特開 2025-160145 微小電気機械デバイスのための完全に対称的な構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025160145

(43)【公開日】2025-10-22

(54)【発明の名称】微小電気機械デバイスのための完全に対称的な構造

(51)【国際特許分類】

   G01P 15/08 20060101AFI20251015BHJP

   G01P 15/125 20060101ALI20251015BHJP

   G01C 19/5712 20120101ALI20251015BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20251015BHJP

【ＦＩ】

G01P15/08 101

G01P15/125

G01C19/5712

B81B3/00

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2025063735

(22)【出願日】2025-04-08

(31)【優先権主張番号】63/631,631

(32)【優先日】2024-04-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】19/093,955

(32)【優先日】2025-03-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】520490417

【氏名又は名称】アナログ ディヴァイスィズ インク

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ジアンロン・ジャン

(72)【発明者】

【氏名】ゴーラヴ・ヴォーラ

(72)【発明者】

【氏名】ケミアオ・ジア

【テーマコード（参考）】

2F105

3C081

【Ｆターム（参考）】

2F105BB01

2F105CC04

2F105CD03

2F105CD05

3C081AA00

3C081BA07

3C081BA29

3C081BA32

3C081BA44

3C081BA48

3C081BA53

3C081CA03

3C081CA13

3C081DA26

3C081DA27

3C081EA02

(57)【要約】

【課題】本発明の目的は、微小電気機械デバイスのための完全に対称的な構造を提供することにある。
【解決手段】ＭＥＭＳデバイスのための完全に対称的な感知構造が、本明細書に開示される。ある特定の実施形態では、ＭＥＭＳセンサは、第１の方向において移動するプルーフマスを含む。プルーフマスは、プルーフマスとともに移動する可動フィンガを含む。ＭＥＭＳセンサは、可動フィンガに対して固定されている固定フィンガを更に含み、固定フィンガ及び可動フィンガは、プルーフマスの移動を検出する機能を果たす。例えば、可動フィンガ及び固定フィンガは、相互嵌合して、基板に対するプルーフマスの移動から生じる静電容量の変化を感知するための櫛フィンガセットを形成することができる。固定フィンガのレイアウトは、少なくとも第１の方向において完全に対称的である。
【選択図】図２Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）センサであって、
第１の方向において移動するように構成されたプルーフマスであって、前記プルーフマスが、前記プルーフマスとともに移動する複数の可動フィンガを含む、プルーフマスと、
前記複数の可動フィンガに対して固定されている複数の固定フィンガと、
を備え、
前記複数の固定フィンガのレイアウトが、少なくとも前記第１の方向において完全に対称的である、ＭＥＭＳセンサ。

【請求項2】

前記複数の固定フィンガの各々が、少なくとも１つの導電性アンカを使用して定着されている、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項3】

前記複数の固定フィンガの各々が、少なくとも１つの誘電性アンカを使用して定着されている、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項4】

前記複数の固定フィンガの各々が、少なくとも１つの誘電性アンカ及び少なくとも１つの導電性アンカを使用して定着されている、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項5】

基板を更に備え、前記複数の固定フィンガが、前記基板に対して対称的に定着されている、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項6】

前記複数の固定フィンガの各々が、前記基板に定着されている中心を含む、請求項５に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項7】

前記複数の固定フィンガの各々の第１の端部及び第２の端部が、前記基板に定着されている、請求項５に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項8】

前記複数の固定フィンガの各々が、３つ以上の点において前記基板に定着されている、請求項５に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項9】

前記複数の固定フィンガの前記レイアウトが、前記第１の方向及び第２の方向において完全に対称的である、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項10】

前記複数の可動フィンガのレイアウトがまた、前記第１の方向及び前記第２の方向においても完全に対称的である、請求項９に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項11】

前記複数の固定フィンガ及び前記複数の可動フィンガが、容量性感知構造を形成する、請求項９に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項12】

前記容量性感知構造が、前記プルーフマスの前記第１の方向への移動から生じる前記第２の方向へのコリオリ効果を検出する、請求項１１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項13】

前記容量性感知構造が、前記プルーフマスのたわみを検出して、加速度に比例する振幅を有するセンサ出力を生成する、請求項１１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項14】

