(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子部材（２２；８０）を備えたマイクロ電気機械構造体（４０；７０；９０）であって、
該回転子部材（２２；８０）は、重心軸（Ｇ）を有し、該重心軸に対して距離をおいて配置された懸架領域（２５；７１；９５）を含み、
該回転子部材（２２；８０）が該重心軸（Ｇ）に沿って延びる単一の固定部（４９；７３；９２）に接続されていることを特徴とし、
該回転子部材（８０）が１対のサイスミック質量体（７１；９５）を備え、該１対のサイスミック質量体（７１；９５）が、互いに対して距離をおいて該重心軸（Ｇ）の両側に延び、懸架構造体（７２、７３；９１、９３、９４）を通して該単一の固定部（８３；９２）に接続され、該サイスミック質量体（７１；９５）のそれぞれが２つの群の第１の可動電極（７５；９６）を有し、各群の第１の可動電極が、それぞれのサイスミック質量体（７１；９５）の異なる側面から延びており、それぞれの群の第１の固定電極（７６；９７）と互い違いにされており、
該懸架構造体（７２、７３；９１、９３、９４）が第１のばね部材（７２；９３）および第２のばね部材（９４）を備え、該第１のばね部材（７２；９３）が、該固定部（８３；９２）に隣接する中央固定部材（７３；９１）に向かって、該サイスミック質量体（７１；９５）に対して垂直に延びており、該第２のばね部材（９４）が、該第１のばね部材と該サイスミック質量体との間で該第１のばね部材（９３）に対して垂直に延びており、該固定部が半導体材料の基板と一体であり、該第２のばね部材（９４）のそれぞれが２つの群の第２の可動電極（９８）を有し、各群の第２の可動電極（９８）がそれぞれの第２のばね部材（９４）の異なる側面から延びており、それぞれの群の第２の固定電極（９９）と互い違いにされており、
該中央固定部材（７３；９１）が、該サイスミック質量体（７１；９５）に対して平行に延びるビーム部材である、マイクロ電気機械構造体。
【請求項２】
前記中央固定部材（４５）が、前記基板（５１）の上側かつ前記回転子部材（２２）の下側に延びる第１のバイアス領域（５０ａ）と、前記固定部（４９）を通して、電気的接触状態にあり、該第１のバイアス領域（５０ａ）がエアギャップ領域（６０）によって前記回転子部材から分離されていることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ電気機械構造体。
【請求項３】
リニア加速度計（７０）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のマイクロ電気機械構造体。
【請求項４】
ジャイロスコープ（９０）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のマイクロ電気機械構造体。
【請求項５】
前記回転子部材（２２；８０）が半導体材料でできていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロ電気機械構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的応力に対して不感受性であるマイクロ電気機械構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面およびエピタキシャルマイクロ機械加工技術により、犠牲領域（製造プロセスの最後にウェットエッチングによって除去される領域）上に堆積される層（例えば、多結晶シリコン膜）、または、犠牲領域上に成長される層（例えば、エピタキシャル層）の中に微細構造を作成できることは公知である。
【０００３】
一般的に、マイクロ機械加工の対象となる層（堆積層または成長層）は、動作温度と全く異なる高温で形成される。さらに、最終的なデバイスを形成する様々な領域は、異なる熱膨張係数を有する。結果的に、微細構造の動作温度において、残留機械的応力が存在する。さらに、特に、上記様々な領域が均一にドープされていない場合、上記応力は不均一になる（応力勾配が生じる）。このような応力によって、マイクロ構造体に望ましくない機械的変形が生じる。以下、これについて、図１〜図６を参照して説明する。
【０００４】
