專利名稱：微型機械結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括有可動元件的一種微型機械結構。具體地說，本發(fā)明涉及用于將這種可動元件與一個微電子機械系統(tǒng)(MEMS)的其他結構連接的結構。
在微電子領域中，目前的發(fā)展趨勢是走向更高度的集成化。同樣的情況也適用于微型機械領域。結果，因為電氣應用場合要求越來越小的元件，因此，專門設計用于微電子領域的微型機械元件必需更高度的集成化。
先前技術的微型機械元件是針對低頻(＜1MHz)應用情況來優(yōu)化設計的，并且主要用于慣性和壓力傳感器。用于可動終端裝置的1～5GHz應用場合的微型機械射頻(RF)元件的設計，對微切削加工結構提出了要求。這些要求有一部分是與在低頻微電子機械系統(tǒng)(MEMS)應用中的問題不相同的。
電容性微型機械結構的優(yōu)化是針對幾個參數(shù)進行的—對測量值或控制力的靈敏度(例如，加速度對電容的傳遞函數(shù)，控制電壓對電容的傳遞函數(shù))；—依賴于幾個其他裝置的參數(shù)的信噪比；—對于長時間周期和溫度的裝置的零點穩(wěn)定性。
當考慮使用情況，特別是測量或工作頻率時，這些優(yōu)化的標準轉換為更加具體的裝置要求。本發(fā)明涉及使用微型機械結構作為高頻應用場合的一部分的情況。這種應用場合的二個不同的例子為—MEMS射頻元件可調電容器和微型機械式的微動繼電器；—使用LC共振作為測量電子線路基礎的微型機械式低噪聲、高靈敏度的加速度計。
對于這二個應用場合，對裝置有幾個共同的要求—裝置的串聯(lián)電阻必需最小；—裝置的串聯(lián)(散逸)電感必需減至最小，并且是可重復的；—結構對溫度的依賴性必須盡可能小；和—寄生電容必需減至最小。
先前技術的微型機械結構大部分都是建筑在硅和多晶硅結構基礎的。多晶硅具有良好的機械性質，并且由多晶硅制造懸掛結構的工藝已研究得較透徹。然而，這些結構的主要缺點是串聯(lián)電阻大。串聯(lián)電阻可降低高頻時元件的Q值。
諸如低噪聲的射頻電壓控制的振蕩器(VCO)等許多裝置，由于振蕩器的相噪聲與1/QT2成正比(式中，QT為諧振器的總的Q值)，因此，要求具有高Q值的諧振裝置。由于濾波器的動態(tài)范圍與QT2成正比，因此，高動態(tài)范圍的濾波器也要求高Q值的諧振器。在1～2GHz頻率范圍內的質量因子受串聯(lián)電阻支配。以前，例如MEMS的可調電容器都是用多晶硅制造的，但串聯(lián)電阻低的要求已迫使要考慮金屬作為結構的材料。金屬，例如可以是金、銅、銀、鎳、鋁、鉻、高熔點金屬或幾種金屬的合金。
在電容性傳感器中，電容測量的極限分辨率受到檢測電容的串聯(lián)和/或并聯(lián)電阻限制。大多數(shù)先前技術的電容性慣性傳感器，都是由攙有雜質的單晶硅或多晶硅制成的，而且其導電率限制在較中等的值。另外，由于金屬/硅界面產生的附加的串聯(lián)電阻會使串聯(lián)電阻增大。由于有二個明顯的優(yōu)點1)金屬材料密度較高，這可使電容性傳感器的質量，因而也是其靈敏度增加；2)金屬導電率較高，這可減少電容性傳感器的電氣噪聲，因此，研究了基于金屬結構的慣性傳感器[1]，[2]。使用金屬材料制作了慣性傳感器的關鍵問題之一，是消除由基片和結構之間的熱膨脹系數(shù)的不匹配造成的熱應力。
這樣，金屬具有一些不利的特性，例如內在應力；這種內在應力可以造成懸掛結構的翹曲。另外，在MEMS過程中適用的大多數(shù)金屬的熱膨脹系數(shù)，與大多數(shù)基片材料—例如硅、石英或硼硅酸鹽玻璃—的熱膨脹系數(shù)非常不同。由于熱膨脹的不匹配造成的懸掛結構的熱應力可以在裝置中造成嚴重的熱依賴性。