ジャイロスコープとして実装される、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項15】

加速度計として実装される、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。

【請求項16】

微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）感知の方法であって、前記方法が、
プルーフマスを第１の方向において移動させることであって、前記プルーフマスが、前記プルーフマスとともに移動する複数の可動フィンガを含む、移動させることと、
前記複数の可動フィンガと、前記複数の可動フィンガに対して固定されている複数の固定フィンガと、を使用して、前記プルーフマスの移動を感知することと、
を含み、
前記複数の固定フィンガのレイアウトが、少なくとも前記第１の方向において完全に対称的である、方法。

【請求項17】

基板を更に備え、前記複数の固定フィンガが、前記基板に対称的に定着されている、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記複数の固定フィンガの前記レイアウトが、前記第１の方向及び第２の方向において完全に対称的である、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記複数の可動フィンガのレイアウトがまた、前記第１の方向及び前記第２の方向においても完全に対称的である、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記複数の固定フィンガの各々が、少なくとも１つの誘電性アンカ及び少なくとも１つの導電性アンカを使用して定着されている、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電子機器に関し、より具体的には、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）に関する。

【背景技術】

【0002】

ＭＥＭＳ加速度計又はＭＥＭＳジャイロスコープなどのＭＥＭＳセンサは、慣性力に応答して移動するプルーフマスを含む。追加的に、ＭＥＭＳセンサは、プルーフマスに取り付けられた可動フィンガと、基板に定着された固定フィンガと、を有する、容量性感知構造などの感知構造を含む。可動フィンガ及び固定フィンガは、相互嵌合して、基板に対して移動するプルーフマスから生じる静電容量の変化を感知する機能を果たす櫛フィンガセットを形成することができる。

【0003】

加速度計において、プルーフマスは、基板の上方のスプリングテザーによって吊り下げられ、加速力に対する抵抗を提供することができる。追加的に、感知構造は、加速度に比例する振幅を有するセンサ出力をもたらす、プルーフマスのたわみを測定する。別の例では、ジャイロスコープは、プルーフマスを含むことができ、このプルーフマスは、感知構造がプルーフマスの移動から生じる第２の方向（例えば、Ｙ方向）のコリオリ効果を検出する間に、第１の方向（例えば、Ｘ方向）に移動する。

【発明の概要】

【0004】

一態様では、ＭＥＭＳセンサが、開示される。ＭＥＭＳセンサは、第１の方向において移動するように構成されたプルーフマスを含み、このプルーフマスは、プルーフマスとともに移動する複数の可動フィンガを含む。ＭＥＭＳセンサは、複数の可動フィンガに対して固定されている複数の固定フィンガを更に含む。複数の固定フィンガのレイアウトは、少なくとも第１の方向において完全に対称的である。

【0005】

別の態様では、ＭＥＭＳ感知の方法が開示される。この方法は、プルーフマスを第１の方向において移動させることを含み、プルーフマスは、プルーフマスとともに移動する複数の可動フィンガを含む。この方法は、複数の可動フィンガと、複数の可動フィンガに対して固定されている複数の固定フィンガと、を使用して、プルーフマスの移動を感知することを更に含む。複数の固定フィンガのレイアウトは、少なくとも第１の方向において完全に対称的である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1A】ＭＥＭＳ加速度計の一例の平面図である。

