣接するＭＥＭＳ共振器の対向する細長い直線状ビーム部分の各々の間に配置される、１つまたは複数の共振器結合部分とを含むＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２】
前記複数のＭＥＭＳ共振器のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの湾曲部分はノーダルポイントを含み、該ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、
少なくとも１つのアンカー結合部分と、
該ＭＥＭＳ共振器を基板に固定するために該アンカー結合部分を介して該ノーダルポイントに結合される基板アンカーとを含む請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項３】
前記アンカー結合部分内、かつ前記基板アンカーと前記ノーダルポイントとの間に配置された応力および歪みのいずれか一方または双方の除去機構をさらに含む請求項２に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項４】
各ＭＥＭＳ共振器は４つの細長い直線状ビーム部分と４つの湾曲部分とを含み、前記幾何形状は角を落とした正方形の形状である請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項５】
各ＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つの湾曲部分はノーダルポイントを含み、ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、関連するノーダルポイントと基板アンカーとの間に配置された少なくとも１つのアンカー結合部分を含み、該基板アンカーは該ＭＥＭＳ共振器を基板に固定する請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項６】
前記アンカー結合部分内、かつ前記基板アンカーと前記ノーダルポイントとの間に配置された応力および歪みのいずれか一方または双方の除去機構をさらに含む請求項５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項７】
各共振器結合部分は該部分の質量を軽減するための空洞を含む請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項８】
各共振器結合部分は、該共振器結合部分の端部が該共振器結合部分の中央部よりも広い幅を有するように該端部に隅肉形状を含む請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項９】
各ＭＥＭＳ共振器の各湾曲部分は少なくとも１つのノーダルポイントを含む請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１０】
各ＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つのノーダルポイントは関連するアンカー結合部分を介して基板アンカーに連結される請求項９に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１１】
関連するアンカー結合部分内、かつ関連する基板アンカーと関連するノーダルポイントとの間に配置された複数の応力および歪みのいずれか一方または双方の除去機構をさらに含む請求項１０に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１２】
各ＭＥＭＳ共振器の前記複数の細長い直線状ビーム部分のうちの少なくとも１つは内部に配置された複数のスロットを含む請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１３】
各ＭＥＭＳ共振器の前記複数の湾曲部分のうちの少なくとも１つは内部に配置された複数のスロットを含む請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１４】
前記ＭＥＭＳ共振器の各々の細長い直線状ビーム部分の幅はその中央部よりもその端部の方が広い請求項１に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１５】
ＭＥＭＳアレイ構造であって、
複数のＭＥＭＳ共振器を備え、各ＭＥＭＳ共振器は、
各ビーム部分が第１の端部と第２の端部とを含む複数の細長い直線状ビーム部分と、
ビーム部分の各端部が湾曲部分の１つの関連する端部に連結されることによって幾何形状を形成し、
少なくとも１つの湾曲部分がノーダルポイントを含む、各々が第１の端部と第２の端部とを有する複数の湾曲部分と、
各ＭＥＭＳ共振器が少なくとも１つの隣接するＭＥＭＳ共振器に連結されるように少なくとも１つの共振器結合部分が、隣接するＭＥＭＳ共振器の少なくとも一対の対向する細長い直線状ビーム部分の間に配置される複数の共振器結合部分と、
各ＭＥＭＳ共振器の該少なくとも１つのノーダルポイントが関連するアンカー結合部分を介して基板アンカーに連結される複数のアンカー結合部分とを含むＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１６】
少なくとも１つの応力および歪みのいずれか一方または双方の除去機構が関連するアンカー結合部分内、かつ前記ＭＥＭＳ共振器の前記基板アンカーと前記ノーダルポイントとの間に配置された複数の応力および歪みのいずれか一方または双方の除去機構をさらに含む請求項１５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１７】
各ＭＥＭＳ共振器は４つの細長い直線状ビーム部分と４つの湾曲部分とを含み、前記幾何形状は角を落とした正方形の形状である請求項１５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１８】
各共振器結合部分は該部分の質量を軽減するための空洞を含む請求項１５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項１９】
各共振器結合部分は、該共振器結合部分の端部が該共振器結合部分の中央部よりも広い幅を有するように該端部に隅肉形状を含む請求項１５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２０】
各ＭＥＭＳ共振器の前記複数の細長い直線状ビーム部分のうちの少なくとも１つは内部に配置された複数のスロットを含む請求項１５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２１】
各ＭＥＭＳ共振器の前記複数の湾曲部分のうちの少なくとも１つは内部に配置された複数のスロットを含む請求項１５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２２】
複数の検出電極および、
複数の励振電極であって、
前記ＭＥＭＳ共振器の前記複数の細長い直線状部分に並置された検出電極および励振電極と、
該検出電極に結合され、出力信号を供給する検出回路とをさらに含む請求項１５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２３】
前記検出電極は１つまたは複数の信号を前記検出回路に送り、該検出回路はこれに応答して差動出力信号を送る請求項２２に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２４】
前記検出電極は１つまたは複数の信号を前記検出回路に送り、該検出回路はこれに応答してシングルエンド出力信号を送る請求項２２に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２５】
ＭＥＭＳアレイ構造であって、
複数のＭＥＭＳ共振器を備え、各ＭＥＭＳ共振器は、
各ビーム部分が第１の端部と第２の端部とを含む複数の細長い直線状ビーム部分と、
ビーム部分の各端部が湾曲部分の１つの関連する端部に連結されることによって幾何形状を形成する、各々が第１の端部と第２の端部とを有する複数の湾曲部分と、
隣接するＭＥＭＳ共振器の対向する細長い直線状ビーム部分の各々が、それらの間に連結された共振器結合部分を含む、１つまたは複数の共振器結合部分と、
複数の検出電極および、
複数の励振電極であって、
該ＭＥＭＳ共振器の該複数の細長い直線状部分のうちの１つまたは複数に並置された検出電極および励振電極と、
該検出電極に結合され、出力信号を供給する検出回路とを含むＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２６】
前記検出電極は１つまたは複数の信号を前記検出回路に送り、該検出回路はこれに応答して差動出力信号を送る請求項２５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２７】
前記検出電極は１つまたは複数の信号を前記検出回路に送り、該検出回路はこれに応答してシングルエンド出力信号を送る請求項２５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２８】
前記検出電極の少なくとも１つは前記ＭＥＭＳ共振器のうちの少なくとも１つの前記幾何形状内に配置される請求項２５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項２９】
前記検出電極の前記少なくとも１つは前記ＭＥＭＳ共振器のうちの前記少なくとも１つの複数の細長い直線状部分に並置される請求項２８に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項３０】
前記複数のＭＥＭＳ共振器のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの湾曲部分はノーダルポイントを含み、ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、
少なくとも１つのアンカー結合部分と、
該ＭＥＭＳ共振器を基板に固定するために該アンカー結合部分を介して該ノーダルポイントに結合される基板アンカーとを含む請求項２５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項３１】
前記アンカー結合部分内、かつ前記基板アンカーと前記ノーダルポイントとの間に配置された応力および歪みのいずれか一方または双方の除去機構をさらに含む請求項３０に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項３２】
各ＭＥＭＳ共振器の各湾曲部分は少なくとも１つのノーダルポイントを含み、各ＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つのノーダルポイントは関連するアンカー結合部分を介して基板アンカーに連結される請求項２５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項３３】
関連するアンカー結合部分内、かつ関連する基板と関連するノーダルポイントとの間に配置された複数の応力および歪みのいずれか一方または双方の除去機構をさらに含む請求項３２に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項３４】
各共振器結合部分は該部分の質量を軽減するための空洞を含む請求項２５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【請求項３５】
各共振器結合部分は、該共振器結合部分の端部が該共振器結合部分の中央部よりも広い幅を有するように該端部に隅肉形状を含む請求項２５に記載のＭＥＭＳアレイ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電気機械またはナノ電気機械共振器アレイ構造ならびにこのようなアーキテクチャを設計、動作、制御および／または使用する方法に関し、特に１つの態様では、１つまたは複数の周波数を有する１つまたは複数の出力信号を送るために機械的に結合された複数の微小電気機械またはナノ電気機械共振器（例えば、基板のアンカー結合による実装応力および／またはエネルギ損失の影響を最小化するために、少なくとも１つが基板のアンカー結合を容易にする１つまたは複数の強化されたノーダルポイントを含む複数の共振器）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｑ値が高い微小電気機械共振器は集積された単一チップの周波数基準およびフィルタのための有望な選択であるとみなされている。この点に関して、Ｑ値が高い微小電気機械共振器は、コンパクトさを必要とし、かつ／またはスペースが制約された設計を要する多くの高周波アプリケーションに適する高周波出力を供給する傾向がある。しかし、共振器はより小型化される一方で、基板への実装応力、基板アンカーによるエネルギ損失、信号強度の軽減、および／または発振中の重心の不安定性もしくは移動が周波数の安定性および共振器の「Ｑ値」に悪影響を及ぼす傾向がある。
【０００３】
幾つかの公知の共振器アーキテクチャがある。例えば、従来の１つの共振器アーキテクチャ群は閉鎖端または開放端の音叉を使用している。例えば図１を参照すると、クローズドエンドまたはダブルクランプの音叉共振器１０はビームまたは叉１２ａおよび１２ｂを含んでいる。ビーム１２ａおよび１２ｂはアンカー１６ａおよび１６ｂを介して基板１４にアンカー結合されている。固定電極１８ａおよび１８ｂは、ビームを面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）発振させるためビーム１２ａおよび１２ｂに力を誘導するために使用される。
【０００４】
音叉共振器１０の特性および応答は公知である。しかし、このような共振器アーキテクチャは、実装応力の結果として歪みが共振器ビーム１２ａおよび１２ｂ内に誘発されることにより共振器１０の機械的周波数の変化をこうむり易い。加えて、図１に示されているような従来の共振器アーキテクチャはアンカーを経て基板内へのエネルギ損失をこうむり、または呈する。
【０００５】
アンカーによる基板内へのエネルギ損失によるＱ値制限損失、およびある種の応力による周波数変化の機構に対処するためにある種のアーキテクチャおよび技術が記載されている。一実施形態では、共振器のビームを基底面および検出電極の上方に「懸架」し、それによってビームの振動モードを面外（ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ）にすることができる（例えば米国特許第６、２４９、０７３号明細書参照）。このようなアーキテクチャはアンカーによるエネルギ損失を緩和するものの、面外振動モード（すなわち横振動モード）を含む共振器は励振／検出電極と基板との間に比較的大きい寄生キャパシタンスを呈する傾向がある。このようなキャパシタンスにより（ある設計では）出力信号のノイズフロアが高くなることがある。
【０００６】
共振器のＱ値を向上させるように設計された他の技術が提案されており、振動ビーム間に間隔を設計してこのようなビームを振動周波数に関連する波長に対して密な間隔にすることが含まれている（例えば米国特許第６、６２４、７２６号明細書のシングルエンドまたはシングルクランプの共振器を参照）。振動ビームは互いに振動周期の半周期だけ互いにずれて振動するように（すなわち互いの運動を反映させるため）励振される。共振器のＱ値を向上させるためのこれらのアーキテクチャおよび技術は音響エネルギの漏れを抑止し得るものの、このようなアーキテクチャは依然として実装応力、基板アンカーによる基板内へのエネルギ損失、およびシングルエンドまたはシングルクランプ共振器の振動ビームによる運動中の共振器の重心の「移動」をこうむり易い。
【０００７】
さらに、アンカーによる基板内へのエネルギ損失に対処するため、例えば「デイスク型」共振器の設計のような他の共振器アーキテクチャが記載されている（例えば米国特許出願第２００４／０２０７４９２号明細書を参照）。実際、直線性を向上させつつ運動抵抗を低減するために機械的に結合された同一のデイスク型共振器のアレイが提案されている（例えば米国特許第６、６２８、１７７号明細書、およびＤｅｍｉｒｃｉ等、「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｒｎｅｒ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｍｉｃｒｏｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ａｒｒａｙ  ｆｏｒ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｍｏｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ」、トランスデューサー誌、２００３年、９５５〜９５８号を参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の１つ、幾つか、または全てのアーキテクチャ、構成または構造の欠点を克服する共振器アレイのアーキテクチャ、構成または構造が必要とされている。この点に関連して、実装応力特性を向上させ、基板アンカーによる基板内へのエネルギ損失を軽減および／または最小限にし、かつ／あるいは発振中の重心の安定性を向上させ、または最適にする向上した微小電気機械および／またはナノ電気機械共振器アレイが必要とされている。それによって出力信号の信号対ノイズ比が増大し、共振器の出力周波数の安定性および／または直線性が高められ、かつ／または共振器の「Ｑ」値が比較的高くなる。
【０００９】
さらに、比較的小さい運動抵抗とすぐれた直線性とを含み、完全な差動信号方式を実施し、かつ／あるいは入力信号および／または出力信号への耐性が高い向上した微小電気機械共振器アレイのアーキテクチャ、構成または構造が必要とされている。その上、従来の１つ、幾つか、または全ての共振器アレイのアーキテクチャ、構成または構造の欠点を克服するこのような共振器アレイを設計、動作、制御および／または使用する向上された方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書には多くの発明、ならびにこれらの発明の多くの態様および実施形態が記載され、図示されている。この「課題を解決するための手段」は本明細書に記載され、特許請求されている発明の幾つかを記載するものである。この「課題を解決するための手段」は本発明の範囲を決して網羅するものではない。この点に留意し、第１の基本的な態様では本発明は１つまたは複数の共振器結合部分を介して結合された複数のＭＥＭＳ共振器を備えるＭＥＭＳアレイ構造である。一実施形態では、各ＭＥＭＳ共振器は、各々が第１の端部および第２の端部を含む複数の細長い直線状ビーム部分（例えば４つの細長い直線状のビーム部分）と、各々が第１の端部および第２の端部を含む複数の湾曲部分（例えば４つの湾曲部分）とを含み、ビーム部分の各端部が湾曲部分の１つの関連する端部に連結されることによって幾何形状（例えば丸みの付いた正方形の形状）を形成する。
【００１１】
一実施形態では、ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、隣接するＭＥＭＳ共振器の対向する細長い直線状ビーム部分の各々の間に配置される少なくとも１つの共振器結合部分を含んでもよい。
【００１２】
加えて、一実施形態では、少なくとも１つのＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つの湾曲部分はノーダルポイントを含んでもよく、ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、少なくとも１つのアンカー結合部分と、ＭＥＭＳ共振器を基板に固定するためにアンカー結合部分を介してノーダルポイントに結合される基板アンカーとを含む。ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、アンカー結合部分内かつ、基板アンカーとノーダルポイントとの間に配置された応力／歪み除去機構を含んでもよい。
【００１３】
別の実施形態では、各ＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つの湾曲部分はノーダルポイントを含み、ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、関連するノーダルポイントと基板アンカーとの間に配置された少なくとも１つのアンカー結合部分を含み、基板アンカーはＭＥＭＳ共振器を基板に固定する。応力／歪み除去機構はアンカー結合部分内、かつ基板アンカーとノーダルポイントとの間に配置されてもよい。
