(57)【要約】【課題】ＮＥＭＳに適合可能な装置、マイクロコンポーネントまたはナノコンポーネントを提案することである。【解決手段】測定される作動力の影響が与えられる試験体と、少なくとも１つの吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージを有し、前記作動力の動作の下で試験体によって影響を与えられるひずみを検出する手段と、少なくとも２つのリジッドアームの端部の第１のレベルにおいて少なくとも１つの連結素子によって互いに機械的に連結された少なくとも２つのリジッドアームを有するひずみ増幅セルであって、前記２つのリジッドアームのうちの第１のリジッドアームの第２の端部が、試験体に機械的に連結され、前記２つのリジッドアームのうちの第２のリジッドアームの第２の端部が、基板に固定され、前記連結素子が、前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージの第１の端部に機械的に連結されるひずみ増幅セルと、を有する、ピエゾ抵抗検出器を備えた装置。【選択図】図１
2009133862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定される作動力の影響が与えられる試験体（１０２、２０２、３０２、５０２）と、
少なくとも１つの吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２）を有し、前記作動力の動作の下で試験体（１０２、２０２、３０２、５０２）によって影響を与えられるひずみを検出する手段と、
少なくとも２つのリジッドアームの端部の第１のレベルにおいて少なくとも１つの連結素子（１１０）によって互いに機械的に連結された少なくとも２つのリジッドアーム（１０６、１１８）を有するひずみ増幅セルであって、前記２つのリジッドアームのうちの第１のリジッドアーム（１０６）の第２の端部が、試験体（１０２、２０２、３０２、５０２）に機械的に連結され、前記２つのリジッドアームのうちの第２のリジッドアーム（１１８）の第２の端部が、基板に固定され、前記連結素子（１１０）が、前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２）の第１の端部に機械的に連結されるひずみ増幅セルと、
を有する、ピエゾ抵抗検出器を備えた装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【請求項２】
前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２）が、前記基板に固定された第２の端部を有する、請求項１に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【請求項３】
前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２）が、ピエゾ抵抗材料に基づく少なくとも１つの吊るされたビームを有する、請求項１または２に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【請求項４】
前記第１のリジッドアーム（１０６）の前記第２の端部が、前記基板に対する前記試験体（１０２、２０２、３０２）の固定部（１０８、２０６）の付近で前記試験体（１０２、２０２、３０２）に接続される、請求項１から３の何れか一項に記載の装置（１００、２００、３００、４００、６００、７００、８００）。
【請求項５】
前記２つのリジッドアーム（１０６、１１８）の前記２つの第１の端部を機械的に連結する前記リンク素子（１１０）が、少なくとも１つのピボットリンクを有する、請求項１から４の何れか一項に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【請求項６】
前記２つのリジッドアーム（１０６、１１８）の前記第１の端部を機械的に連結する前記リンク素子（１１０）が、前記吊るされたピエゾ抵抗素子のひずみゲージ（１１２）の前記第１の端部を有する固定リンクを有する、請求項１から５の何れか一項に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【請求項７】
前記２つのリジッドアーム（１０６、１１８）の前記第１の端部の各々が、少なくとも１つのピボットリンクによって前記リンク素子（１１０）に機械的に連結される、請求項１から６の何れか一項に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【請求項８】
前記２つのリジッドアーム（１０６、１１８）が、前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２）の主軸に対して対称的である、請求項１から７の何れか一項に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【請求項９】
前記試験体が、前記基板の平面に少なくとも１つの可動性の耐震体（２０２、３０２、５０２）を有し、前記第１のリジッドアーム（１０６）の前記第２の端部に連結される、請求項１から８の何れか一項に記載の装置（２００、３００、４００、５００、７００、８００）。
【請求項１０】
前記耐震体（２０２）が、ヒンジ（２０４）の中間体を介して前記基板に固定される、請求項１から９の何れか一項に記載の装置（２００、４００、７００、８００）。
【請求項１１】
前記耐震体（５０２）が、前記耐震体（５０２）に形成され、前記基板に埋め込まれる案内アーム（５０４）の中間体を介して基板に固定される、請求項９または１０に記載の装置（５００）。
【請求項１２】
前記試験体が、前記基板の平面で屈曲する少なくとも１つの共振素子（１０２）を有する、請求項１から８の何れか一項に記載の装置（１００、２００、６００）。
【請求項１３】
前記共振素子（１０２）が、ビームまたは音叉タイプである、請求項１２に記載の装置（１００、２００、６００）。
【請求項１４】
容量性、圧電性、磁性及び／又は熱弾性タイプである前記共振素子（１０２）の励振手段（１０４）をさらに有する、請求項１２または１３に記載の装置（１００、２００、６００）。
【請求項１５】
前記共振素子（１０２）の２つの端部が、前記基板に固定される、請求項１２から１４の何れか一項に記載の装置（１００、６００）。
【請求項１６】
前記試験体が、前記共振素子（１０２）に連結される、前記基板の平面に少なくとも１つの可動性の耐震体（２０２）をさらに有する、請求項１２から１４の何れか一項に記載の装置（２００）。
【請求項１７】
前記耐震体（２０２）が、ヒンジ（２０４）の前記中間体を介して前記基板に固定される、請求項１６に記載の装置（２００）。
【請求項１８】
前記共振素子（１０２）が、前記基板に対する前記耐震体（２０２）の固定部（２０６）の付近で前記耐震体（２０２）に連結される、請求項１６または１７に記載の装置（２００）。
【請求項１９】