【図1B】図１ＡのＭＥＭＳ加速度計の容量性感知構造の平面図である。

【図2A】一実施形態による、完全に対称的な感知構造を有するＭＥＭＳ加速度計の平面図である。

【図2B】図２ＡのＭＥＭＳ加速度計の容量性感知構造の平面図である。

【図3A】別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。

【図3B】図３Ａの容量性感知構造の第１の断面図である。

【図3C】図３Ａの容量性感知構造の第２の断面図である。

【図4A】別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。

【図4B】図４Ａの容量性感知構造の第１の断面図である。

【図4C】図４Ａの容量性感知構造の第２の断面図である。

【図5A】別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。

【図5B】図５Ａの容量性感知構造の第１の断面図である。

【図5C】図５Ａの容量性感知構造の第２の断面図である。

【図5D】図５Ａの容量性感知構造の第３の断面図である。

【図6】別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。

【図7A】別の実施形態による容量性感知構造の平面図である。

【図7B】図７Ａの容量性感知構造の第１の断面図である。

【図7C】図７Ａの容量性感知構造の第２の断面図である。

【図7D】図７Ａの容量性感知構造の第３の断面図である。

【図8A】ＭＥＭＳジャイロスコープの一例の平面図である。

【図8B】図８ＡのＭＥＭＳジャイロスコープの容量性感知構造の平面図である。

【図9A】一実施形態による、完全に対称的な感知構造を有するＭＥＭＳジャイロスコープの平面図である。

【図9B】図９ＡのＭＥＭＳジャイロスコープの容量性感知構造の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下の実施形態の詳細な説明は、本発明の具体的な実施形態の種々の説明を提示する。しかしながら、本発明は、数多くの異なる方法で具現化することができる。本説明では、図面に対して参照が行われ、そこでは、同様の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を示し得る。図面において例解される要素は、必ずしも縮尺通りに描画されていないことが理解されるであろう。更に、ある特定の実施形態は、図面に例解されているよりも多くの要素、及び／又は図面に例解されている要素のサブセットを含み得ることが理解されるであろう。更に、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面から任意の好適な特徴の組み合わせを組み込むことができる。

【0008】

ある特定のＭＥＭＳセンサは、ある程度の対称性を有し得る可動フィンガを伴って設計される。しかしながら、そのような設計は、レイアウトの制限に起因して、完全には対称的でない。例えば、ＭＥＭＳセンサは、固定アンカの片側のみに延在する固定フィンガを有し得、アンカが応力に起因して回転するときに、感知ギャップは、変化し、かつセンサオフセット及び／又は直交誤差における変化をもたらす。

【0009】

ＭＥＭＳデバイスのための完全に対称的な感知構造が、本明細書に開示される。ある特定の実施形態では、ＭＥＭＳセンサは、第１の方向において移動するプルーフマスを含む。プルーフマスは、プルーフマスとともに移動する可動フィンガを含む。ＭＥＭＳセンサは、可動フィンガに対して固定されている固定フィンガを更に含み、固定フィンガ及び可動フィンガは、プルーフマスの移動を検出する機能を果たす。例えば、可動フィンガ及び固定フィンガは、相互嵌合して、基板に対するプルーフマスの移動から生じる静電容量の変化を感知するための櫛フィンガセットを形成することができる。固定フィンガのレイアウトは、少なくとも第１の方向において完全に対称的である。

【0010】

完全に対称的な感知構造を有するＭＥＭＳセンサを実装することは、パッケージ及び／又は内部／外部応力下で、有意なオフセット性能を達成する。例えば、櫛フィンガセットの非対称設計は、応力下での固定フィンガの異なる移動に起因するオフセットシフトを引き起こす。

【0011】

したがって、ＭＥＭＳ加速度計又はＭＥＭＳジャイロスコープなどのＭＥＭＳセンサのための完全に対称的な感知構造が、本明細書で提供される。この構造は、設計上、少なくとも１つの方向において完全に対称的である（製造上のばらつき又は欠陥がなく、完全に対称的である）。ある特定の実施態様において、構造は、少なくとも２つの方向において完全に対称的である。ＭＥＭＳセンサはまた、本明細書では、ＭＥＭＳデバイスとも称される。

【0012】

したがって、各固定フィンガは、そのアンカに対して完全に対称とすることができ、かつ／又は各固定フィンガセットは、可動フィンガに対して完全に対称的にすることができる。したがって、固定フィンガアンカ回転の影響をキャンセルすることができる。

【0013】

ＭＥＭＳセンサはまた、固定フィンガアンカの共整列によっても実装することができ、これは、固定アンカの位置の差によって生成されるオフセットを低減する。

【0014】

固定フィンガのアンカのこのような共整列は、多種多様な方法で実装することができる。例えば、固定フィンガは、フィンガ全体によって完全に定着された各フィンガの中心のみにおいて、各フィンガの端部において、及び／又は共整列による定着の任意の他の所望の構成で、基板に定着させることができる。