【００１４】
一実施形態では、各共振器結合部分はこの部分の質量を軽減するための空洞を含む。別の実施形態では、各共振器結合部分は、共振器結合部分の端部が共振器結合部分の中央部よりも広い幅を有するように端部に隅肉形状を含む。
【００１５】
特に、各ＭＥＭＳ共振器の各湾曲部分は少なくとも１つのノーダルポイントを含んでもよい。この実施形態では、各ＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つのノーダルポイントは関連するアンカー結合部分を介して基板アンカーに連結される。ＭＥＭＳ共振器アレイ構造は関連するアンカー結合部分内、かつ関連する基板アンカーと関連するノーダルポイントとの間に配置された複数の応力／歪み除去機構を含んでもよい。
【００１６】
ある実施形態では、各ＭＥＭＳ共振器の複数の細長い直線状ビーム部分は内部に配置された複数のスロットを含む。さらに、各ＭＥＭＳ共振器の複数の湾曲部分のうちの少なくとも１つは内部に配置された複数のスロットを含む。実際、ＭＥＭＳ共振器の各々の細長い直線状ビーム部分の幅はその中央部よりもその端部の方が広い。
【００１７】
別の基本的態様では、本発明は複数のＭＥＭＳ共振器と、複数の共振器結合部分と、複数のアンカー結合部分とを備えるＭＥＭＳアレイ構造である。各ＭＥＭＳ共振器は、複数の細長い直線状ビーム部分および複数の湾曲部分（例えば４つの細長い直線状ビーム部分と４つの湾曲部分）を含む。各ビーム部分は第１の端部と第２の端部とを含む。さらに、各湾曲部分は第１の端部と第２の端部とを含み、ビーム部分の各端部は湾曲部分の１つの関連する端部に連結されることによって幾何形状（例えば丸みの付いた正方形の形状）を形成する。さらに、少なくとも１つの湾曲部分はノーダルポイントを含む。
【００１８】
この態様では、各ＭＥＭＳ共振器が少なくとも１つの隣接するＭＥＭＳ共振器に連結されるように、少なくとも１つの共振器結合部分が隣接するＭＥＭＳ共振器の少なくとも１対の対向する細長の直線状ビーム部分の間に配置される。加えて、各ＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つのノーダルポイントは関連するアンカー結合部分を介して基板アンカーに連結される。
【００１９】
一実施形態では、ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、複数の応力／歪み除去機構を含み、少なくとも１つの応力／歪み除去機構が関連するアンカー結合部分内、かつＭＥＭＳ共振器の基板アンカーとノーダルポイントとの間に配置される。共振器結合部分は部分の質量を軽減するための空洞を含んでもよい。共振器結合部分は、それに加えて、またはその代わりに共振器結合部分の端部が共振器結合部分の中央部よりも広い幅を有するように端部に隅肉形状を含んでもよい。
【００２０】
別の実施形態では、各ＭＥＭＳ共振器の複数の細長い直線状ビーム部分は内部に配置された複数のスロットを含む。実際、各ＭＥＭＳ共振器の複数の湾曲部分は内部に配置された複数のスロットを含んでもよい。
【００２１】
ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、複数の複数の検出電極と、複数の励振電極と、検出回路とを含んでもよい。検出電極および励振電極はＭＥＭＳ共振器の複数の細長い直線状ビーム部分に並置される。検出回路は出力信号を供給するために検出電極に結合される。
【００２２】
検出電極は１つまたは複数の信号を検出回路に送ってもよく、検出回路はこれに応答して差動出力信号を送る。検出電極は１つまたは複数の信号を検出回路に送ってもよく、検出回路はこれに応答してシングルエンド出力信号を送る。
【００２３】
別の基本的な態様では、本発明は複数のＭＥＭＳ共振器を備えるＭＥＭＳアレイ構造であり、各ＭＥＭＳ共振器は、複数の細長い直線状ビーム部分と複数の湾曲部分を含み、ビーム部分の各々の端部は湾曲部分の１つの関連する端部に連結されることによって幾何形状を形成する。ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、１つまたは複数の共振器結合部分を含んでもよい。この実施形態では、隣接するＭＥＭＳ共振器の各々の対向する細長い直線状ビーム部分は、それらの間に連結された共振器結合部分を含む。ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、複数の検出電極と複数の励振電極を含んでもよく、検出および励振電極はＭＥＭＳ共振器の複数の細長い直線状ビーム部分のうちの１つまたは複数に並置される。検出電極に結合された検出回路は出力信号（例えば差動出力信号および／またはシングルエンド出力信号）を送る。
【００２４】
一実施形態では、１つまたは複数の検出電極が少なくとも１つのＭＥＭＳ共振器の幾何形状内に配置される。実際、１つまたは複数の検出電極はＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つの複数の細長い直線状ビーム部分に並置されてもよい。
【００２５】
一実施形態では、複数のＭＥＭＳ共振器にうちの少なくとも１つの少なくとも１つの湾曲部はノーダルポイントを含む。この実施形態では、ＭＥＭＳアレイ構造はさらに、ＭＥＭＳ共振器を基板に固定するために少なくとも１つのアンカー結合部分と、アンカー結合部分を介してノーダルポイントに結合された基板アンカーとを含む。
【００２６】
ＭＥＭＳアレイ構造はアンカー結合部分内、かつ基板アンカーとノーダルポイントとの間に配置される応力／歪み除去機構を含んでもよい。
別の実施形態では、各ＭＥＭＳ共振器の各湾曲部分は少なくとも１つのノーダルポイントを含む。この実施形態では、各ＭＥＭＳ共振器の少なくとも１つのノーダルポイントは関連するアンカー結合部分を介して基板アンカーに連結される。複数の応力／歪み除去機構は、関連するアンカー結合部分内、かつ関連する基板アンカーと関連するノーダルポイントとの間に配置されてもよい。共振器結合部分はこの部分の質量を軽減するために空洞を含んでもよく、共振器結合部分の端部が共振器結合部分の中央部よりも広い幅を有するように、その端部が隅肉形状にされる。
【００２７】
繰り返すと、本明細書には多くの発明および発明の態様が記載され、図示されている。この「課題を解決するための手段」は本明細書に記載され、特許請求されている発明の幾つかを記載するものである。この「課題を解決するための手段」は本発明の範囲を決して網羅するものではない。その上、本発明のこの「課題を解決するための手段」は本発明を限定することを意図するものではなく、そのように解釈されるべきではない。本発明のこの「課題を解決するための手段」である実施形態を記載および／または略述してきたが、本発明はこのような実施形態、記載および／または略述に限定されるものではないことを理解されたい。実際、以下の記載、図示および特許請求の範囲から、この「課題を解決するための手段」に提示された実施形態とは異なり、かつ／または類似した他の多くの実施形態が明らかにされよう。加えて、本発明のこの「課題を解決するための手段」では様々な特徴、属性および利点が記載され、かつ／またはそれを踏まえてこれらは明らかであるが、このような特徴、属性および利点は本発明の実施形態の１つ、幾つか、または全てに必ずしも必要なものではなく、実際、本発明のいずれかの実施形態には存在する必要がないことを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下の詳細な説明中、添付図面が参照される。これらの図面は本発明の異なる態様を示すものであり、適切な場合には異なる図面中、類似の構造、構成部品、材料および／または要素を示す参照符号が同様に付される。特定して示されたものとは異なる構造、構成部品、材料および／または要素の様々な組合せが企図され、本発明の範囲内にあることが理解されよう。
【００２９】
本明細書には多くの発明、ならびにこれらの発明の多くの態様および実施形態が記載され、図示されている。１つの態様では、本発明はＮｘＭのＭＥＭＳアレイ構造（ただしＮおよびＭは整数）で配列された機械的に結合された複数の共振器を対象としている。各共振器は湾曲部分または丸みの付いた部分によって連結された直線状の（またはほぼ直線状の）複数の細長いビーム部分を含む。所与の共振器の各々の細長いビーム部分は湾曲部分または丸みの付いた部分を介して末端で別の細長いビーム部分に連結され、それによって湾曲部分または丸みの付いた部分を介して相互連結された少なくとも２つの細長いビーム部分を有する幾何形状を形成する。
【００３０】
各共振器は共振器結合部分を介してＭＥＭＳアレイの少なくとも１つの別の共振器に機械的に結合される。共振器結合部分は機械的に結合された共振器の細長いビーム部分の間に配置または連結される。このようにして、全ての共振器は誘導されると、または動作中に同じ周波数またはほぼ同じ周波数で振動する。すなわち、一実施形態では、アレイの各共振器の各ビーム部分は同じ周波数またはほぼ同じ周波数で発振または振動する。
【００３１】
一実施形態では、本発明のＭＥＭＳアレイの各ＭＥＭＳ共振器は湾曲部分を介して相互連結された３つの細長いビーム部分を含み、丸みの付いた三角形の形状を形成する。別の実施形態では、本発明のＭＥＭＳアレイは、末端で丸みの付いた部分に連結された直線状の（またはほぼ直線状の）４つの細長いビームを有し、それによって丸みの付いた正方形または長方形の形状を形成する複数の共振器を含む。
【００３２】
動作の際には、誘導時、または動作中にアレイの各ＭＥＭＳ共振器は伸長（またはブリージング）モードおよび曲げモードの組合せで発振する。この点に関して、アレイの各ＭＥＭＳ共振器のビーム部分は伸長状（またはブリージング状）運動または曲げ状運動を呈する。さらに、誘導時または動作中に、ＭＥＭＳ共振器の各ビーム部分は同じ周波数またはほぼ同じ周波数で発振または振動する。アレイのＭＥＭＳ共振器のビーム部分は全て同じまたはほぼ同じ伸長状（またはブリージング状）運動および曲げ状運動を呈し、それによって同じ周波数またはほぼ同じ周波数を生成する。
【００３３】
アレイ構造の各ＭＥＭＳ共振器の設計と運動は、共振器が１つまたは複数のノーダルポイントまたはノーダル領域（すなわち、共振器構造の発振中に（回転移動的な観点であれ、かつ／または平行移動的な観点であれ）静止的で僅かしか移動せず、かつ／または１もしくは複数の自由度でほぼ固定的である共振器構造の部分）を含むようにされる。ノーダルポイントは共振器構造の湾曲部分の１つまたは複数の部分または領域に位置している。ノーダルポイントは共振器構造および／またはアレイ構造を基板にアンカー結合するために適し、かつ／または好ましい位置である。このようにして基板内へのエネルギ損失は最小化、制限、および／または軽減され、それによって共振器構造および／またはアレイ構造のＱ値を強化させることができる。特に、このような構成はアレイの１つまたは複数の共振器の共振ビームと基板との間の応力および／または歪みの連通を最小化および／または軽減することができる。
【００３４】
加えて、アレイの各ＭＥＭＳ共振器のビーム部分は、誘導時または動作中に（例えばリング発振器の場合のような）伸長状（またはブリージング状）にかつ（例えばダブルクランプ音叉のビームの場合のような）曲げ状に移動するが、各ＭＥＭＳ共振器は比較的安定した、または固定した重心を維持する傾向がある。このようにして、共振器はエネルギ損失を回避でき、それによってより高いＱ値を有するアレイ構造を提供できる。
【００３５】
特に、本発明は微小電気機械システムに関して記載される。しかし、本発明はこの点に限定されるものではない。むしろ、本明細書に記載の本発明は例えば、ナノ電気機械システムに応用できる。このように、本発明は例えば、本発明の１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器アレイ構造を実装するジャイロスコープ、共振器および／またはアクセレータのような微小電気機械およびナノ電気機械（本明細書では異なることが特に付記されない限り、集合的に「ＭＥＭＳ」とする）システムに関するものである。
【００３６】
前述のように、一態様では、本発明は１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に結合されたＮｘＭのＭＥＭＳ共振器（ただしＮおよびＭは整数）のアレイである。各ＭＥＭＳ共振器は共振器結合部分を介してアレイの少なくとも１つの別の共振器に機械的に結合される。図２Ａを参照すると、一実施形態では、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００は共振器結合部分１０４を介して隣接する各ＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された複数のＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄを含む。このように、各ＭＥＭＳ共振器１０２は全ての隣接するＭＥＭＳ共振器（単数または複数）１０２に結合される。
【００３７】
図２Ｂを参照すると、別の実施形態では、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００は共振器結合部分１０４を介して少なくとも１つの隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された複数のＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄを含む。例えば、ＭＥＭＳ共振器１０２ｅは隣接するＭＥＭＳ共振器１０２ｂ、１０２ｄ、１０２ｆおよび１０２ｈに機械的に結合される。これに対して、ＭＥＭＳ共振器１０２ｈは隣接するＭＥＭＳ共振器１０２ｅと１０２ｋとに機械的に結合さる。この実施形態では、ＭＥＭＳ共振器１０２ｈは隣接するＭＥＭＳ共振器１０２ｇおよび１０２ｉには結合されない。
【００３８】
前述のように、本発明の一態様によるＭＥＭＳ共振器アレイの各ＭＥＭＳ共振器は湾曲部分、または丸みの付いた部分によって連結された複数の細長いビーム部分を含む。各々の細長いビーム部分は湾曲部分または丸みの付いた部分を介して各末端でＭＥＭＳ共振器の別のビーム部分に連結され、それによって湾曲部分または丸みの付いた部分を介して相互連結された少なくとも２つの細長いビームを有する幾何形状を形成する。一実施形態では、図３Ａを参照すると、ＭＥＭＳ共振器１０２は湾曲部分１０８ａから１０８ｃを介して連結されて丸みの付いた三角形の形状を形成する３つの細長いビーム部分１０６ａから１０６ｃを含む。図３Ｂを参照すると、別の実施形態では、ＭＥＭＳ共振器１０２は湾曲部分１０８ａから１０８ｄを介して連結されて丸みの付いた正方形の形状を形成する４つの細長いビーム部分１０６ａから１０６ｄを含む。
【００３９】
特に、本発明のＭＥＭＳ共振器１０２は４つを超えるの細長いビーム部分を含んでもよく、例えばＭＥＭＳ共振器１０２は湾曲部分１０８ａから１０８ｆを介して共に連結されて丸みの付いた六角形の形状を形成する６つの細長いビーム部分１０６ａから１０６ｆを含んでもよい（図３Ｃを参照）。実際、本発明の共振器構造は２つ以上の湾曲部分、または丸みの付いた部分によって相互に連結される２つ以上の直線状の細長いビーム部分を含む、現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれ、どのような幾何形状を取ってもよい。
【００４０】
各ビーム部分１０６の長さと幅、および湾曲部分１０８の内半径（および／または、より一般的には湾曲部分の半径の形状）がＭＥＭＳ共振器１０２の１つまたは複数の共振周波数を決定することができる。ビーム部分１０６は同じ周波数で発振または振動する。表１は多結晶シリコン材料から製造された丸みの付いた正方形のＭＥＭＳ共振器１０２の各ビーム部分１０６の長さと幅、および湾曲部分１０８の内半径の例示的寸法と合わせて共振周波数を示す。特に、これらの例示的実施形態では、細長いビーム部分１０６と湾曲部分１０８の幅は同じであるか、ほぼ同じである。
【００４１】
【表１】
2008545333.tif 000003
【００４２】
表２は単結晶シリコン材料から製造された丸みの付いた正方形のＭＥＭＳ共振器１０２の各ビーム部分１０６の長さと幅、および湾曲部分１０８の内半径の例示的寸法と合わせて共振周波数を示す。この場合も、これらの例示的実施形態では、細長いビーム部分１０６と湾曲部分１０８の幅は同じであるか、ほぼ同じである。
【００４３】
【表２】
2008545333.tif 000004
【００４４】
特に、表１および２に記載のＭＥＭＳ共振器に寸法は単に例示であるにすぎない。本発明によるＭＥＭＳ共振器の寸法、特性および／またはパラメータはモデリングおよびシミュレーション技術（例えば、（Ｃｏｎｓｏｌの）ＦＥＭＬａｂ、（ＡＮＳＹＳ  ＩＮＣ．の）ＡＮＳＹＳ、ＩＤＥＡＳおよび／またはＡＢＡＫＵＳのようなコンピュータによって駆使される分析エンジンを介して実施される有限要素モデリングおよび／またはシミュレーション過程）ならびに／または経験的データ／計測を含む多様な技術を用いて決定することができる。例えば、境界条件のセット（例えば共振器構造のサイズ）を用い、またはこれに基づいた有限要素分析エンジンを（ｉ）細長いビーム部分１０６、（ｉｉ）湾曲部分１０８、および（ｉｉｉ）後述の共振器構造のその他の要素またはプロパティの寸法、特性および／またはパラメータを設計、決定および査定するために使用してもよい。特に、（有限要素分析（など）のアプローチに加えて、またはその代わりとして）（ｉ）細長いビーム部分１０６、（ｉｉ）湾曲部分１０８、および（ｉｉｉ）共振器構造のその他の要素またはプロパティの寸法、特性および／またはパラメータを設計、決定および査定するために経験的アプローチを利用してもよい。
【００４５】
ＭＥＭＳ共振器アレイ１００のＭＥＭＳ共振器１０２は１つまたは複数の共振器結合部分１０４を介して機械的に結合される。図４Ａから４Ｃを参照すると、一実施形態では、共振器結合部分１０４は比較的均一な幅を有するほぼ直線状のビームでよい。さらに、各共振器結合部分１０４は同じ、またはほぼ同じ長さ、および同じまたはほぼ同じ形状を有していてもよい。例えば、図４Ｂから４Ｃを参照すると、共振器共振器１０２ａと１０２ｂとを機械的に結合する共振器結合部分１０４は、ＭＥＭＳ共振器１０２ｂと１０２ｃとを機械的に結合する共振器結合部分１０４と形状および寸法においてほぼ同じである。
【００４６】
別の実施形態では、共振器結合部分１０４は異なる幅および／または長さを有するほぼ直線的なビームであってよい（例えば図４Ｄおよび４Ｅを参照）。
さらに別の実施形態では、図４Ｆおよび４Ｇを参照すると、共振器結合部分１０４は共振器結合部分１０４と細長いビーム１０６との連結部内の、または連結部での応力集中を管理、制御、軽減、および／または最小化するため、アンカー結合部分１１６の設計（例えば形状および幅）を含む。この実施形態では、共振器結合部分１０４は共振器結合部分１０４と関連する細長いビーム１０６との間の応力の管理を強化するために隅肉形状にされる。しかし、このような設計は非隅肉形状の設計と比較して細長いビーム１０６への負荷を増大する傾向がある。この点に関して、細長いビーム１０６の近傍の共振器結合部分１０４の形状と幅とを調整することにより（例えば細長いビーム１０６の近傍の共振器結合部分１０４を隅肉形状にすることにより）、共振器結合部分１０４および関連する細長いビーム１０６への応力を管理、制御、軽減かつ／または最小化することができる。このようにして、動作モードまたはモード形状が比較的妨害されずに（またはどんな妨害も受け入れ可能に）保ちつつ、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００の耐久性および／または安定性を増大、強化および／または最適化することができ、それによって（以下により詳細に記載されるように）ノーダルポイントの質が（もしあるならば）比較的妨害されずに（またはどんな妨害も受け入れ可能に）保たれる。それに加えて、細長いビーム１０６への負荷を軽減、最小化および／または制限することで、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００の「Ｑ」値への悪影響を軽減することができる。
【００４７】