圖1表示一個典型的微型機械橋。要求是使用最少的加工工序，來制造一個機械性能方面理想的固定器。利用圖1所示的方法，一種簡單的加工是有利的。這種金屬結構的一個缺點是內在應力和任何與溫度有關的應力都會使懸臂結構彎曲。
圖1表示帶有一個可動元件110和固定器130、132的微型機械金屬結構放置在硅基片150的頂部的情況。圖1還表示了絕緣層160和在基片上的固定電極140、142。由于溫度變化引起的金屬可動元件110的內應力的變化可由下式計算Δσ＝E·(α2-α1)·ΔT(1)式中E-楊氏模量；α1和α2-分別為金屬薄膜和硅基片的熱膨脹系數(shù)；ΔT-溫度變化。
對于在硅基片頂部的銅薄膜， 金屬中的應力對固定結構130和132產生一個力Feff。
圖2表示在升高的固定器結構上的力矩作用。我們假定，該懸掛結構在幾個點與基片連接；并且，基片和懸掛結構之間的熱膨脹不匹配，在該懸掛結構中引起應變。在圖2中，應變的作用表示成二個箭頭。圖2表示，曲升高的固定器造成的力矩使該懸掛結構彎曲(圖中的彎曲是夸大了的)。該懸掛結構的正常尺寸，例如可以為500微米(μm)長，1微米(μm)厚和在基片之上1微米(μm)。由于該結構會觸及表面，因此，甚至是一個非常小的彎曲力矩也會是災難性的。
圖3表示控制電壓與銅薄膜雙重支承梁的殘余應力的依賴關系。電容保持為常數(shù)，在這個情況下為0.9pF。梁的長度為0.5毫米(mm)，寬度為0.2毫米，厚度為0.5微米(μm)?？刂齐姌O與梁之間的間隙為1微米(μm)。圖3表明，控制電壓對較低的薄膜殘余應力是相當敏感的。
電容與溫度的依賴關系可按下式計算∂C∂T=∂C∂σ·∂σ∂T---(3)]]>對溫度的依賴關系隨著控制電壓增大而增大。例如，對于5兆帕(MPa)的殘余應力，在1伏(V)的控制電壓下，電容與溫度的依賴關系可為1％/℃；而在3伏(V)的控制電壓下，該依賴關系為24％/℃。如果裝置在低的控制電壓下工作，則必需將薄膜的殘余應力減至最小。這時，必需通過一些結構上的改造，將電容對溫度的依賴關系減至最小。
通過對該結構使用撓性的彈簧支承，可以減小電容對溫度的依賴關系。這種實現(xiàn)微型機械元件的先前技術的解決方法，例如在文獻[3]～[6]中有說明。然而，這些先前技術裝置的問題是1)串聯(lián)電阻太大；2)電容與溫度的依賴關系太大；3)散逸的電感太大。
因此，包括可動元件的先前技術的微型機械結構具有與上述要求有關的缺點。由于微型機械結構和基片的熱膨脹系數(shù)不匹配，先前技術的結構具有與溫度有依賴關系的缺點。在先前技術的射頻(RF)元件，例如可調電容器和基于可調的微型機械式電容器和集成電感器的諧振器中，串聯(lián)電阻和寄生電容也較大。這些因素可能導致微型機械元件的損失大，熱不穩(wěn)定性和不可靠。
本發(fā)明的目的就是要改進上述缺點，所發(fā)明的，用于將一個可動元件與其他微型機械結構連接的結構，可使將對溫度的依賴關系、串聯(lián)電阻、散逸電感和寄生電容減至最小的工作容易進行。因此，本發(fā)明對微型機械元件，特別是在射頻(RF)應用場合下的微型機械元件的穩(wěn)定性和可靠性提出了重大的改進。
根據本發(fā)明的，用于將一個具有一個特征運動方向的可動元件，與微型機械元件的一個固定結構-例如基片連接的結構的特征在于，該結構包括至少一個用于將該可動元件與固定結構連接的連接裝置；和至少一個在與該可動元件的特征運動方向基本上垂直的方向上，允許該可動元件和其他結構之間，有不同的熱膨脹的撓性裝置，其特征還在于，所述連接裝置和/或撓性裝置，在該可動元件的特征運動方向上得到增強，變成基本上非撓性的裝置。