図１は、構造体１を示す断面図である。構造体１においては、多結晶シリコンブリッジ部材２が単結晶シリコン基板３上に形成され、犠牲酸化物層４が、（ブリッジ部材２の固定部５が、犠牲酸化物層４を貫通して基板３上で直接支持されている２箇所を除いて）ブリッジ部材２と基板３との間に延びている。
【０００５】
図２は、図１と同じ構造体１を平面図で示す。
【０００６】
図３および図４も構造体１を示し、犠牲酸化物層４を除去した後、残留応力の存在によって構造体の寸法が小さくなった状態を示している（わかり易くするために、図中ではこの寸法の低減を強調してある）。具体的に、図３において、異なる熱係数のために、基板３の寸法低減率と比べて、ブリッジ部材２の寸法はより小さく（短く）なっている。これにより、ブリッジ部材２に引張り応力がかかり、ブリッジ部材２が、より好ましい高エネルギー構成（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）をとる。一方、図４は、ブリッジ部材２の寸法低減率が基板３の寸法低減率よりも低い場合である。この場合、ブリッジ部材２は基板３に対してより長くなろうとするが、固定部５が固定されているので、結果的に、ブリッジ部材２には圧縮型の応力がかかり、座屈変形を生じる。
【０００７】
引張り応力がかかると、ブリッジ部材２の機械的共振周波数は、その固有値（応力がない場合の値）に対して高周波数側にシフトする。一方、圧縮応力がかかると、ブリッジ部材２の機械的共振周波数は、低周波数側にシフトする。
【０００８】
このように、平均残留応力の影響で、マイクロ機械構造体の弾性定数が変化する。この変化は、再現不可能であり、構造体を機械的に崩壊させ得る（特に、図４に示す場合）。
【０００９】
図５に示す場合、張出部材１１が単結晶シリコン基板１２上に形成されており、犠牲酸化物層１３が、（張出部材１１の固定部１４が、犠牲酸化物層１３を貫通して基板１２上で直接支持されている箇所を除いて）張出部材１１と基板１２との間に延びている。
【００１０】
図６は、図５に示す構造体１０を示し、犠牲酸化物層１３を除去した後の状態を示している。図から分かるように、残留応力勾配を解放することにより、張出部材１１が湾曲している。具体的には、張出部材１１における残留応力と座標ｚとを結びつける関数σＲ（ｚ）と、平均残留応力
【００１１】
【数１】
0005016747.tif 000002
と、歪み勾配Γと、ヤング率Ｅとを用いて、以下の式が得られる。
【００１２】
【数２】
0005016747.tif 000003
さらに張出部材１１の長さＬを用いて、張出部材１１の自由端における屈服（厚さとは独立）は、以下のように表される。
【００１３】
Ｈ＝ΓＬ2／２
結果的に、正の歪み勾配Γは、張出部材１１を基板１２から離れる方向（上向き）に屈曲させ、負の勾配は、張出部材１１を下向きに屈曲させる。
【００１４】
懸架質量体（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｍａｓｓ）の場合、この挙動が全く逆になる。即ち、正の応力勾配は、下向きの屈服を引き起こし、負の応力勾配は、上向きの湾曲を引き起こす。
【００１５】
さらに、パッケージ材料の熱膨張係数は、マイクロ機械構造体の材料（単結晶または多結晶シリコン）の熱膨張係数とは異なる。結果的に、懸架質量体は、マイクロ機械構造体の固定領域に対して若干変位する。
【００１６】
構造材料に固有の残留応力およびパッケージ材料によって誘起される応力が存在することによって、集積マイクロ電気機械デバイスの性能を低下させ得る。
【００１７】
例えば、複数の固定点が設けられた、懸架質量体またはサイスミック質量体（ｓｅｉｓｍｉｃ  ｍａｓｓ）を有する集積マイクロ機械構造体の場合、材料に固有の応力またはパッケージによって誘起される応力が、各固定点に対して異なる非一様な作用をもたらすので、ある部分には引張り、他の部分には圧縮が生じ、これにより、これら各部分の相対位置が変化して、構造体の形状が非対称的になる。
【００１８】
一例として、高い慣性モーメントひいては高い感度を得るために、その重心の外側を取り囲む環状形状を持つ懸架質量体を設けた角加速度計の場合を考える。このような加速度計を、図７に模式的に示し、図８にその一部のみを詳細に示す。