例えばＭＥＭＳ共振器アレイ１００の耐久性および／または安定性に影響を及ぼし、かつＭＥＭＳ共振器アレイ１００の「Ｑ」値へのいかなる悪影響を最小化し、軽減し、または制限するために、共振器結合部分１０４のその他の設計および／または構成を使用してもよい。実際、現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれ、共振器結合部分１０４の全ての設計は本発明の範囲内に含まれることを意図するものである。例えば、図４Ｈおよび４Ｉを参照すると、共振器結合部分１０４は空洞１１０を含んでもよい。空洞１１０はどのような形状やサイズのものでもよく、かつ結合部分１０４の高さ／厚さの一部または全部を貫いて延設される。１つまたは複数の共振器結合部分１０４に空洞を実装することで共振器結合部分１０４の質量が軽減され、それによりさらに細長いビーム部分１０６への負荷が最小化、軽減または制限され、それによってさらにＭＥＭＳ共振器アレイ１００の「Ｑ」値へのいかなる悪影響をも最小化、軽減または制限される。特に、ある実施形態では、共振器結合部分１０４は質量を少なくするために小さい寸法（共振器結合部分１０４の例えば形状、長さ、幅および／厚さ）を有する一方、細長いビーム部分１０６に剛性をほとんど、または全く加えないことが好ましい。
【００４８】
図５Ａおよび５Ｂを参照すると、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイ１００は共振器結合部分１０４によって機械的に結合された関連する一対の細長いビーム１０６にかかるどのような応力または歪みをも管理、制御、軽減、除去および／または最小化するため、関連する共振器結合部分１０４内に負荷除去機構１１２（例えばばねまたはばね状部品）を使用してもよい。特に、負荷除去機構１１２はＭＥＭＳ共振器１０２ｂの細長いビーム１０６ａとＭＥＭＳ共振器１０２ｃの細長いビーム１０６ａとを機械的に結合する共振器結合部分１０４内に配置される。
【００４９】
動作の際は負荷除去機構１１２は、共振器結合部分１０４によって結合された関連する細長いビーム部分１０６ａから１０６ｄにかかるいかなる応力または歪みをも軽減、除去および／または最小化するために、細長いビーム部分１０６ａから１０６ｄおよび／または湾曲部分１０８ａから１０８ｄの１つ、幾つか、または全ての運動とともに僅かに伸縮する。加えて、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００のこのような結合技術はさらに、細長いビーム部分１０６ａから１０６ｄにかかる負荷を軽減、除去および／または最小化し、それによって隣接するＭＥＭＳ共振器への機械的結合によるＭＥＭＳ共振器１０２のエネルギ損失を低減、軽減、最小化および／または除去する。
【００５０】
負荷除去機構１１２は本明細書に記載および／または図示するどの機械的結合技術および／またはアーキテクチャと組み合わせて使用してもよい。例えば、負荷除去機構１１２を図５Ａおよび５Ｂの１つまたは複数の共振器結合部分１０４のうちの１つまたは複数の内部、前部および／または後部に実装してもよい。
【００５１】
特に、負荷除去機構１１２は公知のばねまたはばね状部品でよく、あるいは結合された細長いビーム部分１０６への応力および／または歪みを軽減、除去および／または最小化するどのような機構でもよい。
【００５２】
前述のように、動作の際はＭＥＭＳ共振器の運動は、ＭＥＭＳ共振器アレイおよび／または個々のＭＥＭＳ共振器が１つまたは複数のノーダルポイント（すなわち、ＭＥＭＳ共振器が発振する際に移動せず、僅かにしか移動せず、かつ／またはほぼ静止している、共振器構造の領域または部分）を含むようにされる。ＭＥＭＳ共振器アレイおよび／または個々のＭＥＭＳ共振器を、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の個々のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数のノーダルポイントを経て、またはそこで基板にアンカー結合することが有利であり得る。
【００５３】
一実施形態では、ノーダルポイントを１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数の湾曲部分内、またはその近傍に位置してもよい。例えば、図６Ａを参照すると、一実施形態では、ＭＥＭＳ共振器１０２ａおよび１０２ｂは各々、湾曲部分１０８の外側の領域、部分または範囲に、またはその近傍に位置するノーダルポイント１１４を含む。アンカー結合部分１１６ａはアンカー１１８を介してＭＥＭＳ共振器１０２ａを基板に固定、固着および／または連結するためにＭＥＭＳ共振器１０２ａのノーダルポイント１１４に、またはその近傍に連結される。同様に、アンカー結合部分１１６ｂはアンカー１１８を介してＭＥＭＳ共振器１０２ｂを基板に固定、固着および／または連結するためにＭＥＭＳ共振器１０２ｂの湾曲部分１０８ｃのノーダルポイント１１４ｃに、またはその近傍に連結される。この実施形態では、ＭＥＭＳ共振器１０２ａおよび１０２ｂは、共通の基板アンカー１１８に別個に連結される。
【００５４】
ＭＥＭＳ共振器アレイ１００を多様なアンカー結合技術および／または構成を用いて基板にアンカー結合してもよい。この点に関して、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００のＭＥＭＳ共振器１０２を共通のおよび／または個々のアンカーに別個にアンカー結合してもよい。例えば、図６Ｃから６Ｈを参照すると、ＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄのうちの１つまたは複数は共通のアンカー１１８にアンカー結合される。共通タイプのアンカー結合構造の代わりに、１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄを個々のアンカーに別個にアンカー結合してもよい（例えば図７Ａから７Ｈを参照）。この実施形態では、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００はアレイ１００に関連するＭＥＭＳ共振器１０２用の「専用」の１つまたは複数の個々のアンカー１１８を含む。
【００５５】
さらに、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００のアンカー結合構造は共通のおよび個々のアンカー結合技術の組合せまたは置き換えを含んでもよい（例えば図８Ａおよび８Ｂを参照）。例えば、図８Ａを参照すると、ＭＥＭＳ共振器１０２ａおよび１０２Ｃは個々のアンカー１１８ａおよび１１８ｂに別個にアンカー結合され、ＭＥＭＳ共振器１０２Ｂおよび１０２ｄは共通のアンカー１１８ｃにアンカー結合される。様々なアンカー結合技術の全ての組合せおよび置き換えは本発明の範囲内に含まれることを意図している。
【００５６】
特に、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００がアンカー結合技術を用い、アンカー結合部分１１６は１つまたは複数の湾曲部分１０８から外側に延在する実施形態では、ノーダルポイント１１４が湾曲部分１０８の外側の領域または部分、またはその近傍に位置してもよい（例えば図６Ａから６Ｈ、７Ａから７Ｈ、８Ａおよび８Ｂを参照）。したがって、１つまたは複数のアンカー結合部分１１６は、丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄの各々の「外側」に位置する１つまたは複数の基板アンカー１１８にＭＥＭＳ共振器１０２を連結してもよい。このアンカー結合構成で、湾曲部分１０８の外側の範囲または領域はＭＥＭＳ共振器１０２のノーダルポイント１１４である。このように、ＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄの１つまたは複数を湾曲部分１０８の外側の範囲または部分、またはその近傍（すなわち１つまたは複数のノーダルポイント１１４、またはその近傍）でアンカー結合することによって、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００および／またはＭＥＭＳ共振器１０２の垂直および／または水平方向のエネルギ損失が最小化、制限および／または軽減される。
【００５７】
１つまたは複数の湾曲部分１０８の外側の領域、部分もしくは範囲に、またはその近傍に位置されるノーダルポイントの代わりに、１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２は１つまたは複数の湾曲部分１０８の内側の領域、部分もしくは範囲に、またはその近傍に位置されるノーダルポイント１１４を含んでもよい（例えば図９Ａから９Ｃを参照）。アンカー結合部分１１６は、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００のＭＥＭＳ共振器１０２の１つまたは複数を１つまたは複数のアンカー１１８を介して基板に固定、固着および／または連結するためにノーダルポイント１１４で、またはその近傍でそれぞれ連結される。このようにして、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００はＭＥＭＳ共振器１０２の１つまたは複数を基板にアンカー結合することを介して基板にアンカー結合される。この実施形態では、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００の少なくとも１つのＭＥＭＳ共振器１０２が内側の「中央」アンカー１１８に結合されるこの技術によってアンカー結合される。
【００５８】
１つまたは複数の湾曲部分１０８の外側の領域、部分もしくは範囲の外側に、またはその近傍に位置されるノーダルポイントに加えて、ＭＥＭＳ共振器１０２は１つまたは複数の湾曲部分１０８の内側の領域、部分もしくは範囲に、またはその近傍に位置されるノーダルポイント１１４を含んでもよい（例えば図１０Ａおよび１０Ｂを参照）。アンカー結合部分１１６は、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００を基板に固定、固着および／または連結するために、１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２のノーダルポイント１１４で、またはその近傍で連結される。このように、この実施形態では、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００は共通のアンカー結合技術と内側の「中央」アンカー結合技術の双方を使用する。
【００５９】
特に、ＭＥＭＳ共振器１０２のうちの全てではなく１つまたは複数を基板にアンカー結合することによってＭＥＭＳ共振器アレイ１００を基板にアンカー結合してもよい（例えば図６Ｇ、６Ｈ、７Ｃから７Ｈ、９Ｃおよび１０Ｂを参照）。例えば、図６Ｇを参照すると、ＭＥＭＳ共振器１０２ｂ、１０２ｄ、１０２ｆおよび１０２ｈは、アンカー結合部分１１６を介してアンカー１１８の直接連結されるＭＥＭＳ共振器１０２ａ、１０２ｃ、１０２ｅおよび１０２ｇの１つ、幾つかまたは全てを介して基板アンカー１１８に間接的にアンカー結合される。このように、これらの実施形態では、１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２は基板に直接アンカー結合され、１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２は間接的に基板にアンカー結合される。基板に直接アンカー結合される１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器が「共通」タイプのアンカー（例えば図６Ｇおよび６Ｈを参照）、または「個別」タイプのアンカー（例えば図７Ｃから７Ｈ、９Ｃを参照）、またはその双方（図８Ａ、８Ｂおよび１０Ｂを参照）にアンカー結合されてもよい。
【００６０】
図１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａから１２Ｃ、および１３Ａから１３Ｃを参照すると、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイ１００は、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００が基板を通して、または基板でアンカー結合されるポイントの１つ、幾つか、または全ての運動に起因するアンカー１１８の位置での基板へのどのような応力または歪みをも管理、制御、軽減、除去および／または最小化するため、応力／歪み除去機構１２０（例えばばね、またはばね状部品）を使用してもよい。例えば、図１１Ａおよび１１Ｂを参照すると、ＭＥＭＳ共振器１０２ａの湾曲部分１０８はアンカー結合部分１１６を介して応力／歪み除去機構１２０に機械的に結合される。
【００６１】
図１２Ａから１２Ｃおよび１３Ａから１３Ｃを参照すると、動作の際は、基板にかかるいかなる応力または歪みをも軽減、除去および／または最小化するために、かつ／あるいは製造時の僅かな非対称によるアンカー結合ポイントの僅かな残留移動を補償するため、応力／歪み除去機構１２０はＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄの細長いビーム部分１０６ａから１０６ｄおよび湾曲部分１０８ａから１０８ｄの１つ、幾つかまたは全ての運動と共に伸縮し、それによって材料プロパティが変化し得る結果、（（有限要素分析「ＦＥＡ」または「ＦＥ分析」としても知られている）有限要素モデリングが使用される場合でも）１００％最適化された設計にはならないことがある。このように、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００のアンカー結合アーキテクチャを比較的応力がない、かつ／または歪みがないものにすることができ、それによってどのようなアンカーエネルギ損失をも大幅に低減、軽減、最小化および／または除去することができ、それによってＭＥＭＳ共振器１０２のＱ値（および出力信号）を増大、強化、最大化し、アンカー応力はＭＥＭＳ共振器１０２の共振周波数の僅かにしか、または全く影響を及ぼさない。特に、応力／歪み除去機構１２０およびアンカー結合部分１１６はアンカーエネルギ損失の低減、軽減、最小化および／または除去に加えて、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００の（細長いビーム部分１０６および湾曲部分１０８を含む）ＭＥＭＳ共振器１０２を基板上方に懸架する。
【００６２】
応力／歪み除去機構１２０を１つまたは複数のアンカー結合部分１１６の１つまたは複数内で使用してもよい。ＭＥＭＳ共振器アレイ１００が基板を経て、または基板でアンカー結合されるポイントが充分にまたは適切に静止していない状況（すなわち、１つもしくは複数のＭＥＭＳ共振器１０２または基板に由来する、あるいはそれらに起因する湾曲部分１０８または結合部分１１６の不要な移動がある状況）、あるいは基板からの付加的な離脱が望まれる状況では、応力／歪み除去機構１２０を実装することが有利であろう。また、（例えば、湾曲部分１０８のインピーダンスの不整合がある状況、あるいは「ノイズ」が基板内に発し、１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２に連通する状況で）１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２と基板との間のエネルギの連通を軽減、除去および／または最小化するために応力／歪み除去機構１２０を使用することが有利であろう。
【００６３】
応力／歪み除去機構１２０を本明細書に記載し、かつ／または図示したアンカー結合技術および／またはアーキテクチャいずれもと共に使用してもよい。例えば、応力／歪み除去機構１２０を図１２Ａから１２Ｃ、および／または図１３Ａから１３Ｃの１つまたは複数のアンカー結合部１１６の１つまたは複数内に実装してもよい。
【００６４】
応力／歪み除去機構１２０は公知のばね、またはばね状部品でよく、あるいは（ｉ）１つもしくは複数のＭＥＭＳ共振器１０２が基板を経て、もしくは基板でアンカー結合されるポイントの１つ、幾つかもしくは全ての運動に起因する、アンカー位置で基板にかかる応力および／もしくは歪み、ならびに／または（ｉｉ）１つもしくは複数のＭＥＭＳ共振器１０２と基板との間のエネルギの連通を軽減、除去、および／または最小化するどのような機構でもよい。
【００６５】
特に、ＭＥＭＳ共振器１０２は全てのノーダルポイントまたは領域にアンカー結合される必要はなく、１つまたは複数の位置、好ましくは１つまたは複数のノーダルポイント（共振器の発振時に移動せず、僅かしか移動せず、かつ／またはほぼ静止している、共振器の領域または位置）にアンカー結合されればよい。例えば、図７Ａから７Ｆを参照すると、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００はＭＥＭＳ共振器１０２の１つのポイント、２つのポイント、および／または３つの領域もしくはポイント（好ましくは、例えば１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２のノーダルポイント１０６またはその近傍）にアンカー結合されてもよい。この点に関して、１つまたは複数のアンカー結合部分１１６はＭＥＭＳ共振器１０２（単数または複数）の細長いビーム部分１０６および湾曲部分１０８を対応するアンカー１１８に連結する。
【００６６】
ＭＥＭＳ共振器１０２を（特に）所定の最小限の、かつ／または軽減されたエネルギ損失しか伴わずに基板にアンカー結合され得る１つまたは複数のノーダルポイントの位置（単数または複数）を設計、決定および／または規定するために有限要素分析およびシミュレーションエンジンを使用してもよい。この点に関して、ＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０８は動作中に誘導されると、伸長（またはブリージング）状および曲げ状に移動する。したがって、細長いビーム部分１０６の長さおよび湾曲部分１０８の半径が共振器構造の上面または内部のノーダルポイントの位置を決定することができ、それによって伸長（ブリージング状）モードによる回転移動が僅かであるか、生じないか、または軽減され、かつ曲げモードによる径方向移動が僅かであるか、生じないか、または軽減される。ＭＥＭＳ共振器１０２の所与の長さの細長いビーム部分１０６、ならびに湾曲部分１０８の形状および／または半径を利用してＭＥＭＳ共振器１０２の内部の、または上面のこのようなノーダルポイントの位置を設計、決定および査定するために有限分析エンジンを使用してもよい。このようにして、ＭＥＭＳ共振器１０２をアンカー結合するために受け入れられる、所定の、かつ／または僅かな（径方向、横方向および／またはその他の）移動しか呈さず、もしくは移動しない、ＭＥＭＳ共振器１０２の湾曲部分１０８の内部または上面の領域または部分を迅速に決定および／または特定できる。
【００６７】
特に、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００に実装された場合にＭＥＭＳ共振器１０２の１つまたは複数のノーダルポイントの位置（単数または複数）を設計、決定、査定、および／または規定するために有限要素分析およびシミュレーションエンジンを利用してもよい。加えて、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００に実装された場合にＭＥＭＳ共振器１０２の１つまたは複数のノーダルポイントの位置（単数または複数）を設計、決定、査定、および／または規定するために、（有限要素分析およびシミュレーションエンジンなどに加えて、またはその代わりに）経験的アプローチを利用してもよい。実際、有限要素分析およびシミュレーションエンジンに関する上記の記載は全て、複数のＭＥＭＳ共振器１０２を有するＭＥＭＳ共振器アレイ１００の設計、分析および応答に関するものである。簡略にするため、これらの記載は繰り返さない。
【００６８】
本発明のＭＥＭＳ共振器アレイは、現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれどのようなアンカー構造および技術を使用する。実際、全ての構造および技術は本発明の範囲内に含まれることを意図するものである。本発明は例えば、２００３年６月２５日に出願され、シリアル番号第１０／６２７、２３７号が割り当てられた「Ａｎｃｈｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｈａｖｉｎｇ  ａｎ  ＳＯＩ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」の名称の非暫定特許出願（以下で「微小電気機械システム用アンカー特許出願」と呼ぶ）に記載され、図示されているアンカー結合構造および技術を利用してもよい。例えば全ての実施形態および／または発明の特徴、属性、代替実施形態、材料、技術および利点を含む微小電気機械システム用アンカー特許出願の全ての内容は本明細書に参照により組み込まれていることを特記しておく。