【0015】

ある特定の実施態様では、固定フィンガのためのアンカは、導電性であり、ポリシリコン又は金属導体への電気的接続を提供する機能を果たす。したがって、導電性アンカは、導体の電位を制御及び／又は感知することを可能にする。アンカはまた、フィンガの下の追加の酸化物／誘電体層などによって、酸化物から形成された１つ以上のアンカを含むこともできる。そのような酸化物フィンガアンカは、非導電性であるが、固定フィンガに構造的定着機能を提供する。

【0016】

一例では、酸化物フィンガアンカは、プルーフマスの直下にも使用される犠牲酸化物から形成される。犠牲酸化物は、プルーフマスの直下で除去されて空洞を形成し、フィンガの直下に残されて酸化物フィンガアンカを形成する。別の例では、酸化物が事前エッチングされ、フィンガは、事前エッチングされた酸化物の上に結合される。任意の好適な酸化物又は他の誘電体層を使用して、非導電性フィンガアンカを形成することができる。

【0017】

図１Ａは、ＭＥＭＳ加速度計３０の一例の平面図である。ＭＥＭＳ加速度計３０は、基板１１と、プルーフマス１２と、ばね１３と、ばねアンカ１４と、ストッパ１５と、第１の方向容量性感知構造１７と、第２の方向容量性感知構造１８と、を含む。図１Ｂは、図１ＡのＭＥＭＳ加速度計３０の第１の方向容量性感知構造１７のうちの１つの平面図である。

【0018】

図１Ａ～図１Ｂを参照すると、ＭＥＭＳ加速度計３０は、基板１１の上方のばね１３によって吊り下げられているプルーフマス１２を含む。ＭＥＭＳ加速度計３０はまた、第１及び第２の方向におけるプルーフマス１２のたわみを測定するための容量性感知構造１７／１８も含む。

【0019】

図１Ｂに示されるように、容量性感知構造１７は、プルーフマス１２とともに移動する可動フィンガ２１を含む。容量性感知構造１７はまた、第１のセットのフィンガアンカ２５によって基板１１に定着されている第１のセットの固定フィンガ２３と、第２のセットのフィンガアンカ２６によって基板１１に定着されている第２のセットの固定フィンガ２４と、を含む。可動フィンガ２１及び固定フィンガ２３／２４は、相互嵌合して、静電容量を感知するための櫛フィンガセットを形成する。感知された静電容量が変化すると、櫛フィンガセットは、プルーフマス１２のたわみを検出する。

【0020】

図１Ａ及び図１Ｂを引き続き参照すると、各容量性感知構造のレイアウトは、いくつかの非対称性を有する。

【0021】

例えば、図１Ｂに示されるように、容量性感知構造１７の可動フィンガ２１は、プルーフマス１２の片側のみから延在する。更に、第１のセットのフィンガアンカ２５及び第２のセットのフィンガアンカ２６は、各フィンガの一端に位置決めされる。更に、第１のセットのフィンガアンカ２５は、第２のセットのフィンガアンカ２６と整列していない。

【0022】

このような非対称性は、センサオフセットに変化をもたらす。例えば、フィンガアンカが応力に起因して回転すると、可動フィンガ２１と固定フィンガ２３／２４との間の感知ギャップが変化し、センサオフセットに変化を引き起こす。

【0023】

図２Ａは、一実施形態による、完全に対称的な感知構造を有するＭＥＭＳ加速度計５０の平面図である。ＭＥＭＳ加速度計５０は、基板１１と、プルーフマス１２と、ばね１３と、ばねアンカ１４と、ストッパ１５と、第１の方向容量性感知構造３７と、第２の方向容量性感知構造３８と、を含む。図２Ｂは、図２ＡのＭＥＭＳ加速度計５０の第１の方向容量性感知構造３７のうちの１つの平面図である。

【0024】

図２Ａ～図２Ｂを参照すると、ＭＥＭＳ加速度計５０は、基板１１の上方のばね１３によって吊り下げられているプルーフマス１２を含む。ＭＥＭＳ加速度計５０はまた、プルーフマス１２のたわみを測定するための容量性感知構造３７／３８も含む。

【0025】

図２Ｂに示されるように、容量性感知構造３７は、プルーフマス１２とともに移動する可動フィンガ４１を含む。容量性感知構造３７はまた、第１のセットのフィンガアンカ４５によって基板１１に定着されている第１のセットの固定フィンガ４３と、第２のセットのフィンガアンカ４６によって基板１１に定着されている第２のセットの固定フィンガ４４と、を含む。可動フィンガ４１及び固定フィンガ４３／４４は、相互嵌合して、静電容量を感知するための櫛フィンガセットを形成する。