【００１９】
図７は、回転子２２および固定子２３を備えた角加速度計２１を収容した半導体材料チップ２０を示す。チップ２０は、信号のバイアス、制御、処理を行うための回路部品（図示せず）をさらに収容し得る。角加速度計２１の重心軸Ｇ（角加速度計２１の重心を通る軸として規定される；図示せず）は、角加速度計２１の対称軸に一致する。回転子２２（重心軸Ｇを中心としてマイクロメートル単位で回転することができ、回転子２２の移動はそれぞれ、重心軸Ｇに垂直な瞬間ベクトルによって規定される）は、懸架質量体２５を備えている。懸架質量体２５は、重心軸Ｇに対して同心の環状形状を有し、懸架質量体２５から半径方向内側に延びる複数の可動電極（ｍｏｂｉｌｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）２６を備えている。各可動電極２６は、半径方向に延びる２種類の固定電極２７および２８に関連付けられている。固定電極２７および２８は、それぞれ、対応する可動電極２６の反対側にある。固定子２３を形成している固定電極２７および２８は、実際には、それぞれ対応する可動電極２６と共に複数の容量性回路を形成する。即ち、対応する可動電極２６に対して同じ側（例えば、時計方向左側）に設けられた全ての固定電極２７は、並列接続された第１のキャパシタを形成し、対応する可動電極２６に対して同じ側（例えば、時計方向右側）に設けられた全ての固定電極２８は、並列接続された第２のキャパシタを形成する。ただし、同じ可動電極２６に関連付けられた第１のキャパシタおよび第２のキャパシタは直列接続される。
【００２０】
それ自体は公知の方法で、懸架質量体２５が少しでも動けば、各可動電極２６に関連付けられた２つのキャパシタの一方の容量が増大し、かつ、他方のキャパシタの容量が減少する。従って、可動電極２６ならびに固定電極２７および２８を適切にバイアスし、これらの電極を容量を測定する回路に接続することによって、固定子２３に対する懸架質量体２５のあらゆる移動を検出することが可能になる。
【００２１】
図８を参照して、図７の角加速度計２１において、懸架質量体２５は、ばね３０と回転子固定領域３４（図８参照）とを備えた懸架構造体によって支持およびバイアスされる。ばね３０は、互いに９０°の角度で配置され、それぞれ、２つの可動電極２６／固定電極２７、２８組の間で半径方向に延びている。具体的には、図８の詳細図に示すように、各ばね３０は、懸架質量体２５から半径方向内側に延びる１対の側面アーム３１を備えている。１対の側面アーム３１は、互いに対して距離をおいて配置され、半径方向内側の端部において横断部３２によって互いに接続されている。中央アーム３３は、側面アーム３１間の横断部３２の中央部から半径方向内側に向かって、おおよそ側面アーム３１長の半分の距離だけ延び、回転子固定領域３４において終端している。回転子固定領域３４は、チップ２０と一体である。ばね３０は、懸架されているので、懸架質量体２５が回転する際には変形可能である。
【００２２】
図８は、さらに、それぞれ固定電極２７および２８と一体である固定子固定領域３５ａおよび３５ｂを示している。固定子固定領域３５ａおよび３５ｂは、固定電極２７および２８よりも大きな幅を有し、（図示しないが）深さ方向においては基板まで延びており、各固定電極２７および２８において対応する可動電極２６とは反対側に突出している。図８においては、溝３８によって、懸架質量体２５がチップ２０の残りの部分から分離されている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
図７の角加速度計２１の場合、残留応力、または、材料に関連し回転子２２に作用する応力によって、ばね３０の引張りおよび圧縮を引き起こし、これにより、回転子２２に予測不可能な変形をもたらすという問題が生じる。
【００２４】
従って、角加速度計２１は、感度および精度の点で性能が低い。さらに、性能のバラツキは、異なるバッチ（ｂａｔｃｈ）に属する部品間で（時には、同じバッチに属する部品間でも）不均一である。
【００２５】
