"微小電気機械システムMEMSセンサであって、基板と、基板の1つの表面の上に離間して配置された可動要素と、基板の前記表面上に形成されたサスペンションアンカと、可動要素とサスペンションアンカとを相互に接続する第1のジグザグ形のねじりばねと、可動要素とサスペンションアンカとを相互に接続する第2のジグザグ形のねじりばねとを備え、第1および第2のジグザグ形のねじりばねは実質的に同一の形状を有し、第2のジグザグ形のねじりばねは、サスペンションアンカの中心を回転中心として第1のジグザグ形のねじりばねに対しほぼ回転対称となるように配向される、MEMSセンサ。第2のジグザグ形のねじりばねは、第1のジグザグ形のねじりばねに対して約180度だけサスペンションアンカの中心の周りに回転された方向に配向される、請求項1に記載のMEMSセンサ。可動要素は、可動要素の第1の端部と第2の端部との間に位置する回転軸に対して運動することができ、サスペンションアンカの中心は前記回転軸に位置し、第1のジグザグ形のねじりばねはサスペンションアンカに接続された第1の端部を有し、第2のジグザグ形のねじりばねはサスペンションアンカに接続された第2の端部を有し、第1のジグザグ形のねじりばねの第1の端部および第2のジグザグ形のねじりばねの第2の端部は、それぞれ前記回転軸の両側に前記回転軸からほぼ等しい距離だけ離間して配置されている、請求項1に記載のMEMSセンサ。可動要素は、可動要素の第1の端部と第2の端部との間に位置する回転軸に対して運動することができ、第1および第2のジグザグ形のねじりばねの各々は、前記回転軸に対しほぼ平行に配置されている、請求項1に記載のMEMSセンサ。可動要素は、可動要素の第1の端部と第2の端部との間に位置する回転軸に対して運動することができ、第1および第2のジグザグ形のねじりばねの各々は、前記回転軸に対しほぼ平行に整合して配置された複数のセグメントを含み、該セグメントは棒部材によって屈曲して連結される、請求項1に記載のMEMSセンサ。棒部材の各々は第1の長さを有し、セグメントは第2の長さを有し、第1の長さは第2の長さより小さい、請求項5に記載のMEMSセンサ。第1および第2のジグザグ形のねじりばねは各々少なくとも3つのセグメントを含む、請求項5に記載のMEMSセンサ。可動要素は可動要素を通じて延びている開口部を備え、該開口部は可動要素の内縁部によって画定されており、サスペンションアンカは前記開口部の中心に配置されており、第1のジグザグ形のねじりばねは、サスペンションアンカの第1の側に接続された第1の端部と、可動要素の内縁部に接続された第2の端部とを有し、第2のジグザグ形のねじりばねは、サスペンションアンカの第1の側に対向する第2の側に接続された第3の端部と、可動要素の内縁部に接続された第4の端部とを有する、請求項1に記載のMEMSセンサ。可動要素は、可動要素の第1の端部と第2の端部との間に位置する回転軸に対して運動することができ、前記センサは、基板上であって可動要素の下に配置された感知要素を含み、感知要素は、基板の1つの平面に対し垂直な軸に沿って前記回転軸の周りの第1の位置から第2の位置までの運動を可動要素の移動を検出するべく適合されている、請求項1に記載のMEMSセンサ。微小電気機械システムMEMSセンサを備えるデバイスであって、前記MEMSセンサは、基板と、基板の1つの表面の上に離間して配置された可動要素であって、該可動要素の第1の端部と第2の端部との間に位置する回転軸に対して運動することができる可動要素と、基板の前記表面上に形成されたサスペンションアンカであって、前記回転軸に位置する中心を有するサスペンションアンカと、可動要素とサスペンションアンカとを相互に接続する第1のジグザグ形のねじりばねと、可動要素とサスペンションアンカとを相互に接続する第2のジグザグ形のねじりばねとを備え、第1および第2のジグザグ形のねじりばねは実質的に同一の形状を有し、第2のジグザグ形のねじりばねは、サスペンションアンカの中心を回転中心として第1のジグザグ形のねじりばねに対しほぼ回転対称となるように配向される、MEMSセンサ。第2のジグザグ形のねじりばねは、第1のジグザグ形のねじりばねに対して約180度だけサスペンションアンカの中心の周りに回転された方向に配向される、請求項10に記載のデバイス。棒部材の各々は第1の長さを有し、セグメントは第2の長さを有し、第1の長さは第2の長さより小さい、請求項10に記載のデバイス。第1および第2のジグザグ形のねじりばねは各々少なくとも3つのセグメントを含む、請求項10に記載のデバイス。