【0026】

図２Ａ及び図２Ｂを引き続き参照すると、各容量性感知構造のレイアウトは、完全に対称的である。

【0027】

例えば、図２Ｂに示されるように、容量性感知構造３７の可動フィンガ４１は、単なる片側からではなく、プルーフマス１２の両側から対称的に延在する。

【0028】

追加的に、図２Ｂに示される固定フィンガ４３／４４は、対称的に定着されている。対照的に、図１Ｂに示される固定フィンガ２３／２４は、各フィンガの一端のみに定着されている。

【0029】

更に、第１のセットのフィンガアンカ４５は、ｙ軸４７に沿って、第２のセットのフィンガアンカ４６と整列されている。そのようなアンカ共整列は、固定アンカの位置／応力の差によって生成されるセンサオフセットを低減する。

【0030】

したがって、可動フィンガ４１は、この実施形態では、ｙ軸４７、並びにｘ軸４８に対して完全に対称的である。

【0031】

例解された実施形態において、容量性感知構造３７は、ｙ軸４７及びｘ軸４８の両方に対してミラー対称的である。そのような対称性は、非対称設計と比較して、パッケージ及び／又は内部／外部応力下でのオフセット性能において、有意な改善を達成する。

【0032】

図３Ａは、別の実施形態による容量性感知構造１５０の平面図である。図３Ｂは、線３Ｂに沿って切り取られた、図３Ａの容量性感知構造１５０の第１の断面図である。図３Ｃは、線３Ｃに沿って切り取られた、図３Ａの容量性感知構造１５０の第２の断面図である。

【0033】

容量性感知構造１５０は、基板１４０の上方に形成され、可動フィンガ１４１、第１の固定フィンガ１４３、第２の固定フィンガ１４４、第１の固定フィンガ中心アンカ１４５、及び第２の固定フィンガ中心アンカ１４６を含む。容量性感知構造１５０は、ＭＥＭＳセンサに含まれ得る、完全に対称的な容量性感知構造の例である。

【0034】

可動フィンガ１４１は、図３Ａ及び図３Ｂに示されていないプルーフマスに取り付けられている。プルーフマス及び可動フィンガ１４１は、基板１４０と、基板１４０に定着されている固定フィンガ１４３／１４４と、に対して移動する。

【0035】

容量性感知構造１５０のレイアウトは、ｘ方向及びｙ方向の両方において完全に対称的である。

【0036】

例解された実施形態では、第１の固定フィンガ１４３は、第１の固定フィンガ１４３の中心に配置されている第１の固定フィンガ中心アンカ１４５によって基板１４０に定着されている。追加的に、第２の固定フィンガ１４４は、第２の固定フィンガ１４４の中心に配置されている第２の固定フィンガ中心アンカ１４６によって基板１４０に定着されている。第１の固定フィンガ中心アンカ１４５及び第２の固定フィンガ中心アンカ１４６は、センサオフセットを低減する共整列を提供するように整列されている。

【0037】

図３Ａ～図３Ｃは、固定フィンガが中心に定着されている実施形態を描写するが、本明細書の教示は、他の方法で定着された固定フィンガに適用可能である。

【0038】

例解された実施形態では、第１の固定フィンガ中心アンカ１４５及び第２の固定フィンガ中心アンカ１４６は、導電性アンカであり、これらは、両方とも、固定フィンガを定着させるためだけでなく、基板１４０の上に形成された金属又はポリシリコン導体に、対応する電気的接続を提供するためにも使用される。

【0039】

図４Ａは、別の実施形態による容量性感知構造１６０の平面図である。図４Ｂは、線４Ｂに沿って切り取られた、図４Ａの容量性感知構造１６０の第１の断面である。図４Ｃは、線４Ｃに沿って切り取られた、図４Ａの容量性感知構造１６０の第２の断面である。

【0040】

容量性感知構造１６０は、基板１４０の上方に形成され、可動フィンガ１４１、第１の固定フィンガ１４３、第２の固定フィンガ１４４、第１の固定フィンガフルアンカ１５５、及び第２の固定フィンガフルアンカ１５６を含む。容量性感知構造１６０は、ＭＥＭＳセンサに含まれ得る、完全対称の容量性感知構造の別の例である。