前記試験体が、前記基板の平面内に少なくとも２つの可動性の耐震体（３０２）と、前記リンクアーム（３０４）に前記耐震体（３０２)の移動を伝達するための屈曲アーム（３０６）の中間体を介して前記２つの耐震体（３０２）の各々に連結される２つのリンクアームと、を有し、前記ひずみ増幅セルの前記第１のリジッドアーム（１０６）の前記第２の端部が、前記基板に対する前記リンクアーム（３０４）の固定部の付近で前記リンクアーム（３０４）の一方に連結される、請求項１から８の何れか一項に記載の装置（３００）。
【請求項２０】
前記リンクアーム（３０４）及び前記屈曲アーム（３０６）が、実質的に長方形のフレームを形成する、請求項１９に記載の装置（３００）。
【請求項２１】
静電性、熱的及び／又はピエゾ抵抗タイプの耐震体（３０２）の励振手段（３０８）をさらに有する、請求項１９または２０に記載の装置（３００）。
【請求項２２】
少なくとも２つのリジッドアームの端部の第１の前記レベルにおいて少なくとも１つのリンク素子（１１０’）によって互いに機械的に連結された少なくとも２つのリジッドアーム（１０６’、１１８’）を有する少なくとも１つの第２のひずみ増幅セルをさらに有し、前記２つのリジッドアームのうちの第１のリジッドアーム（１０６’）の第２の端部が、前記試験体（１０２）に機械的に連結され、前記２つのリジッドアームのうちの第２のリジッドアーム（１１８’）の第２の端部が、前記基板に固定され、前記リンク素子（１１０’）が、張力下で又は圧縮下においてそれぞれ動作する前記吊るされた第１のピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２）に対して圧縮下または張力下において差動方式で動作するための吊るされた第２のピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２’）の第１の端部に機械的に連結される、請求項１から２１の何れか一項に記載の装置（６００、７００、８００）。
【請求項２３】
前記装置（６００、７００）の前記他の素子を有する、ホイートストーンブリッジを形成する少なくとも２つの抵抗素子（６０８、６１０、８０６、７１０）及び分極源（６１２、７０８）をさらに有する、請求項２２に記載の装置（６００、７００、８００）。
【請求項２４】
前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２）の抵抗の変化を測定する手段（１１６）をさらに有する、請求項１から２２の何れか一項に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００）。
【請求項２５】
前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ（１１２、１１２’）が、測定される誘導される作動力の前記軸に垂直に配置される、請求項１から２４の何れか一項に記載の装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にシリコン内のマイクロコンポーネントまたはナノコンポーネントの分野に関し、特に、例えば慣性センサー、特に加速度計、ジャイロメーターまたは力センサー、共振化学センサー及び共振器に関する。
【０００２】
それは、自動車産業、携帯電話または航空電子工学などの、例えばタイムベースを形成し、または機械的なフィルタリングを行うための様々な分野に用途を見出す。
【背景技術】
【０００３】
周知の方法では、共振センサーは以下によって形成される。
（１）体積技術を使用する。この場合、センサーの高感度素子は、湿潤なエッチング段階によってシリコンまたは水晶の基板の全体の厚さにわたって形成される。
（２）または、表面技術を使用する。この場合、シリコン基板は、例えば数マイクロメーター及び数十のマイクロメーターの間でその厚さの一部にわたって独自に機械加工される。非特許文献１には、このような共振センサーの一例が記載されている。
【０００４】
表面技術を用いて形成される共振慣性センサーにおいては、共振器は、基板の平面で振動し、励振／検出電極は、基板のＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）プラズマエッチングによって得られる。ＤＲＩＥプラズマエッチングによって機械加工し、次いで、犠牲層をエッチングしてセンサーの素子を解放することによって、センサーの設計を最適化することができ、特に固定部（embedment）または固定ヒンジに共振器を近づけることができ、基板の残りの部分にそれを連結する。
【０００５】
シリコンに基づく共振センサーでは、振動の検出は、静電気的手段、埋め込まれた抵抗体を有するピエゾ抵抗手段、または、圧電性の手段によってさえも実現される。また、このタイプのセンサーの微細化の場合には、例えばＮＥＭＳ（Ｎａｎｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）を形成する場合、これらのタイプの検出器は、静電的検出における非常に低い測定容量、埋め込みによってピエゾ抵抗のゲージを形成することの困難性、または、圧電性のゲージの場合には、共振器の圧電性材料の堆積物に連結される問題のために問題となり、線質係数の低下をもたらす。
【０００６】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプのピエゾ抵抗の検出器を有する共鳴センサーの場合、試験体（プルーフボディ）の表面に位置するゲージは、平面外の屈曲移動、言い換えると、センサーが形成された基板の平面に垂直な方向における移動によって引き起こされる通常のひずみを検出するだけである。これは、以下のことを暗示する。
−  特に慣性センサーなどの集積された二軸センサーの場合におけるセンサーの可能な設計における重大な制限、
−  表面技術を用いて形成されたセンサーに対する乏しい適合性、
−  試験体の金属化のために、十分な精度で機械的なひずみを与えることなく、数十ナノメートルの幅のビームにおけるゲージブリッジの形成におけるドーピング及びコネクタ領域を画定することが困難であるという理由で、ＮＥＭＳなどの“超微細化された”センサーに対する乏しい適合性。
【０００７】
非特許文献２には、ピエゾ抵抗ゲージが共振器上の導電層の堆積によって形成される、他のタイプのセンサーが記載されている。しかし、このような堆積は、いくつかの重大な欠点をもたらすことがある。
−  ビームのレベルにおけるひずみの追加、
−  共振器の線質係数の低下、
−  共振器の形成の実際の段階に加えて重大な段階の登場（ビームのゲージの厚さ、位置合わせ、フォトリソグラフィ及びエッチングの非常に厳格な制御を有する導電材料の非常に薄い薄膜）、
−  例えば単結晶シリコンの共振器の場合において、特に基板と絶縁された静電励起を有することが望まれる場合、設計の点で欠点であるかもしれない平面外で起こる検出、
−  低い感度をもたらす低いピエゾ抵抗係数（シリコンゲージと比較して）。
【０００８】
非特許文献３には、ゲージがシリコンのエッチングによって画定される他のタイプのセンサーが記載されている。
