專利名稱：微機(jī)械壓電z軸陀螺儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及機(jī)電系統(tǒng)，尤其涉及多軸陀螺儀和加速計(jì)。相關(guān)技術(shù)描述機(jī)電系統(tǒng)包括具有電氣及機(jī)械元件、致動(dòng)器、換能器、傳感器、光學(xué)組件(例如，鏡子)以及電子器件的設(shè)備。機(jī)電系統(tǒng)可以在各種規(guī)模上制造，包括但不限于微米級(jí)和納米級(jí)。例如，微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件可包括具有范圍從大約一微米到數(shù)百微米或以上的大小的結(jié)構(gòu)。納米機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)器件可包括具有小于一微米的大小(包括，例如小于幾百納米的大小)的結(jié)構(gòu)。機(jī)電元件可使用沉積、蝕刻、光刻和/或蝕刻掉基板和/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電氣及機(jī)電器件的其它微機(jī)械加工工藝來制作。一種類型的機(jī)電系統(tǒng)器件被稱為干涉測量(interferometric)調(diào)制器(IM0D)。如本文所使用的，術(shù)語干涉測量調(diào)制器或干涉測量光調(diào)制器是指使用光學(xué)干涉原理來選擇性地吸收和/或反射光的器件。在一些實(shí)現(xiàn)中，干涉測量調(diào)制器可包括一對導(dǎo)電板，這對導(dǎo)電板中的一者或兩者可以是完全或部分透明的和/或反射性的，且能夠在施加恰適電信號(hào)時(shí)進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)。在一實(shí)現(xiàn)中，一塊板可包括沉積在基板上的靜止層，而另一塊板可包括與該靜止層分離一氣隙的反射膜。一塊板相對于另一塊板的位置可改變?nèi)肷湓谠摳缮鏈y量調(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。干涉測量調(diào)制器器件具有范圍廣泛的應(yīng)用，且預(yù)期將用于改善現(xiàn)有產(chǎn)品以及創(chuàng)造新產(chǎn)品，尤其是具有顯示能力的那些產(chǎn)品。
近來，對制造小型陀螺儀和加速計(jì)的興趣在增長。例如，一些陀螺儀和/或加速計(jì)已被納入移動(dòng)設(shè)備(諸如移動(dòng)顯示設(shè)備)中。雖然此類陀螺儀和加速計(jì)在某些方面是令人滿意的，但是將期望提供改善的小型陀螺儀和加速計(jì)。概述本公開的系統(tǒng)、方法和設(shè)備各自具有若干個(gè)創(chuàng)新性方面，其中并不由任何單個(gè)方面全權(quán)負(fù)責(zé)本文中所公開的期望屬性。本公開中所描述的主題內(nèi)容的一個(gè)創(chuàng)新性方面可實(shí)現(xiàn)在陀螺儀中，該陀螺儀包括中心錨、部署在該中心錨周圍的感測框架、配置成用于將該感測框架連接至該中心錨的多 個(gè)感測梁和部署在該感測框架周圍且耦合至該感測框架的驅(qū)動(dòng)框架。該驅(qū)動(dòng)框架可包括第一側(cè)和第二側(cè)。該陀螺儀可包括部署在該感測框架的相對側(cè)上的多個(gè)驅(qū)動(dòng)梁。這些驅(qū)動(dòng)梁可配置成基本上在該驅(qū)動(dòng)框架的平面內(nèi)在沿第一軸的第一方向上驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)框架的該第一側(cè)。這些驅(qū)動(dòng)梁可進(jìn)一步配置成在沿第一軸的第二且相反方向上驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)框架的該第二側(cè)。該陀螺儀可包括驅(qū)動(dòng)框架懸掛，其配置成基本上將該驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)限制為沿該第一軸的基本線性位移的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)框架懸掛可包括配置成用于將該感測框架耦合至該驅(qū)動(dòng)框架的多個(gè)撓曲件。該驅(qū)動(dòng)框架懸掛可包括多個(gè)撓曲件。該多個(gè)撓曲件中的每個(gè)撓曲件可配置成用于將一對驅(qū)動(dòng)梁耦合至該驅(qū)動(dòng)框架。該陀螺儀還可包括感測框架懸掛，其配置成順從于繞與該第一軸正交的第二軸的旋轉(zhuǎn)。該感測框架懸掛可配置成抵抗沿該第一軸的運(yùn)動(dòng)。該感測框架懸掛可包括在該中心錨與該感測框架之間的多個(gè)槽。該感測框架可與該驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)基本上解耦。該多個(gè)感測梁可包括從該中心錨的第一側(cè)沿該第一軸延伸的第一對感測梁和從該中心錨的第二側(cè)沿基本上垂直于該第一軸的第二軸延伸的第二對感測梁，該中心錨的該第二側(cè)毗鄰于該中心錨的該第一側(cè)。該感測框架懸掛可包括槽，該槽沿該第一對感測梁中的第一感測梁延伸、沿該中心錨延伸至該第二對感測梁且沿該第二對感測梁中的第二感測梁延伸。該多個(gè)驅(qū)動(dòng)梁可包括位于該感測框架的相對側(cè)上的多對驅(qū)動(dòng)梁。這多對驅(qū)動(dòng)梁可以沿基本上垂直于該第一軸的第二軸部署。這些驅(qū)動(dòng)梁可配置成通過向每一對驅(qū)動(dòng)梁施加反相電壓來被致動(dòng)。該陀螺儀還可包括配置成調(diào)諧驅(qū)動(dòng)框架運(yùn)動(dòng)的諧振頻率的靜電致動(dòng)器陣列。該靜電致動(dòng)器陣列可配置成抑制從該驅(qū)動(dòng)框架向該感測框架的正交耦合。這些驅(qū)動(dòng)梁和/或感測梁可包括壓電層。該感測框架和/或驅(qū)動(dòng)框架可至少部分地由電鍍金屬形成。該驅(qū)動(dòng)框架可包括沿與該第一軸基本上垂直的軸形成的多個(gè)槽。本文中還提供了制造陀螺儀的方法。一些此類方法可涉及在基板上沉積電極、形成中心錨、形成部署在該中心錨周圍的感測框架以及形成多個(gè)感測梁。這些感測梁中的每一個(gè)感測梁可包括感測電極，諸如壓電感測電極。這些感測梁可配置成用于將該感測框架連接至該中心錨。一些此類方法可涉及形成驅(qū)動(dòng)框架以及形成多個(gè)驅(qū)動(dòng)梁。該驅(qū)動(dòng)框架可部署在該感測框架周圍且耦合至該感測框架。該驅(qū)動(dòng)框架可包括第一側(cè)和第二側(cè)。該多個(gè)驅(qū)動(dòng)梁可部署在該感測框架的相對側(cè)上。這些驅(qū)動(dòng)梁可配置成在該驅(qū)動(dòng)框架的平面內(nèi)在沿第一軸的第一方向上驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)框架的該第一側(cè)。這些驅(qū)動(dòng)梁可進(jìn)一步配置成在沿該第一軸的第二且相反方向上驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)框架的該第二側(cè)。此類方法可涉及形成驅(qū)動(dòng)框架懸掛和形成感測框架懸掛。該驅(qū)動(dòng)框架懸掛可配置成基本上將該驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)限制為沿該第一軸的基本線性位移的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。該感測框架懸掛可順從于繞與該第一軸正交的第二軸的旋轉(zhuǎn)。該感測框架懸掛可配置成抵抗沿該第一軸的運(yùn)動(dòng)。形成該多個(gè)感測梁可涉及沉積與這些電極接觸的第一金屬層、在第一金屬層上沉積壓電層、在該壓電層上沉積第二金屬層以及在第二金屬層上電鍍第三金屬層。該方法可涉及在電鍍之前將該基板分成多個(gè)子面板。形成該中心錨的工藝可涉及蝕穿犧牲層以暴露第一金屬層、在第一金屬層上沉積氧化層、在該氧化層上形成晶種層以及在該晶種層上電鍍第三金屬層。形成該感測框架和驅(qū)動(dòng)框架可涉及在驅(qū)動(dòng)框架區(qū)域與感測框架區(qū)域之間蝕刻、在該驅(qū)動(dòng)框架區(qū)域與感測框架 區(qū)域之間沉積高縱橫比光致抗蝕劑材料以及在該驅(qū)動(dòng)框架區(qū)域和感測框架區(qū)域中電鍍該