本發(fā)明還涉及一個包括上述結構的微型機械元件。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例將在相關的權利要求中進行說明。
實現(xiàn)本發(fā)明的一個思路是使用一個附加層，例如一個金屬層，以形成對于懸掛結構盡可能接近理想的邊界條件。使用以下的一個或幾個詳盡的構想，可以最有利地實現(xiàn)本發(fā)明的概念1)使偏轉的金屬薄膜機械地與基片分離，并且該金屬薄膜由以下元件構成a)任何形狀的膜片、隔膜或金屬薄膜；b)周圍的框架，該框架可為任何形狀，只要對于由二個相對的固定器形成的軸線對稱即可；c)在該框架的角落上，形成使該偏轉元件與該框架連接的內彈簧；d)在形成該框架的梁的中間，使該框架與基片固定；e)使該框架與基片固定器進一步連接的隨意的外橫梁；該結構還可進一步用圖9A所示的對稱結構來表征(在本發(fā)明的以下部分將作更詳細的說明)；和f)使該框架與基片固定的結構是溫度補償式的。
該結構所實現(xiàn)的可動元件的機械分離幾乎是完美無缺的。然而，這個優(yōu)選實施例的平面結構的缺點是，由于在框架或可動元件中的內在(殘余)應力的影響，該框架的幾個角可能會在與基片平面垂直的方向(垂直方向)上翹曲。
2)使該框架的垂直厚度比該可動元件的垂直厚度大，這樣來消除結構的翹曲。另一種獲得剛性的垂直結構的可能性是使用成形輪廓的幾何形狀。
本發(fā)明可以利用通常稱為微型系統(tǒng)工藝(MST)或微電子機械系統(tǒng)(MEMS)的新的制造工藝來實現(xiàn)。這些制造工藝可以在硅晶片或任何其他基片材料的頂面上制造可動結構。優(yōu)選的方法是基于在制造過程中，在可動結構下面沉積一個犧牲材料層(二氧化硅或聚合物薄膜)。在最后的制造工序過程中，通過腐蝕掉該犧牲層，而取出可動的機構結構。
本發(fā)明用幾種方法來改進先前技術的裝置(金屬薄膜結構在硅基片頂面上)—由于幾何形狀對稱，偏轉薄膜的熱誘導產生的應力減小至低于0.5MPa的水平；—由于從該薄膜至固定器有8條平行的電流通道，因此，串聯(lián)電阻低于0.1歐(Ω)；—由于從該薄膜至固定器有8條平行的電流通道，因此，串聯(lián)(散逸)電感低于0.1毫微亨利(nH)；
—由于薄膜應力小，因此，控制電壓可能達到較低(3～5V)；和—機械分離結構的翹曲??；—去除幾乎所有的，由于熱膨脹不匹配產生的加在懸掛結構上的應力；—緩和在懸掛結構中的內在應力；—彈簧結構的串聯(lián)電阻小于在先前的彈簧結構中的串聯(lián)電阻；—在其他自由度方面剛性非常大的結構。剛性的邊界可防止翹曲，并且可將電容器制造得比在先前結構中的電容器大些；—消除由于厚的固定器的熱變形造成的力矩作用。
下面，將根據附圖，參照示例性的實施例，更詳細地說明本發(fā)明，其中圖1表示一種先前技術的微型機械橋；圖2表示在先前技術的微型機械橋的固定器上的力矩影響；圖3表示在一個先前技術的微電子機械電容器中，接通電壓與橋的殘余應力的函數(shù)依賴關系；圖4A表示根據本發(fā)明的固定器的一個例子；圖4B表示一個厚的固定器的變形；圖4C表示可以消除由厚的固定器的變形造成的影響的、根據本發(fā)明的對稱的固定器的一個例子；圖4D表示可從消除由厚的固定器的變形造成的影響、根據本發(fā)明的對稱的固定器的另一個例子；圖5為根據本發(fā)明的一種微型機械橋的一個例子；圖6表示在根據本發(fā)明的一個示例性微型機械橋中的彈簧和固定器元件的一個橫截面；圖7為根據本發(fā)明的，包括一個彈簧元件的微型機械橋的一個例子；圖8表示根據本發(fā)明的一塊方形電極板的連接結構的一個例子；圖9A表示根據本發(fā)明的一個矩形膜片的優(yōu)選的連接結構；圖9B表示由一個固定框架懸掛起來的一塊膜片；圖9C表示由二個固定器固定的一個對稱框架；