シリコンは、もはや表面ドープされておらず、検出（張力、圧縮）は、平面で行われる。吊るされたゲージ（suspended gauge）として知られるこのような配置は、表面技術及び埋め込まれた又は堆積されたタイプのゲージと比較される非常に小さな寸法（ＮＥＭＳ）のセンサーの形成に良好に適合する。一方、小さな耐震体を有する小さな寸法のセンサーの場合、センサーの感度は低い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，５４２，２９７号明細書
【特許文献２】欧州特許第０，９３８，１４３号明細書
【特許文献３】米国特許第６，３８９，８９９号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】“Ｒｅｓｏｎａｎｔ  ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ  ｗｉｔｈ  ｓｅｌｆ−ｔｅｓｔ”，ｂｙ  Ｍ．Ａｉｋｅｌｅ ｅｔ  ａｌ．，  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ９２（２００１），  Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，  ｐａｇｅｓ  １６１  ｔｏ  １６７
【非特許文献２】“Ｈｉｇｈ−ｍｏｄｅ  ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｐｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  ｓｅｎｓｏｒｓ  ｆｏｒ  ｔｅｎｓ−ｆｅｍｔｏｇｒａｍ  ｒｅｓｏｌｕｂｌｅ  ｍａｓｓ  ｓｅｎｓｉｊｎｇ  ｉｎ  ａｉｒ”，ｂｙ  Ｄａｚｈｏｎｇ  Ｊｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，２００６，  Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．  Ｍｉｃｒｏｅｎｇ  １６，  ｐａｇｅｓ  １０１７  ｔｏ  １０２３
【非特許文献３】“Ｓｉｎｇｌｅ−ｍａｓｋ  ＳＯＩ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｌｉｎｅａｒ  ａｎｄ  ａｎｇｕｌａｒ  ｐｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓ  ｗｉｔｈ  ｏｎ−ｃｈｉｐ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ”，  ｂｙ  Ｊ．Ｅｋｌｕｎｄ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｓｅｎｓｏｒｓ，  ２００５，  ＩＥＥＥ，  ３０  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ｔｏ  ｔｈｅ  ３  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２００５，  ｐａｇｅｓ  ６５６  ｔｏ  ６５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ＮＥＭＳ、すなわち非常に小さな寸法（ナノメートルスケール）のセンサーに適合可能であり、高い感度と精度（高い信号／ノイズ比、低い温度ドリフト）を有し、有利には表面技術を用いて形成された、センサー及び／又は共振器タイプの装置、マイクロコンポーネントまたはナノコンポーネントを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの課題を解決するために、本発明は、
測定される作動力の影響が与えられる試験体と、
少なくとも１つの吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージを有し、前記作動力の動作の下で試験体によって影響を与えられるひずみを検出する手段と、
少なくとも２つのリジッドアームの端部の第１のレベルにおいて少なくとも１つの連結素子によって互いに機械的に連結された少なくとも２つのリジッドアームを有するひずみ増幅セルであって、前記２つのリジッドアームのうちの第１のリジッドアームの第２の端部が、試験体に機械的に連結され、前記２つのリジッドアームのうちの第２のリジッドアームの第２の端部が、基板に固定され、前記リンク素子または前記２つのリジッドアームの前記第１の端部が、前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージの第１の端部に機械的に連結されるひずみ増幅セルと、
を有する、有利には表面技術を用いて形成されるピエゾ抵抗の検出器を備えた装置、マイクロコンポーネントまたはナノコンポーネントを形成することを提案する。
【００１３】
試験体（プルーフボディ）は、外部ひずみ（加速度、圧力、温度など）の作用の下で変形することができるあらゆる機械的な素子を意味すると理解される。例えば、慣性センサーの場合、試験体は、１つ又は幾つかの耐震体に相当してもよい。共振器または共振センサーの場合、試験体は、共振器としても知られる、１つ又は幾つかの共振構造体に相当してもよい。この装置が共振器または共振センサータイプである場合、ピエゾ抵抗の信号の周波数のみが、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージの終端で検出され、その振幅は検出されない。周波数の変化の検出の高感度及びピエゾ抵抗の検出を実施することの単純さの両方は、それによって利益を得る。
【００１４】
さらに、このタイプの装置に関して、共振器の金属化またはゲージの埋め込みを避けることが可能であり、それらは、技術的な視点から非常に制限のある技術であり、この装置の性能を劣化させることもありえる。
【００１５】
本発明は、発振器、共振器または共振したりしなかったりする他のセンサー（加速度計、ジャイロメーター、圧力、質量または生化学的センサーなど）を形成するために使用してもよい。
【００１６】
この装置が、共振器または共鳴センサータイプでない場合、この増幅セルは、検出されるピエゾ抵抗の信号の振幅を伝達するかもしれない。
【００１７】
リジッドアームによって形成される増幅セルの“ハーフジャック”またはシェブロン構造によって、好ましくはゲージブリッジまたはホイートストーンブリッジにおいてピエゾ抵抗の測定において必要な接続を形成することが可能になる。それは、ゲージの端部の１つがそれによって基板に固定されるからである。
【００１８】
この構造は、ＭＥＭＳまたはＮＥＭＳタイプの構成部品に適合できる“表面技術”タイプの組立に適合される。試験体、検出手段、言い換えると少なくとも吊るされたピエゾ抵抗性のひずみゲージ、及び、ひずみ増幅セルの素子は、同一平面で形成されてもよく、言い換えると全てが共通の平面を有する。さらに、ひずみゲージ及び試験体は、同一のピエゾ抵抗の材料で形成されてもよい。
【００１９】
増幅セルは、有利には共振ビームだけではなく試験体を形成するあらゆる振動構造体の振動周波数を検出するために使用されてもよく、それによってこの装置の設計に関する大きな自由度を提供する。
【００２０】
前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージは、前記基板に固定された第２の端部を有してもよい。