本発明は、上記の問題点を解決することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマイクロ電気機械構造体は、重心軸を有するとともに該重心軸に対して距離をおいて配置された懸架領域を含む回転子部材を備えたマイクロ電気機械構造体であって、該回転子部材が該重心軸に沿って延びる単一の固定部に接続されていることを特徴とする。
【００２７】
前記単一の固定部が半導体材料ボディと一体であってもよい。
【００２８】
角加速度計であることを特徴とし、かつ、前記回転子部材が懸架質量体を備え、該懸架質量体が前記重心軸に対して同心の環状形状を有するとともに懸架構造体を通して前記単一の固定部に接続され、該懸架質量体が複数の可動電極を備え、該可動電極が該重心軸に向かって半径方向に延びるとともに複数の固定電極と互い違いにされていてもよい。
【００２９】
マイクロ電気機械構造体は、前記懸架構造体が懸架アームを備え、該懸架アームが、前記懸架質量体から、前記固定部と一体の中央固定部材に向かって、互いに対して均一な距離をおいて、半径方向に延びており、該固定部は半導体材料の基板と一体であってもよい。
【００３０】
前記中央固定部材が、前記基板の上側かつ前記回転子部材の下側に延びる電気接続領域と、前記固定部を通して、電気的接触状態にあり、該電気接続領域がエアギャップ領域によって前記回転子部材から分離されていてもよい。
【００３１】
前記回転子部材が１対のサイスミック質量体を備え、該１対のサイスミック質量体が、互いに対して距離をおいて前記重心軸の両側に延びるとともに懸架構造体を通して前記固定部に接続され、該サイスミック質量体のそれぞれが２つの群の第１の可動電極を有し、各群の第１の可動電極が各サイスミック質量体の異なる側面から延びており、各第１の群の固定電極と互い違いにされていてもよい。
【００３２】
前記懸架構造体が第１のばね部材を備え、該第１のばね部材が、前記固定部に隣接する中央固定部材に向かって、前記サイスミック質量体に対して垂直に延びており、該固定部が半導体材料の基板と一体であってもよい。
【００３３】
前記中央固定部材が、前記サイスミック質量体に対して平行に延びるビーム部材であってもよい。
【００３４】
マイクロ電気機械構造体は、リニア加速度計を備えてもよい。
【００３５】
マイクロ電気機械構造体は、ジャイロスコープを備えてもよい。
【００３６】
前記懸架構造体が第２のばね部材を備えており、該第２のばね部材が、前記第１のばね部材および前記サイスミック質量体の間で該第１のばね部材に対して垂直に延びており、該第２のばね部材のそれぞれが２つの群の第２の可動電極を有し、各群の第２の可動電極が各第２のばね部材の異なる側面から延びており、各第２の群の固定電極と互い違いにされていてもよい。
【００３７】
前記回転子部材が半導体材料でできていてもよい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明をよりよく理解できるように、以下、添付の図面を参照しながら、好適な実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００３９】
図９を参照して、角加速度計４０は、半導体材料のチップ４１内に集積されており、図７と概ね同様の構造を有する。従って、図９の加速度計４０において図７の加速度計２０と共通の部分については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
角加速度計４０の懸架質量体２５は、４つのばね４４と単一の固定部材４５とを備えた懸架構造体によって支持およびバイアスされる。ばね４４は、半径方向に延び、互いに対して９０°間隔が空けられている。具体的には、ばね４４は、懸架質量体２５と固定部材４５との間に延び、固定部材４５は、角加速度計４０の重心軸Ｇに沿って、懸架質量体２５に対して同心状に配置されている。図１０に詳細に示すように、ばね４４は、好ましくは、外側にある第１の部分４４ａと、内側にある第２の部分４４ｂとを備えている。第１の部分４４ａは、おおよそばね４４長の３分の１の距離だけ延び、第２の部分４４ｂ（実際には、この第２の部分４４ｂによって、回転子２２が回転する際に変形する弾性部分が規定される）よりも大きな幅を有し、好ましくは懸架質量体２５と同様に穿孔されており（ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ）、これにより、回転子２２を解放することが可能になっている。