【0041】

図４Ａ～図４Ｃの容量性感知構造１６０は、第１の固定フィンガフルアンカ１５５及び第２の固定フィンガフルアンカ１５６がフィンガアンカ全体であることを除いて、図３Ａ～３Ｃの容量性感知構造１５０と同様である。したがって、図３Ａ～図３Ｃのように、中心に固定フィンガだけを定着させるのみではなく、フィンガアンカ全体が、図４Ａ～図４Ｃで使用されている。

【0042】

図４Ｂに示されるように、フィンガアンカ全体の一部は、電気的に非導電性である酸化物アンカ１５７／１５８を含む。更に、図４Ｃに示されるように、電気アンカ１５５／１５６もまた、基板１４０の上に形成された金属又はポリシリコン導体に、対応する電気的接続を提供するために使用される。

【0043】

したがって、図４Ａ～図４Ｃの容量性感知構造１６０は、酸化物アンカと導電性アンカとの組み合わせを使用する。酸化物アンカは、機械的接続を提供し、任意の所望の構造に接続することができる。導電性アンカは、電気的接続、並びに機械的接続を提供する。

【0044】

本明細書における酸化物アンカは、任意の好適な酸化物又は他の誘電体層を使用して形成することができる。一例では、酸化物アンカは、プルーフマスの直下にも使用されている犠牲酸化物から形成される。そのような犠牲酸化物は、プルーフマスの直下で除去されて空洞を形成し、フィンガの直下に残されて酸化物フィンガアンカを形成する。別の例では、酸化物が事前エッチングされ、フィンガは、事前エッチングされた酸化物の上に結合される。

【0045】

図５Ａは、別の実施形態による容量性感知構造１７０の平面図である。図５Ｂは、線５Ｂに沿って切り取られた、図５Ａの容量性感知構造１７０の第１の断面である。図５Ｃは、線５Ｃに沿って切り取られた、図５Ａの容量性感知構造１７０の第２の断面である。図５Ｄは、線５Ｄに沿って切り取られた、図５Ａの容量性感知構造１７０の第３の断面である。

【0046】

容量性感知構造１７０は、基板１４０の上方に形成され、可動フィンガ１４１、第１の固定フィンガ１４３、第２の固定フィンガ１４４、第１の固定フィンガ中心アンカ１６５、第１の固定フィンガ端部アンカ１６７、第２の固定フィンガ中心アンカ１６６、及び第２の固定フィンガ端部アンカ１６８を含む。容量性感知構造１７０は、ＭＥＭＳセンサに含まれ得る、完全対称の容量性感知構造の別の例である。

【0047】

図５Ａ～図５Ｄの容量性感知構造１７０は、図５Ａ～図５Ｄの容量性感知構造１７０が、固定フィンガの中心及び端点の両方において、固定フィンガを基板１４０に定着させることを除いて、図３Ａ～図３Ｃの容量性感知構造１５０と同様である。

【0048】

図５Ｂに示されるように、第１の固定フィンガ端部アンカ１６７及び第２の固定フィンガ端部アンカ１６８は、酸化物アンカである。更に、図５Ｄに示されるように、第１の固定フィンガ中心アンカ１６５及び第２の固定フィンガ中心アンカ１６６は、基板１４０上の対応する導体にも電気的接続を提供する、導電性アンカである。

【0049】

図６は、別の実施形態による容量性感知構造１８０の平面図である。

【0050】

容量性感知構造１８０は、基板１４０の上方に形成され、可動フィンガ１４１、第１の固定フィンガ１４３、第２の固定フィンガ１４４、第１の固定フィンガ中心アンカ１６５、第１の固定フィンガ端部アンカ１６７、第１の固定フィンガ中点アンカ１７５、第２の固定フィンガ中心アンカ１６６、第２の固定フィンガ端部アンカ１６８、及び第２の固定フィンガ中点アンカ１７６を含む。容量性感知構造１８０は、ＭＥＭＳセンサに含まれ得る、完全対称の容量性感知構造の別の例である。