第三金屬層。形成該感測框架和驅(qū)動(dòng)框架還可涉及從該驅(qū)動(dòng)框架區(qū)域與感測框架區(qū)域之間移除該高縱橫比光致抗蝕劑材料、蝕刻以暴露部署在該驅(qū)動(dòng)框架和感測框架下面的犧牲層以及移除該犧牲層以使該驅(qū)動(dòng)框架和感測框架脫模。在一些實(shí)現(xiàn)中，該裝置還可包括顯示器、處理器和存儲(chǔ)器設(shè)備。該處理器可配置成與該顯示器以及與該陀螺儀通信。該處理器可配置成處理圖像數(shù)據(jù)和陀螺儀數(shù)據(jù)。該存儲(chǔ)器設(shè)備可配置成與該處理器通信。該裝置還可包括輸入設(shè)備，其配置成接收輸入數(shù)據(jù)并將輸入數(shù)據(jù)傳達(dá)給處理器。該裝置還可包括驅(qū)動(dòng)器電路，其配置成將至少一個(gè)信號(hào)發(fā)送給顯示器。該裝置還可包括控制器，其配置成將圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送至該驅(qū)動(dòng)器電路。該裝置還可包括圖像源模塊，其配置成將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至該處理器。該圖像源模塊可包括接收器、收發(fā)器和發(fā)射器中的至少一者。本說明書中所描述的主題內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)的詳情在附圖及以下描述中闡述。其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將從該描述、附圖和權(quán)利要求書中變得明了。注意，以下附圖的相對尺寸可能并非按比例繪制。附圖簡述依據(jù)37C. F. R. § I. 84(a)⑵(iii)的聲明本專利或申請文件包含至少一副以彩色完成的附圖。美國專利商標(biāo)局將應(yīng)請求和必要費(fèi)用的支付而提供本專利或?qū)＠暾埞_的帶有彩色附圖的副本。圖I示出描繪了干涉測量調(diào)制器(IMOD)顯示設(shè)備的一系列像素中的兩個(gè)毗鄰像素的等軸視圖的示例。圖2示出解說納入了 3X3干涉測量調(diào)制器顯示器的電子設(shè)備的系統(tǒng)框圖的示例。圖3示出解說圖I的干涉測量調(diào)制器的可移動(dòng)反射層位置相對于所施加電壓的圖示的示例。圖4示出解說在施加各種共用(common)電壓和分段(segment)電壓時(shí)干涉測量調(diào)制器的各種狀態(tài)的表的示例。圖5A示出解說圖2的3X3干涉測量調(diào)制器顯示器中的一幀顯示數(shù)據(jù)的圖示的示例。圖5B示出可用于寫圖5A中所解說的該幀顯示數(shù)據(jù)的共用信號(hào)和分段信號(hào)的時(shí)序圖的示例。圖6A示出圖I 的干涉測量調(diào)制器顯示器的局部橫截面的示例。圖6B-6E示出干涉測量調(diào)制器的不同實(shí)現(xiàn)的橫截面的示例。圖7示出解說干涉測量調(diào)制器的制造工藝的流程圖的示例。圖8A-8E示出制作干涉測量調(diào)制器的方法中的各個(gè)階段的橫截面示意圖解的示例。圖9A和9B示出單端音叉式陀螺儀的驅(qū)動(dòng)模式和感測模式的示例。圖IOA示出具有由附連至中心錨的驅(qū)動(dòng)梁來懸掛的檢驗(yàn)質(zhì)量塊的陀螺儀的示例。圖IOB示出類似于圖IOA的陀螺儀實(shí)現(xiàn)、但在驅(qū)動(dòng)電極之間具有間隙的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的示例。圖IlA示出陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖IOA中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn))的驅(qū)動(dòng)模式的示例。圖IlB示出正如圖IlA中所示地被驅(qū)動(dòng)的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的感測模式的示例。

圖12示出其中驅(qū)動(dòng)框架經(jīng)由驅(qū)動(dòng)梁附連至中心錨的驅(qū)動(dòng)框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)的示例。圖13A示出陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖12中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn))的橫截面的示例。圖13B示出圖13A中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的放大的一對驅(qū)動(dòng)梁的示例。圖14A示出陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖12中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn))的驅(qū)動(dòng)模式的示例。圖14B示出正如圖14A中所示地被驅(qū)動(dòng)的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的感測模式的示例。圖15示出感測框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)的示例。圖16A示出圖15中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)模式的示例。圖16B示出正如圖16A中所示地被驅(qū)動(dòng)的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的感測模式的示例。圖17示出具有楔形感測梁的替換性感測框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)的示例。圖18示出疊合在陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖17的陀螺儀實(shí)現(xiàn))上的有限元分析的示例，其示出當(dāng)工作于感測模式時(shí)楔形感測梁上基本均勻的應(yīng)力。圖19示出陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖17的陀螺儀實(shí)現(xiàn))的楔形感測梁上的應(yīng)力水平相對于離中心的距離的標(biāo)繪的示例。圖20A示出z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)的平面視圖的示例。圖20B示出圖20A中所示的z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)梁的放大視圖的示例。圖21A示出z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖20A中所描繪的z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn))的驅(qū)動(dòng)模式的示例。圖21B示出如圖20A中所描繪地被驅(qū)動(dòng)的z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)的感測模式的示例。圖22示出來自z軸陀螺儀的楔形感測梁的一個(gè)實(shí)現(xiàn)的特寫視圖的示例。圖23示出可配置成施加校正性靜電力以微調(diào)檢驗(yàn)質(zhì)量塊的振動(dòng)模態(tài)的電極陣列的示例。圖24示出用于測量面內(nèi)加速度的加速計(jì)的示例。圖25示出用于測量面外加速度的加速計(jì)的示例的組件。圖26A示出用于測量面內(nèi)加速度的加速計(jì)的示例的組件。
