一个实例包括用于对动作进行感应的微机电芯片，包括：固定部分；连接到所述固定部分的锚；在所述锚的一侧连接到所述锚的第一非线性悬吊构件；在所述锚的所述一侧连接到所述锚的第二非线性悬吊构件，所述第二非线性悬吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关于锚二等分面成镜像关系的形状和位置；以及平面形的质量块，所述质量块至少部分地由所述第一非线性悬吊构件和所述第二非线性悬吊构件悬吊，从而所述质量块能够围绕所述锚旋转并能够在平行于所述固定部分的平面中滑动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于共振微细加工装置的减小转向差的挠曲支承部优先权要求及相关申请本申请要求于2010年9月18日递交的题为“LOW-QUADRATURESUSPENSIONSYSTEMFORMULTI-AXISGYROSCOPES”的美国临时专利申请序号No.61/384,247及于2010年9月20日递交的题为“IMPROVEDQUADRATUREREDUCTIONSTRUCTUREFORRESONATINGMICROMACHINEDDEVICES”的美国临时专利申请序号No.61/384,512的优先权，其全部内容通过引用并入本文。本申请涉及于2010年8月3日递交的题为“MICROMACHINEDINERTIALSENSORDEVICES”的美国专利申请序号No.12/849,742、于2010年8月3日递交的题为“MICROMACHINEDDEVICESANDFABRICATINGTHESAME”的美国专利申请序号No.12/849,787及于2010年9月18日递交的题为“MICROMACHINEDMONOLITHIC6-AXISINERTIALSENSOR”的美国临时专利申请序号No.61/384,240，其全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
转向差误差是限制微细加工传感器(如陀螺仪)性能的主要因素之一。考虑到驱动震荡和感应震荡的相对量级，即使极小部分驱动动作耦合进感应模式都可能支配科氏力(Coriolis)响应。实际上，制作的不完善可导致不理想的几何结构，如陀螺仪结构。不理想的几何结构会使得驱动震荡部分耦合到感应模式。即使存在几种交叉耦合的方法，如弹性、粘性和静电耦合方法，但在某些情况下，由于悬吊元件中的非等弹性，弹性耦合在幅度上的增加超过期望水平。在具有面外(out-of-plane)工作模式的传感器系统中(如陀螺仪系统)，面内方向和面外方向之间的非等弹性是转向差误差的主导根源。深反应离子刻蚀(deepreactive-ionetching，“DRIE”)中的侧壁偏斜或倾斜能够导致挠曲支承部的截面从矩形偏离为平行四边形，导致悬吊器的挠曲支承部的弹性主轴从平行正交偏离到装置表面。在一个实例中，单轴或多轴的微细加工传感器结构(如陀螺仪结构)要受到至少部分由DRIE刻蚀倾斜导致的高转向差误差的影响。而且，现有的共振器依赖于简单的直线形挠曲支承部来形成挠曲结构以允许装置在共振中移位。当刻蚀在挠曲支承部中产生变形，会造成重大问题，引起很大的非期望的移位，且通常会驱使感应机构。
技术实现思路
附图说明在附图(其不一定按比例绘制)中，相似的附图标记可在不同的视图中表示相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同例子。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所论述的各个实施例。图1例示出根据一个实例的包括悬吊结构的传感器结构；图2A例示出根据一个实例的悬吊器的部分；图2B例示出一个实例中的处于顶部部分向上弯曲的弯曲状态下的图8A所示的悬吊器；图2C例示出一个实例中的处于顶部部分向下弯曲的弯曲状态下的图8A所示的悬吊器；图3例示出根据一个实例的悬吊结构围绕z轴的扭转动作；图4例示出根据一个实例的悬吊结构围绕x轴的扭转动作；图5例示出根据一个实例的悬吊结构围绕y轴的扭转动作；图6例示出根据一个实例的包括低转向差误差悬吊器的二轴陀螺仪；图7例示出根据一个实例的包括低转向差误差悬吊器的三轴陀螺仪；图8例示出一个实例的悬吊器的转向差误差；图9例示出根据一个实例的驱动模式；图10例示出根据一个实例的有四个弯曲部的挠曲支承部；图11例示出根据一个实例的挠曲支承部，所述挠曲支承部包括挠曲的挠曲支承部和不挠曲的挠曲支承部；图12例示出根据一个实例的挠曲支承部，所述挠曲支承部包括比图11所示的挠曲支承部短的挠曲的挠曲支承部和比图11所示的不挠曲的挠曲支承部短的不挠曲的挠曲支承部；图13A例示出根据一个实例的具有很大间隙的悬吊器；图13B例示出与挠曲支承部的挠曲度相关的应力；图14例示出根据一个实例的包括Z字形部的悬吊器；图15例示出根据一个实例的绕z轴扭转挠曲的图14所示的悬吊器；图16A例示出根据一个实例的绕z轴扭转挠曲的图14所示的悬吊器；图16B例示出根据一个实例的围绕y轴挠曲的图14所示悬吊器；图16C例示出根据一个实例的围绕x轴挠曲的图14所示悬吊器；图16D例示出根据一个实例的沿y轴移位挠曲的图14所示的悬吊器；图17例示出根据一个实例的制造低转向差误差悬吊器的方法。