【００６９】
１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２が「中央」アンカー１１８にアンカー結合される実施形態（例えば図９Ａから９Ｃ、１０Ａおよび１０Ｂ参照）では、アンカー結合部分１１６の設計（例えば形状および幅）は、湾曲部分１０８の内径に影響を及ぼし、それによって（ｉ）（それがある場合は）ＭＥＭＳ共振器１０２の内部または上面のノーダルポイントの位置、および（ｉｉ）ＭＥＭＳ共振器１０２の共振周波数に影響を及ぼすことがある。湾曲部分１０８の内径に影響を及ぼすことに加えて、アンカー結合部分１１６の設計はＭＥＭＳ共振器１０２の耐久性および／または安定性にも影響する。この点に関して、（例えば図１４および１５に示すように湾曲部分１０８の近傍のアンカー結合部分１１６を隅肉形状にすることにより）湾曲部分１０８の近傍のアンカー結合部分１１６の形状と幅とを調整することにより、ＭＥＭＳ共振器１０２に加わる応力を管理、制御、軽減かつ／または最小化することができる。
【００７０】
例えば、図１４および１５を参照すると、ノーダルポイント１１４内、またはそこでの応力集中を管理、制御、軽減および／または最小化するためにアンカー結合部分１１６の幅を増大してもよい。（例えば図１４と対照して図１５を参照）このようにして、ＭＥＭＳ共振器１０２の耐久性および／または安定性を増大、強化および／または最適化してもよい。
【００７１】
例えばＭＥＭＳ共振器１０１の耐久性および／または安定性に影響を及ぼし、かつＭＥＭＳ共振器１０２の湾曲部分１０８の内半径および（それがある場合は）ノーダルポイントの位置および共振周波数に影響を及ぼすために、アンカー結合部分１１６のその他の設計および／または構成を用いてもよい（例えば図１６から２１を参照）。実際、現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれアンカー結合部分１１６の全ての設計は本発明の範囲内に含まれることを意図するものである。
【００７２】
特に、湾曲部分１０８の近傍の細長いビーム部分１０６の形状および／または幅もＭＥＭＳ共振器１０２の耐久性および／または安定性（特にアンカー結合位置として利用される湾曲部分１０８内の応力）に影響を及ぼし、かつＭＥＭＳ共振器１０２の湾曲部分１０８の内半径および（それがある場合は）ノーダルポイントの位置および共振周波数に影響を及ぼすことができる。この点に関して、湾曲部分１０８の近傍の細長いビーム部分１０６の幅を広くし、かつ／または湾曲部分１０８の近傍の細長いビーム部分１０６を隅肉形状にすることによって、共振器への応力を軽減および／または最小化してもよい。
【００７３】
このように、一実施形態では、細長いビーム部分１０６および／またはアンカー結合部分１１６の形状および幅を制御することによって、湾曲部分の内半径が規定され、それによって湾曲部分１０８が細長いビーム部分１０６に対して移動するか否かと、どのように移動するかとの関係性が規定される。湾曲部分１０８の内半径、およびひいてはノーダルポイント１１４の位置の決定に加えて、細長いビーム部分１０６、および／または湾曲部分１０８の近傍のアンカー結合部分１１６の形状はＭＥＭＳ共振器１０２の耐久性および安定性に影響を及ぼすことがある。この点に関して、湾曲部分１０８の近傍の細長いビーム部分１０６の幅を広げ、かつ／またはアンカー結合部分１１６の幅を広げる（または隅肉形状にする）ことによって、ＭＥＭＳ共振器１０２の応力を管理、制御、軽減、最小化、および／または最適化してもよい。
【００７４】
特に、前述のように、湾曲部分１０８内またはその近傍に１つまたは複数のノーダルポイントまたは領域を含むように、湾曲部分１０８の曲率および／または形状を選択および／または設計してもよい。例えば、湾曲部分１０８がこれに連結された細長いビーム部分１０６と位相ずれで移動する場合は、特定の湾曲部分１０８の半径が小さすぎることがある。逆に、特定の湾曲部分１０８の半径が大きすぎる場合は、湾曲部分１０８は湾曲部分１０８に連結されたビーム部分１０６と同相で移動することがある。いずれの場合も、特定の湾曲部分１０８はエネルギ損失および／または基板応力を最小化、または軽減するノーダルポイントを含んでいても、含まなくてもよい。
【００７５】
前述の関係性は、２００５年５月１９日に出願され、米国特許出願シリアル番号第１１／１３２、９４１が割り当てられた「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ」に詳細に記載されている。前記の特許出願に記載され、図示されている発明を、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイのＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数を設計、実装および／または製造するために利用してもよい。簡略にするため、これらの記載は繰り返さない。しかし、例えば全ての発明／実施形態の特徴、属性、代替実施形態、材料、技術および／または利点を含む特許出願の全ての内容は本明細書に参照により組み込まれていることを特記しておく。
【００７６】
動作の際は、アレイ１００の各ＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６は同じ周波数で発振または振動する。この点に関して、ビーム部分１０６は（例えばリング発振器の場合のような）伸長状（またはブリージング状）の運動またはモード、および曲げ運動またはモードで発振する（図２２Ａのリング発振器１０００（伸長運動−リング発振器１０００’）および図２２Ｂ（収縮運動−リング発振器１０００”）を参照）。ＭＥＭＳ発振器アレイ１００の１つのＭＥＭＳ発振器１０２に注目すると、一実施形態では、動作の際に丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６ａから１０６ｄは第１の偏向状態（図２３Ａを参照）と第２の偏向状態（図２３Ｂを参照）との間で発振する。図２３Ａおよび２３Ｂの各偏向状態はＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６および湾曲部分１０８の静止状態に重ねられている（またはこれと対照して図示されている）。
【００７７】
特に、第１の偏向状態にある場合は、ビーム部分１０６ａから１０６ｄは曲げに加えて△Ｌ１の量だけ伸長する。同様に、第２の偏向状態では、ビーム部分１０６ａから１０６ｄは第１の偏向状態の方向とは逆方向に△Ｌ２の量だけ伸長し、曲折する。伸長の量（すなわち△Ｌ１および△Ｌ２）は同じであっても同じでなくてもよい。
【００７８】
さらに、図２３Ａおよび２３Ｂを引き続き参照すると、湾曲部分１０８ａから１０８ｄ内または上のノーダルポイント１１４ａから１１４ｄは動作の際に僅かにしか、または全く移動しない。すなわち、ＭＥＭＳ発振器１０２が第１の偏向状態と第２の偏向状態との間で発振する際に、アンカー結合部分１１６に連結された湾曲部分１０８ａから１０８ｄの領域または部分は比較的静止的である。アンカーは図示されていない。
【００７９】
特に、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００の各ＭＥＭＳ共振器１０２は固有の、すなわちほぼ直線的なモードで発振することができる。したがって、線形共振器／発振器を提供するための以下に記載の励振および検出回路に対する考慮および要件は、ビーム部分１０６の共振振幅を極めて精密に、または極めて精確に制御する必要がないので厳密さおよび／または複雑さが少なくてよい。この点に関して、（例えばダブルクランプ音叉のようなダブルクランプされたビームを有する共振器のような）ある種の共振器構造は、出力周波数が共振振幅の関数である非線形モードを有する。この効果は、ビームが曲げモードから引っ張り（伸長）モードに移行する際に明確である。一次モードでのダブルクランプされたビームはこの挙動を呈することがあるが、それは振幅が小さければ「復元」力が曲げ応力によって支配され、振幅が大きければ復元力は引っ張り応力によって支配されるからである。このような状況下で、このような場合に一定の周波数を維持するために、ビームの共振振幅は入念に調整される必要があるが、それは困難であり、さらなる複雑さを招く可能性がある。
【００８０】
ここで図２４Ａおよび２４Ｂを参照してＭＥＭＳ共振器アレイ１００に注目すると、一実施形態では動作の際に各丸みの付いた正方形のＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６ａから１０６ｄは第１の偏向状態と第２の偏向状態との間で発振するが、振動方向は隣接するＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６ａから１０６ｄとは逆方向である。この点に関して、隣接するＭＥＭＳ共振器１０２の対向するビーム部分１０６は第１の偏向状態と第２の偏向状態との間で、互いに同相であるが逆方向に発振する。すなわち、ＭＥＭＳ共振器１０２ａのビーム部分１０６ｂが第１の偏向状態にある場合、ＭＥＭＳ共振器１０２ｂのビーム部分１０６ｄ（すなわちＭＥＭＳ共振器１０２ａのビーム部分１０６ｂと対向するビーム部分）は第２の偏向状態にある（図２４Ａを参照）。同様に、ＭＥＭＳ共振器１０２ａのビーム部分１０６ｂが第２の偏向状態にある場合、ＭＥＭＳ共振器１０２ｂのビーム部分１０６ｄは第１の偏向状態にある（図２４Ｂを参照）。このように、アレイ１００のＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄのビーム部分１０６ａから１０６ｄは同じ、またはほぼ同じ周波数で発振または振動する。その上、ビームが第１の偏向状態と第２の偏向状態との間で発振する際に、共振器結合部分１０４は比較的僅かしか、または全く伸長または収縮しない。
【００８１】
特に、図２４Ａおよび２４Ｂの偏向状態はＭＥＭＳ共振器１０２ａから１０２ｄのビーム部分１０６および湾曲部分１０８の静止状態に重ねられている（またはこれと対照して図示されている）。
【００８２】
検出および励振電極および回路はシングルエンド出力信号または差動出力信号を供給するために構成されてもよい。図２５を参照すると、シングルエンド出力信号構成の例示的一実施形態では、共振器１０２ｂおよび１０２ｄのビーム部分１０６ａから１０６ｄを発振または振動させるように、（励振回路１２４の電気的に接続された）励振電極１２２がＭＥＭＳ共振器１０２ｂおよび１０２ｄのビーム部分１０６ａから１０６ｄに並置されており、この振動または発振は１つまたは複数の共振周波数を有している。検出回路１２６はＭＥＭＳ共振器１０２ａおよび１０２ｃのビーム部分１０６ａから１０６ｄに同様に並置された検出電極１２８と共に１つまたは複数の共振周波数を有する信号を検出、サンプリング、および／または検出する。この点に関して、検出電極１２８は発振または振動を表す（例えば各ＭＥＭＳ共振器構造の発振運動に起因するビーム部分１０６と検出電極１２８との間のキャパシタンスの変化から生ずる）信号を検出回路１２６に供給するために、ビーム部分１０６に隣接して配置される。検出回路１２６は信号を受信し、これに応答して信号、例えば共振周波数を有するクロック信号を出力することができる。典型的には、検出信号出力は電子発振器ループを閉じるように励振回路１２４に接続される。この点に関して、励振信号の位相は所望のモードをシミュレート／励起するための適切な位相である必要がある。
【００８３】
特に、励振回路１２４および検出回路１２６、ならびに励振電極１２２および検出電極１２８は従来の公知の励振および検出回路でよい。実際、励振回路１２４および検出回路１２６は現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれどのようなＭＥＭＳ検出および励振回路でもよい。
【００８４】
加えて、ＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６の１つまたは複数の選択された、または所定の調波を検出するため、励振電極１２２および検出電極１２８がビーム部分１０６に対して配置または位置決めされてもよい。その上、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００および／またはＭＥＭＳ共振器１０２の動作を最適化、強化、および／または向上させるため、励振電極１２２および検出電極１２８の数および長さが選択されてもよい。実際、励振電極１２２および検出電極１２８は現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれどのようなタイプおよび／または形状のものでもよい。
【００８５】
その上、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００が内部にある（または内部に製造される）基板と同じ基板上に励振回路１２４および／または検出回路１２６が集積されてもよい。それに加えて、またはその代わりに、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００が内部にある基板から物理的に分離され（かつこれと電気的に相互接続された）基板上に励振回路１２４および／または検出回路１２６が集積されてもよい。
【００８６】
別の実施形態では、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００は差動出力信号を供給するように構成される。この実施形態では、検出および励振電極および回路は、１８０°（またはほぼ１８０°）位相ずれの出力信号を供給するように構成される。このように、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００は、複数のＭＥＭＳ共振器１０２の発振ビーム部分１０６（例えば対称の発振ビーム部分）の加算効果による比較的大きい信号対ノイズ比を含む一対の差動出力信号を供給する。
【００８７】
図２６Ａを参照すると、差動出力信号構成の一実施形態では、（差動励振回路１３８に電気的に接続された）励振電極１３０および１３２は、ＭＥＭＳ共振器１０２ａおよび１０２ｂのビーム部分１０６ａから１０６ｄを発振または振動させるようにＭＥＭＳ共振器１０２ａおよび１０２ｂのビーム部分１０６ａから１０６ｄと並置される。この点に関して、各ＭＥＭＳ共振器１０２は、１８０°（またはほぼ１８０°）位相ずれの出力信号を生成するように面内で振動または共振する。検出電極１３４および１３６は、発振または振動を表す（例えば共振器構造の発振運動に起因するビーム部分１０６と検出電極１３４および１３６との間のキャパシタンスの変化から生ずる）信号を、１つまたは複数の共振周波数を有する信号を検出、サンプリング、および／または検出する差動検出回路１４０に供給するために、ＭＥＭＳ共振器１０２ｃおよび１０２ｄのビーム部分１０６ａから１０６ｄに隣接して配置される。差動検出回路１４０は信号を受信し、かつこれに応答して一対の差動信号、例えば共振周波数を有する差動クロック信号を出力することができる。
【００８８】
差動励振回路１３８および差動検出回路１４０は従来の公知の回路でよい。実際、差動励振回路１３８および差動検出回路１４０は（ＭＥＭＳ共振器構造が内部にあるものと同じ基板上に集積（または製造）されているか否かに関わらず）どのタイプの回路でもよく、このような回路は、現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれ全て本発明の範囲に含まれることを意図するものである。
【００８９】
加えて、励振電極１３０および１３２と検出電極１３４および１３６とは従来の公知のタイプのものでよく、または現在知られているものであれ、今後開発されるものであれどのタイプのかつ／またはどの形状の電極でもよい。さらに、物理的な電極機構は例えば、容量性、ピエゾ抵抗、圧電、誘導性、磁気抵抗、および熱電極を含んでいてもよい。実際、現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれ全ての物理的電極機構は本発明の範囲に含まれることを意図するものである。
【００９０】
加えて、ビーム部分１０６の１つまたは複数の選択された、または所定の調波を検出するため、励振電極１３０／１３２と検出電極１３４／１３６とはＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６に対して配置または位置決めされてもよい。その上、ＭＥＭＳ共振器の動作を最適化、強化、および／または向上させるため、励振電極１３０／１３２および検出電極１３４／１３６の数および長さが選択されてもよい。
【００９１】
特に、ＭＥＭＳ共振器構造が内部にある（または内部に製造される）ものと同じ基板上に差動励振回路１３８および差動検出回路１４０を集積してもよい。それに加えて、またはその代わりに、ＭＥＭＳ共振器構造が内部にある基板から物理的に分離され（かつこれと電気的に相互接続された）基板上に差動励振回路１３８および差動検出回路１４０を集積してもよい。
【００９２】
図２６Ａの実施形態では、励振電極１３０／１３２および検出電極１３４／１３６は対称に構成され、これらはＭＥＭＳ共振器１０２の対称構造と共に共振器結合部分１０４、ビーム部分１０６、湾曲部分１０８、アンカー結合部分１１６、アンカー１１８および／または基板への応力を管理する。このように、共振器結合部分１０４および／またはアンカー結合部分１１６を、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００のＭＥＭＳ共振器１０２の１つ、幾つか、または全てのエネルギ損失を管理、最小化および／または軽減することができる低応力ポイントにすることができる。
【００９３】
特に、差動およびシングルエンド出力信号の構成を、４つ未満または４つを超えるＭＥＭＳ共振器１０２を有するＭＥＭＳ共振器アレイ１００内に実装してもよい（例えば図２６Ｂの差動出力信号構成を参照）。実際、アレイの検出および励振の脈絡でＭＥＭＳ共振器アレイ１００に関して本明細書に記載の全ての特徴、実施形態および代替形態はどのようなサイズのアレイ（例えば２個、３個、４個、５個、６個、７個および８個のＭＥＭＳ共振器１０２を有するアレイ）、および／またはどのような構成のアレイ（例えば丸みの付いた正方形、丸みの付いた六角形、または丸みの付いた三角形のような同じ、または異なる幾何形状のＭＥＭＳ共振器１０２を備えるアレイ）にも応用可能である。簡略化のため、これらの記載は繰り返さない。
【００９４】
さらに、ビーム部分１０６を共振させ、または共振を誘導し、それによって１８０°（またはほぼ１８０°）位相ずれの出力信号を発生および／または生成する検出および励振電極のその他の多くの構成および／またはアーキテクチャがあることに留意されたい。本発明のＭＥＭＳ共振器アレイ１００は、現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、どのような検出および励振構造、技術、構成および／またはアーキテクチャを利用してもよい。例えば、励振および検出電極は従来のタイプのものでよく、あるいはどのようなタイプおよび／または形状のものでもよい（例えば図２７Ａおよび２７Ｂ）。追加の励振信号および／または検出信号を供給するように励振および／または検出電極の数および設計を選択してもよい。例えば、一実施形態では、（例えば差動検出回路のような）検出回路に供給される信号を増大するため、検出回路の数、および検出電極とビーム部分とのインターフェースの断面積が増大される（例えば図２８Ａを参照）。一実施形態では、検出電極は１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２の内周と外周とに配置される（例えば図２８Ｂを参照）。このように、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイ１００は、現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、どのような検出および励振電極構造および構成を利用してもよい（例えば図２９Ａから２９Ｆを参照）。
【００９５】
その上、差動信号構成の実装は励振電極から検出電極への容量結合の影響の排除、制限、軽減および／または最小化を促進できる。加えて、完全な差動信号方式構成はまた基板から結合される電気および／または機械的ノイズに対する感受性を大幅に低減できる。さらに、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００を差動信号方式構成に実装することで、アンカーを経た基板への、また基板からの電荷の流れを除去、最小化、および／または軽減することもできる。したがって、基板アンカーと励振および検出電極との間の電圧降下を避けることができる。特に、この電圧降下は特に高周波数（例えば１００ＭＨｚを超える周波数）でのアレイのＭＥＭＳ共振器の電移機能を劣化させ、またはこれに悪影響を及ぼすことがある。