圖26B示出圖26A的加速計(jì)對沿第一軸的加速度的響應(yīng)的示例。圖26C示出圖26A的加速計(jì)對沿第二軸的加速度的響應(yīng)的示例。圖26D示出用于測量面內(nèi)和面外加速度的加速計(jì)的示例。圖27示出用于測量面外加速度的加速計(jì)的示例。圖28示出用于測量面內(nèi)和面外加速度的替換性加速計(jì)實(shí)現(xiàn)的示例。圖29示出用于測量面內(nèi)和面外加速度的另一替換性加速計(jì)實(shí)現(xiàn)的示例。圖30示出描繪由可用于形成加速計(jì)或陀螺儀的各種材料實(shí)現(xiàn)的相對靈敏度的圖表。圖31A示出梳指狀加速計(jì)的示例?！D31B示出描繪梳狀驅(qū)動(dòng)加速計(jì)和基于SLOT的加速計(jì)的性能的圖表。圖32示出描繪具有各種深度的槽(包括貫穿槽)的基于SLOT的加速計(jì)的性能的圖表。圖33示出給出涉及在移動(dòng)設(shè)備中使用一個(gè)或多個(gè)陀螺儀或加速計(jì)的方法的各階段的梗概的流程圖的示例。圖34示出提供制造加速計(jì)的方法的概覽的流程圖的示例。圖35A至39B示出制造加速計(jì)的工藝中的各個(gè)框的橫截面視圖的示例。圖40A至40C示出在形成包括MEMS管芯和集成電路的器件的工藝中的各個(gè)框的橫截面視圖的示例。圖41示出提供制造陀螺儀和相關(guān)結(jié)構(gòu)的工藝的概覽的流程圖的示例。圖42A至46B示出在圖41中給出概略的工藝期間各個(gè)階段的穿過基板、陀螺儀的一部分以及用于封裝該陀螺儀并制作與該陀螺儀的電連接的結(jié)構(gòu)的各部分的橫截面視圖的示例。圖47A和47B示出解說包括多個(gè)干涉測量調(diào)制器、陀螺儀和/或加速計(jì)的顯示設(shè)備的系統(tǒng)框圖的示例。各個(gè)附圖中相似的附圖標(biāo)記和命名指示相似要素。詳細(xì)描述以下詳細(xì)描述針對旨在用于描述創(chuàng)新性方面的某些實(shí)現(xiàn)。然而，本文的教示可用眾多不同方式來應(yīng)用。所描述的實(shí)現(xiàn)可在配置成顯示圖像的任何設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，無論該圖像是運(yùn)動(dòng)的(例如，視頻)還是不動(dòng)的(例如，靜止圖像)，且無論其是文本的、圖形的還是畫面的。更具體而言，構(gòu)想了這些實(shí)現(xiàn)可在各種各樣的電子設(shè)備中實(shí)現(xiàn)或與各種各樣的電子設(shè)備相關(guān)聯(lián)，這些電子設(shè)備諸如但不限于移動(dòng)電話、具有因特網(wǎng)能力的多媒體蜂窩電話、移動(dòng)電視接收機(jī)、無線設(shè)備、智能電話、藍(lán)牙設(shè)備、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或便攜式計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、筆記本、智能本、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、掃描儀、傳真設(shè)備、GPS接收機(jī)/導(dǎo)航儀、相機(jī)、MP3播放器、攝錄像機(jī)、游戲控制臺(tái)、手表、鐘表、計(jì)算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、電子閱讀設(shè)備(例如，電子閱讀器)、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器等)、駕駛座艙控件和/或顯示器、相機(jī)取景顯示器(例如，車輛中的后視相機(jī)的顯示器)、電子照片、電子告示牌或招牌、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、微波爐、冰箱、立體音響系統(tǒng)、卡式錄音機(jī)或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、無線電、便攜式存儲(chǔ)器芯片、洗衣機(jī)、烘干機(jī)、洗衣機(jī)/烘干機(jī)、停車計(jì)時(shí)器、封裝(例如，MEMS和非MEMS)、美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如，關(guān)于一件珠寶的圖像的顯示)以及各種各樣的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備。本文中的教示還可用在非顯示器應(yīng)用中，諸如但不限于電子交換設(shè)備、射頻濾波器、傳感器、加速計(jì)、陀螺儀、運(yùn)動(dòng)感測設(shè)備、磁力計(jì)、用于消費(fèi)者電子設(shè)備的慣性組件、消費(fèi)者電子產(chǎn)品的部件、可變電抗器、液晶設(shè)備、電泳設(shè)備、驅(qū)動(dòng)方案、制造工藝以及電子測試裝備。因此，這些教示無意被局限于只是在附圖中描繪的實(shí)現(xiàn)，而是具有如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易明白的寬泛應(yīng)用性。本公開描述了各種類型的慣性傳感器、可如何制造此類傳感器以及可如何使用此類傳感器。例如，本文描述的一些實(shí)現(xiàn)提供了具有低正交和偏離誤差的X軸陀螺儀。該陀螺儀非常適合于制造在平板顯示器玻璃上。一些此類實(shí)現(xiàn)包括檢驗(yàn)質(zhì)量塊，其可在驅(qū)動(dòng)模式中面內(nèi)扭振(繞Z軸)以及在感測模式中面外扭振。通過改變該陀螺儀在平面內(nèi)的取向，其可用作I軸陀螺儀。另外，通過將該陀螺儀部署于正交的平面中，該陀螺儀可用作z軸陀螺儀。然而，本文描述的一些實(shí)現(xiàn)提供了可制造和/或部署在與X軸陀螺儀和I軸陀螺 儀相同的平面中的z軸陀螺儀。本文描述的各種z軸陀螺儀也可具有低正交和偏離誤差。一些實(shí)現(xiàn)包括驅(qū)動(dòng)檢驗(yàn)質(zhì)量塊，其可被壓電地驅(qū)動(dòng)為進(jìn)行基本線性的X方向的運(yùn)動(dòng)(面內(nèi))。該驅(qū)動(dòng)檢驗(yàn)質(zhì)量塊可機(jī)械地耦合至感測檢驗(yàn)質(zhì)量塊，該感測檢驗(yàn)質(zhì)量塊在存在繞Z軸的角旋轉(zhuǎn)的情況下扭振。該感測檢驗(yàn)質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)可在將該感測質(zhì)量塊連接至基板錨的梁上的壓電薄膜中感生電荷。該電荷可以被電子地讀出和處理。這些檢驗(yàn)質(zhì)量塊可由各種各樣的材料制成，諸如厚電鍍金屬合金(例如，鎳錳(Ni-Mn))、來自絕緣體上覆硅(SOI)晶片的器件層的單晶硅、玻璃、以及其它材料。該壓電薄膜可以是氮化鋁(A1N)、氧化鋅(ZnO)、鋯鈦酸鉛(PZT)或其它薄膜，或者是單晶材料，諸如石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰及其它單晶材料。一些實(shí)現(xiàn)非常適合于制造在平板顯示器玻璃上。本文描述的各種實(shí)現(xiàn)提供了新穎的三軸加速計(jì)及其組件。此類三軸加速計(jì)具有適合用在消費(fèi)者電子應(yīng)用(諸如便攜式導(dǎo)航設(shè)備和智能電話)中的大小、性能水平和成本。一些此類實(shí)現(xiàn)提供了基于電容性層疊式橫向交迭換能器(SLOT )的三軸加速計(jì)。一些實(shí)現(xiàn)使用兩個(gè)檢驗(yàn)質(zhì)量塊來提供三軸感測，而其它實(shí)現(xiàn)使用僅一個(gè)檢驗(yàn)質(zhì)量塊來提供三軸感測?？舍槍γ總€(gè)軸優(yōu)化不同的撓曲型?？蓪?shí)現(xiàn)本公開中所描述的主題內(nèi)容的具體實(shí)現(xiàn)以達(dá)成以下潛在優(yōu)點(diǎn)中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)。例如，在一些此類實(shí)現(xiàn)中，X軸陀螺儀、z軸陀螺儀和/或基于SLOT的三軸加速計(jì)可共享在制造工藝期間沉積的諸層。組合此類工藝可使得能夠?qū)⒘鶄€(gè)慣性感測軸單片地集成在單個(gè)基板(諸如單個(gè)玻璃基板)上。本文描述的許多實(shí)現(xiàn)可制造在大面積玻璃面板上?？捎糜谠诖竺娣e玻璃面板上形成基于SLOT的三軸加速計(jì)的制造工藝與用于在電鍍金屬多軸MEMS陀螺儀(諸如本文描述的X軸、y軸和z軸陀螺儀)上制造壓電氮化鋁(AlN)(或其它壓電材料)的工藝是兼容的。相應(yīng)地，本文描述的一些實(shí)現(xiàn)涉及在同一玻璃基板上制造X軸陀螺儀、y軸陀螺儀、z軸陀螺儀以及基于SLOT的三軸加速計(jì)?？蓱?yīng)用所描述實(shí)現(xiàn)的合適MEMS器件的一個(gè)示例是反射式顯示設(shè)備。反射式顯示設(shè)備可納入干涉測量調(diào)制器(MOD)以使用光學(xué)干涉原理來選擇性地吸收和/或反射入射到其上的光。MOD可包括吸收體、可相對于該吸收體移動(dòng)的反射體、以及限定在該吸收體與該反射體之間的光學(xué)諧振腔。該反射體可被移至兩個(gè)或更多個(gè)不同位置，這可以改變光學(xué)諧振腔的大小并由此影響該干涉測量調(diào)制器的反射。IMOD的反射譜可創(chuàng)建相當(dāng)廣的譜帶，這些譜帶可跨可見波長移位以產(chǎn)生不同顏色。譜帶的位置可通過改變光學(xué)諧振腔的厚度(即，通過改變反射體的位置)來調(diào)整。圖I示出描繪了干涉測量調(diào)制器(IMOD)顯示設(shè)備的一系列像素中的兩個(gè)毗鄰像素的等軸視圖的示例。該IMOD顯示設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)干涉測量MEMS顯示元件。在這些設(shè)備中，MEMS顯示元件的像素可處于亮狀態(tài)或暗狀態(tài)。在亮(“松弛”、“打開”或“接通”)狀態(tài)，顯示元件反射所入射的可見光的很大部分(例如，去往用戶)。