可動要素は可動要素を通じて延びている開口部を備え、該開口部は可動要素の内縁部によって画定されており、サスペンションアンカは前記開口部の中心に配置されており、第1のジグザグ形のねじりばねは、サスペンションアンカの第1の側に接続された第1の端部と、可動要素の内縁部に接続された第2の端部とを有し、第2のジグザグ形のねじりばねは、サスペンションアンカの第1の側に対向する第2の側に接続された第3の端部と、可動要素の内縁部に接続された第4の端部とを有する、請求項10に記載のデバイス。前記センサは、基板上であって可動要素の下に配置された感知要素を含み、感知要素は、基板の1つの平面に対し垂直な軸に沿って前記回転軸の周りの第1の位置から第2の位置までの運動を可動要素の移動を検出するべく適合されている、請求項10に記載のデバイス。微小電気機械システムMEMSセンサであって、基板と、基板の1つの表面の上に離間して配置された可動要素であって、該可動要素を通じて延びている開口部を備え、該開口部は可動要素の内縁部によって画定されており、該可動要素は、該可動要素の第1の端部と第2の端部との間に位置する回転軸に対して運動することができる可動要素と、基板の前記表面上に形成されたサスペンションアンカであって、前記開口部の中心に配置されているサスペンションアンカと、可動要素とサスペンションアンカとを相互に接続する第1のジグザグ形のねじりばねであって、前記回転軸に対しほぼ平行に配置されており、サスペンションアンカの第1の側に接続された第1の端部と、可動要素の内縁部に接続された第2の端部とを有する第1のジグザグ形のねじりばねと、可動要素とサスペンションアンカとを相互に接続する第2のジグザグ形のねじりばねであって、前記回転軸に対しほぼ平行に配置されており、サスペンションアンカの第1の側に対向する第2の側に接続された第3の端部と、可動要素の内縁部に接続された第4の端部とを有する第2のジグザグ形のねじりばねと、を備え、第1および第2のジグザグ形のねじりばねは実質的に同一の形状を有し、第2のジグザグ形のねじりばねは、サスペンションアンカの中心を回転中心として第1のジグザグ形のねじりばねに対しほぼ回転対称となるように配向される、MEMSセンサ。第2のジグザグ形のねじりばねは、第1のジグザグ形のねじりばねに対して約180度だけサスペンションアンカの中心の周りに回転された方向に配向される、請求項16に記載のMEMSセンサ。サスペンションアンカの中心は前記回転軸に位置し、第1のジグザグ形のねじりばねの第1の端部および第2のジグザグ形のねじりばねの第3の端部は、それぞれ前記回転軸の両側に前記回転軸からほぼ等しい距離だけ離間して配置されている、請求項16に記載のMEMSセンサ。第1および第2のジグザグ形のねじりばねの各々は、前記回転軸に対し平行に整合して配置された少なくとも3つのセグメントを含み、該セグメントは棒部材によって屈曲して連結されており、棒部材の各々は第1の長さを有し、セグメントは第2の長さを有し、第1の長さは第2の長さより小さい、請求項16に記載のMEMセンサ。前記センサは、基板上であって可動要素の下に配置された感知要素を含み、感知要素は、基板の1つの平面に対し垂直な軸に沿って前記回転軸の周りの第1の位置から第2の位置までの運動を可動要素の移動を検出するべく適合されている、請求項16に記載のMEMSセンサ。精度、小寸法、及びコスト効率的な製造を可能とするMEMSセンサ設計を提供する。一態様では、微小電気機械システムMEMSセンサは、複数のセグメントを有するジグザグ形のねじりばねトーションばねを備え、該ねじりばねは、可動要素すなわちプルーフマスを、その下にある基板の上に懸架している。さらなる一態様では、この複数のセグメントを有するジグザグ形のねじりばねは、熱によって誘起される応力による測定誤差を最小化するべく配向される。係るジグザグ形のねじりばねを有するMEMSセンサは、既存のMEMS製法を用いて製造可能である。図2~4を参照する。図2には、一実施形態によるデバイス42に含まれるMEMSセンサ40の平面図を示す。図3には、MEMSセンサ40の側断面図を示す。図4には、MEMSセンサ40の一部を拡大した平面図を示す。MEMSセンサ40は、加速度計の形態では、矢印44によって表されるZ軸方向の加速を検出するように適合されており、シーソー型センサとして形成されている。デバイス42は、加速度測定を必要とする複数のデバイスのいずれを含んでもよい。それらのデバイスには、例えば、自動車システム、慣性航法システム、家庭用製品、種々のデバイスのための保護システム、携帯計算および通信デバイス、手持ち式のゲームコントローラや、他の多くの産業、科学、および工学システムを含む。MEMSセンサ40は、ほぼ平坦な面48を有する基板46を備える。電極要素50,52およびサスペンションアンカ54は、基板46の平坦な面48上に形成される。可動要素56は、基板46の平坦な面48の上に離間して配置される。