【００９６】
本発明の一実施形態では、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００はＭＥＭＳ共振器１０２のＱ値を管理および／または制御するために温度管理技術を用いてもよい。この点に関して、ビーム部分１０６および／または湾曲部分１０８が曲折すると、その部分の一方の側が伸張することで伸張領域がやや冷却され、他方の側が圧縮することで圧縮領域がやや加熱される。この熱勾配による「より熱い」側から「より冷たい」側への拡散が生ずる。熱拡散（「熱流」）の結果、エネルギ損失が生じ、これがＭＥＭＳ共振器１０２のＱ値に影響（例えば軽減）を及ぼすことがある。この作用は、共振構造のＱ値の支配限界である熱弾性散逸（「ＴＥＤ」）と呼ばれる。したがって、ＴＥＤを管理、制御、制限、最小化、および／または軽減するために温度管理技術を実装することが有利であろう。
【００９７】
温度管理の一実施形態では、図３０Ａおよび３０Ｂを参照すると、スロット１４２はＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６ａから１０６ｄおよび湾曲部分１０８ａから１０８ｄの１つまたは複数の部分に形成される。ビーム部分１０６ａからｄと湾曲部分１０８ａからｄとが動作中に伸張および圧縮するので、このスロット１４２はＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６ａからｄの側と湾曲部分１０８ａからｄの側との間の熱流を抑制／軽減する。ビーム部分１０６ａから１０６ｄおよび湾曲部分１０８ａから１０８ｄの内部の熱伝達の抑制／軽減によってＭＥＭＳ共振器１０２およびＭＥＭＳ共振器アレイ１００のＱ値を高くすることができる。スロットを利用した温度管理の方法は、アンカー結合ポイントでの移動をゼロにする最適化に影響し、設計（例えばＦＥＡ）によって考慮する必要があることに留意されたい。
【００９８】
温度管理技術を１つもしくは複数のＭＥＭＳ共振器１０２の１つもしくは複数のビーム部分１０６、または１つもしくは複数の湾湾曲部分１０８（例えば図３１、３４、３８および４１を参照）に、もしくは双方（例えば図３２、３３、３５、３７および４２を参照）に利用してもよい。それに加えて、またはその代わりに、温度管理技術はアンカー結合部分１１６に実装してもよい（例えば図３６、４１および４２を参照）。スロット１４２は例えば正方形、長方形、円形、楕円形および／または卵形を含むどの形状でもよい。実際、幾何形状であれ、その他の形状であれ、どの形状のスロット１４２をビーム部分１０６、湾曲部分１０８、および／またはアンカー結合部分１１６に組み込んでもよい。
【００９９】
特に、スロット１４２はビーム部分１０６、湾曲部分１０８、および／またはアンカー結合部分１１６の剛性を変えることもできる。
本明細書には多くの発明が記載され、図示されている。本発明のある実施形態、特徴、材料、構成、属性および利点が記載され、図示されているが、本発明の多くの他の、ならびに異なるおよび／または同類の実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造および利点は説明、図示および特許請求の範囲から明らかであることを理解されたい。したがって、本明細書の記載され、図示されている本発明の実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造および利点は網羅的なものではなく、本発明のこのような他の、同類の、および異なる実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造および利点は本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。
【０１００】
特に、本発明の記載の大部分は丸みの付いた正方形の形状の複数のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイに関連して記載されているが、本発明によるＭＥＭＳ共振器アレイは湾曲部分または丸みの付いた部分によって連結された複数の細長いビーム部分を含むどのような幾何形状の共振器アーキテクチャまたは構造のＭＥＭＳ共振器を含んでもよい。例えば、前述のように、一実施形態では、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイは、図３Ａに示されるように、湾曲部分を介して互いに連結された丸みの付いた三角形の形状を形成する３つの細長いビーム部分を含んでもよい。別の実施形態では、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイは図３Ｃに示されるように、６つのビーム部分と６つの湾曲部分とを含んでもよい。丸みの付いた正方形の形状を有するＭＥＭＳ共振器に関して本明細書に記載の特徴、実施形態および代替形態の全ては本発明により、他の形状を有するＭＥＭＳ共振器に応用できる（例えば図４３Ａおよび４３Ｂを参照）。その上、丸みの付いた正方形の形状の複数の共振器を有するＭＥＭＳ共振器アレイ１００に関して本明細書に記載の特徴、実施形態および代替形態の全ては本発明により、他の形状を有するＭＥＭＳ共振器に応用できる。簡略にするため、これらの記載は繰り返さない。
【０１０１】
別の実施形態では、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイは異なる形状を有する複数のＭＥＭＳ共振器１０２を含んでもよい。例えば、図４３Ｃを参照すると、丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器１０２ａを丸みの付いた三角形の形状のＭＥＭＳ共振器１０２ｂに機械的に結合してもよい（図４３Ｃ）。図４３Ｄを参照すると、別の実施形態では、丸みの付いた六角形の形状のＭＥＭＳ共振器１０２ａおよび１０２ｃを丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器１０２ｂに機械的に結合してもよい。丸みの付いた正方形の形状の複数の共振器を有するＭＥＭＳ共振器アレイ１００に関して本明細書に記載の特徴、実施形態および代替形態の全ては、２つ以上の異なる形状を有する複数のＭＥＭＳ共振器１０２を含むＭＥＭＳ共振器アレイに応用できる。簡略にするため、これらの記載は繰り返さない。
【０１０２】
さらに、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイは、現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、どのような検出および励振技術を利用してもよい。（差動であるかないかに関わらず）励振および検出回路を、アレイのＭＥＭＳ共振器が内部にある（または内部に製造される）基板と同じ基板上に集積してもよい。それに加えて、またはその代わりに、ＭＥＭＳ共振器が内部にある基板から物理的に分離され（かつこれと電気的に接続された）基板上に励振および検出回路を集積してもよい。その上、励振および検出回路は従来のタイプのものでよく、あるいは現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、どのようなタイプおよび／または形状のものでもよい。
【０１０３】
特に、本発明によるＭＥＭＳ共振器およびＭＥＭＳ共振器アレイの寸法、特性および／またはパラメータは有限要素モデリングおよびシミュレーション技術（例えば、（Ｃｏｎｓｏｌの）ＦｅｍＬａｂ、（ＡＮＳＹＳ  ＩＮＣ．の）ＡＮＳＹＳ、ＩＤＥＡＳおよび／またはＡＢＡＫＵＳのようなコンピュータによって駆使される分析エンジンを介する有限要素モデリング）および／または経験的データ／計測を含む多様な技術を用いて決定することができる。例えば、境界条件のセット（例えば共振器構造のサイズ）を用い、またはこれに基づいた有限要素モデリングエンジンを（ｉ）細長いビーム部分１０６、（ｉｉ）湾曲部分１０８、（ｉｉｉ）負荷除去機構１１２、（ｉｖ）（それがある場合は）ノーダルポイント（単数または複数）１１４、（ｖ）アンカー結合部分１１６、および／または（ｖｉ）応力／歪み機構１２０の寸法、特性および／またはパラメータを設計、決定および／または査定するために使用してもよい。実際、単独の、またはＭＥＭＳ共振器アレイ１００に組み込まれたＭＥＭＳ共振器１０２の、アンカーおよび／または基板上、またはそこでの影響および／または応答を、このような有限要素モデリング、シミュレーションおよび分析エンジンを用いて観測および／または決定してもよい。
【０１０４】
前述のように、いずれかのノーダルポイントの位置を設計および／または決定するために有限要素分析およびシミュレーションエンジンを利用してもよい。このようなノーダルポイントは、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００（および／または１つもしくは複数のＭＥＭＳ共振器１０２）を（特に）所定の、最小の、および／または軽減されたエネルギ損失で基板にアンカー結合できる適切な位置をもたらすことができる。この点に関して、ＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６は誘導されると、ブリージング状および曲げ状に移動する。したがって、ビーム部分１０６の長さおよび湾曲部分１０８の半径は、（ＭＥＭＳ共振器アレイ１００に組み込まれた場合の）ＭＥＭＳ共振器１０２のノーダルポイントの位置を決定することができ、それによって伸長状（ブリージング状）モードによる回転移動は僅かであるか、生じないか、または軽減され、かつ曲げ状モードによる径方向移動は僅かであるか、生じないか、または軽減される。ＭＥＭＳ共振器アレイ１００の各ＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１１６の所与の長さおよび湾曲部分１０８の半径に基づいて、このようなノーダルポイントの位置を設計し、決定し、または予測するために有限要素分析エンジンを利用してもよい。このように、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００および／または１つもしくは複数のＭＥＭＳ共振器１０２をアンカー結合するために許容できる、所定の、かつ／または僅かな（半径方向その他の）移動しか呈さず、あるいは移動しない位置を迅速に決定および／または特定できる。
【０１０５】
その上、（ｉ）細長いビーム部分１０６、（ｉｉ）湾曲部分１０８、（ｉｉｉ）負荷除去機構１１２、（ｉｖ）（それがある場合は）ノーダルポイント（単数または複数）１１４、（ｖ）アンカー結合部分１１６、および／または（ｖｉ）応力／歪み機構１２０の寸法、特性および／またはパラメータを設計、決定、規定、および／または査定するために、（有限要素分析（など）のアプローチに加えて、またはその代わりに）経験的アプローチを利用してもよい。このような経験的アプローチを１つもしくは複数のＭＥＭＳ共振器１０２、および／またはＭＥＭＳ共振器アレイ１００に関連して実装してもよい。
【０１０６】
前述のように、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００に関連して、（ｉ）細長いビーム部分１０６、（ｉｉ）湾曲部分１０８、および／または（ｉｉｉ）ＭＥＭＳ共振器１０２の（それがある場合は）ノーダルポイント（単数または複数）１１４、および／または（ｉｖ）負荷除去機構１１２、（ｖ）アンカー結合部分１１６、および／または（ｖｉ）応力／歪み機構１２０の寸法、特性および／またはパラメータを設計、決定、および／または査定するために、境界条件の集合（例えば共振器構造のサイズ）を用いて、またはそれに基づいて有限要素分析およびシミュレーションエンジンを利用してもよい。
【０１０７】
さらに、動作中にビーム部分１０６、湾曲部分１０８、および／またはアンカー結合部分１１６のいずれかの温度的な考慮を強化するために、熱機械的有限要素分析エンジンを利用してもよい。この点に関して、熱機械的有限要素分析エンジンは、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００、および／またはＭＥＭＳ共振器１０２の動作をモデリングし、それによって１つまたは複数のビーム部分１０６、湾曲部分１０８、および／またはアンカー結合部分１１６に実装されるスロットのサイズ、位置、寸法、および数を決定してもよい。このようにして、内部に温度管理技術を実装したＭＥＭＳ共振器アレイ１００、および／またはＭＥＭＳ共振器１０２の特性を強化および／または最適化し、ＴＥＤ損失を最小化および／または軽減してもよい。
【０１０８】
このようにして、前述のように、「ＦＥＡ」または「ＦＥ分析」としても知られている有限要素モデリング（ＦＥＭ）で本発明の構造の多くのプロパティを最適化できる。
ＭＥＭＳ共振器１０２のビーム部分１０６は同一の、またはほぼ同一の寸法／設計（すなわち、同一の、またはほぼ同一の幅、厚さ、高さ、長さ、および／または形状）を含んでも、含んでなくてもよい。加えて、湾曲部分１０８は同一の、またはほぼ同一の寸法／設計（すなわち、同一の、またはほぼ同一の内半径、幅、厚さ、高さ、長さ、外半径、および／または形状）を含んでも、含んでなくてもよい。したがって、アレイ１００のＭＥＭＳ共振器１０２は異なる寸法、形状、および／または設計を有するビーム部分１０６、および／または湾曲部分１０８を含んでもよい。
【０１０９】
本発明のＭＥＭＳ共振器アレイを公知の技術を用いて公知の材料から製造してもよい。例えば、（その構成部品を含む）ＭＥＭＳ共振器アレイを、シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、またはガリウム−ヒ素のような公知の半導体から製造してもよい。実際、ＭＥＭＳ共振器アレイは例えば、周期表の第ＩＶ族の材料、例えばシリコン、ゲルマニウム、炭素；また、例えばシリコン−ゲルマニウム、または炭化シリコンのようなこれらの組合せ；また、例えば燐化ガリウム、燐化ガリウムアルミニウムのようなＩＩＩ−Ｖ族の化合物、またはその他のＩＩＩ−Ｖ族の化合物の組合せ；また、例えば窒化シリコン、酸化シリコン、炭化アルミニウム、または酸化アルミニウムのようなＩＩＩ族、ＩＶ族、Ｖ族、またはＶＩ族の材料の組合せ；また、例えば珪化ニッケル、珪化コバルト、炭化タングステン、または珪化ゲルマニウムプラチナのような珪化、ゲルマニウム化、および炭化物；また、燐、ヒ素、アンチモン、ボロン、またはアルミニウムをドープしたシリコンもしくはゲルマニウム、炭素、またはシリコンゲルマニウムのような組合せを含むドープした変形形態；また、単結晶、多結晶、ナノ結晶、または非晶質を含む様々な結晶構造を有するこれらの材料；また、例えば（ドープされるか、されないかに関わらず）単結晶および多結晶構造の領域を有する結晶構造の組合せ、から構成されてもよい。
【０１１０】
その上、本発明によるＭＥＭＳ共振器アレイを公知のリソグラフィー、エッチング、堆積、および／またはドーピング技術を利用して絶縁体上の半導体（ＳＯＩ）基板の内部または上面に形成してもよい。簡略化のため、このような製造技術は本明細書には記載しない。しかし、本発明の共振器構造を形成または製造する全ての技術は、現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、本発明の範囲に含まれることを意図するものである（例えば、標準の、またはオーバーサイズの「厚い」ウエーハ（図示せず）、および／またはボンディング技術（すなわち、下部／ボトムウエーハがその上に配置された（例えば酸化シリコンのような）犠牲層を含む場合は、２つの標準ウエーハを互いに結合し、その後、上部／トップウエーハが薄型化（下方または後方に研削）され、機械構造を内部または上面に受けるために研磨される）を用いた公知の形成、リソグラフィー、エッチング、および／または堆積技術である。）。
【０１１１】
特に、ＳＯＩ基板は犠牲／絶縁層上またはその上方に配置された第１の基板層（例えば（シリコンのような）半導体、ガラス、またはサファイア）、第１の犠牲／絶縁層（例えば二酸化シリコンまたは窒化シリコン）、および第１の半導体層（例えばシリコン、ヒ化ガリウム、またはゲルマニウム）を含んでもよい。機械的構造を、第１の半導体層（例えばシリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、またはヒ化ゲルマニウムのような半導体）内部または上面への公知のリソグラフィー、エッチング、堆積、および／またはドーピング技術を利用して形成してもよい。
【０１１２】
一実施形態では、ＳＯＩ基板は公知の技術を利用して製造されるＳＩＭＯＸウエーハでよい。別の実施形態では、ＳＯＩ基板は第１の半導体層を有する従来のＳＯＩウエーハでよい。この点に関して、注入され、酸素によって酸化されることで単一結晶もしくは単結晶のウエーハ面の下側または下方に比較的薄いＳｉＯ２を形成するバルクシリコンウエーハを使用して、比較的薄い第１の半導体層を有するＳＯＩ基板を製造してもよい。この実施形態では、第１の半導体層（すなわち単結晶シリコン）が、第１の基板層（すなわちこの実施例では単結晶シリコン）上に配置された第１の犠牲／絶縁層（すなわち二酸化シリコン）上に配置される。
【０１１３】
ＭＥＭＳ共振器アレイのＭＥＭＳ共振器が多結晶または単結晶シリコンの内部または上面に製造される場合は、本発明によるある幾何形状のＭＥＭＳ共振器構造、例えば丸みの付いた正方形の形状の共振器は、多結晶または単結晶シリコンとの構造、および材料の対称性を維持することができる。特に、本発明による丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器は生来、単結晶シリコンの立方体構造とより適応できる。標準のウエーハ（例えば１００、０１０、または１１０）上の各々の直交方向で、単結晶シリコンのプロパティを１つまたは複数の幾何形状の共振器と整合させることができる。この点に関して、単結晶シリコンの結晶のプロパティは１つまたは複数の幾何形状の共振器構造と同じ、または適切な対称性を有することができる。
【０１１４】
本発明のＭＥＭＳ共振器アレイ１００は、例えば薄膜技術、基板ボンディング技術（例えば半導体またはガラス状基板のボンディング）、およびプレハブパッケージ（例えばＴＯ−８「カン」）のような多様な技術および材料を使用してパッケージされてもよい。実際、現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、どのようなパッケージングおよび／または製造技術を用いてもよい。したがって、このような製造および／またはパッケージング技術は全て本発明の範囲内に含まれることを意図するものである。例えば、以下の非暫定特許出願に記載され、図示されているシステム、デバイスおよび／または技術が実装されてもよい。
【０１１５】
（１）２００３年３月２０日に出願され、シリアルナンバー第１０／３９２、５２８号が割り当てられている「Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｈａｖｉｎｇ  ａ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」
（２）２００３年６月４日に出願され、シリアルナンバー第１０／４５４、８６７号が割り当てられている「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」、および
（３）２００３年６月４日に出願され、シリアルナンバー第１０／４５５、５５５号が割り当てられている「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔａｃｔｓ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」。
【０１１６】
上記の特許出願に記載され、図示されている発明を本発明にＭＥＭＳ共振器およびアレイを製造するために利用してもよい。簡略にするため、これらの記載は繰り返さない。しかし、例えば全ての発明／実施形態の特徴、属性、代替実施形態、材料、技術および／または利点を含む上記の特許出願の内容の全体は本明細書に参照により組み込まれていることを特記しておく。
【０１１７】
ＭＥＭＳ共振器１０２が対称にアンカー結合された丸みの付いた正方形の形状の共振器構造を実装する場合は（例えば図３０Ｂを参照）、構造の重心は動作中に比較的一定であり、もしくは固着状態を保つ。特に、丸みの付いた正方形の形状の共振器構造を実装するＭＥＭＳ共振器１０２の４つのビーム部分は、ガウス過程の許容差を統計的に平均化することができ、それがより良好なパラメータ制御を可能にする。