相反，在暗(“致動(dòng)”、“關(guān)閉”或“關(guān)斷”)狀態(tài)，顯示元件幾乎不反射所入射的可見光。在一些實(shí)現(xiàn)中，可顛倒接通和關(guān)斷狀態(tài)的光反射性質(zhì)。MEMS像素可配置成主導(dǎo)性地在特定波長上發(fā)生反射，從而除了黑白以外還允許彩色顯示。IMOD顯示設(shè)備可包括MOD的行/列陣列。每個(gè)頂OD可包括一對反射層，即，可移動(dòng)反射層和固定的部分反射(partially reflective)層,這些反射層定位在彼此相距可變且可控制的距離處以形成氣隙(也稱為光學(xué)間隙或腔)?？梢苿?dòng)反射層可在至少兩個(gè)位置之間移動(dòng)。在第一位置(即，松弛位置)，可移動(dòng)反射層可定位在離該固定的部分反射層有相對較大距離處。在第二位置(即，致動(dòng)位置)，該可移動(dòng)反射層可定位成更靠近該部分反射層。取決于可移動(dòng)反射層的位置，從這兩個(gè)層反射的入射光可相長地或相消地干涉，從而產(chǎn)生每個(gè)像素的總體上反射或非反射的狀態(tài)。在一些實(shí)現(xiàn)中，頂OD在未致動(dòng)時(shí)可處于反射狀態(tài)，此時(shí)反射可見譜內(nèi)的光，并且在未致動(dòng)時(shí)可處于暗狀態(tài)，此時(shí)反射在可見范圍之外的光(例如，紅外光)。然而，在一些其它實(shí)現(xiàn)中，頂OD可在未致動(dòng)時(shí)處于暗狀態(tài)，而在致動(dòng)時(shí)處于反射狀態(tài)。在一些實(shí)現(xiàn)中，所施加電壓的引入可驅(qū)動(dòng)像素改變狀態(tài)。在一些其它實(shí)現(xiàn)中，所施加電荷可驅(qū)動(dòng)像素改變狀態(tài)。圖I中所描繪的像素陣列部分包括兩個(gè)毗鄰的干涉測量調(diào)制器12。在左側(cè)(如圖所示)的IMOD 12中，可移動(dòng)反射層14圖解為處于離光學(xué)堆棧16有預(yù)定距離的松弛位置，光學(xué)堆棧16包括部分反射層?？缱髠?cè)的IMOD 12施加的電壓Vtl不足以引起對可移動(dòng)反射層14的致動(dòng)。在右側(cè)的IMOD 12中，可移動(dòng)反射層14圖解為處于靠近或毗鄰光學(xué)堆棧16的致動(dòng)位置?？缬覀?cè)的MOD 12施加的電壓Vfsa足以將可移動(dòng)反射層14維持在致動(dòng)位置。在圖I中，這些像素12的反射性質(zhì)用指示入射在像素12上的光的箭頭13、以及從左側(cè)的IMOD 12反射的光的箭頭15來一般化地解說。盡管未詳細(xì)地解說，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，入射在像素12上的光13的絕大部分將透射穿過透明基板20去往光學(xué)堆棧16。入射在光學(xué)堆棧16上的光的一部分將透射穿過光學(xué)堆棧16的部分反射層，且一部 分將被反射回去穿過透明基板20。光13透射穿過光學(xué)堆棧16的那部分將在可移動(dòng)反射層14處朝向透明基板20反射回去(且穿過透明基板20)。從光學(xué)堆棧16的部分反射層反射的光與從可移動(dòng)反射層14反射的光之間的干涉(相長的或相消的)將決定從IM0D12反射的光15的波長。光學(xué)堆棧16可包括單層或若干層。該(些)層可包括電極層、部分反射且部分透射層以及透明介電層中的一者或多者。在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)堆棧16是導(dǎo)電的、部分透明且部分反射的，并且可以例如通過將上述層中的一者或多者沉積在透明基板20上來制造。電極層可由各種各樣的材料形成，諸如各種金屬，例如氧化銦錫(IT0)。部分反射層可由各種各樣的部分反射的材料形成，諸如各種金屬，例如鉻(Cr)、半導(dǎo)體以及電介質(zhì)。部分反射層可由一層或多層材料形成，且每一層可由單種材料或由材料組合形成。在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)堆棧16可包括單個(gè)半透明的金屬或半導(dǎo)體厚層，其既用作光吸收體又用作導(dǎo)體，而(例如，IMOD的光學(xué)堆棧16或其它結(jié)構(gòu)的)不同的、更導(dǎo)電的層或部分可用于在IMOD像素之間匯流信號(hào)。光學(xué)堆棧16還可包括覆蓋一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層或?qū)щ?吸收層的一個(gè)或多個(gè)絕緣或介電層。在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)堆棧16的(諸)層可被圖案化為平行條帶，并且可如下文進(jìn)一步描述地形成顯示設(shè)備中的行電極。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，術(shù)語“圖案化”在本文中用于指掩模以及蝕刻工藝。在一些實(shí)現(xiàn)中，可將高導(dǎo)電且高反射的材料(諸如，鋁(Al))用于可移動(dòng)反射層14，且這些條帶可形成顯示設(shè)備中的列電極?？梢苿?dòng)反射層14可形成為一個(gè)或數(shù)個(gè)沉積金屬層的一系行平行條帶(與光學(xué)堆棧16的行電極正交)，以形成沉積在柱子18以及各個(gè)柱子18之間所沉積的居間犧牲材料頂上的列。當(dāng)該犧牲材料被蝕刻掉時(shí)，便可在可移動(dòng)反射層14與光學(xué)堆棧16之間形成限定的間隙19或即光學(xué)腔。在一些實(shí)現(xiàn)中，各個(gè)柱子18之間的間距可在I - IOOOum的數(shù)量級(jí)上，而間隙19可在〈10，000埃(A)的數(shù)量級(jí)上。
在一些實(shí)現(xiàn)中，頂OD的每個(gè)像素(無論處于致動(dòng)狀態(tài)還是松弛狀態(tài))實(shí)質(zhì)上是由該固定反射層和移動(dòng)反射層形成的電容器。在無電壓被施加時(shí)，可移動(dòng)反射層14保持在機(jī)械松弛狀態(tài)，如由圖I中左側(cè)的MOD 12所解說的，其中在可移動(dòng)反射層14與光學(xué)堆棧16之間存在間隙19。然而，當(dāng)將電位差(例如，電壓)施加至所選行和列中的至少一者時(shí)，在對應(yīng)像素處的該行電極和列電極的交叉處形成的電容器變?yōu)閹щ姷模异o電力將這些電極拉向一起。若所施加電壓超過閾值，則可移動(dòng)反射層14可形變并且移動(dòng)到靠近或靠倚光學(xué)堆棧16。光學(xué)堆棧16內(nèi)的介電層(未示出)可防止短路并控制層14與層16之間的分隔距離，如圖I中右側(cè)的致動(dòng)IMOD 12所解說的。不管所施加電位差的極性如何，行為都是相同的。雖然陣列中的一系列像素在一些實(shí)例中可被稱為“行”或“列”，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，將一個(gè)方向稱為“行”并將另一方向稱為“列”是任意的。要重申的是，在一些取向中，行可被視為列，而列被視為行。此外，顯示元件可均勻地排列成正交的行和列(“陣列”)，或排列成非線性配置，例如關(guān)于彼此具有某些位置偏移(“馬賽克”)。術(shù)語“陣列”和“馬賽克”可以指任一種配置。因此，雖然將顯示器稱為包括“陣列”或“馬賽克”，但在任何實(shí)例中，這些元件本身不一定要彼此正交地排列、或部署成均勻分布，而是可包括具有非對稱形狀以及不均勻分布的元件的布局。圖2示出解說納入了 3X3干涉測量調(diào)制器顯示器的電子設(shè)備的系統(tǒng)框圖的示例。該電子設(shè)備包括處理器21，其可配置成執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件模塊。除了執(zhí)行操作系統(tǒng)，處理器21還可配置成執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件應(yīng)用，包括web瀏覽器、電話應(yīng)用、電子郵件程序、或其它軟件應(yīng)用。處理器21可配置成與陣列驅(qū)動(dòng)器22通信。陣列驅(qū)動(dòng)器22可包括例如向顯示器陣列或面板30提供信號(hào)的行驅(qū)動(dòng)器電路24和列驅(qū)動(dòng)器電路26。圖I中所解說的MOD顯示設(shè)備的橫截面由圖2中的線1-1示出。盡管圖2為清晰起見解說了 3X3的IMOD陣列，但顯示器陣列30可包含很大數(shù)目的M0D，并且可在行中具有與列中不同的數(shù)目的M0D，以及反之。圖3示出解說圖I的干涉測量調(diào)制器的可移動(dòng)反射層位置相對于所施加電壓的圖示的示例。對于MEMS干涉測量調(diào)制器，行/列(即，共用/分段)寫規(guī)程可利用這些器件的如圖3中所解說的滯后性質(zhì)。