圖9D表示圖9B所示的連接結構的典型尺寸；圖9E表示一個框架橫梁由成形輪廓幾何形狀增強的橋式電容器的簡化的頂視圖和橫截面圖；圖9F表示根據本發(fā)明的一個帶有溫度補償結構的加速度傳感器；圖10表示一個微型機械電容器的等效交流電路；圖11A表示根據本發(fā)明的，帶有一個矩形電極板的框架的連接結構的第一個實施例；圖11B表示根據本發(fā)明的，帶有一個矩形電極板的框架的連接結構的第一個實施例；圖11C表示根據本發(fā)明的，帶有一個矩形電極板的框架的連接結構的第一個實施例；圖11D表示根據本發(fā)明的，帶有一個矩形電極板的框架的連接結構的第一個實施例；圖12A表示在一個生產根據本發(fā)明的結構的示例性過程中，在1210-1240工序以后的一個生產樣品的橫截面；和圖12B表示在一個生產根據本發(fā)明的結構的示例性過程中，在1250-1270工序以后的一個生產樣品的橫截面。
圖1～圖3在上面說明先前技術時已經作了說明。
圖4A表示根據本發(fā)明的一個示例性固定器的橫截面。一個厚的第二個層430B沉積在構成懸掛結構410的固定器的區(qū)域430A上。這個第二個層可以消除由于升高的固定器結構的彎曲造成的，對懸掛結構的扭曲影響；并且，如果第二個層是由導電材料制成，則該第二個層還可減小裝置的串聯(lián)電阻。最好，該第二個層為一個金屬層，但也可用其他材料制造。
當微型機械固定結構較厚時，由于膜片410的熱膨脹，該固定結構產生較大的變形。這點在圖4B中表示。圖中顯示，當固定器430固定在基片450上時，其底部不能隨溫度變化改變其尺寸。然而，厚的固定結構的上部可以隨溫度變化改變其尺寸。這就形成了對懸掛結構的一個力矩M，造成該裝置的性能與溫度有依賴關系。
圖4C和4D表示可以消除這種影響的二個固定結構的頂視圖和橫截面圖。該二個結構是基于一個帶有與基片對稱連接的二個固定點的固定結構，因此，從這二個固定點產生的力矩互相抵消。在圖4C所示的方案中，有二個圍繞著框架480的一個截面對稱配置的固定點430p和430q，因此，由第一個固定點430p產生的力矩被由第二個固定點430q產生的力矩抵消。在圖4D所示的方案中，也有二個圍繞著框架480的截面的一個突出部分481對稱配置的固定點430r和430s，因此，由第一個固定點430r產生的力矩，被由第二個固定點430s產生的力矩抵消。
圖5表示根據本發(fā)明的一個微型機械橋的例子。該橋包括在懸掛結構510和固定器530與532之間的二個彈簧結構570、572。該彈簧結構可以降低由于該基片和懸掛結構之間熱膨脹的不匹配所產生的應力。另外，該彈簧結構還可以翻放在制造過程中，在該懸掛結構中所產生的內在應力。
圖6表示在根據本發(fā)明的一個示例性微型機械橋中的彈簧和固定器元件的橫截面。固定器630由第一個金屬層630A和第二個金屬層630B組成。在由第一個金屬層670A和第二個金屬層670B組成的彈簧元件670中，也使用了增強結構。圖6還表示了懸掛結構610和基片650。
當用于可調電容器時，彈簧結構有幾種實現(xiàn)方式。第一種實現(xiàn)方式表示在圖4和圖5中，其中，在梁的兩端都使用了彈簧結構，以降低對溫度的依賴關系，而不致明顯地增加串聯(lián)電阻。圖7表示第二種實現(xiàn)方式，在該方式中，在梁的中心放置了一個增強的彈簧770，并將該梁分割成二個部分710和712。固定器730和732直接與該梁的二個部分710，712連接。