【０１１８】
前述のように、ＭＥＭＳ共振器アレイ１００は現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、どのアンカー結合技術またはアンカー構造を用いてもよい。加えて、応力／歪み管理技術／構造（例えば応力／歪み機構１２０）を、本明細書に記載かつ図示されているアンカー結合技術、および／または現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、どのアンカー結合技術またはアンカー構造と共に実装してもよい。例えば、基板アンカーおよび／または応力／歪み管理技術／構造を１つまたは複数のＭＥＭＳ共振器１０２のノーダルポイントおよび／またはアンカーの１つ、幾つかまたは全てに配置してもよい。その他の基板アンカー結合−応力／歪み管理技術も適切である（例えば、図４４から４８を参照）。実際、ＭＥＭＳ共振器１０２を非ノーダルポイントで対称または非対称的に（例えば、ＭＥＭＳ共振器１０２の「中心」またはその周囲）基板アンカー（および応力／歪み機構１２０）に結合してもよい。特に、アンカー結合−応力／歪み管理技術を本明細書に記載され、図示されているどの実施形態と組み合わせて実装してもよい（例えば、図４９から５２を参照）。
【０１１９】
さらに、負荷除去技術／構造（例えば、負荷除去機構１１２）を本明細書に記載され、図示されているどの実施形態と組み合わせて実装してもよい（例えば図５２から５５を参照）。
【０１２０】
特許請求の範囲中の「直線状の細長いビーム部分」という用語は（ｉ）直線状、またはほぼ直線状の細長いビーム、ならびに／あるいは（ｉｉ）ビームの厚さおよび／または（それがある場合は）幅の変化に関わりなく直線状またはほぼ直線状の縦軸を有する細長いビーム、ならびに／あるいは（ｉｉｉ）実質的に湾曲状よりは直線状のビームを意味する。
【０１２１】
さらに、特許請求の範囲中の「スロット」という用語は、任意の形状および／またはサイズの（細長いビーム部分または湾曲部分の高さ／厚さ全体を部分的にであれ、または完全にであれ貫いて延設された）開口、空洞および／またはスロットを意味する。さらに、特許請求の範囲中の「空洞」という用語は、任意の形状および／またはサイズの（共振器結合部分の高さ／厚さ全体を部分的にであれ、または完全にであれ貫いて延設された）開口、空洞および／またはスロットを意味する。
【０１２２】
本発明のＭＥＭＳ共振器アレイ１００の上記の実施形態は例示であるにすぎない。それが網羅的であり、あるいは開示した厳密な形態、技術、材料および／または構成に本発明を限定することを意図するものではない。上記の教示を踏まえて多くの修正および変形形態が可能である。本発明の範囲から離れることなく他の実施形態を使用してもよく、動作の変更が可能であることを理解されたい。したがって、本発明の例示的実施形態の上記の記載は例示および説明のために提示されたものである。上記の教示を踏まえて多くの修正および変形形態が可能である。本発明の範囲を本明細書の詳細な説明にのみ限定することを意図するものではない。
【０１２３】
別の態様では、本発明はＮｘＭのＭＥＭＳフレームアレイ構造（ただしＮおよびＭは整数）で配列された複数の方形フレームの共振器である。正方形の形状の個々のＭＥＭＳ共振器の各ビーム部分は隣接する共振器と共用される。このようにして、この構造は異なり、かつ共振的な結合効果をもたらす。加えて、この構造は比較的少ないエネルギ損失、高いＱ値、およびフレキシブルな励振／検出電極配置を可能にする。
【０１２４】
図５６Ａおよび５６Ｂを参照すると、ＮｘＭのＭＥＭＳフレームアレイ構造２００（この例示的実施形態ではＮおよびＭは２に等しい）は正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄを含む。正方形の形状の各ＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄは４つのビーム部分２０４を含む。各々の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄのビーム部分２０４のうちの２つは隣接する正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄと共用される。例えば、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａは（ｉ）ビーム部分２０４ｃを正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ｂと共用し、（ｉｉ）ビーム部分２０４ｄを正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ｄと共用している。同様に、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ｃは（ｉ）ビーム部分２０４ｂを正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ｂと共用し、（ｉｉ）ビーム部分２０４ａを正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ｄと共用している。このように、正方形の形状の各ＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄは他の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄと機械的に結合および／または統合されている。動作の際は、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄは機械的結合により面内で、同じ周波数で振動する。
【０１２５】
ＭＥＭＳフレームアレイ構造は、ＭＥＭＳフレームアレイ構造に関連して上述した技術を含む幾つかの技術を用いてアンカー結合されてもよい。１つまたは複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器のコーナー部分がノーダルポイントを有する場合は、ＭＥＭＳフレームアレイ構造をノーダルポイントで基板にアンカー結合することが有利であろう。この点に関して、図５７Ａおよび５７Ｂを参照すると、一実施形態では、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００はＭＥＭＳフレームアレイ構造２００をアンカー２０８に機械的に結合するアンカー結合部分２０６を含む。アンカー結合部分２０６はノーダルポイント２１０またはその近傍でＭＥＭＳフレームアレイ構造２００に連結される。このように、アンカー結合による垂直および水平方向でのエネルギ損失が最小化、軽減、および／または制限され、その結果比較的Ｑ値が高いＭＥＭＳ構造が生じ、またはもたらされ得る。
【０１２６】
特に、図５７Ａおよび５７Ｂに示されているアンカー結合技術はさらに、アンカーを基板に定めるために必要な付加的なマスクが必要ないという利点をもたらす。すなわち、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄとアンカー結合構造とを同時に製造できる。
【０１２７】
ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００は全てのノーダルポイントまたは領域でアンカー結合される必要はなく、１つまたは複数の位置、好ましくは１つまたは複数のノーダル位置（共振器が発振する際に移動せず、僅かしか移動せず、かつ／またはほぼ静止的である共振器の領域または位置）でアンカー結合されればよい。例えば、図５７Ａ、５８および５９を参照すると、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００はＭＥＭＳフレームアレイ構造２００の１つのポイント、２つのポイントおよび／または４つの領域または部分（好ましくは、例えば１つまたは複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄのノーダルポイント２１０またはその近傍）でアンカー結合されてもよい。この点に関して、１つまたは複数のアンカー結合部分２０６はビーム部分２０４によって形成されるあるコーナーを対応するアンカー２０８に連結する。
【０１２８】
特に、図６０Ａおよび６０Ｂを参照すると、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００が基板を貫いて、または基板にてアンカー結合されるポイントの１つ、幾つか、または全ての運動起因する、アンカー２０８の位置で基板にかかるいかなる応力または歪みを管理、制御、軽減および／または最小化するために、本発明のＭＥＭＳフレームアレイ構造２００は応力／歪み除去機構２１２（例えばばねまたはばね状部品）を使用してもよい。例えば、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａのコーナーがアンカー結合部分２０６を介して応力／歪み除去機構２１２に機械的に結合される。
【０１２９】
特に、それに加えて、またはその代わりに、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００は正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２の１つまたは複数の内側のコーナーを介して基板にアンカー結合されてもよい（例えば、図６０Ａおよび６０Ｂのノーダルポイント２１０ｃを参照）。この点に関して、アンカーを正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２の内側のコーナーの１つ、幾つか、または全ての下に配置してもよい。何故ならば、これらのコーナーは全て固定ノードを含むように設計できるからである。ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００の水平面の（面内）振動を強化するために、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００が多数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２を含む場合は、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２の内側のコーナー内、またはコーナーに１つまたは複数のアンカー構造を使用することが有利であろう。
【０１３０】
動作の際は、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００の正方形の形状の各ＭＥＭＳ共振器２０２は面内で、かつ同じ周波数で振動する。いずれか２つの隣接する正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２の位相差は１８０°または約１８０°である。この点に関して、図６１および６２を参照すると、一実施形態では、誘導されると正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２は隣接する正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２に対して約１８０°の位相ずれで振動する。例えば、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａは正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ｂおよび２０２ｅに対して約１８０°の位相ずれで振動する。正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２の振動モードは従来の面内曲げモードでよい。したがって、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００を励振し、かつ検出するために、いずれかの検出または励振電極を正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２の「下方」または「上方」に配置する必要はない。
【０１３１】
特に、図６２を引き続き参照すると、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２コーナー内、またはコーナー上のノーダルポイント２１０は動作中に僅かしか、または全く移動しない。すなわち、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２は第１の偏向状態と第２の偏向状態との間で発振するので、コーナーの領域または部分、特にアンカー結合部分２１０に連結されている領域または部分は比較的静止的である。
【０１３２】
図６３および６４を参照すると、動作の際は、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａおよび２０２ｃの外側のコーナー部分は比較的静止し、応力がかからないノードである（すなわちノーダルポイント）。したがって、この実施形態では、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００はＭＥＭＳフレームアレイ構造２００をアンカー２０８に機械的に結合し、それによって例えばアンカー結合ポイントにおける運動抵抗よる垂直および水平方向のエネルギ損失を最小化、軽減、および／または制限するアンカー結合部分２０６を含む。
【０１３３】
検出および励振電極および回路はシングルエンド出力信号または差動出力信号を供給するように構成されてもよい。例えば、図６５を参照すると、一実施形態では、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００は差動出力信号を供給するように構成される。この実施形態では、検出および励振電極および回路は１８０°（またはほぼ１８０°）位相ずれした出力信号を供給するように構成される。このように、ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００は、正方形の形状の複数のＭＥＭＳ共振器２０２の発振ビーム部分２０４（例えば対称の発振ビーム部分）の加算効果による比較的大きい信号対ノイズ比を含む一対の差動出力信号を供給する。
【０１３４】
差動励振回路２２２および差動検出回路２２４は従来の公知の回路でよい。実際、差動励振回路２２２および差動検出回路２２４は、（ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００が内部にある同じ基板上に集積（または製造）されるにせよ、そうではないにせよ）どのタイプの回路でもよく、このような回路は全て、現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、本発明の範囲に含まれることを意図するものである。
【０１３５】
加えて、励振電極２１４および２１６と検出電極２１８および２２０とは従来の公知のタイプのものでよく、または現在知られているものであれ、今後開発されるものであれどのタイプおよび／または形状の電極でもよい。さらに、物理的な電極機構は例えば、容量性、ピエゾ抵抗、圧電、誘導性、磁気抵抗、および熱電極を含んでもよい。実際、現在知られているものであれ、または今後開発されるものであれ全ての物理的電極機構は本発明の範囲に含まれることを意図するものである。
【０１３６】
ビーム部分の１つまたは複数の選択された、または所定の調波を検出するため、励振電極２１４／２１６と検出電極２１８／２２０とは正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２のビーム部分に対して配置または位置決めされてもよい。その上、ＭＥＭＳ共振器の動作を最適化し、強化し、かつ／または向上させるため、励振電極２１４／２１６および検出電極２１８／２２０の数および長さが選択されてもよい。さらに、励振電極２１４／２１６と検出電極２１８／２２０とを追加の、または特別のマスク（単数または複数）なしで製造してもよい。すなわち、正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２ａから２０２ｄ、励振電極２１４／２１６、および検出電極２１８／２２０は同時に製造されてもよい。
【０１３７】
ＭＥＭＳフレームアレイ構造２００が内部にある同じ基板上に差動励振回路２２２および差動検出回路２２４が集積または製造されてもよい。それに加えて、またはその代わりに、ＭＥＭＳ共振器構造が内部にある基板から物理的に分離され（かつこれと電気的に接続された）基板上に差動励振回路２２２および差動検出回路２２４が集積されてもよい。
【０１３８】
ビーム部分２０４を共振させ、または共振を誘導し、それによって１８０°（またはほぼ１８０°）位相ずれの出力信号を発生および／または生成する検出および励振電極のその他の多くの構成および／またはアーキテクチャがあることに留意されたい。このような構成および／またはアーキテクチャは全て本発明の範囲に含まれることを意図するものである。
【０１３９】
本発明のＭＥＭＳフレームアレイ構造を公知の技術を用いて公知の材料から製造してもよい。例えば、（その構成部品を含む）ＭＥＭＳフレームアレイ構造を、シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、ガリウムヒ素のような公知の半導体から製造してもよい。実際、ＭＥＭＳフレームアレイ構造は例えば、周期表の第ＩＶ族の材料、例えばシリコン、ゲルマニウム、炭素；また、例えばシリコン−ゲルマニウム、または炭化シリコンのようなこれらの組合せ；また、例えば燐化ガリウム、燐化ガリウムアルミニウムのようなＩＩＩ−Ｖ族の化合物、またはその他のＩＩＩ−Ｖ族の化合物の組合せ；また、例えば窒化シリコン、酸化シリコン、炭化アルミニウム、または酸化アルミニウムのようなＩＩＩ族、ＩＶ族、Ｖ族、またはＶＩ族の材料の組合せ；また、例えば珪化ニッケル、珪化コバルト、炭化タングステン、または珪化ゲルマニウムプラチナのような珪化、ゲルマニウム化、および炭化物；また、燐、ヒ素、アンチモン、ボロン、またはアルミニウムをドープしたシリコンもしくはゲルマニウム、炭素、またはシリコンゲルマニウムのような組合せを含むドープした変形形態；また単結晶、多結晶、ナノ結晶、または非晶質を含む様々な結晶構造を有するこれらの材料；また例えば（ドープされるか、されないかに関わらず）単結晶および多結晶構造の領域を有する結晶構造の組合せ、から構成されてもよい。
【０１４０】
その上、本発明によるＭＥＭＳフレームアレイ構造を公知のリソグラフィー、エッチング、堆積、および／またはドーピング技術を利用して絶縁体上の半導体（ＳＯＩ）基板の内部または上面に形成してもよい。簡略化のため、このような製造技術は本明細書には記載しない。しかし、本発明の共振器構造を形成または製造する全ての技術は、現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、本発明の範囲に含まれることを意図するものである（例えば、標準の、またはオーバーサイズの「厚い」ウエーハ（図示せず）、および／またはボンディング技術（すなわち、下部／ボトムウエーハがその上に配置された（例えば酸化シリコンのような）犠牲層を含む場合は、２つの標準ウエーハを互いに結合し、その後、上部／トップウエーハが薄型化（下方または後方に研削）され、機械構造を内部または上面に受けるために研磨される）を用いた公知の形成、リソグラフィー、エッチング、および／または堆積技術である。）。
【０１４１】
特に、ＳＯＩ基板は犠牲／絶縁層上またはその上方に配置された第１の基板層（例えば（シリコンのような）半導体、ガラス、またはサファイア）、第１の犠牲／絶縁層（例えば二酸化シリコンまたは窒化シリコン）、および第１の半導体層（例えばシリコン、ヒ化ガリウム、またはゲルマニウム）を含んでもよい。機械的構造を、第１の半導体層（例えばシリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、またはヒ化ゲルマニウムのような半導体）内部または上面への公知のリソグラフィー、エッチング、堆積、および／またはドーピング技術を利用して形成してもよい。
【０１４２】
一実施形態では、ＳＯＩ基板は公知の技術を利用して製造されるＳＩＭＯＸウエーハでよい。別の実施形態では、ＳＯＩ基板は第１の半導体層を有する従来のＳＯＩウエーハでよい。この点に関して、注入され、酸素によって酸化されることで単一結晶または単結晶のウエーハ面の下側または下方に比較的薄いＳｉＯ２を形成するバルクシリコンウエーハを使用して、比較的薄い第１の半導体層を有するＳＯＩ基板を製造してもよい。この実施形態では、第１の半導体層（すなわち単結晶シリコン）が、第１の基板層（すなわちこの実施例では単結晶シリコン）上に配置された第１の犠牲／絶縁層（すなわち二酸化シリコン）上に配置される。