【００２１】
前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージは、ピエゾ抵抗材料に基づく少なくとも１つの吊るされたビームを有してもよい。
【００２２】
有利には、この装置は、少なくとも２つの吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージを有してもよく、それによって差動測定法が行われることを可能にする。一般的に言えば、増幅セルは、共振器であったりなかったりする基板、または、差動方式で組み立てられる２つのセンサーにおいて作動方式で使用されてもよい。
【００２３】
有利には、前記第１のリジッドアームの前記第２の端部は、前記基板に対する前記試験体の固定部の付近で前記試験体に連結されてもよい。
【００２４】
前記２つのリジッドアームの前記２つの第１の端部を機械的に連結する前記リンク素子は、少なくとも１つのピボットリンクを有してもよい。
【００２５】
前記２つのリジッドアームの前記第１の端部を機械的に連結する前記リンク素子は、前記吊るされたピエゾ抵抗素子のひずみゲージの前記第１の端部を有する固定リンクを有してもよい。
【００２６】
この場合、前記２つのリジッドアームの前記第１の端部の各々は、少なくとも１つのピボットリンクによってリンク素子に機械的に連結されてもよい。
【００２７】
前記２つのリジッドアームは、前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージの主軸に対して対称的であってもよい。
【００２８】
前記試験体は、前記基板の平面に少なくとも１つの可動性の耐震体を有してもよく、前記第１のリジッドアームの前記第２の端部に接続されてもよい。
【００２９】
前記耐震体は、ヒンジの中間体を介して前記基板に固定されてもよい。
【００３０】
前記耐震体は、前記耐震体に形成され、前記基板に埋め込まれる案内アームの中間体を介して基板に固定されてもよい。
【００３１】
代替的な実施形態では、前記試験体は、前記基板の平面で屈曲する少なくとも１つの共鳴素子を有してもよい。前記共振素子は、ビームまたは音叉タイプであってもよい。
【００３２】
前記装置は、容量性、圧電性、機械的及び／又は熱弾性タイプである前記共振素子の励振手段をさらに有してもよい。
【００３３】
前記共振素子の２つの端部は、前記基板に固定されてもよい。
【００３４】
前記試験体は、前記共振素子に連結される、前記基板の平面に少なくとも１つの可動性の耐震体をさらに有してもよい。
【００３５】
前記耐震体は、ヒンジの前記中間体を介して前記基板に固定されてもよい。
【００３６】
前記共振素子は、前記基板に対する前記耐震体の固定部の付近で前記耐震体に連結されてもよい。
【００３７】
前記試験体は、前記基板の平面内に少なくとも２つの可動性の耐震体と、前記リンクアームに前記耐震体の移動を伝達するための屈曲アームの中間体を介して前記２つの耐震体の各々に連結される２つのリンクアームと、を有してもよく、ここで、前記ひずみ増幅セルの前記第１のリジッドアームの前記第２の端部は、前記基板に対する前記リンクアームの固定部の付近で前記リンクアームの一方に連結されてもよい。
【００３８】
前記リンクアーム及び前記屈曲アームは、例えば実質的に長方形のフレームを形成してもよい。
【００３９】
前記装置は、静電性、熱的及び／又はピエゾ抵抗タイプの前記耐震体の励振手段をさらに有してもよい。
【００４０】
前記装置は、少なくとも２つのリジッドアームの端部の第１の前記レベルにおいて少なくとも１つのリンク素子によって互いに機械的に連結された少なくとも２つのリジッドアームを有する少なくとも１つの第２のひずみ増幅セルをさらに有してもよく、ここで、前記２つのリジッドアームのうちの第１のリジッドアームの第２の端部が、前記試験体に機械的に連結されてもよく、前記２つのリジッドアームのうちの第２のリジッドアームの第２の端部が、前記基板に固定されてもよく、前記リンク素子または前記２つのリジッドアームの前記第１の端部が、張力下で又は圧縮下においてそれぞれ動作する前記吊るされた第１のピエゾ抵抗のひずみゲージに対して圧縮下または張力下において差動方式で動作するための吊るされた第２のピエゾ抵抗のひずみゲージの第１の端部に機械的に連結されてもよい。
【００４１】
前記装置は、前記装置の前記他の素子を有する、ホイートストーンブリッジを形成することができる少なくとも２つの抵抗素子及び分極源をさらに有してもよい。
【００４２】
前記装置は、前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージの抵抗の変化を測定する手段をさらに有してもよい。
【００４３】
前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージは、測定される誘導される作動力（例えば、加速または回転）の前記軸に垂直に配置されてもよい。
【００４４】
前記装置は、共振であったりなかったりする加速度計またはジャイロメーターなどのセンサー、または、共振器であってもよい。
【００４５】
本発明は、少なくとも以下の段階を有する、前述のような装置、マイクロコンポーネントまたはナノコンポーネントを形成する方法にも関する。
（ａ）少なくとも１つの導電材料に基づく層（例えば、チタン、ニッケル及び金に基づく三層）を、犠牲層及び半導体に基づく第２層が配置された少なくとも１つの半導体に基づく第１層を有する基板に堆積する段階、
（ｂ）導電材料に基づく前記層において前記装置の電気接触部のフォトリソグラフィ及びエッチング段階、
（ｃ）前記犠牲層上の停止層を用いた、前記第２の半導体に基づく層において前記装置の機械的な構造体のフォトリソグラフィ及びエッチング段階、
（ｄ）これらの素子のレベルにおいて前記犠牲層のエッチングによって前記装置の前記素子を開放する段階。
【００４６】
使用される前記基板は、例えばＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）基板であってもよい。
【００４７】
前記方法は、段階（ｂ）及び（ｃ）の間に、
−前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージなしに、例えばフォトリソグラフィによって前記装置の機械的構造体の上に保護層を堆積する段階、
−例えば設定期間の終わりに停止層を用いてエッチングすることによって前記吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージを薄膜化する段階、
−前記保護層を除去する段階、をさらに有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の主題であるひずみ増幅セルを有する、静電励振及び吊るされたピエゾ抵抗検出を有する共振器を表す。
【図２】本発明の主題である２つのひずみ増幅セルを有する、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージによる検出器を有する共振加速度計を表す。