【0051】

図６の容量性感知構造１８０は、図６の容量性感知構造１８０が中点において固定フィンガを基板１４０に更に定着させることを除いて、図５Ａ～図５Ｄの容量性感知構造１７０と同様である。

【0052】

図７Ａは、別の実施形態による容量性感知構造１９０の平面図である。図７Ｂは、線７Ｂに沿って切り取られた、図７Ａの容量性感知構造１９０の第１の断面である。図７Ｃは、線７Ｃに沿って切り取られた、図７Ａの容量性感知構造１９０の第２の断面である。図７Ｄは、線７Ｄに沿って切り取られた、図７Ａの容量性感知構造１９０の第３の断面である。

【0053】

容量性感知構造１９０は、基板１４０の上方に形成され、可動フィンガ１４１、第１の固定フィンガ１４３、第２の固定フィンガ１４４、第１の固定フィンガハーフアンカ１８５、及び第２の固定フィンガハーフアンカ１８６を含む。容量性感知構造１９０は、ＭＥＭＳセンサに含まれ得る、完全対称の容量性感知構造の別の例である。

【0054】

図７Ａ～図７Ｄの容量性感知構造１９０は、固定フィンガハーフアンカ１８５及び第２の固定フィンガハーフアンカ１８６がハーフフィンガアンカであることを除いて、図３Ａ～図３Ｃの容量性感知構造１５０と同様である。したがって、図３Ａ及び図３Ｂのように、中心に固定フィンガを定着させるのみではなく、図７Ａ～図７Ｄでは、ハーフフィンガアンカが使用されている。

【0055】

図７Ｃに示されるように、ハーフフィンガアンカの一部は、電気的に非導電性である酸化物アンカ１８７／１８８を含む。更に、図７Ｄに示されるように、電気アンカ１８５／１８６もまた、基板１４０の上に形成された金属又はポリシリコン導体に、対応する電気的接続を提供するために使用される。

【0056】

図８Ａは、ＭＥＭＳジャイロスコープ３３０の一例の平面図である。ジャイロスコープ３３０は、基板３１１と、プルーフマス３１２（共振器マスとも称される）と、ばね３１３と、アンカ３１４と、駆動構造３１６と、容量性感知構造３１７と、を含む。図８Ｂは、図８ＡのＭＥＭＳジャイロスコープ３３０の容量性感知構造３１７のうちの１つの平面図である。

【0057】

図８Ａ～図８Ｂを参照すると、ＭＥＭＳジャイロスコープ３３０は、基板３１１の上方のばね３１３によって吊り下げられているプルーフマス３１２を含む。プルーフマス３１２は、駆動構造３１６によって第１の方向において駆動され、容量性感知構造３１７は、コリオリ効果から生じる、第２の方向のプルーフマス３１２のたわみを測定する。

【0058】

図８Ｂに示されるように、容量性感知構造３１７は、プルーフマス３１２とともに移動する可動フィンガ３２１を含む。容量性感知構造３１７はまた、第１のセットのフィンガアンカ３２５によって基板３１１に定着されている第１のセットの固定フィンガ３２３と、第２のセットのフィンガアンカ３２６によって基板３１１に定着されている第２のセットの固定フィンガ３２４と、を含む。可動フィンガ３２１及び固定フィンガ３２３／３２４は、相互嵌合して、静電容量を感知するための櫛フィンガセットを形成する。

【0059】

図８Ａ及び図８Ｂを引き続き参照すると、容量性感知構造３１７の各々のレイアウトは、いくつかの非対称性を有する。

【0060】

例えば、図８Ｂに示されるように、固定フィンガ３２３及び第２の固定フィンガ３２４は、可動フィンガ３２１に対して互いに完全には対称的でなく、一端のみに定着されている。更に、第１のセットのフィンガアンカ３２５は、第２のセットのフィンガアンカ３２６と整列していない。

【0061】

そのような非対称性は、オフセット及び／又は直交誤差における変化を引き起こす。例えば、フィンガアンカが応力に起因して回転すると、可動フィンガ３２１と固定フィンガ３２３／３２４との間の感知ギャップは、変化し、望ましくないセンサオフセット又は直交誤差項につながる。