干涉測量調(diào)制器可能需要例如約10伏的電位差以使可移動(dòng)反射層或鏡從松弛狀態(tài)改變?yōu)橹聞?dòng)狀態(tài)。當(dāng)電壓從該值減小時(shí)，可移動(dòng)反射層隨電壓降回至例如10伏以下而維持其狀態(tài)，然而，可移動(dòng)反射層并不完全松弛，直至電壓降至2伏以下。因此，如圖3中所示，存在一電壓范圍(大約為3至7伏)，在此電壓范圍中有該器件要么穩(wěn)定于松弛狀態(tài)要么穩(wěn)定于致動(dòng)狀態(tài)的所施加電壓窗口。該窗口在本文中稱為“滯后窗”或“穩(wěn)定態(tài)窗”。對于具有圖3的滯后特性的顯示陣列30，行/列寫規(guī)程可被設(shè)計(jì)成每次尋址一行或多行，以使得在對給定行尋址期間，被尋址行中要被致動(dòng)的像素暴露于約10伏的電壓差，而要被松弛的像素暴露于接近O伏的電壓差。在尋址之后，這些像素暴露于約5伏的穩(wěn)態(tài)或偏置電壓差，以使得它們保持在先前的閘選狀態(tài)中。在該示例中，在被尋址之后，每個(gè)像素都經(jīng)受落在約3-7伏的“穩(wěn)定態(tài)窗”內(nèi)的電位差。該滯后性質(zhì)特征使得(例如圖I中所解說的)像素設(shè)計(jì)能夠在相同的所施加電壓條件下保持穩(wěn)定在要么致動(dòng)要么松弛的事先存在的狀態(tài)中。由于每個(gè)MOD像素(無論是處于致動(dòng)狀態(tài)還是松弛狀態(tài))實(shí)質(zhì)上是由固定反射層和移動(dòng)反射層形成的電容器，因此該穩(wěn)定狀態(tài)在落在該 滯后窗內(nèi)的平穩(wěn)電壓下可得以保持，而基本上不消耗或損失功率。此外，若所施加電壓電位保持基本上固定，則實(shí)質(zhì)上很少或沒有電流流入IMOD像素中。在一些實(shí)現(xiàn)中，可根據(jù)對給定行中像素的狀態(tài)所期望的改變(若有)通過沿該組列電極施加“分段(segment)”電壓形式的數(shù)據(jù)信號(hào)來創(chuàng)建圖像的幀?？奢喠鲗ぶ吩撽嚵械拿恳恍?，以使得每次寫該幀的一行。為了將期望數(shù)據(jù)寫到第一行中的像素，可在諸列電極上施加與該第一行中的像素的期望狀態(tài)相對應(yīng)的分段電壓，并且可向第一行電極施加特定的“共用(common)”電壓或信號(hào)形式的第一行脈沖。該組分段電壓隨后可被改變?yōu)閷?yīng)于對第二行中像素的狀態(tài)所期望的改變(若有)，且可向第二行電極施加第二共用電壓。在一些實(shí)現(xiàn)中，第一行中的像素不受沿諸列電極施加的分段電壓改變的影響，而是保持于它們在第一共用電壓行脈沖期間被設(shè)定的狀態(tài)。可按順序方式對整個(gè)行系列(或替換地對整個(gè)列系列)重復(fù)此過程以產(chǎn)生圖像幀。通過以每秒某個(gè)期望數(shù)目的幀來不斷地重復(fù)此過程，便可用新圖像數(shù)據(jù)來刷新和/或更新這些幀?？缑總€(gè)像素施加的分段信號(hào)和共用信號(hào)的組合(S卩，跨每個(gè)像素的電位差)決定每個(gè)像素結(jié)果所得的狀態(tài)。圖4示出解說在施加各種共用電壓和分段電壓時(shí)干涉測量調(diào)制器各種狀態(tài)的表的示例。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解的，可將“分段”電壓施加于列電極或行電極，并且可將“共用”電壓施加于列電極或行電極中的另一者。如圖4中(以及圖5B中所示的時(shí)序圖中)所解說的，當(dāng)沿共用線施加有釋放電壓VCeel時(shí)，沿該共用線的所有干涉測量調(diào)制器元件將被置于松弛狀態(tài)，替換地稱為釋放狀態(tài)或未致動(dòng)狀態(tài)，不管沿各分段線所施加的電壓如何(即，高分段電壓VSh和低分段電壓VSJ。具體而言，當(dāng)沿共用線施加有釋放電壓VC·時(shí)，在沿該像素的對應(yīng)分段線施加高分段電壓VSh和低分段電壓V&這兩種情況下，跨該調(diào)制器的電位電壓(替換地稱為像素電壓)皆落在松弛窗(參見圖3，也稱為釋放窗)內(nèi)。當(dāng)在共用線上施加有保持電壓時(shí)(諸如高保持電壓VCmD H或低保持電壓VCmD J，該干涉測量調(diào)制器的狀態(tài)將保持恒定。例如，松弛的IMOD將保持在松弛位置，而致動(dòng)的IMOD將保持在致動(dòng)位置。保持電壓可被選擇成使得在沿對應(yīng)的分段線施加高分段電壓VSh和低分段電壓這兩種情況下，像素電壓皆將保持落在穩(wěn)定態(tài)窗內(nèi)。因此，分段電壓擺幅(即，高分段電壓VSh與低分段電壓VSlj之差)小于正穩(wěn)定態(tài)窗或負(fù)穩(wěn)定態(tài)窗任一者的寬度。當(dāng)在共用線上施加有尋址或即致動(dòng)電壓(諸如高尋址電壓VCadd h或低尋址電壓VCadd J時(shí)，通過沿各自相應(yīng)的分段線施加分段電壓，就可選擇性地將數(shù)據(jù)寫到沿該線的各調(diào)制器。分段電壓可被選擇成使得致動(dòng)是取決于所施加的分段電壓。當(dāng)沿共用線施加有尋址電壓時(shí)，施加一個(gè)分段電壓將結(jié)果得到落在穩(wěn)定態(tài)窗內(nèi)的像素電壓，從而使該像素保持未致動(dòng)。相反，施加另一個(gè)分段電壓將結(jié)果得到超出該穩(wěn)定態(tài)窗的像素電壓，從而導(dǎo)致該像素的致動(dòng)。引起致動(dòng)的特定分段電壓可取決于使用了哪個(gè)尋址電壓而變化。在一些實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)沿共用線施加有高尋址電壓VCadd H時(shí)，施加高分段電壓VSh可使調(diào)制器保持在其當(dāng)前位置，而施加低分段電壓V&可引起該調(diào)制器的致動(dòng)。作為推論，當(dāng)施加有低尋址電壓VCadd[時(shí)，分段電壓的效果可以是相反的，其中高分段電壓VSh引起該調(diào)制器的致動(dòng)，而低分段電壓對該調(diào)制器的狀態(tài)無影響(即，保持穩(wěn)定)。
在一些實(shí)現(xiàn)中，可使用總是產(chǎn)生相同極性的跨調(diào)制器電位差的保持電壓、尋址電壓和分段電壓。在一些其它實(shí)現(xiàn)中，可使用使調(diào)制器的電位差的極性交變的信號(hào)?？缯{(diào)制器極性的交變(即，寫規(guī)程極性的交變)可減少或抑制在反復(fù)的單極性寫操作之后可能發(fā)生的電荷累積。圖5A示出解說圖2的3X3干涉測量調(diào)制器顯示器中的一幀顯示數(shù)據(jù)的圖示的示例。圖5B示出可用于寫圖5A中所解說的該幀顯示數(shù)據(jù)的共用信號(hào)和分段信號(hào)的時(shí)序圖的示例?？蓪⑦@些信號(hào)施加于例如圖2的3X3陣列，這將最終于線時(shí)間60e導(dǎo)致圖5A中所解說的的顯示布局。圖5A中的致動(dòng)調(diào)制器處于暗狀態(tài)，即，其中所反射光的大體部分在可見譜之外，從而給例如觀看者造成暗觀感。在寫圖5A中所解說的幀之前，這些像素可處于任何狀態(tài)，但圖5B的時(shí)序圖中所解說的寫規(guī)程假設(shè)了在第一線時(shí)間60a之前，每個(gè)調(diào)制器皆已被釋放且駐留在未致動(dòng)狀態(tài)中。在第一線時(shí)間60a期間，在共用線I上施加有釋放電壓70 ;在共用線2上施加的電壓始于高保持電壓72且移向釋放電壓70 ;并且沿共用線3施加有低保持電壓76。因此，沿共用線I的調(diào)制器(共用1，分段I)、(共用1，分段2)和(共用1，分段3)在第一線時(shí)間60a的歷時(shí)里保持在松弛或即未致動(dòng)狀態(tài)，沿共用線2的調(diào)制器(2，1)、(2，2)和(2，3)將移至松弛狀態(tài)，而沿共用線3的調(diào)制器(3，I)、( 3，2 )和(3，3 )將保持在其先前狀態(tài)中。參考圖4，沿分段線1、2和3施加的分段電壓將對諸干涉測量調(diào)制器的狀態(tài)沒有影響，這是因?yàn)樵诰€時(shí)間60a期間，共用線1、2或3皆不暴露于引起致動(dòng)的電壓水平(即，VCKa-松弛和VC_L-穩(wěn)定)。在第二線時(shí)間60b期間，共用線I上的電壓移至高保持電壓72，并且由于沒有尋址或即致動(dòng)電壓施加在共用線I上，因此沿共用線I的所有調(diào)制器皆保持在松弛狀態(tài)中，不管所施加的分段電壓如何。沿共用線2的諸調(diào)制器由于釋放電壓70的施加而保持在松弛狀態(tài)中，而當(dāng)沿共用線3的電壓移至釋放電壓70時(shí)，沿共用線3的調(diào)制器(3，I)、(3，2)和(3，3)將松弛。在第三線時(shí)間60c期間，通過在共用線I上施加高尋址電壓74來尋址共用線I。由于在該尋址電壓的施加期間沿分段線I和2施加了低分段電壓64，因此跨調(diào)制器(1，I)和