【図３】本発明の主題であるひずみ増幅セルを有する、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージによる検出器を有する共振ジャイロメーターを表す。
【図４】本発明の主題であるひずみ増幅セルを有する、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージによる検出器を有する非共振ジャイロメーターを表す。
【図５】セルのリジッドアームの一方に形成された電気トラックを有するひずみ増幅セルを表す。
【図６】本発明の主題であるひずみ増幅セルを有する、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージによる検出器を有する非共振加速度計を表す。
【図７】本発明の主題である２つのひずみ増幅セルを有する、作動モードで組み立てられホイートストーンブリッジを有する吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージによる検出器を有する共振器を表す。
【図８】本発明の主題である２つのひずみ増幅セルを有する、作動モードで組み立てられホイートストーンブリッジを有する吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージによる検出器を有する非共振加速度計を表す。
【図９Ａ】本発明の主題である２つのひずみ増幅セルを有する、作動モードで組み立てられホイートストーンブリッジを有する吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージによる検出器を有する加速度計を表す。
【図９Ｂ】図９Ａに表される加速度計によって形成されたホイートストーンブリッジの等価電気回路を表す。
【図１０Ａ】本発明の形成方法の第１の例の段階を表す断面図及び上面図（図１０Ａ’）である。
【図１０Ｂ】本発明の形成方法の第１の例の段階を表す断面図及び上面図（図１０Ｂ’）である。
【図１０Ｃ】本発明の形成方法の第１の例の段階を表す断面図及び上面図（図１０Ｃ’）である。
【図１１Ａ】本発明の形成方法の第２の例の段階を表す断面図及び上面図（図１１Ａ’）である。
【図１１Ｂ】本発明の形成方法の第２の例の段階を表す断面図及び上面図（図１１Ｂ’）である。
【図１１Ｃ】本発明の形成方法の第２の例の段階を表す断面図及び上面図（図１１Ｃ’）である。
【図１１Ｄ】本発明の形成方法の第２の例の段階を表す断面図及び上面図（図１１Ｄ’）である。
【図１１Ｅ】本発明の形成方法の第２の例の段階を表す断面図及び上面図（図１１Ｅ’）である。
【図１１Ｆ】本発明の形成方法の第２の例の段階を表す断面図及び上面図（図１１Ｆ’）である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明は、添付の図面を参照して、単に示すことによって与えられ、限定されない実施形態の詳細な説明を読むことによってより理解されるだろう。
【００５０】
以下に記載される様々な図面の同一の、同様の又は等価な部分は、ある図から次の図へ進んでいくことを容易にするために同一の参照番号を有する。
【００５１】
図面をより分かり易くするために、図面で表された様々な部品は、必ずしも均一なスケールである必要はない。
【００５２】
様々な可能性（代替案及び実施形態）は、完全に排他的ではないものとして理解されるべきであり、組み合わされてもよい。
【００５３】
第１に図１が参照され、それは、第１の実施形態によるマイクロコンポーネント１００を表す。
【００５４】
この第１の実施形態では、マイクロコンポーネント１００は、ＭＥＭＳまたはＮＥＭＳタイプの共振器である。この共振器１００は、共振器１００が形成される基板（示されない）の平面に対応する平面（ｘ，ｙ）で屈曲する、例えばビームタイプの共振素子１０２または共振構造体を有する。他の実施形態では、共振素子１０２は、音叉タイプであってもよく、すなわち、少なくとも２つのビームの端部の一つのレベルで互いに連結された少なくとも２つのビームで形成されてもよい。共振素子１０２は、例えば励振電極である励振手段１０４によって励振されるためのものである。これらの励振手段１０４は、容量性、圧電性、磁性及び／又は熱弾性タイプであってもよい。
【００５５】
共振素子１０２は、ピボットリンクの中間体を介して、共振器１００が形成される基板に対する共振素子の第１の端部の第１の固定部１０８に近い、第１のリジッドアーム１０６の、第２の端部として知られる一方の端部に結合され、それによって、第１のリジッドアーム１０６の寄与を共振素子１０２の固有周波数に限定する。共振素子１０２の第１の固定部１０８と、共振素子１０２と第１のリジッドアーム１０６との間のピボットリンクとの間の距離は、共振素子１０２の長さのほぼ１０分の１に等しい。共振素子１０２の第２の端部は、基板に対する第２の固定部１０９に連結される。第１のリジッドアーム１０６の第１の端部は、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２を有するリジッドリンクまたは固定リンクを含む連結素子１１０にピボットリンクによって連結され、それによって、共振素子１０２から生じ、第１のリジッドアーム１０６によってゲージ１１２に増幅されるひずみの最適な伝達と同時にゲージ１１２の埋め込み−埋め込み（embedded-embedded）限定条件を保証する。ゲージ１１２は、例えば、ゲージの抵抗値を減少させるために好ましくはドープされたシリコンであるピエゾ抵抗材料内に吊るされたビームのエッチングによって形成される。ピエゾ抵抗のゲージ１１２の他方の端部は、ゲージ１１２の抵抗ΔＲの変化を測定する手段１１６にも連結される基板に対する第３の固定部１１４の中間体を介して、基板に連結される。
【００５６】
共振器１００は、その第１の端部が、１つのピボットリンクの中間体を介してリンク素子１１０に連結され、第２の端部が、他のピボットリンクの中間体を介して、基板に対する第４の固定部１２０に連結される第２のリジッドアーム１１８をさらに有する。基板に対する４つの固定部１０８、１０９、１１４及び１２０のそれぞれは、共振器１００に形成される基板を有する固定リンクを形成する。
【００５７】
２つのリジッドアーム１０６及び１０８は、“ジャッキ”または“シェブロン”の半分を構成するような方法で配置される。２つのリジッドアーム１０６、１１８及び連結素子１１０は、共振器１００のひずみ増幅セルを形成する。共振器１００の素子の全ては、固定部１０８、１０９、１１４及び１２０を除いて、例えば、共振器１００の素子が形成される層の下に配置される犠牲層のエッチングによって基板から開放にされる。
【００５８】
ｙベクトル（図１に示される）に平行でｙベクトルの反対方向の屈曲力が共振素子１０２に加えられると、共振素子１０２は、この力の方向に屈曲し、次いで、第１のリジッドアーム１０６の第１の端部のレベルにおいてｙベクトルの反対方向におけるひずみを伝達する。第１のリジッドアーム１０６に加えられるこのひずみは、ｙベクトルの反対方向の変位ひずみと、リンク素子１１０に対するその端部を共振素子１０２に連結するピボットの周辺で反時計方向における第１のリジッドアーム１０６の回転ひずみとをもたらし、それによって、ｘベクトルに対する平行とリジッドアーム１０６の軸との間の角である角ａの値を減少させる。従って、連結素子１１０は、ゲージ１１２の軸に圧縮力をもたらすｘベクトルの方向におけるひずみを経験する。