具体实施方式多余的侧壁挠曲可能消极地影响挠曲支承部(“挠曲部”)的性能，所述挠曲支承部例如为支撑诸如芯片的微机电系统(“MEMS”)结构的一个或多个部分的挠曲支承部。在一个实例中，例如当斜轴沿着挠曲支承部或梁(beam)的长度时，如果一个或多个侧壁具有角误差，则面内驱动(in-planedrive)动作会导致面外动作。在一个实例中，当倾斜的柔韧或柔性的挠曲支承部或梁位于驱动动作的相反侧时，产生的面外偏转可能导致或促成转向差误差(quadratureerror)。在一个实例中，低转向差悬吊系统(low-quadraturesuspensionsystem)致力于减少或消除不期望的面外动作。图1示出了根据一个实例的包括悬吊结构的传感器结构。多种实例公开了用于传感器的低转向差悬吊系统。在一个实例中，悬吊结构可用在具有质量块(proof-mass)，如单个质量块104的扭转多轴微细加工陀螺仪系统中。在一个实例中，质量块104在其中心处通过单个的中心锚106悬吊。在一个实例中，一个或多个挠曲支承部将所述锚106连接到质量块104，如连接到质量块的主框架116。在一个实例中，一个或多个挠曲部允许质量块围绕三个垂直的轴扭转地震荡(oscillate)。在一个实例中，悬吊挠曲支承部或梁提供面内偏转和面外偏转，允许质量块围绕x轴、y轴和z轴扭转地震荡。一个实例包括固定部分118，其中锚106连接至固定部分118。在一个实例中，第一非线性悬吊构件108在锚的一侧连接至锚106。在一个实例中，第二非线性悬吊构件120在锚的同一侧连接至锚106，所述第二非线性悬吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关于锚二等分面122(如x-z面)成镜像关系的形状和位置。多种实例包括平面式的质量块104，所述质量块至少部分地由第一非线性悬吊构件108和第二非线性悬吊构件120悬吊，使得质量块可围绕锚106旋转且可在平行于所述固定部分的平面(如x-y面)中滑动。在一个实例中，C形挠曲支承部108包括连接到锚106且向锚二等分面122延伸的内部部分110以及具有近端部分和远端部分的中心部分114，其中近端部分连接至内部部分110，远端部分沿锚二等分面122延伸远离锚106且连接到延伸远离锚二等分面122的外部部分112。在一个实例中，中心部分114垂直于内部部分110和外部部分112。在一个实例中，中心部分114平行于锚二等分面122。在一个实例中，锚106、第一非线性悬吊构件108、第二非线性悬吊构件120和质量块104由整体式材料(monolithicmaterial)形成。在一个实例中，固定部分118包括与锚106、第一非线性悬吊构件108、第二非线性悬吊构件120和质量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.18 US 61/384,247;2010.09.20 US 61/384,5121.一种用于对动作进行感应的微机电芯片，包括：固定部分；连接到所述固定部分的锚；在所述锚的一侧连接到所述锚的第一非线性悬吊构件；在所述锚的所述一侧连接到所述锚的第二非线性悬吊构件，所述第二非线性悬吊构件具有与所述第一非线性悬吊构件关于锚二等分面成镜像关系的形状和位置；以及平面形的质量块，所述质量块至少部分地由所述第一非线性悬吊构件和所述第二非线性悬吊构件悬吊，从而所述质量块能够围绕所述锚旋转并能够在平行于所述固定部分的平面中滑动。2.根据权利要求1所述的芯片，其中所述第一非线性悬吊构件为C形。3.根据权利要求2所述的芯片，其中所述C形包括连接到所述锚并且朝向所述锚二等分面延伸的内部部分以及具有近端部分和远端部分的中心部分，其中所述近端部分连接到所述内部部分，所述远端部分沿所述锚二等分面延伸远离所述锚且连接到延伸远离所述锚二等分面的外部部分。4.根据权利要求3所述的芯片，其中所述第一非线性悬吊构件的所述外部部分具有连接到所述第一非线性悬吊构件的所述中心部分的近端部分，及延伸远离所述锚二等分面的远端部分；所述第一非线性悬吊构件的第四部分，在其近端部分处连接到所述外部部分的所述远端部分，并朝向所述锚延伸至所述第四部分的远端部分，所述第四部分的远端部分连接到所述第一非线性悬吊构件的朝向所述锚二等分面延伸的第五部分。5.根据权利要求3-4中任一项所述的芯片，其中所述内部部分和所述外部部分是线性且平行的。6.根据权利要求5所述的芯片，其中所述中心部分垂直于所述内部部分和所述外部部分。7.根据权利要求3所述的芯片，其中所述中心部分平行于所述锚二等分面。8.根据权利要求3所述的芯片，其中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·阿卡，约翰·加德纳·布卢姆斯伯，
申请(专利权)人：快捷半导体公司，
类型：
国别省市：
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