(1,2)的像素電壓大于這些調(diào)制器的正穩(wěn)定態(tài)窗的高端(即，電壓差分超過了預(yù)定義閾值)，并且調(diào)制器(1，I)和(1，2)被致動(dòng)。相反，由于沿分段線3施加了高分段電壓62，因此跨調(diào)制器(1，3)的像素電壓小于調(diào)制器(1，I)和(1，2)的像素電壓，并且保持在該調(diào)制器的正穩(wěn)定態(tài)窗內(nèi)；調(diào)制器(1，3)因此保持松弛。同樣在線時(shí)間60c期間，沿共用線2的電壓減小至低保持電壓76，且沿共用線3的電壓保持在釋放電壓70，從而使沿共用線2和3的調(diào)制器留在松弛位置。在第四線時(shí)間60d期間，共用線I上的電壓返回至高保持電壓72，從而使沿共用線I的調(diào)制器留在其各自相應(yīng)的被尋址狀態(tài)中。共用線2上的電壓減小至低尋址電壓78。由于沿分段線2施加了高分段電壓62，因此跨調(diào)制器(2，2)的像素電壓低于該調(diào)制器的負(fù)穩(wěn)定態(tài)窗的下端，從而導(dǎo)致調(diào)制器(2，2)致動(dòng)。相反，由于沿分段線I和3施加了低分段電壓64，因此調(diào)制器(2，I)和(2，3)保持在松弛位置。共用線3上的電壓增大至高保持電壓72，從而使沿共用線3的調(diào)制器留在松弛狀態(tài)中。最終，在第五線時(shí)間60e期間，共用線I上的電壓保持在高保持電壓72，且共用線2上的電壓保持在低保持電壓76，從而使沿共用線I和2的調(diào)制器留在其各自相應(yīng)的被尋 址狀態(tài)中。共用線3上的電壓增大至高尋址電壓74以尋址沿共用線3的調(diào)制器。由于在分段線2和3上施加了低分段電壓64，因此調(diào)制器(3，2)和(3，3)致動(dòng)，而沿分段線I施加的高分段電壓62使調(diào)制器(3，I)保持在松弛位置。因此，在第五線時(shí)間60e結(jié)束時(shí)，該3X3像素陣列處于圖5A中所示的狀態(tài)，且只要沿這些共用線施加有保持電壓就將保持在該狀態(tài)中，而不管在沿其它共用線(未示出)的調(diào)制器正被尋址時(shí)可能發(fā)生的分段電壓變化如何。在圖5B的時(shí)序圖中，給定的寫規(guī)程(即，線時(shí)間60a_60e)可包括使用高保持和尋址電壓或使用低保持和尋址電壓。一旦針對給定的共用線已完成該寫規(guī)程(且該共用電壓被設(shè)為與致動(dòng)電壓具有相同極性的保持電壓)，該像素電壓就保持在給定的穩(wěn)定態(tài)窗內(nèi)且不會(huì)穿越松弛窗，直至在該共用線上施加了釋放電壓。此外，由于每個(gè)調(diào)制器在被尋址之前作為該寫規(guī)程的一部分被釋放，因此可由調(diào)制器的致動(dòng)時(shí)間而非釋放時(shí)間來決定必需的線時(shí)間。具體地，在調(diào)制器的釋放時(shí)間大于致動(dòng)時(shí)間的實(shí)現(xiàn)中，釋放電壓的施加可長于單個(gè)線時(shí)間，如圖5B中所描繪的。在一些其它實(shí)現(xiàn)中，沿共用線或分段線施加的電壓可變化以計(jì)及不同調(diào)制器(諸如不同顏色的調(diào)制器)的致動(dòng)電壓和釋放電壓的差異。根據(jù)上文闡述的原理來操作的干涉測量調(diào)制器的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)可以廣泛地變化。例如，圖6A-6E示出包括可移動(dòng)反射層14及其支承結(jié)構(gòu)的干涉測量調(diào)制器的不同實(shí)現(xiàn)的橫截面的示例。圖6A示出圖I的干涉測量調(diào)制器顯示器的局部橫截面的示例，其中金屬材料條帶(g卩，可移動(dòng)反射層14)沉積在從基板20正交延伸出的支承18上。在圖6B中，每個(gè)MOD的可移動(dòng)反射層14為大致方形或矩形的形狀，且在拐角處或拐角附近靠系帶32附連至支承。在圖6C中，可移動(dòng)反射層14為大致方形或矩形的形狀且懸掛于可形變層34，可形變層34可包括柔性金屬?？尚巫儗?4可圍繞可移動(dòng)反射層14的周界直接或間接連接至基板20。這些連接在本文中稱為支承柱。圖6C中所示的實(shí)現(xiàn)具有源自可移動(dòng)反射層14的光學(xué)功能與其機(jī)械功能(這由可形變層34實(shí)施)解耦的附加益處。這種解耦允許用于反射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料與用于可形變層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料被彼此獨(dú)立地優(yōu)化。圖6D示出IMOD的另一示例,其中可移動(dòng)反射層14包括反射子層14a。可移動(dòng)反射層14支托在支承結(jié)構(gòu)(諸如，支承柱18)上。支承柱18提供了可移動(dòng)反射層14與下靜止電極(即，所解說MOD中的光學(xué)堆棧16的部分)的分離，從而使得(例如當(dāng)可移動(dòng)反射層14處在松弛位置時(shí))在可移動(dòng)反射層14與光學(xué)堆棧16之間形成間隙19?？梢苿?dòng)反射層14還可包括導(dǎo)電層14c和支承層14b，導(dǎo)電層14c可配置成用作電極。在此示例中，導(dǎo)電層14c部署在支承層14b的在基板20遠(yuǎn)端的一側(cè)上，而反射子層14a部署在支承層14b的在基板20近端的另一側(cè)上。在一些實(shí)現(xiàn)中，反射子層14a可以是導(dǎo)電的并且可部署在支承層14b與光學(xué)堆棧16之間。支承層14b可包括一層或多層介電材料，例如氮氧化硅(SiON)或二氧化硅(Si02)。在一些實(shí)現(xiàn)中，支承層14b可以是諸層的堆棧，諸如舉例而言Si02/Si0N/SiO2三層堆棧。反射子層14a和導(dǎo)電層14c中的任一者或這兩者可包括例如具有約0.5%Cu的Al合金或其它反射性金屬材料。在介電支承層14b以上和以下采用導(dǎo)電層14a、14c可平衡應(yīng)力并提供增強(qiáng)的導(dǎo)電性。在一些實(shí)現(xiàn)中，反射子層14a和導(dǎo)電層14c可由不同材料形成以用于各種各樣的設(shè)計(jì)目的，諸如達(dá)成可移動(dòng)反射層14內(nèi)的特定應(yīng)力分布。如圖6D中所解說的，一些實(shí)現(xiàn)還可包括黑色掩模結(jié)構(gòu)23。黑色掩模結(jié)構(gòu)23可形成于光學(xué)非活躍區(qū)域中(例如，在各像素之間或在柱子18下方)以吸收環(huán)境光或雜散光。黑色掩模結(jié)構(gòu)23還可通過抑制光從顯示器的非活躍部分反射或透射穿過顯示器的非活躍部分來改善顯示設(shè)備的光學(xué)性質(zhì)，由此提高對比率。另外，黑色掩模結(jié)構(gòu)23可以是導(dǎo)電的并·且配置成用作電匯流層。在一些實(shí)現(xiàn)中，行電極可連接至黑色掩模結(jié)構(gòu)23以減小所連接的行電極的電阻。黑色掩模結(jié)構(gòu)23可使用各種各樣的方法來形成，包括沉積和圖案化技術(shù)。黑色掩模結(jié)構(gòu)23可包括一層或多層。例如，在一些實(shí)現(xiàn)中，黑色掩模結(jié)構(gòu)23包括用作光學(xué)吸收體的鑰鉻(MoCr)層、SiO2層、以及用作反射體和匯流層的鋁合金，其厚度分別在約30-80 A> 500-1UOO A和500 6000 A的范圍內(nèi)。這一層或多層可使用各種各樣的技術(shù)來圖案化，包括光刻和干法蝕刻，包括例如用于MoCr及SiO2層的CF4和/或02，以及用于鋁合金層的Cl2和/或BC13。在一些實(shí)現(xiàn)中，黑色掩模23可以是標(biāo)準(zhǔn)具(etalon)或干涉測量堆棧結(jié)構(gòu)。在此類干涉測量堆棧黑色掩模結(jié)構(gòu)23中，導(dǎo)電的吸收體可用于在每行或每列的光學(xué)堆棧16中的下靜止電極之間傳送或匯流信號(hào)。在一些實(shí)現(xiàn)中，分隔層35可用于將吸收體層16a與黑色掩模23中的導(dǎo)電層大體上電隔離。圖6E示出IMOD的另一示例，其中可移動(dòng)反射層14是自支承的。不同于圖6D，圖6E的實(shí)現(xiàn)不包括支承柱18。作為代替，可移動(dòng)反射層14在多個(gè)位置接觸底下的光學(xué)堆棧16，且可移動(dòng)反射層14的曲度提供足夠的支承以使得在跨該干涉測量調(diào)制器的電壓不足以引起致動(dòng)時(shí)，可移動(dòng)反射層14返回至圖6E的未致動(dòng)位置。出于清晰起見，可包含多個(gè)不同層的光學(xué)堆棧16在此處被不為包括光學(xué)吸收體16a和電介質(zhì)16b。在一些實(shí)現(xiàn)中，光學(xué)吸收體16a既可用作固定電極又可用作部分反射層。