【００４１】
固定部材４５（図１１および図１２も参照）は、円筒ボディ４８を備えている。円筒ボディ４８は、固定部分の大きさ（ｓｉｚｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｎｃｈｏｒａｇｅ）を低減するためにその円周方向外側部分において穿孔されており、その底部には、円筒ボディ４８よりも直径の小さい固定部４９が設けられている。円筒ボディ４８と共に１つの部品として形成されている固定部４９は、第１のバイアス領域５０ａと隣接しており（図１１参照）、第１のバイアス領域５０ａは、好ましくは多結晶シリコンでできており、基板５１の上方に延びており、絶縁材料領域５２ａ（例えば、二酸化シリコン）によって基板５１から絶縁されている。
【００４２】
具体的には（図１１）、第１のバイアス領域５０ａは、接続ラインを形成している。接続ラインは、固定部４９の下側から半径方向に角加速度計４０の外側に向かって延び、可動質量体２５をチップ４１のバルク５６から分離する環状溝５５の下側を通り、そして、バイアスシンカ領域（ｂｉａｓｉｎｇ  ｓｉｎｋｅｒｒｅｇｉｏｎ）５７の下側で終端している。バイアスシンカ領域５７は、その側面が分離溝５８（図１０および図１１）によって囲まれており、それ自体は公知の方法で、図１１において模式的に示す電気的コンタクトによって上部にて接続されている。
【００４３】
さらに、図１２に示すように、第１のバイアス領域５０ａと同様に、第２のバイアス領域５０ｂおよび第３のバイアス領域５０ｃが、基板５１の上方に延び、それぞれ絶縁材料領域５２ｂおよび５２ｃ（例えば、二酸化シリコン）によって基板５１から絶縁されている。図示しないが、バイアス領域５０ｂおよび５０ｃは、２つの同心状の円周に沿って環状に延び、それぞれ、固定電極２７および２８の固定子固定領域３５ａおよび３５ｂに接続されている。この接続は、図１２においては、一方の固定電極２７についてのみ示されている。バイアス領域５０ｂおよび５０ｃは、第１のバイアス領域５０ａと同様に、半径方向ライン（図示せず）に接続され、これにより、各固定子固定領域３５ａおよび３５ｂが、それぞれ対応するコンタクトシンカ領域（図示せず；図１１に示すバイアスシンカ領域５７と同様）に接続される。さらに、バイアス領域５０ｂおよび５０ｃは、第１のバイアス領域５０ａにおいてのみ（および、外側バイアス領域５０ｃに関しては、第２のバイアス領域５０ｂに接続された半径方向ラインにおいて）分断されている。
【００４４】
エアギャップ領域６０は、基板５１の上方かつ回転子２２ならびに固定電極２７および２８の下側に延びており、固定部材４５の固定部４９および固定子固定領域３５ａおよび３５ｂによってのみ分断されている。最後に、溝６１は、可動質量体２５、可動電極２６および固定部材４５を固定電極２７および２８から分離するとともに、固定電極２７および２８を互いから分離している。
【００４５】
バイアス領域５０ａ〜５０ｃは、先ず、酸化物層の上面に単一のポリシリコン層を堆積し、犠牲層（犠牲層は、エアギャップ領域６０を形成する際に除去される）を形成する前にこのポリシリコン層を成形することによって形成される。犠牲層を除去する処理は、さらに、バイアス領域５０ａ〜５０ｃの下側に配置され、絶縁材料領域５２ａ〜５２ｃを形成する部分を除いて、下地酸化物層を除去する処理を含む。
【００４６】
このように、図９〜図１２に示す解決手段によれば、回転子２２は、重心軸Ｇに同心でかつその側を通る固定構造体４５および４９によって支持およびバイアスされる。結果的に、角加速度計４０は、図７および図８に示すデバイスと比べて残留応力に対する感受性がずっと低い。実際、パッケージによって誘起される応力は、せいぜい、可動質量体２５をシフトさせるだけで、複数の固定部材（このような複数の固定部材は、互いに異なる変位を受けて、構造体全体を変形させ得る）を備えた構造体の場合のように、ばね３０を変形させることはない。結果的に、本加速度計は、フロントエンド（ｆｒｏｎｔ−ｅｎｄ）およびバックエンド（ｂａｃｋ−ｅｎｄ）工程において従来よりもずっと優れた性能を発揮する。