圖8表示根據本發(fā)明的一塊方形電極板的示例性連接結構。在這個實施例中，第二個金屬層形成一個增強的框架880、880A，880B；該框架為可動電極810提供堅固的邊界結構，從而可以防止膜片式電容器結構的扭曲。扭曲會限制薄膜電容器的尺寸，因此，由第二個噴鍍金屬層形成的堅固的邊界結構可使連接結構做得大得多；另外還可減小串聯(lián)電阻?？蚣?80利用四根彈簧870、872、874和876，與固定器830、832、834和836連接。固定器和彈簧兩者都是增強型結構(872A、872B、876A、876B)。
圖9A表示根據本發(fā)明的矩形電極板使用一個框架的一種優(yōu)選的連接結構。在這個實施例中，第二個金屬層形成一個增強的框架980，該框架通過內部彈簧990、992、994和996，從四個角落與可動薄膜910連接，這樣，可防止薄膜式電容器結構扭曲。該框架通過四個固定器930、932、934和936與基片連接，而這些固定器又通過也可用作彈簧的外部梁970、972、974和976，與該框架連接。這些固定器和彈簧的結構也可以是增強的。
圖9B和9C表示帶有一個框架的結構的其他可能的幾何形狀。圖9C表示在二個固定點930和932之間，沿著軸線957對稱的框架980的一個實施例，該框架與二個固定點為撓性連接。設置了一個橫梁955，使得在沒有其他固定點的情況下，該框架成為剛性框架。膜片910固定在這個剛性的框架上。圖9D表示圖9B所示結構的典型尺寸。圖中所示的典型尺寸以微米為單位。圍繞著補償熱應力的薄膜的框架寬度一般約為20微米(μm)，其厚度約為10(μm)。該框架的剛性足以防止結構的扭曲。當在中心的薄膜作為可調電容器使用時，其典型的厚度為1微米(μm)。該薄膜側邊的典型尺寸為50～500微米(μm)。圖9D還表示，為了不使膜片長度的任何伸長通過固定器930和932波及基片，使用了二個外部梁998、999。
圖9A～9B所示的實施例具有下列特點a)薄膜910是矩形的，最好是方形的；b)周圍的框架980是一個連續(xù)的矩形(方形)結構；c)內部彈簧990、992、994和996在該框架的四個角落上，使薄膜與框架連接；d)框架980在構成框架的梁的中間，與基片固定；e)該結構可以具有任意的、進一步使該框架與基片固定器連接的外部梁。
該結構最好是對稱的?？蚣芘c基片的固定和薄膜與框架的固定最好彼此成45°。如果該結構能使膜片與基片機械上分離是最優(yōu)的。
測量顯示，圖9A所示的結構幾乎可以完全防止由于溫度變化引起的薄膜中應力的變化。該薄膜周圍的框架在熱應力作用下會變形，但薄膜則大部分保持原封不動。在一個通常的橋結構在懸掛著的薄膜中誘導產生100兆帕(MPa)的熱應力的情況下，圖9A所示結構的薄膜中的熱應力小于0.5MPa。在這個測量中，溫度變化為50℃，這在移動裝置的環(huán)境中是有可能的。
如上所示，通過使用較厚的材料來制造框架，使整個框架在薄膜的特征運動方向較厚，就可以增強該框架，防止該框架在薄膜的特征運動方向上運動。另一種增強框架的方法是使用成形輪廓的幾何形狀作為框架的橫截面。上述框架上的梁的幾何形狀可以是，例如，“U”形、“T”形輪廓的形狀。圖9E表示由用成形輪廓幾何形狀增強的框架980包圍的一個橋式電容器的簡化的頂視圖和橫截面圖。這種增強結構不但可以用在例如圖9A～9D所示的例子那樣的，使用一個框架的實施例中；而且可以用在諸如圖5～7所示的例子那樣的其他實施例中。