【0062】

図９Ａは、一実施形態による、完全に対称的な感知構造を有するＭＥＭＳジャイロスコープ３５０の平面図である。ＭＥＭＳジャイロスコープ３５０は、基板３１１と、プルーフマス３１２と、ばね３１３と、アンカ３１４と、駆動構造３１６と、容量性感知構造３３７と、を含む。図９Ｂは、図９ＡのＭＥＭＳジャイロスコープ３５０の容量性感知構造３３７のうちの１つの平面図である。

【0063】

図９Ｂに示されるように、容量性感知構造３３７は、プルーフマス３１２とともに移動する可動フィンガ３４１を含む。容量性感知構造３３７はまた、第１のセットのフィンガアンカ３４５によって基板３１１に定着されている第１のセットの固定フィンガ３４３と、第２のセットのフィンガアンカ３４６によって基板３１１に定着されている第２のセットの固定フィンガ３４４と、を含む。可動フィンガ３４１及び固定フィンガ３４３／３４４は、相互嵌合して、静電容量を感知するための櫛フィンガセットを形成する。

【0064】

図９Ａ及び図９Ｂを引き続き参照すると、各容量性感知構造のレイアウトは、完全に対称的である。

【0065】

例えば、図９Ｂに示されるように、容量性感知構造３３７の可動フィンガ３４１は、プルーフマス３１２の両側から対称的に延在し、第１のセットの固定フィンガ３４３及び第２のセットの固定フィンガ３４４に対して完全に対称的である。

【0066】

更に、図９Ｂに示される固定フィンガ３４３／３４４は、対称的に定着されている。対照的に、図８Ｂに示された固定フィンガ３２３／３２４は、各フィンガの一端のみに定着されている。

【0067】

更に、第１のセットのフィンガアンカ３４５は、第２のセットのフィンガアンカ３４６と整列している。そのようなアンカ共整列は、固定アンカの位置の差によって生成されるセンサオフセット及び／又は直交誤差を低減する。

【0068】

〔結論〕
前述の説明は、要素又は特徴を、ともに「接続される」又は「結合される」ものとして言及し得る。本明細書で使用される場合、特段の明示的な記載がない限り、「接続される」とは、１つの要素／特徴が別の要素／特徴に直接的又は間接的に接続されることを意味し、必ずしも機械的に接続されるとは限らない。同様に、特段の明示的な記載がない限り、「結合される」とは、１つの要素／特徴が別の要素／特徴に直接的又は間接的に結合されることを意味し、必ずしも機械的に結合されるとは限らない。このように、図に示される種々の概略図は、要素及び構成要素の例示的な構成を描写するが、追加の介在する要素、デバイス、特徴、又は構成要素は、実際の実施形態において存在する可能性がある（描写される回路の機能性が悪影響を受けないことを前提とする）。

【0069】

ある特定の実施形態が説明されてきたが、これらの実施形態は、単なる例として提示されており、本開示の範囲を限定することを意図されていない。実際に、本明細書で説明される新しい装置、方法、及びシステムは、種々の他の形態で具現化され得、更に、本開示の趣旨から逸脱することなく、本明細書で説明された方法及びシステムの形態において、種々の省略、置換、及び変更が行われ得る。例えば、開示された実施形態は、所与の構成で提示されているが、代替的な実施形態は、異なる構成要素及び／又は回路トポロジを有する同様の機能性を行い得、いくつかの要素を削除、移動、追加、細分化、組み合わせ、及び／又は修正を行い得る。これらの要素の各々は、種々の異なる方法で実装され得る。上で説明した種々の実施形態の要素及び行為の任意の好適な組み合わせを組み合わせて、更なる実施形態を提供することができる。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ定義される。

【0070】

ここで提示される特許請求の範囲は、ＵＳＰＴＯに出願するための単独従属形式であるが、任意の請求項は、明らかに技術的に実現可能でない場合を除いて、同じ種類の任意の先行する請求項に従属し得ることが理解されるべきである。

【符号の説明】

【0071】

１２ プルーフマス
３７、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、３３７ 容量性感知構造
４１、１４１、３４１ 可動フィンガ
４３、１４３、３４３ 第１のセットの固定フィンガ
４４、１４４、３４４ 第２のセットの固定フィンガ
４７ ｙ軸
４８ ｘ軸

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【外国語明細書】