【００５９】
逆に、ｙベクトル（図１に示される）に平行でｙベクトルの方向の屈曲力が共振素子１０２に加えられると、共振素子１０２は、この力の方向に屈曲し、リジッドアーム１０６の第１の端部のレベルにおいてｙベクトルの反対方向におけるひずみを伝達する。リジッドアーム１０６に加えられるこのひずみは、ｘベクトルに平行でｘベクトルの反対方向の変位ひずみと、リンク素子１１０と共振素子１０２に連結されるその端部間のピボットリンクの周辺で時計方向における第１のリジッドアーム１０６の回転ひずみとをもたらし、角ａの値を増加させる。従って、リンク素子１１０は、ｘベクトルの反対方向におけるひずみを経験し、ゲージ１１２の軸において拡張力をもたらす。
【００６０】
第２のリジッドアーム１１８は、第１のリジッドアーム１０６の補足的な移動において、リンク素子１１０の垂直変位を伴う。
【００６１】
従って、共振素子１０２のｙベクトルに平行な交互の屈曲移動は、ゲージ１１２によって経験されるｘベクトルに平行な変位ひずみのために、ゲージ１１２の抵抗の交互の変化をもたらす。従って、リジッドアーム１０６及び１１８は、共振素子１０２の屈曲ひずみを増幅することを可能にし、次いで、リンク素子１１０及びゲージ１１２にそれらを加えることを可能にする。２つのリジッドアーム１０６、１１８及び連結素子１１０は、それによってひずみ増幅セルを形成する。
【００６２】
ｙベクトルの軸に沿った共振素子１０２とｘベクトルの軸に沿った連結素子１１０の変位の増幅の比は、１／ｔａｎ（α）程度であり、増幅効果からの最大値を得るために、約４５°未満の値が選択されることが好ましい。
【００６３】
好ましくは、リジッドアーム１０６、１０８は、本体部に対して屈曲することができる薄い端部を有する比較的幅広い本体部を有し、それによって、少なくとも部分的にピボットリンクを保証する。例えば、ＭＥＭＳタイプの装置の場合、リジッドアームにおいては、その幅は、１０μｍ程度に等しく、リジッドアームの端部は、約２μｍに等しい幅を有してもよい。
【００６４】
最後に、ゲージ１１２の抵抗の値の変化が、それが経験する長手方向のひずみに正比例するので、ゲージ１１２の検出感度を最大化するために、圧縮状態にあるその座屈ひずみの限度内でできるだけ多くゲージ１１２の断面を減らすことが望ましい。一般的には、この断面の値は、リジッドアーム１０６、１１８の中心部分（本体）のレベルにおいてリジッドアーム１０６、１１８の断面の値未満でありえる。ゲージ１１２の断面は、厚さ（平面（ｘ，ｙ）に垂直な方向の寸法）が薄くされてもよく、共振器１００の他の素子の厚さ未満の厚さであってもよい。
【００６５】
ここで図２が参照され、それは、共振センサーである、第２の実施形態によるマイクロコンポーネント２００を表す。
【００６６】
共振センサー２００は、ここでは加速度計タイプのものであるが、その端部の一方が、センサー２００が形成される基板に第１の固定部の中間体を介して固定され、耐震体２０２を基板に対する第２の固定部２０６に連結されるヒンジ２０４の近くでその他方の端部のレベルにおいて耐震体２０２に取り付けられる共振素子を有する。センサー２００は、例えば静電的であり、ここでは電極である、共振素子１０２の励振手段、２つのリジッドアーム１０６、１１８によって形成される増幅セル、及び、第２の端部のレベルにおいて第３の固定部１１４に連結される吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２の第１の端部に連結される連結素子２２０を有する。増幅セル及びゲージ１１２は、共振素子１０２の第１の固定部１０８の近くに配置される。最後に、センサー２００は、ゲージ１１２の抵抗ΔＲの変化を測定する手段を有する。
【００６７】
加速度γ（図２に示される）の場合、ｙベクトルの方向において、ヒンジ２０４のレベルにおいてその耐震体が自転させる傾向にあるｙ軸に沿った力が耐震体２０２に加えられ、ｘベクトルの反対方向において共振素子１０２におけるひずみＦ（図２に示される）をもたらす。このひずみＦは、共振素子１０２の共振周波数の変化をもたらす。共振素子１０２の固有周波数は、次いで、共振素子１０２を励振するひずみによって修正される。この振動の方向は、ゲージ１１２によって実現され、ゲージ１１２のひずみは、増幅セルによって増幅される。
【００６８】
上記の例において、増幅セルは、有利には、共振素子の振動から生じる、ゲージ１１２の上のひずみを増幅するために使用される。他の実施形態では、この増幅セルは、有利には共振素子の固定部の付近である、増幅セルが連結されるレベルにおける共振素子の定置を思慮深く選択することによって、あらゆる他の共振素子の共振周波数を測定するために使用されてもよい。
【００６９】
図３は、ここでは共振ジャイロメーターである、第３の実施形態によるマイクロコンポーネント３００を表す。ジャイロメーター３００は、示されていない基板と、この基板の平面（ｘ，ｙ）にあり、振動を加えることができる２つの可動性の耐震体３０２とを有する。これらの２つの耐震体３０２の移動をリンクアーム３０４に伝達するために十分に硬い一方で、２つのリンクアーム３０４は、ここでは互いに平行であるが、屈曲アーム３０６の中間体を介して耐震体３０２に連結され、その屈曲性は、リンクアーム３０４に対して２つの耐震体の相対移動を可能にするために十分なものである。リンクアーム３０４及び屈曲アーム３０６は、ここでは、長方形のフレームを形成する。
【００７０】
ジャイロメーター３００は、例えば櫛形態の励振電極３０８も有し、そのフィンガーは、耐震体３０２の電極に重畳し、平面（ｘ，ｙ）、特にｘベクトルに平行な方向の振動内に耐震体３０２を配置することができる。他の方法が考えられる。例えば電磁的な方法である。
【００７１】
耐震体３０２は、電極３０８の中間体によって加えられる静電力によって、好ましくはそれらの共振周波数またはこの共振周波数に近い周波数に励振される。この耐震体３０２、リンクアーム３０４及び屈曲アーム３０６は、励振共振器を形成する。共振を調整することによって、耐震体３０２（共振器の線質係数の理由で）の高い変位振幅を得ることが可能になり、従ってジャイロメーター３００の感度を増加させることが可能になる。有利には、耐震体の各々の振動は、他の耐震体３０２の振動を有する相対立（phase opposition）内にあってもよく、言い換えると、それらの移動は、各々の瞬間において反対方向である。
【００７２】
ジャイロメーター３００が、ジャイロメーター３００が形成される基板に垂直なｚ軸の周囲の角変位を経験する場合、コリオリの力は、ｙベクトルに平行な耐震体の各々において生成され、角速度Ｏを有する電極３０８によって加えられる振動の構成要素から生じる。コリオリの力は、屈曲アーム３０６の中間体を介してリンクアーム３０４に伝達される。リンクアーム３０４の各々は、ヒンジ３１０の中間体を介して基板に連結される。リンクアーム３０４の１つは、リジッドアーム１０６、１１８と、ヒンジ３１０の付近でゲージ１１２に連結される連結素子１１０によって形成される増幅セルに連結される。測定手段１１６によって測定される抵抗の変化は、ヒンジ３１０のレベルにおける耐震体３０２の回転に対する角速度Ｏに比例する。