より詳細には、MEMSセンサ40は、可動要素56が基板46上に懸架されるように可動要素56とサスペンションアンカ54とを相互に接続する第1ジグザグ形のねじりばね58および第2ジグザグ形のねじりばね60を備える。MEMSセンサ40の構成部品は、例えば、堆積、パターニング、およびエッチングを含む、既存のまたは将来の技術によるMEMS製造設計規則および製法を用いて形成され得る。図に示すように、開口部62は可動要素56を通じて延びており、可動要素56の内縁部63によって画定される。サスペンションアンカ54は、可動要素56の第1端部68と第2端部70との間において、開口部62のほぼ中心64に可動要素56の回転軸66に沿って配置される。シーソー型加速度計としての動作が意図される場合、回転軸66の1つの側における可動要素56の第1部分72は、回転軸66の別の側における可動要素56の第2部分74より相対的に大きな質量を有するように形成される。例示的な一実施形態では、第1部分72のより大きな質量は、第1部分72が第2部分74より長くなるように回転軸66を移動させることによって形成される。しかしながら、第1部分72と第2部分74との間の質量の差が回転軸を移動させることによって形成されることに代え、代替の一実施形態では、この質量の差は、材料の追加の層によって第1部分72に質量を追加すること、第1部分72に対して第2部分74から質量を除去すること等によって達成されてよい。可動要素56は加速44に応答して回転軸66の周りに回転するように適合されているので、可動要素56の位置は、その下にある感知要素電極要素50,52に対して変化する。この位置の変化によって、その差が加速44を表す1組の容量、すなわち差容量が生じる。第1および第2のジグザグ形のねじりばね58,60の各々は、ほぼ等しい形状および同様の寸法を有している。第1および第2のジグザグ形のねじりばね58,60の各々は、回転軸66とほぼ平行に整合して配置されている複数のセグメント76を備えるねじりばね58,60の各々におけるセグメント76は、棒部材によって蛇行形状、すなわちジグザグ形に接続されており、ねじりばね58,60の折り曲げられた構成を形成する。図示した例では、第1および第2のねじりばね58,60の各々は、3つのセグメント76を備える。しかしながら、代替のジグザグ形の構成は、3つ以上のセグメント76を備えてよい。一実施形態では、棒部材78は、回転軸66に対しほぼ垂直である一方、基板46の平坦な面48に対し平行である。図4の拡大した平面図に特に示すように、各棒部材78の長さ80は、セグメント76の各々の長さ82より有意に短い。したがって、棒部材78の材料特性は、第1および第2のジグザグ形のばね58,60のねじれ能力に有意に寄与しない。むしろ、回転軸66に対し平行に配置されたセグメント76を組み合わせた全体によって、加速44に応答して回転軸66の周りに可動要素56を回転させることを可能とする望ましい効果が得られる。実際に、各セグメント76の長さ82の合計に等しい全長を有するねじりばね32図1など、直棒のねじりばねとほぼ同じ捻ればね定数が得られる。しかしながら、3つのセグメント76のジグザグ形の構成のため、第1および第2のねじりばね58,60によって占有される空間の大きさは、同じ捻ればね定数を有する従来の直棒ねじりばねの約1/3である。MEMSセンサ用途では、より低いTCOtemperaturecoefficientofoffsetが要求される。TCOは、熱応力がMEMSセンサなどの半導体デバイスの性能にどれくらい影響を与えるかの測度である。高いTCOは、熱によって誘起される応力が相当大きいことや、MEMSデバイスがそうした応力の影響を相当受けやすいことを示す。MEMSセンサ用途のパッケージングでは、熱膨張率の異なる材料が使用されることが多くある。したがって、望ましくないことに高いTCOが製造時または動作時に発生し得る。これに加えて、最終用途においてパッケージングされた半導体デバイスをプリント回路板上に半田付けすることによって生じる場合もある。応力とMEMSデバイスの材料特性との組み合わせによって、基板46に歪みすなわち、変形が生じ得る。サスペンションアンカ54にも、その下に位置する基板46を介し、この歪みまたは変形が生じ得る。サスペンションアンカ54における歪みによって、回転軸66の周りに可動要素56の回転が生じ、これによって測定精度が低下するので、容量式加速度計40の出力に不利な影響が与えられる。従来では、MEMSセンサにおける要素は、通常、鏡映対称であるように配置されており、要素は1つの対称軸に対して配置されている。対称軸とは、幾何学的な線であり、その対称軸に沿って折り返した場合に一方の部分が他方の部分に一致するように図形を2つの部分に分ける線である。