在諸實(shí)現(xiàn)中，諸如圖6A-6E中所示的那些實(shí)現(xiàn)中，MOD用作直視設(shè)備，其中是從透明基板20的前側(cè)(即，與調(diào)制器所在的側(cè)相對的那側(cè))來觀看圖像。在這些實(shí)現(xiàn)中，可對該設(shè)備的背部(即，該顯示設(shè)備的在可移動(dòng)反射層14后面的任何部分，包括例如圖6C中所解說的可形變層34)進(jìn)行配置和操作而不沖突或不利地影響該顯示設(shè)備的圖像質(zhì)量，因?yàn)榉瓷鋵?4在光學(xué)上屏蔽了該設(shè)備的那些部分。例如，在一些實(shí)現(xiàn)中，在可移動(dòng)反射層14后面可包括總線結(jié)構(gòu)(未圖解)，這提供了將調(diào)制器的光學(xué)性質(zhì)與該調(diào)制器的機(jī)電性質(zhì)(諸如，電壓尋址和由此類尋址所導(dǎo)致的移動(dòng))分離的能力。另外，圖6A - 6E的實(shí)現(xiàn)可簡化處理(諸如，舉例而目圖案化)。圖7示出解說干涉測量調(diào)制器的制造工藝80的流程圖的示例，并且圖8A-8E示出此類制造工藝80的相應(yīng)階段的橫截面示意圖解的示例。在一些實(shí)現(xiàn)中，可實(shí)現(xiàn)制造工藝80加上圖7中未示出的其它框以制造例如圖I和6中所解說的一般類型的干涉測量調(diào)制器。參考圖1、6和7，工藝80在框82處開始以在基板20上方形成光學(xué)堆棧16。圖8A解說了在基板20上方形成的此類光學(xué)堆棧16?；?0可以是透明基板(諸如，玻璃或塑料)，其可以是柔性的或是相對剛性且不易彎曲的，并且可能已經(jīng)歷了在先制備工藝(例如，清洗)以便于高效地形成光學(xué)堆棧16。如上文所討論的，光學(xué)堆棧16可以是導(dǎo)電的、部分透明且部分反射的，并且可以是例如通過將具有期望性質(zhì)的一層或多層沉積在透明基板20上來制造的。在圖8A中，光學(xué)堆棧16包括具有子層16a和16b的多層結(jié)構(gòu)，但在一些其它實(shí)現(xiàn)中可包括更多或更少的子層。在一些實(shí)現(xiàn)中，子層16a、16b中的一者可配置成具有光學(xué)吸收和導(dǎo)電性質(zhì)兩者，諸如組合式導(dǎo)體/吸收體子層16a。另外，子層16a、16b中的一者或多者可被圖案化成平行條帶，并且可形成顯示設(shè)備中的行電極。此類圖案化可通過掩模和蝕刻工藝或本領(lǐng)域已知的另一合適工藝來執(zhí)行。在一些實(shí)現(xiàn)中，子層16a、16b中的一者可以是絕緣層或介電層，諸如沉積在一個(gè)或多個(gè)金屬層(例如，一個(gè)或多個(gè)反射和/或?qū)щ妼?上方的子層16b。另外，光學(xué)堆棧16可被圖案化成形成顯示器的諸行的個(gè)體且平行的條帶。 工藝80在框84處繼續(xù)以在光學(xué)堆棧16上方形成犧牲層25。犧牲層25稍后被移除(例如，在框90處)以形成腔19，且因此在圖I中所解說的結(jié)果所得的干涉測量調(diào)制器12中未示出犧牲層25。圖SB解說包括在光學(xué)堆棧16上方形成的犧牲層25的經(jīng)部分制造的器件。在光學(xué)堆棧16上方形成犧牲層25可包括以所選厚度來沉積二氟化氙(XeF2)可蝕刻材料(諸如，鑰(Mo)或非晶硅(Si))，該厚度被選擇成在后續(xù)移除之后提供具有期望設(shè)計(jì)大小的間隙或腔19 (也參見圖I和SE)。沉積犧牲材料可使用諸如物理氣相沉積(PVD，例如濺鍍)、等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PECVD)、熱化學(xué)氣相沉積(熱CVD)、或旋涂等沉積技術(shù)來實(shí)施。工藝80在框86處繼續(xù)以形成支承結(jié)構(gòu)(例如，圖1、6和8C中所解說的柱子18)。形成柱子18可包括圖案化犧牲層25以形成支承結(jié)構(gòu)孔，然后使用沉積方法(諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋涂)將材料(例如，聚合物或無機(jī)材料，例如氧化硅)沉積至該孔中以形成柱子18。在一些實(shí)現(xiàn)中，在犧牲層中形成的支承結(jié)構(gòu)孔可延伸穿過犧牲層25和光學(xué)堆棧16兩者到達(dá)底下的基板20，從而柱子18的下端接觸基板20，如圖6A中所解說的。替換地，如圖SC中所描繪的，在犧牲層25中形成的孔可延伸穿過犧牲層25，但不穿過光學(xué)堆棧16。例如，圖8E解說了支承柱18的下端與光學(xué)堆棧16的上表面接觸?？赏ㄟ^在犧牲層25上方沉積支承結(jié)構(gòu)材料層并將該支承結(jié)構(gòu)材料的位于遠(yuǎn)離犧牲層25中的孔的部分圖案化來形成柱子18或其它支承結(jié)構(gòu)。這些支承結(jié)構(gòu)可位于這些孔內(nèi)(如圖SC中所解說的)，但是也可至少部分地延伸在犧牲層25的一部分上方。如上所述，對犧牲層25和/或支承柱18的圖案化可通過圖案化和蝕刻工藝來執(zhí)行，但也可通過替換的蝕刻方法來執(zhí)行。工藝80在框88處繼續(xù)以形成可移動(dòng)反射層或膜，諸如圖1、6和8D中所解說的可移動(dòng)反射層14。可移動(dòng)反射層14可通過采用一個(gè)或多個(gè)沉積工藝(例如，反射層(例如，鋁、鋁合金)沉積)連同一個(gè)或多個(gè)圖案化、掩模和/或蝕刻工藝來形成。可移動(dòng)反射層14可以是導(dǎo)電的，且被稱為導(dǎo)電層。在一些實(shí)現(xiàn)中，可移動(dòng)反射層14可包括如圖8D中所示的多個(gè)子層14a、14b、14c。在一些實(shí)現(xiàn)中，這些子層中的一者或多者(諸如子層14a、14c)可包括為其光學(xué)性質(zhì)所選擇的高反射子層，且另一子層14b可包括為其機(jī)械性質(zhì)所選擇的機(jī)械子層。由于犧牲層25仍存在于在框88處形成的經(jīng)部分制造的干涉測量調(diào)制器中，因此可移動(dòng)反射層14在此階段通常是不可移動(dòng)的。包含犧牲層25的經(jīng)部分制造的MOD在本文也可稱為“未脫模” MOD。如上文結(jié)合圖I所描述的，可移動(dòng)反射層14可被圖案化成形成顯示器的諸列的個(gè)體且平行的條帶。工藝80在框90處繼續(xù)以形成腔，例如圖1、6和8E中所解說的腔19。腔19可通過將(在框84處沉積的)犧牲材料25暴露于蝕刻劑來形成。例如,可蝕刻的犧牲材料(諸如Mo或非晶Si )可通過干法化學(xué)蝕刻來移除，例如通過將犧牲層25暴露于氣態(tài)或蒸氣蝕刻劑(諸如，由固態(tài)XeF2得到的蒸氣)長達(dá)能有效地移除期望量的材料(通常是相對于圍繞腔19的結(jié)構(gòu)選擇性地移除)的一段時(shí)間來移除。也可使用可蝕刻犧牲材料和蝕刻方法的其它組合，例如，濕法蝕刻和/或等離子體蝕刻。由于在框90期間移除了犧牲層25，因此可移動(dòng)反射層14在此階段之后通常是可移動(dòng)的。在移除犧牲材料25之后，結(jié)果所得的已完全或部分制造的頂OD在本文中可被稱為“已脫?！?MOD。微機(jī)械壓電X軸和Y軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)的描述 一些所公開的微機(jī)械壓電陀螺儀結(jié)構(gòu)提供了改善的機(jī)械感測元件，其克服了常規(guī)壓電音叉式陀螺儀的一些與性能有關(guān)的限制?，F(xiàn)有技術(shù)陀螺儀常規(guī)的壓電陀螺儀利用單端音叉結(jié)構(gòu)或雙端音叉結(jié)構(gòu)。圖9A和9B示出單端音叉式陀螺儀的驅(qū)動(dòng)模式和感測模式的示例。如圖9A和9B中所示，單端音叉由用于驅(qū)動(dòng)功能和感測功能兩者的兩個(gè)叉齒構(gòu)成。在圖9A和9B中，暗區(qū)域指不陀螺僅900的處于歇止中的部分，而亮區(qū)域指示陀螺儀900的處于運(yùn)動(dòng)中的部分。叉齒910a和910b以壓電方式反相驅(qū)動(dòng)，通常如圖9A中所示地是面內(nèi)的。響應(yīng)于所施加的旋轉(zhuǎn),科里奧利(Coriolis)力使叉齒910a和910b面外地且在相反方向上振蕩(參見圖9B)。結(jié)果所得的感測模式振蕩在陀螺儀900的壓電材料上產(chǎn)生感測電荷，該壓電材料可以是塊狀材料或沉積在陀螺儀900的結(jié)構(gòu)材料上的壓電層。此類音叉系統(tǒng)的主要限制是用于感測拾取的叉齒910a和910b還經(jīng)歷驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的幅度可能比感測運(yùn)動(dòng)大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，叉齒910a和910b的機(jī)械瑕疵和不對稱可能導(dǎo)致感測信號(hào)中有顯著程度的驅(qū)動(dòng)干擾，這可引起正交和偏離誤差。