【０１４３】
ＭＥＭＳフレームアレイ構造の複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が多結晶または単結晶シリコンの内部または上面に製造される場合は、本発明によるある幾何形状のＭＥＭＳ共振器構造、例えば丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器は、多結晶シリコンまたは単結晶シリコンとの構造、および材料の対称性を維持することができる。特に、本発明による丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器は生来、単結晶シリコンの立方体構造とより適応できる。標準のウエーハ（例えば１００、０１０、または１１０）上の各々の直交方向で、単結晶シリコンのプロパティを１つまたは複数の幾何形状の共振器と整合させることができる。この点に関して、単結晶シリコンの結晶のプロパティは１つまたは複数の幾何形状の共振器構造と同じ、または適切な対称性を有することができる。
【０１４４】
本発明のＭＥＭＳフレームアレイ構造は、例えば薄膜技術、基板ボンディング技術（例えば半導体またはガラス状基板のボンディング）、およびプレハブパッケージ（例えばＴＯ−８「カン」）のような多様な技術および材料を使用してパッケージされてもよい。実際、現在知られているものであれ、今後開発されるものであれ、どのようなパッケージングおよび／または製造技術を用いてもよい。したがって、このような製造および／またはパッケージング技術は全て本発明の範囲内に含まれることを意図するものである。例えば、以下の非暫定特許出願に記載され、図示されているシステム、デバイスおよび／または技術が実装されてもよい。
【０１４５】
（１）２００３年３月２０日に出願され、シリアルナンバー第１０／３９２、５２８号が割り当てられている「Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｈａｖｉｎｇ  ａ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」
（２）２００３年６月４日に出願され、シリアルナンバー第１０／４５４、８６７号が割り当てられている「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」、および
（３）２００３年６月４日に出願され、シリアルナンバー第１０／４５５、５５５号が割り当てられている「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔａｃｔｓ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」。
【０１４６】
上記の特許出願に記載され、図示されている発明を本発明の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器およびＭＥＭＳフレームアレイ構造を製造するために利用してもよい。簡略にするため、これらの記載は繰り返さない。しかし、例えば全ての発明／実施形態の特徴、属性、代替実施形態、材料、技術および／または利点を含む上記の特許出願の内容の全体は本明細書に参照により組み込まれていることを特記しておく。
【０１４７】
特に、本発明による正方形の形状のＭＥＭＳ共振器およびＭＥＭＳフレームアレイ構造の寸法、特性および／またはパラメータは有限要素モデリングおよびシミュレーション技術（例えば、（Ｃｏｎｓｏｌの）ＦｅｍＬａｂ、（ＡＮＳＹＳ  ＩＮＣ．の）ＡＮＳＹＳ、ＩＤＥＡＳおよび／またはＡＢＡＫＵＳのようなコンピュータによって駆使される分析エンジンを介して実施される有限要素モデリング）および／または経験的データ／計測を含む多様な技術を用いて決定することができる。例えば、境界条件のセット（例えば共振器構造のサイズ）を用い、またはこれに基づいた有限要素モデリングエンジンを（ｉ）ビーム部分２０４、（ｉｉ）アンカー結合部分２０６、（ｉｉ）（それがある場合は）ノーダルポイント（単数または複数）２１０および／または（ｖｉ）応力／歪み機構２１２の寸法、特性および／またはパラメータを設計、決定および／または査定するために使用してもよい。実際、単独の、またはＭＥＭＳフレームアレイ構造２００に組み込まれた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器２０２のアンカーおよび／または基板上、またはそこでの影響および／または応答を、このような有限要素モデリング、シミュレーションおよび分析エンジンを用いて観測および／または決定してもよい。
【０１４８】
本発明のＭＥＭＳフレームアレイ構造２００の上記の実施形態は例示であるにすぎない。それが網羅的であり、あるいは開示した厳密な形態、技術、材料および／または構成に発明を限定することを意図するものではない。上記の教示を踏まえて多くの修正および変形形態が可能である。本発明の範囲から離れることなく他の実施形態を使用してもよく、動作の変更が可能であることを理解されたい。したがって、本発明の例示的実施形態の上記の記載は例示および説明のために提示されたものである。上記の教示を踏まえて多くの修正および変形形態が可能である。本発明の範囲が本明細書の詳細な説明にのみ限定されることを意図するものではない。
【０１４９】
本発明のＭＥＭＳアレイ構造およびＭＥＭＳフレームアレイ構造を、例えば共振器または発振器が使用されるタイミングもしくはクロックデバイス、またはクロック調整回路を含む多様な用途で実装してもよい。実際、本発明のＭＥＭＳアレイ構造およびＭＥＭＳフレームアレイ構造を、例えばデータ、衛星および／または無線通信システム／ネットワーク、携帯電話システム／ネットワーク、ブルートゥースシステム／ネットワーク、ジグビーシステム／ネットワーク、時計、リアルタイムクロック、セットトップボックスおよびそのためのシステム／ネットワーク、コンピュータシステム（例えばラップトップ、ＰＣ、および／またはモバイルデバイス）、テレビおよびそのためのシステム／ネットワーク、（ＤＶＤプレーヤー／レコーダ、ＭＰ３、ＭＰ２、ＤＩＶＸまたは同類のオーディオ／ビデオシステムのような）家電製品でクロック信号または基準クロックが使用されるどのようなシステムまたはデバイスに実装してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】従来の微小電気機械音叉共振器デバイスの（上面）構成図である。
【図２Ａ】アレイの各ＭＥＭＳ共振器が隣接する共振器に結合された、ＮｘＭのＭＥＭＳ共振器構造を有する本発明の一態様によるＭＥＭＳ共振器アレイの概略図である。
【図２Ｂ】アレイのＭＥＭＳ共振器が少なくとも１つの隣接する共振器に結合された、ＮｘＭのＭＥＭＳ共振器構造を有する、本発明の一態様によるＭＥＭＳ共振器アレイの概略図である。
【図３Ａ】丸みの付いた部分または湾曲部分を介して連結された３つの細長いビーム部分を有する、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイの一態様の実施形態による丸みの付いた三角形の形状のＭＥＭＳ共振器の一実施形態の上面図である。
【図３Ｂ】丸みの付いた部分または湾曲部分を介して連結された４つの細長いビーム部分を有する、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイの一態様の実施形態による丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の一実施形態の上面図である。
【図３Ｃ】丸みの付いた部分または湾曲部分を介して連結された６つの細長いビーム部分を有する、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイの一態様の実施形態による丸みの付いた六角形の形状のＭＥＭＳ共振器の一実施形態の上面図である。
【図４Ａ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４Ｂ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４Ｃ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４Ｄ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４Ｅ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４Ｆ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４Ｇ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４Ｈ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４Ｉ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５Ａ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が、共振器結合部分内に機械的に配置された１つまたは複数の負荷除去機構を含む様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５Ｂ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が、共振器結合部分内に機械的に配置された１つまたは複数の負荷除去機構を含む様々な共振器結合部分を利用して、ＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接するＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図６Ａ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図６Ｂ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図６Ｃ】図６ＤのＭＥＭＳ共振器アレイの斜視図である。
【図６Ｄ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図６Ｅ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図６Ｆ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図６Ｇ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図６Ｈ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図７Ａ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図７Ｂ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図７Ｃ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図７Ｄ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図７Ｅ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図７Ｆ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図７Ｇ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図７Ｈ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図８Ａ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図８Ｂ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図９Ａ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図９Ｂ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図９Ｃ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１０Ａ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１０Ｂ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて１つまたは複数の基板アンカーに機械的に結合された、複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１１】図１１Ａは、ＭＥＭＳ共振器アレイが、丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と基板アンカーとの間に機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明のある実施形態による丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの一部の上面図である。図１１Ｂは、ＭＥＭＳ共振器アレイが、丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と基板アンカーとの間に機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明のある実施形態による丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの一部の上面図である。
【図１２Ａ】各ＭＥＭＳ共振器アレイが、１つまたは複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と１つまたは複数の基板アンカーとの間に機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１２Ｂ】各ＭＥＭＳ共振器アレイが、１つまたは複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と１つまたは複数の基板アンカーとの間に機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１２Ｃ】各ＭＥＭＳ共振器アレイが、１つまたは複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と１つまたは複数の基板アンカーとの間に機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１３Ａ】各ＭＥＭＳ共振器アレイが、１つまたは複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と１つまたは複数の基板アンカーとの間に機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１３Ｂ】各ＭＥＭＳ共振器アレイが、１つまたは複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と１つまたは複数の基板アンカーとの間に機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１３Ｃ】各ＭＥＭＳ共振器アレイが、１つまたは複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と１つまたは複数の基板アンカーとの間に機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明のある実施形態による複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図１４】丸みの付いた部分または湾曲部分が異なる半径を有し、丸みの付いた部分または湾曲部分を１つまたは複数のアンカーに連結する複数のアンカー結合部分を有する、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイのある実施形態による丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の例示的実施形態の一部の上面図である。
【図１５】丸みの付いた部分または湾曲部分が異なる半径を有し、丸みの付いた部分または湾曲部分を１つまたは複数のアンカーに連結する複数のアンカー結合部分を有する、本発明のＭＥＭＳ共振器アレイのある実施形態による丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の例示的実施形態の一部の上面図である。
【図１６】本発明のある実施形態による、ＭＥＭＳ共振器の部分と合わせたアンカー結合部分の様々な実施形態の上面図である。
【図１７】本発明のある実施形態による、ＭＥＭＳ共振器の部分と合わせたアンカー結合部分の様々な実施形態の上面図である。
【図１８】本発明のある実施形態による、ＭＥＭＳ共振器の部分と合わせたアンカー結合部分の様々な実施形態の上面図である。
【図１９】本発明のある実施形態による、ＭＥＭＳ共振器の部分と合わせたアンカー結合部分および応力／歪み機構の様々な実施形態の上面図である。
【図２０】本発明のある実施形態による、ＭＥＭＳ共振器の部分と合わせたアンカー結合部分および応力／歪み機構の様々な実施形態の上面図である。
【図２１】本発明のある実施形態による、ＭＥＭＳ共振器の部分と合わせたアンカー結合部分および応力／歪み機構の様々な実施形態の上面図である。
【図２２】図２２Ａは、リング発振器が非誘導状態に対して伸長する、ブリージング状モードまたは運動で面内発振しているリング発振器の上面図である。図２２Ｂは、リング発振器が非誘導状態に対して収縮する、ブリージング状モードまたは運動で面内発振しているリング発振器の上面図である。
【図２３Ａ】ＭＥＭＳ共振器が第１の偏向状態（図２３Ａ）と第２の偏向状態（図２３Ｂ）との間で発振し、各偏向状態がＭＥＭＳ共振器の静止状態に重ねられている（またはこれと対照して図示されている）本発明の一態様による、細長いビーム部分の面内振動を含む丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の一実施形態の上面図である。
【図２３Ｂ】ＭＥＭＳ共振器が第１の偏向状態（図２３Ａ）と第２の偏向状態（図２３Ｂ）との間で発振し、各偏向状態がＭＥＭＳ共振器の静止状態に重ねられている（またはこれと対照して図示されている）本発明の一態様による、細長いビーム部分の面内振動を含む丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の一実施形態の上面図である。
【図２４Ａ】ＭＥＭＳ共振器が偏向状態の間で発振し、各偏向状態がＭＥＭＳ共振器の静止状態に重ねられている（またはこれと対照して図示されている）本発明の一態様による、細長いビーム部分の面内振動を有する４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態の上面図である。
【図２４Ｂ】ＭＥＭＳ共振器が偏向状態の間で発振し、各偏向状態がＭＥＭＳ共振器の静止状態に重ねられている（またはこれと対照して図示されている）本発明の一態様による、細長いビーム部分の面内振動を有する４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態の上面図である。
【図２５】本発明の態様による、励振および検出電極、ならびに励振および検出回路と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態の図である。