従来技術のMEMSセンサ20図1の構成部品は、鏡映対称に配置されている。残念なことに、ジグザグ形のねじりばねを鏡映対称に配置しても、TCO効果のため、望ましくない大きな歪みおよび測定程度の低下が生じ得る。したがって、第1および第2ジグザグ形のねじりばねは鏡映対称に配置されていない。むしろ、図2に示すように、サスペンションアンカ54における歪みによって測定精度の低下が生じるという問題に対処するために、第2のジグザグ形のねじりばね60は、サスペンションアンカ54の中心84の周りに第1のジグザグ形のねじりばね58に対してほぼ回転対称に配置される。本明細書において用いられる用語回転対称は、第2のジグザグ形のねじりばね60が第1のジグザグ形のねじりばね58に対して中心84の周りに回転されるとともに、第1のジグザグ形のねじりばね58と同じに見えることを意味する。すなわち、第1のジグザグ形のねじりばね58上の各点は、第2のジグザグ形のねじりばね60上に、中心84からの距離が同じであり、ただし反対方向にある一致点をそれぞれ有する。この回転対称性は、図2において矢印85によって表される。一実施形態では、第2のジグザグ形のねじりばね60は、第1のジグザグ形のねじりばね58に対してサスペンションアンカ54の中心84の周りに約180度だけ回転された方向に配置される。この構成は、2回対称性とも呼ばれる。第1のジグザグ形のねじりばね58は、サスペンションアンカ54の第1の側88に接続された端部86と、可動要素56の内縁部53に接続された別の端部90とを有する。同様に、第2のジグザグ形のねじりばね60は、サスペンションアンカ54の第1の側88に対向するサスペンションアンカ54の第2の側に接続された端部92を有する。第2のジグザグ形のねじりばね60の別の端部96も、可動要素の内縁部63に接続されている。図に示す実施形態では、第1のジグザグ形のねじりばね58の端部86,90は、互いに対して整合して配置されていない。むしろ、それらの端部86,90は、対称軸66に対し、側方に互いから離間するように配置されている。同様に、第2のジグザグ形のねじりばね60の端部92,96は、対称軸66に対し、側方に互いから離間するように配置されている。第1および第2ねじりばね58,60の回転対称性配置によって、いずれもサスペンションアンカ54に接続されている第1のジグザグ形のねじりばねの端部86および第2のジグザグ形のねじりばね60の端部92は、対称軸66の対向する側において等しい距離98だけ離間して配置される。したがって、第1のジグザグ形のねじりばね58の端部86においてサスペンションアンカ54を通じて与えられる歪みは、第2のジグザグ形のねじりばね60の端部92においてサスペンションアンカ54を通じて与えられる、ほぼ等しい逆の歪みによって相殺される。この結果、この回転対称性配置によって、TCO効果による測定誤差が有効に打ち消される。一実施形態では、第1および第2のねじりばね58,60は、回転軸66の対向する側に配置された対応する端部86,92を有する。しかしながら、代替の実施形態では、サスペンションアンカ54に対する2つのジグザグ形のねじりばねの取付点は回転軸66上にある一方、可動要素56に対するジグザグ形のねじりばねの取付点は、回転軸66の対向する側に等しい距離だけ離間して配置されてよいことが理解される。さらに別の実施形態では、各ジグザグ形のねじりばねは互いに対して回転対称に配置されていればよく、各ジグザグ形のねじりばねの端部が回転軸66上に配置される必要はない。本明細書に記載の実施形態では、微小電気機械システムMEMSセンサは、複数のセグメントを有するジグザグ形のねじりばねトーションばねを備え、該ねじりばねは、可動要素すなわちプルーフマスを、その下にある基板の上に懸架している。この複数のセグメントを有するジグザグ形のねじりばねによって、等しい捻ればね定数を有する直棒のねじりばねに対して寸法が低減される。これに加えて、この複数のセグメントを有するジグザグ形のねじりばねは、熱によって誘起される応力による測定誤差を最小化するべく回転軸に対して配向される。ばねの配向は回転対称性に基づいており、1つのジグザグ形のねじりばねは別のジグザグ形のねじりばねに対し、1つのジグザグ形のねじりばね上の各点が別のジグザグ形のねじりばね上に、サスペンションアンカの中心からの距離が同じであり、ただし反対方向にある一致点をそれぞれ有するように、配向される。したがって、複数のセグメントを有するジグザグ形のねじりばねは、全体としてより小さな面積を有するMEMSセンサ設計により実装可能であるとともに、厳密なTCO仕様を満たすことが可能である。さらにまた、このようなMEMSセンサは、従来の製法を利用して、低コスト、小型、単一ダイのトランスデューサとして実装可能である。"