圖9F表示利用所發(fā)明的溫度補償結構實現(xiàn)帶有慣性質量914的加速度傳感器的情況。由理論可知，測量電容性結構中位移的最精確的方法是利用電感線圈調節(jié)電容式傳感器。用電感線圈調節(jié)電容式傳感器時，電容式傳感器的分辨率的改善，與調節(jié)線路的Q值成反比。結論是只有當調節(jié)線路的Q值較大，即Q＞100時，射頻(rf)測量原理才可以改善測量的分辨率?，F(xiàn)代化的微型機械式加速度計的串聯(lián)電阻較大，因此其Q值低。根據本發(fā)明的加速度計使用厚度為12微米的400×400微米2(μm2)的平板，加速度計的靈敏度可達到10-2微米/g(μm/g)，這對于50g的測量范圍是最優(yōu)的。
圖10表示圖9A所示的可調電容器的等效電路。表1列出了圖9A所示結構的電氣參數(shù)的說明及一些典型的值。
表1 圖10所示的等效電路的參數(shù)
表1中的值表明，串聯(lián)電阻和電感的值都非常小，這就使該電容器結構非常適合于高頻應用。
圖11A～11D表示帶有一個連接框架的可調電容器的四種實現(xiàn)方式，和一個可調電容器連接在一個共面的波導管(CPW)線路中的情況。在圖11A和11B所示的實施例中，框架1180從二個固定點1132、1136與地線1140、1142接地；而在圖11C和11D所示的實施例中，該框架從所有四個固定點1130、1132、1134、1136與地線1140、1142接地。薄膜1110從所有角落，在機械和電氣方面與該框架1180連接。
在圖11A和11B所示的實施例中，信號電極1145也可以用作控制電極，但圖11C和11D所示的實施例包括有一個單獨的信號電極1146，而電容則由單獨的控制電極1147、1148控制。在圖11C和11D中還表示了在薄膜1110下面的信號電極和控制電極。在所有四個實施例中，薄膜本身都是相同的。
在圖11A～11D所示的實施例中，可動的薄膜接地，并且“工作中的”信號電極和控制電極固定在基片上，這可使與薄膜的電氣連接更方便。這樣也可以使電容器的工作電極(hot electrode)和基片接地電位之間的寄生電容減至最小。但是，也可以使用可動薄膜作為工作電極，而使用基片的固定電極作為接地電極。
圖12A和12B說明制造所發(fā)明的結構的一個典型的工藝過程的幾個階段，在工序1210中，首先，在基片1211上逐漸形成一個保護性的氮化物層1212；并且在該氮化物層上沉積一個聚合物層1213。聚合物可以通過，例如，旋轉來沉積。在下一個1220工序中，進行最初的金屬版印刷，并且在聚合物上作出固定器開口的圖形。接著是1230工序，進行種子層(seed layor)1234的沉積，和在種子層上作出圖形；然后是在1240工序中進行電鍍。第一次電鍍在聚合物犧牲層上形成一個薄(例如厚度為1微米(μm))的金屬層1245。
在1250工序中，沉積第二個聚合物層1256；然后，利用第三個金屬版印刷工序，部分地去除聚合物。在1260工序中，可看見第一個金屬結構的一部分，并利用該一部分作為第二次電鍍的種子層。這次電鍍可形成厚的金屬層(例如，厚度為10微米(μm))1267，該厚的金屬層可使固定器穩(wěn)定，并構成和增強上述的彈簧。在最后的1270工序中，將犧牲層1278腐蝕掉，這樣，就形成了懸掛結構。
上面，參照上述的實施例說明了本發(fā)明，并且顯示了本發(fā)明的幾個工業(yè)上使用的優(yōu)點。顯然，本發(fā)明不僅僅限于這些實施例，在本發(fā)明思路的下面的專利權利要求書的精神和范圍內，它包括所有可能的實施例。例如，本發(fā)明的微型機械結構的思想，不僅僅局限于使用在可調電容器中，它也可用在許多其他的元件和用途中。本發(fā)明的一個示例性應用是例如加速度計一類的慣性傳感器，或者角速度傳感器。在這種應用中，可以利用本發(fā)明，在引入大的慣性質量的同時，達到低的串聯(lián)電阻和大的Q值。本發(fā)明也不限于只是使用上面提到的材料。例如，增強結構可以包括薄膜和/或電鍍的金屬，它也可以包括多晶硅和/或單晶硅，或者可以包括絕緣薄膜。