【００４７】
これらの利点は、付加的なコストをかけずに達成できる。なぜなら、本加速度計は、設計レベルでの変更しか必要とせず、製造段階において付加的な処理を伴わないからである。
【００４８】
本発明は、さらに、角加速度計に加えて、リニア加速度計、オシレータ、メカニカルフィルタおよびジャイロスコープなどの任意の種類のマイクロ機械構造体に適用可能である。本発明によるリニア加速度計およびジャイロスコープの一例を図１３および図１４に模式的に示す。
【００４９】
具体的には、図１３のリニア加速度計７０は、１対のサイスミック質量体７１を備えている。サイスミック質量体７１は、基本的に矩形形状を有し、互いに対して平行でかつ距離をおいて、また、加速度計の重心軸Ｇに対しても距離をおいて延びている。サイスミック質量体７１は、４つのばね７２を介して中央ビーム７３に接続されている。中央ビーム７３もまた矩形形状を有し、サイスミック質量体７１に対して平行に、中心位置に延びている。具体的には、ばね７２（ばね７２は、幅狭になっていて変形可能であり、これにより、サイスミック質量体７１が、矢印Ｄの方向、よって、重心軸Ｇに対して基本的に垂直な方向に変位することを可能にしている）は、サイスミック質量体７１を形成する矩形の短辺から中央ビーム７３を形成する矩形の短辺まで延びている。可動電極７５は、サイスミック質量体７１を形成する２つの矩形のそれぞれ一方の長辺から延びており、それぞれ、１対の固定電極７６および７７に面している。固定電極７６は全て互いに電気的に接続されており、固定電極７７は全て互いに接続されている。サイスミック質量体７１および可動電極７５はリニア加速度計７０の回転子８０を形成し、固定電極７６および７７は固定子８１を形成している。
【００５０】
中央ビーム７３は、図１３中点線で示され、図１１の固定部４９と同様の方法で作られる単一の固定部８３と一体である。具体的には、固定部８３の中心は、リニア加速度計７０の重心軸Ｇ上に配置されており、これにより、後者は、角加速度計４０に関して説明した場合と全く同様に、製造段階において、残留応力に対する感受性が非常に低く、破損し難い。
【００５１】
図１４の角速度センサまたはジャイロスコープ９０は、図１３の固定部８３と同様に、基板（図示せず）上の単一の固定部９２（点線で示す）によって支持される中央ビーム９１を有する。図１３のばね７２と同様の４つの第１のばね９３は、中央ビーム９１の２つの短辺から、これと平行に延びている。４つの第２のばね９４は、第１のばね９３に対して９０°の角度で延びており、２本１組で、各サイスミック質量体９５に接続されている。実際には、第１のばね９３および第２のばね９４は、センサに２の自由度を与える。センサは、重心軸Ｇに垂直な平面における第１および第２のばね９３および９４の方向のベクトルの合計によって決まる任意の方向にマイクロメートル単位で動くことができる。
【００５２】
可動励起電極９６は、各サイスミック質量体９５の２辺から延びており、第２のばね９４に対して垂直、よって、第１のばね９３に対して平行に延びている。可動励起電極９６は、固定励起電極９７と互い違いに（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ）配置されている。
【００５３】
さらに、可動感知電極９８は、各第２のばね９４の２辺から延びており、第２のばね９４に対して垂直、よって、第１のばね９３に対して平行に延びている。感知電極９８は、固定感知電極９９と互い違いに配置されており、これにより、コリオリの力を検出する。
【００５４】
図１３のリニア加速度計７０と同様に、図１４の角速度センサ９０もまた、構造体の重心軸Ｇに沿って配置された固定部９２を有し、これにより、上記の利点をもたらす。
【００５５】