【００７３】
増幅セルは、交互ではない移動の増幅を達成するために使用されてもよく、高感度で静的またはゆっくりとした可変的であってもよい。正確に採寸されることによって、それが、注目に値する方式で、得られるピエゾ抵抗の信号の振幅を増加させるからである。好ましくは、このタイプのセンサーでは、温度変化が、実行される抵抗測定に影響を与えないように、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージの温度の安定的な制御が実行される。
【００７４】
ここで図４が参照され、それは、ここでは加速度計である、非共振センサー４００を表す。この加速度計４００は、基板に対する第２の固定部２０６に耐震体２０２を連結するヒンジ２０４を有する。この加速度計４００は、リジッドアーム１０６、１１８と吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２に連結される連結素子１１０とによって形成される増幅セルも有する。増幅セルのリジッドアーム１１８は、固定部１２０の中間体を介して基板に固定され、リジッドアーム１０６は、ヒンジ２０４の周辺の耐震体２０２に取り付けられる。加速度γの影響下で、耐震体２０２は、ひずみＦをｘ軸の反対方向の増幅セルのアーム１０６に加え、ｙ軸の沿ったゲージ１１２において、歪みηＦをもたらし、ここで、η〜１／ｔａｎ（ａ）である。そして、増幅セルによって増幅された、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２の変化は、加速度に正比例する。そして、この変化は、測定手段１１６によって測定される。
【００７５】
センサー及び／又は共振器のタイプが何であろうとも、一方の固定部と、少なくとも１つの半導体または導電体材料に基づく増幅セルのリジッドアームの一方とに連結される吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージの端部の１つに測定手段を直接連結することよって、吊るされた圧電性のひずみゲージの抵抗の変化の測定を行うことができる。抵抗測定がリジッドアームの１つと連結素子とを介して実行されるという事実は、測定に若干影響を与える一連の補足的な抵抗を引き起こす。
【００７６】
他の実施形態では、図５に示されるように、電気トラック１２２が増幅セルのリジッドアーム１１８の一方の上及び連結素子１１０の少なくとも一部に配置され、ゲージ１１２の抵抗の変化の測定は、この電気トラック１２２の中間体を介して実行される。このような電気トラック１２２を含むことができるようにリジッドアーム１１８及び連結素子１１０が十分に幅広く、この電気トラック１２２は、増幅セルの構造体上に大きなひずみを生じさせない場合、この代替案が考えられる。
【００７７】
図６は、他の実施形態による、非共振加速度タイプのマイクロコンポーネント５００を表す。この加速度計は、リジッドアーム１０６、１１８及び連結素子１１０を有する増幅セルを有する。この加速度計５００は、加速度計５００が形成される基板に対する固定部５０６に連結される案内アーム５０４が形成される耐震体５０２も有する。この加速度計の動作は、図４に関して記載されたものと実質的に同様である。
【００７８】
図７は、差動モードで組み立てられたピエゾ抵抗検出器とホイートストーンブリッジとを有する共振器タイプのマイクロコンポーネント６００を表す。
【００７９】
共振器６００は、ビームタイプの共振素子１２０と、ここでは電極である、共振素子１０２の励振手段１０４とを有する。共振器装置１００のように、共振器６００は、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２にそれ自体が連結された連結素子１１０に連結された２つのリジッドアーム１０６、１１８によって形成された第１の増幅セルを有する。この増幅セルは、共振素子１０２の第１の端部に連結される。共振素子１０２の他の端部は、この端部の基板に対する固定部１０８’に近い共振素子１０２の前記他方の端部と、吊るされた第２のピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２’に連結される連結素子１１０’との間に配置される第３のリジッドアーム１０６’で形成された第２の増幅セルに連結される。
【００８０】
共振器６００は、基板に対する固定部６０２、６０４、６０６、抵抗素子６０８、６１０及び分極源６１２などの、ホイートストーンブリッジを形成するために使用される他の素子も含む。第２のリジッドアーム１１８の固定部１２０と、抵抗素子６１０の一方の固定部６０２との間で張力が測定される。次いで、抵抗Ｒ＋ΔＲの測定（ここで、ΔＲは、吊るされた第１のピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２の抵抗の変化）は、第１のゲージ１１２のレベルにおいて得られ、抵抗Ｒ−ΔＲの測定（ここで、−ΔＲは、吊るされた第２のピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２’の抵抗の変化）は、第２のゲージ１１２’のレベルにおいて得られる。
【００８１】
共振構造体の差動モードにおける機能は、それによって得られ、２つの増幅セルは、共振素子１０２の移動の増幅を実現するための補足である。
【００８２】
図８は、差動モードで組み立てられた吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージによる検出器及びホイートストーンブリッジを有する非共振加速度計タイプのマイクロコンポーネント７００を表す。
【００８３】
加速度計７００は、ヒンジ２０４を介して固定部２０６によって基板に固定される耐震体２０２によって置き換えられる励振手段１０４及び共振素子１０２を除いて、共振器６００と同一の素子を有する。リジッドアーム１０６、１０６’の第２の端部は、耐震体２０２に直接連結される。
【００８４】
耐震体２０２にｙ軸の方向における加速度γが与えられると、耐震体２０２は、ｘ軸の方向において耐震体２０２に連結されるリジッドアーム１０６の第２の端部上の張力の強度のひずみＦ／２に影響を与える。また、耐震体は、ｘ軸と反対方向において耐震体２０２に連結されるリジッドアーム１０６’の第２の端部上の圧縮の他の強度のひずみＦ／２に影響を与える。これらのひずみは、連結素子１１０及び１１０’のレベルにおいて伝達される。従って、このゲージ１１２及び１１２’は、ｙ軸の方向におけるひずみをそれぞれ経験し、その強度は、ηＦ／２に等しく、ここで、η〜１／ｔａｎ（ａ）であり、角ａは、リジッドアーム１０６、１０６’の軸とｙ軸に平行な直線との間に形成される角である。
【００８５】
張力は、第２のリジッドアーム１１８の固定部１２０と、抵抗素子６１０の一方の固定部６０２との間で測定される。次いで、抵抗Ｒ＋ΔＲの測定（ここで、ΔＲは、吊るされた第１のピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２の抵抗の変化）は、第１のゲージ１１２のレベルにおいて得られ、抵抗Ｒ−ΔＲの測定（ここで、−ΔＲは、吊るされた第２のピエゾ抵抗のひずみゲージ１１２’の抵抗の変化）は、第２のゲージ１１２’のレベルにおいて得られる。