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權利要求
1.一種將具有一個特征運動方向的可動元件(910)，與諸如基片(950)那樣的一個微型機械部件的一個固定結構連接的結構，其特征在于，該結構包括至少一個將該可動元件與該固定結構連接的連接裝置(930～936)；至少一個允許在該可動元件與其他結構之間，沿基本上與該可動元件的特征運動垂直的方向有不同的熱膨脹的撓性裝置(980，990～996)；其中，所述連接裝置(930～936)和/或撓性裝置(980，990～996)在該可動元件的特征運動方向上，被增強到基本上成非撓性的。
2.如權利要求1所述的結構，其特征為，所述撓性裝置(980)位于所述可動元件(910)和所述連接裝置(930～936)之間。
3.如權利要求1所述的結構，其特征為，該撓性裝置(990～996)放在所述可動元件內。
4.如上述權利要求中任何一條所述的結構，其特征為，該撓性裝置包括一個框架(980)，該框架與可動元件(910)及用于使該可動元件撓性地與其連接的連接裝置(930～936)連接。
5.如上述權利要求中任何一條所述的結構，其特征為，通過增加材料的厚度，使結構增強。
6.如上述權利要求中任何一條所述的結構，其特征為，利用斷面幾何形狀使該結構增強。
7.如上述權利要求中任何一條所述的結構，其特征為，該增強結構包括薄膜和/或電鍍金屬。
8.如權利要求1～6中任何一條所述的結構，其特征為，該增強結構包括多晶硅和/或單晶硅。
9.如權利要求1～6中任何一條所述的結構，其特征為，該增強結構包括絕緣薄膜。
10.如權利要求4所述的結構，其特征為，該框架從其內部與可動元件固定，并且該框架從其外部與連接裝置固定。
11.如權利要求4所述的結構，其特征為，該連接裝置至少在二個圍繞著所述框架(480)的一部對稱配置的單獨的固定點(430p，430q，430r，430s)，與一個固定結構連接。
12.如權利要求4所述的結構，其特征為，框架(980)從該框架的四個角落(990～996)，與該可動元件(910)固定；并且該框架(980)從該框架梁綿中間與連接裝置(930～936)固定。
13.如上述權利要求中任何一條所述的結構，其特征為，該可動元件為一個偏轉膜片。
14.如上述權利要求中任何一條所述的結構，其特征為，該可動元件為一個可調電容器的電極。
15.如權利要求1～12中任何一條所述的結構，其特征為，該可動元件的厚度增大，形成慣性傳感器的一個慣性質量(914)。
16.一種微型機械零件，其特征為，它包括如上述權利要求中任何一條所述的結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括可動元件的一種微型機械結構。具體地說,本發(fā)明涉及一種用于將這種可動元件與一種微電子機械系統(tǒng)(MEMS)的其他結構連接起來的結構。本發(fā)明的特征在于,該結構包括至少一個用于將該可動元件與固定結構連接起來的連接裝置(930～936);和至少一個可允許在該可動元件與其他結構之間,在基本上與該可動元件的特征運動垂直的方向上的不同的熱膨脹的撓性裝置(980,990～996)。其特征還在于,所述連接裝置和/或撓性裝置,在該可動元件的特征運動方向上被增強。
文檔編號B81B3/00GK1344670SQ01141039
公開日2002年4月17日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權日2000年10月2日
發(fā)明者H·尼米寧, T·賴海寧, V·埃莫洛夫, S·斯蘭托 申請人:諾基亞移動電話有限公司