本明細書中において記載および説明したマイクロ電気機械構造体に対して、様々な改変および変形を行うことが可能であり、それらが請求の範囲に記載した発明の範囲内に入ることは明らかである。特に、マイクロ構造体の種類、機械加工の種類（エピタキシャル、表面、またはバルクマイクロ機械加工）、および使用される材料（成長または堆積によって形成される単結晶または多結晶シリコン、または金属材料）に関わらず、マイクロ電子技術を用いて製造可能で、重心から離れた位置に懸架質量体が配置されたマイクロ構造体であればいかなるマイクロ構造体にも本発明が適用可能であることを強調しておく。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によるマイクロ電気機械構造体(４０）は、重心軸（Ｇ）を有するとともに重心軸に対して距離をおいて配置された懸架領域（２５）を有する回転子部材（２２）を備える。回転子部材（２２）は、重心軸（Ｇ）に沿って延びる単一の固定部（４９）を有する懸架構造体（３０、４５、４９）を介して支持され、かつバイアスされる。単一の固定部（４９、７３、９２）は、電気的接続（５０ａ）が形成される半導体材料のボディ（４１）と一体である。これにより、機械的応力に対して不感受性であるマイクロ電気機械構造体を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１の公知のマイクロ集積構造体の中間製造工程における半導体材料ウェハの断面を示す。
【図２】図２は、図１に示したものの上面図を示す。
【図３】図３は、図２と同様の上面図であり、第１の応力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態を示す。
【図４】図４は、図２と同様の上面図であり、第２の応力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態を示す。
【図５】図５は、第２の公知のマイクロ集積構造体の中間製造工程における半導体材料ウェハの断面を示す。
【図６】図６は、図５と同じものを示す断面図であり、応力条件下における、公知の製造プロセスの最後の状態を示す。
【図７】図７は、公知の種類の集積角加速度計を示す模式図である。
【図８】図８は、図７の加速度計を示す拡大詳細図である。
【図９】図９は、本発明による集積角加速度計を示す模式図である。
【図１０】図１０は、図９の加速度計を示す拡大詳細図である。
【図１１】図１１は、図９のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。
【図１２】図１２は、図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。
【図１３】図１３は、本発明による集積リニア加速度計を示す模式図である。
【図１４】図１４は、本発明による集積ジャイロスコープを示す模式図である。
【符号の説明】
１、１０  構造体
２  多結晶シリコン部材
３、１２、５１  単結晶シリコン基板
４、１３  犠牲酸化物
５、１４、４９、８３、９２  固定部
１１  張出部材
２０、４１  半導体材料チップ
２１、４０  角加速度計
２２、８０  回転子
２３、８１  固定子
２５  懸架質量体
２６、７５  可動電極
２７、２８、７６、７７  固定電極
３０、４４、７２、９３、９４  ばね
３１  側面アーム
３２  横断部
３３  中央アーム
３４  回転子固定領域
３５ａ、３５ｂ  固定子固定領域
３８、６１  溝
４５  固定部材
４８  ボディ
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  バイアス領域
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ  絶縁材料領域
５５  環状溝
５６  バルク
５７  バイアスシンカ領域
５８  分離溝
６０  エアギャップ
７０  リニア加速度計
７１、９５  サイスミック質量体
７２  ばね
７３、９１  中央ビーム
９０  ジャイロスコープ
９６  可動励起電極
９７  固定励起電極
９８  可動感知電極
９９  固定感知電極
Ｇ  重心軸
【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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【図１４】
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