【００８６】
共振構造体の差動モードにおける機能は、それによって得られ、２つの増幅セルは、耐震体２０２の移動の増幅を実現するための補足である。加速度γは、最後に一般的な方法でホイートストーンブリッジを形成する素子のパラメータから計算されてもよい。
【００８７】
共鳴素子であったりそうでなかったりする、差動方式で組み立てられ幾つかのセンサーを有するマイクロコンポーネントを形成することも可能である。図９Ａは、差動方式で及びホイートストーンブリッジに組み立てられたこのような非共振加速度計タイプのマイクロコンポーネント８００の一例を示す。
【００８８】
加速度計８００は、例えば、図４に表される加速度計４００と同様の加速度計タイプの第１及び第２の非共振センサー８０２、８０４を有する。センサー８０２、８０４の各々は、耐震体、ひずみ増幅セル及び吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージを有する。第１のセンサー８０２の増幅セルのリジッドアームの一方は、それ自体がひずみゲージに連結された連結素子に機械的に連結された第１の端部と、第２のセンサーの増幅セルのリジッドアームの一方の第２の端部に電気的に接続される第２の端部とを有する。第１のセンサー８０２の増幅セルの他のリジッドアームは、連結素子に連結された第１の端部と、耐震体に連結された第２の端部とを有する。ひずみゲージの端部の一方は、第１の抵抗Ｒの素子８０６及び分極源８０８の端末に電気的に接続される。第２の抵抗Ｒの素子８１０は、第１の抵抗Ｒの素子８０６及び第２のセンサー８０４の吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージの固定部に電気的に接続される。
【００８９】
第２のセンサー８０４の増幅セルのリジッドアームの一方は、それ自体が第２のセンサー８０４の１つのひずみゲージの一端部に連結された一方の連結素子に電気的に接続される第１の端部と、第１のセンサー８０２のひずみ増幅セルのリジッドアームの一方の第２の端部に電気的に接続される第２の端部とを有する。第２のセンサー８０４の増幅セルの他のリジッドアームは、連結素子に連結される第１の端部と、耐震体に連結される第２の端部とを有する。第２のセンサー８０４のひずみゲージの端部の一方は、第２の抵抗素子８１０及び分極源８０８の他の端末に電気的に接続される。
【００９０】
従って、加速度計８００の素子は、ホイートストーンブルッジアセンブリを形成し、２つの抵抗素子８０６、８１０が連結される第１のポイントＢと、２つのセンサー８０２、８０４のひずみ増幅セルの２つのリジッドアームの第２の端部に電気的に接続される第２のポイントＡとの間で張力が測定される。この測定によって、第１のセンサー８０２の吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージのレベルにおける抵抗Ｒ＋ΔＲの測定値、及び、第２のセンサー８０４の吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージのレベルにおける抵抗Ｒ−ΔＲの測定値を得ることができる。センサー８０２、８０４の耐震体によって経験される加速度γの代表的なΔＲの値は、その後、低下する。図９Ｂは、図９Ａのアセンブリによって得られるホイートストーンブリッジを概略的に表す。
【００９１】
前述のマイクロコンポーネントの１つの第１実施形態の段階を表す図１０Ａから１０Ｃ（断面図）及び１０Ａ’から１０Ｃ’（上面図）がここで参照される。
【００９２】
例えば、チタン、ニッケル及び金に基づく三層（３つの層）は、シリコンに基づくバルク基板８０、ＳｉＯ２に基づく犠牲層８１（例えば０．４μｍの厚さ）及びシリコン層８２（例えば、４μｍの厚さ）を有するＳＯＩ基板上に堆積される。接触部８３は、フォトリソグラフィ及びエッチングによって範囲を定められる（図１０Ａ、１０Ａ’）。
【００９３】
この装置の機械的な構造体は、次いで、犠牲層８１上の停止層を有するシリコン層８２においてフォトリソグラフィ及びＤＲＩＥエッチングによって範囲が定められる（図１０Ｂ、１０Ｂ’）。
【００９４】
最後に、この装置の構成要素は、一定の時間の終わりに停止層を有する犠牲層８１の、弗酸（高湿または蒸気）への露出によって開放される。
【００９５】
図１０Ｃ、１０Ｃ’に表される装置は、吊るされたピエゾ抵抗のひずみゲージ、増幅セル８５、共振素子８６、ヒンジ８７、共振素子の励振電極８８及び耐震体８９を有する。
【００９６】
前述のマイクロコンポーネントの１つの第２実施形態の段階を表す図１１Ａから１１Ｆ（断面図）及び１１Ａ’から１１Ｆ’（上面図）がここで参照される。
【００９７】
チタン、ニッケル及び金に基づく三層は、例えば前述のものと同様のＳＯＩタイプの基板上に堆積される。接触部は、フォトリソグラフィ及びエッチングによって範囲を定められる（図１１Ａ、１１Ａ’）。
【００９８】
この装置の機械的な構造体は、犠牲層８１上の停止層を有するシリコン層８２においてこの機械的な構造体のフォトリソグラフィ及びＤＲＩＥエッチングによって範囲が定められる（図１１Ｂ、１１Ｂ’）。
【００９９】
機械的な構造体の保護層８４は、この装置のピエゾ抵抗のひずみゲージが位置する領域９０を除いてフォトリソグラフィによって堆積される（図１１Ｃ、１１Ｃ’）。
【０１００】
次いで、ピエゾ抵抗のひずみゲージ９０は、設定期間の終わりに停止層を用いてＤＲＩＥエッチングによって薄くされる（図１１Ｄ、１１Ｄ’）。
【０１０１】
保護層８４の除去が行われる（図１１Ｅ、１１Ｅ’）。
【０１０２】
本発明の装置の構成要素は、一定の時間の終わりに停止層を有する犠牲層８１の、弗酸（高湿または蒸気）への露出によって開放される。
【０１０３】
上記の２つの実施形態の例は、単結晶シリコンに基づくＳＯＩ基板の使用に依存している。それにも関わらず、この例は、限定するものではなく、上述のマイクロコンポーネントまたはナノコンポーネントは、多結晶シリコン、単結晶ＳｉＧｅ、多結晶ＳｉＧｅなどに基づく基板で形成される。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  共振器
１０２  試験体
１０４  共振手段
１０６  リジッドアーム
１０８  固定部
１０９  固定部
１１０  連結素子
１１２  ひずみゲージ
１１４  固定部
１１６  抵抗測定手段
１１８  リジッドアーム
１２０  固定部
【図１】
2009133862.tif 000003
【図２】
2009133862.tif 000004
【図３】
2009133862.tif 000005
【図４】
2009133862.tif 000006
【図５】
2009133862.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【外国語明細書】
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