【図２６Ａ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極ならびに差動励振および検出回路を有する、差動出力信号方式の技術および実施形態と合わせて、丸みの付いた正方形の形状を有するＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２６Ｂ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極ならびに差動励振および検出回路を有する、差動出力信号方式の技術および実施形態と合わせて、丸みの付いた正方形の形状を有するＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２７Ａ】本発明の別の実施形態による、励振および検出電極ならびに差動励振および検出回路を有する、差動出力信号方式の技術および実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２７Ｂ】本発明の別の実施形態による、励振および検出電極ならびに差動励振および検出回路を有する、差動出力信号方式の技術および実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２８Ａ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極の様々な実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２８Ｂ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極の様々な実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２９Ａ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極の様々な実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２９Ｂ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極の様々な実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２９Ｃ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極の様々な実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２９Ｄ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極の様々な実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２９Ｅ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極の様々な実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図２９Ｆ】本発明の例示的実施形態による、励振および検出電極の様々な実施形態と合わせて、４つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含むＭＥＭＳ共振器アレイの例示的実施形態を示す図である。
【図３０Ａ】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３０Ｂ】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３１】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３２】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３３】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３４】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３５】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３６】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３７】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３８】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図３９】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図４０】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図４１】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図４２】ＭＥＭＳ共振器デバイスが製造容易化の向上のために（例えば、開口、空洞、またはスロットがビーム部分の高さ／厚さの全体に延設される場合における、機械的応力のより迅速な除去）および／または温度管理技術を向上させるために（例えば、熱弾性エネルギ散逸の低減）１つもしくは複数の細長いビーム部分、１つもしくは複数の湾曲部分、および／または１つもしくは複数のアンカー結合部分に実装される開口、空洞またはスロットを含む、本発明の態様によるＭＥＭＳ共振器アレイ（またはその一部）の実施形態の上面図である。
【図４３Ａ】複数の三角形の形状のＭＥＭＳ共振器がＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接する三角形の形状のＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある例示的実施形態による複数の丸みの付いた三角形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４３Ｂ】複数の三角形の形状のＭＥＭＳ共振器がＭＥＭＳ共振器アレイの１つまたは複数の隣接する三角形の形状のＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された、本発明のある例示的実施形態による複数の丸みの付いた三角形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４３Ｃ】丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された丸みの付いた三角形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む、丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された丸みの付いた六角形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む、異なる形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４３Ｄ】丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器に機械的に結合された丸みの付いた六角形の形状のＭＥＭＳ共振器とを含む、異なる形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図４４】ＭＥＭＳ共振器の湾曲部分と合わせて、様々な例示的アンカー結合部分と応力／歪み機構とを含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの様々な実施形態の上面図である。
【図４５】ＭＥＭＳ共振器の湾曲部分と合わせて、様々な例示的アンカー結合部分と応力／歪み機構とを含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの様々な実施形態の上面図である。
【図４６】ＭＥＭＳ共振器の湾曲部分と合わせて、様々な例示的アンカー結合部分と応力／歪み機構とを含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの様々な実施形態の上面図である。
【図４７】ＭＥＭＳ共振器アレイ（および／またはそのＭＥＭＳ共振器）を基板にアンカー結合するための様々な例示的アンカー結合技術を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの一部の上面図である。
【図４８】ＭＥＭＳ共振器アレイ（および／またはそのＭＥＭＳ共振器）を基板にアンカー結合するための様々な例示的アンカー結合技術を含む例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの一部の上面図である。
【図４９】共振器の機械的結合技術の様々な例示的実施形態と合わせて、様々な例示的アンカー結合技術および応力／歪み機構を含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５０】共振器の機械的結合技術の様々な例示的実施形態と合わせて、様々な例示的アンカー結合技術および応力／歪み機構を含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５１】共振器の機械的結合技術の様々な例示的実施形態と合わせて、様々な例示的アンカー結合技術および応力／歪み機構を含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５２】共振器の機械的結合技術の様々な例示的実施形態と合わせて、様々な例示的アンカー結合技術および応力／歪み機構を含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５３】共振器の機械的結合技術および負荷除去機構の様々な例示的実施形態と合わせて、様々な例示的アンカー結合技術および応力／歪み機構を含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５４】共振器の機械的結合技術および負荷除去機構の様々な例示的実施形態と合わせて、様々な例示的アンカー結合技術および応力／歪み機構を含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５５】共振器の機械的結合技術および負荷除去機構の様々な例示的実施形態と合わせて、様々な例示的アンカー結合技術および応力／歪み機構を含む、本発明のある実施形態による例示的ＭＥＭＳ共振器アレイの上面図である。
【図５６Ａ】アレイの各々の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が隣接の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器に結合され、これとビーム部分を共用する、本発明の別の態様による複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有するＭＥＭＳフレームアレイ構造の上面図である。
【図５６Ｂ】図５６ＡのＭＥＭＳフレームアレイ構造の斜視図である。
【図５７Ａ】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて基板アンカーの関連する１つに機械的に結合される、複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳフレームアレイ構造の上面図である。
【図５７Ｂ】図５７ＡのＭＥＭＳフレームアレイ構造の斜視図である。
【図５８】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて基板アンカーの関連する１つに機械的に結合される、複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳフレームアレイ構造の上面図である。
【図５９】複数の丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の１つまたは複数が様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて基板アンカーの関連する１つに機械的に結合される、複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する例示的ＭＥＭＳフレームアレイ構造の上面図である。
【図６０Ａ】ＭＥＭＳフレームアレイ構造が（ｉ）１つまたは複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の間で、（ｉｉ）基板アンカーに機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明の一実施形態による複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳフレームアレイ構造の一部の上面図である。
【図６０Ｂ】ＭＥＭＳフレームアレイ構造が（ｉ）１つまたは複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器の間で、（ｉｉ）基板アンカーに機械的に結合された応力／歪み除去機構を含む、本発明の一実施形態による複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む例示的ＭＥＭＳフレームアレイ構造の一部の上面図である。
【図６１】アレイの各々の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が隣接する正方形の形状のＭＥＭＳ共振器と結合された、本発明の一態様による４ｘ４の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器アレイを有するＭＥＭＳフレームアレイ構造の上面図である。
【図６２】正方形の形状のＭＥＭＳ共振器が偏向状態（ここには１つの状態しか図示せず）の間で発振し、各偏向状態がＭＥＭＳ共振器の静止状態に重ねられている（またはこれと対照して図示されている）図６１のＭＥＭＳフレームアレイ構造の上面図である。
【図６３】２つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器がフレームアレイ構造の様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて関連する基板アンカーに機械的に結合された、複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する（発振中の）例示的ＭＥＭＳフレームアレイ構造の上面図である。
【図６４】２つの丸みの付いた正方形の形状のＭＥＭＳ共振器がフレームアレイ構造の様々なアンカー結合技術および／または構成を用いて関連する基板アンカーに機械的に結合された、複数の正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を有する（発振中の）例示的ＭＥＭＳフレームアレイ構造の上面図である。
【図６５】励振および検出電極ならびに差動励振および検出回路を有する、差動出力信号方式の技術および実施形態と合わせた４つの正方形の形状のＭＥＭＳ共振器を含む、本発明の一実施形態によるＭＥＭＳフレームアレイ構造の例示的実施形態の上面図である。
【図１】
2008545333.tif 000005
【図２Ａ】
2008545333.tif 000006
【図２Ｂ】
2008545333.tif 000007
【図３Ａ】
2008545333.tif 000008
【図３Ｂ】
2008545333.tif 000009
【図３Ｃ】
2008545333.tif 000010
【図４Ａ】
2008545333.tif 000011
【図４Ｂ】
2008545333.tif 000012
【図４Ｃ】
2008545333.tif 000013
【図４Ｄ】
2008545333.tif 000014
【図４Ｅ】
2008545333.tif 000015
【図４Ｆ】
2008545333.tif 000016
【図４Ｇ】
2008545333.tif 000017
【図４Ｈ】
2008545333.tif 000018
【図４Ｉ】
2008545333.tif 000019
【図５Ａ】
2008545333.tif 000020
【図５Ｂ】
2008545333.tif 000021
【図６Ａ】
2008545333.tif 000022
【図６Ｂ】
2008545333.tif 000023
【図６Ｃ】
2008545333.tif 000024
【図６Ｄ】
2008545333.tif 000025
【図６Ｅ】
2008545333.tif 000026
【図６Ｆ】
2008545333.tif 000027
【図６Ｇ】
2008545333.tif 000028
【図６Ｈ】
2008545333.tif 000029
【図７Ａ】
2008545333.tif 000030
【図７Ｂ】
2008545333.tif 000031
【図７Ｃ】
2008545333.tif 000032
【図７Ｄ】
2008545333.tif 000033
【図７Ｅ】
2008545333.tif 000034
【図７Ｆ】
2008545333.tif 000035
【図７Ｇ】
2008545333.tif 000036
【図７Ｈ】
2008545333.tif 000037
【図８Ａ】
2008545333.tif 000038
【図８Ｂ】
2008545333.tif 000039
【図９Ａ】
2008545333.tif 000040
【図９Ｂ】
2008545333.tif 000041
【図９Ｃ】
2008545333.tif 000042
【図１０Ａ】
2008545333.tif 000043
【図１０Ｂ】
2008545333.tif 000044
【図１１Ａ】
2008545333.tif 000045
【図１１Ｂ】
2008545333.tif 000046
【図１２Ａ】
2008545333.tif 000047
【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
2008545333.tif 000050
【図１３Ｂ】
2008545333.tif 000051
【図１３Ｃ】
2008545333.tif 000052
【図１４】
2008545333.tif 000053
【図１５】
2008545333.tif 000054
【図１６】
2008545333.tif 000055
【図１７】
2008545333.tif 000056
【図１８】
2008545333.tif 000057
【図１９】
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【図２０】
2008545333.tif 000059
【図２１】
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【図２２Ａ】
2008545333.tif 000061
【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
2008545333.tif 000063
【図２３Ｂ】
2008545333.tif 000064
【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
2008545333.tif 000070
【図２７Ｂ】
2008545333.tif 000071
【図２８Ａ】
2008545333.tif 000072
【図２８Ｂ】
2008545333.tif 000073
【図２９Ａ】
2008545333.tif 000074
【図２９Ｂ】
2008545333.tif 000075
【図２９Ｃ】
2008545333.tif 000076
【図２９Ｄ】
2008545333.tif 000077
【図２９Ｅ】
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【図２９Ｆ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４３Ｃ】
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【図４３Ｄ】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６Ａ】
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【図５６Ｂ】
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【図５７Ａ】
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【図５７Ｂ】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０Ａ】
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【図６０Ｂ】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【国際調査報告】
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