此類音叉系統(tǒng)的另一缺點(diǎn)是低于工作頻率的寄生諧振模式是不可避免的。同相平移模式通常低于反相操作模式且可能容易被振動(dòng)所激發(fā)。在雙端音叉系統(tǒng)(未示出)中，將分別的叉齒用于驅(qū)動(dòng)功能和感測功能。兩個(gè)叉齒被反相驅(qū)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)叉齒上引發(fā)的科里奧利力激發(fā)常見的扭轉(zhuǎn)感測模式，其進(jìn)而引起感測叉齒上的振動(dòng)。雙端音叉減少了對感測叉齒的驅(qū)動(dòng)干擾，但對于給定的器件大小而言效率降低。此外，在工作頻率以下和以上出現(xiàn)許多不期望的寄生模式，甚至比在單端音叉中出現(xiàn)的寄生模式還要多。壓電X軸陀螺儀結(jié)構(gòu)本文所公開的一些微機(jī)械壓電陀螺儀的架構(gòu)包括檢驗(yàn)質(zhì)量塊，其可在工作于驅(qū)動(dòng)模式時(shí)面內(nèi)扭振(繞z軸)以及在工作于感測模式時(shí)面外扭振(對于X軸陀螺儀是繞I軸，并且對于I軸陀螺儀是繞X軸)。圖IOA示出具有由附連至中心錨的驅(qū)動(dòng)梁來懸掛的檢驗(yàn)質(zhì)量塊的陀螺儀1000的示例。此處，檢驗(yàn)質(zhì)量塊1020由附連至中心錨1005的撓曲件IOlOa和IOlOb來懸掛。驅(qū)動(dòng)電極1015a - d可被圖案化在這些撓曲件的頂側(cè)和/或底側(cè)上。檢驗(yàn)質(zhì)量塊1020、撓曲件IOlOa和1010b、以及中心錨1005可由各種各樣的材料制成，諸如厚的電鍍金屬合金(例如鎳合金，諸如Ni-Co或Ni-Mn)、單晶硅、多晶硅等。在此示例中，陀螺儀1000的總的x和y尺寸在數(shù)毫米或以下的數(shù)量級(jí)上。例如，在一些實(shí)現(xiàn)中，寬度可在O. 25mm至Imm的范圍內(nèi)且長度可在Imm至4mm的范圍內(nèi)。厚度的范圍可從不到一微米至五十微米或以上。在該所解說的示例中，驅(qū)動(dòng)電極1015a_d對稱地布置在中心線1017a的每一側(cè)上。在此示例中，中心線1017a與X軸相對應(yīng)。此處，驅(qū)動(dòng)電極1015包括部署在撓曲件IOlOa和IOlOb上的壓電薄膜，從而允許撓曲件IOlOa和IOlOb用作驅(qū)動(dòng)梁。該壓電薄膜可以是氮化鋁(A1N)、氧化鋅(ZnO)、鋯鈦酸鉛(PZT)或其它薄膜。在一些實(shí)現(xiàn)中，驅(qū)動(dòng)電極1015 (以及本文所描述的其它驅(qū)動(dòng)電極)可包括部署在兩個(gè)金屬層之間的壓電薄膜，這兩個(gè)金屬層用于提供跨該壓電薄膜的電壓。該壓電薄膜可以是例如非導(dǎo)電的壓電薄膜。提供跨這些金屬層的電壓可引起這些驅(qū)動(dòng)電極的移動(dòng)。替換地，該壓電材料可以是單晶材料，諸如石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰等。 在圖IOA中所描繪的實(shí)現(xiàn)中，感測電極1025a和1025b是沿中心線1017a形成的壓電薄膜。在替換實(shí)現(xiàn)中，感測電極1025a和1025b可形成在檢驗(yàn)質(zhì)量塊1020上。替換地，感測電極1025a和1025b可形成在撓曲件IOlOa和IOlOb上的與形成驅(qū)動(dòng)電極1015的那側(cè)相同的側(cè)上但在驅(qū)動(dòng)電極1015上面或下面的層中。在一些其它實(shí)現(xiàn)中，感測電極1025a和1025b可形成于撓曲件IOlOa和IOlOb的對側(cè)上。在一些實(shí)現(xiàn)中，感測電極1025a和1025b(以及本文中所描述的其它感測電極)可包括部署在兩個(gè)金屬層之間的壓電薄膜，這兩個(gè)金屬層用于提供跨該壓電薄膜的電壓。該壓電薄膜可以是例如非導(dǎo)電的壓電薄膜。這些感測電極的移動(dòng)可造成跨這些金屬層的電壓改變。圖IOB示出類似于圖IOA的陀螺儀實(shí)現(xiàn)、但在驅(qū)動(dòng)電極之間具有間隙的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的示例。在此示例中，陀螺儀IOOOa包括撓曲件IOlOc和IOlOd中的槽1012a和1012b。此處，槽1012a和1012b是關(guān)于中心線1017b對稱的。包括槽1012a和1012b可使得撓曲件IOlOc和IOlOd相對更順從于面內(nèi)力。當(dāng)向驅(qū)動(dòng)電極1015a-d施加反相信號(hào)時(shí)，在撓曲件IOlOa - d中產(chǎn)生彎曲力矩。例如，參考圖10A,若向電極1015a施加正驅(qū)動(dòng)電壓并向電極1015b施加負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓,則一個(gè)電極將膨脹且另一電極將收縮。將在撓曲件IOlOa中產(chǎn)生彎曲力矩。類似地，若向電極1015d施加正驅(qū)動(dòng)電壓并向電極1015c施加負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓,則一個(gè)電極將膨脹且另一電極將收縮，并且將在撓曲件IOlOb中產(chǎn)生彎曲力矩。當(dāng)在相反方向上致動(dòng)撓曲件IOlOa和IOlOb時(shí)，就激發(fā)了扭轉(zhuǎn)式面內(nèi)驅(qū)動(dòng)模式。感測電極1025a和1025b檢測檢驗(yàn)質(zhì)量塊1020響應(yīng)于所施加的繞X軸的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行的面外扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。類似地，部署在圖IOB的檢驗(yàn)質(zhì)量塊1020上的感測電極1025c和1025d可用于檢測所施加的繞X軸的角旋轉(zhuǎn)。在圖IlA和IlB中，最暗區(qū)域指示陀螺儀1000的基本上處于歇止中的部分，而亮區(qū)域指示陀螺儀1000的處于運(yùn)動(dòng)中的部分。圖IlA示出一實(shí)現(xiàn)(諸如圖IOA中所示的實(shí)現(xiàn))的驅(qū)動(dòng)模式的示例。在圖IlA中，陀螺儀1000的1105a側(cè)在箭頭IllOa指示的方向上被驅(qū)動(dòng)，而同時(shí)陀螺儀1000的1105b側(cè)在箭頭IllOb指示的方向上被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓的極性顛倒時(shí)，1105a側(cè)和1105b側(cè)在與所示方向相反的方向上被驅(qū)動(dòng)。以此方式，就可在標(biāo)稱地等于驅(qū)動(dòng)電壓頻率的頻率以扭振模式驅(qū)動(dòng)檢驗(yàn)質(zhì)量塊1020。圖IlB示出正如圖IlA中所示地被驅(qū)動(dòng)的一實(shí)現(xiàn)的感測模式的示例。在存在所施加的繞X軸的旋轉(zhuǎn)的情況下，可在檢驗(yàn)質(zhì)量塊1020上引發(fā)繞7軸的凈科里奧利力矩。如圖IlB中所示，該科里奧利力矩激發(fā)面外感測模式，其使1105a側(cè)和1105b側(cè)在相反方向上面外地彎曲。該感測運(yùn)動(dòng)可在如圖IOA和IOB中所描繪的感測電極1025a - d上產(chǎn)生壓電電荷。諸如圖IOA和IOB中所描繪的那些實(shí)現(xiàn)之類的實(shí)現(xiàn)可基本上消除常規(guī)音叉系統(tǒng)中固有的面內(nèi)模式。一些此類實(shí)現(xiàn)可通過利用大的檢驗(yàn)質(zhì)量塊1020來進(jìn)一步增強(qiáng)性能。
驅(qū)動(dòng)與感測解耦在上文所描述的簡單實(shí)現(xiàn)中，感測電極1025a _ d可經(jīng)歷驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。即使驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的效應(yīng)可以被共模抑制，但不對稱和瑕疵也可導(dǎo)致將驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)耦合至感測信號(hào)路徑中。在一些高性能應(yīng)用中，結(jié)果所得的誤差可能導(dǎo)致不夠理想的性能。為了減少感測時(shí)的驅(qū)動(dòng)干擾，可通過利用框架結(jié)構(gòu)來分離驅(qū)動(dòng)梁和感測梁。下文描述用于將驅(qū)動(dòng)模式與感測模式解耦的兩個(gè)一般辦法。下文所描述的陀螺儀可具有在數(shù)毫米或以下的數(shù)量級(jí)上的總長度和寬度。例如，一些實(shí)現(xiàn)具有在O. 5_至3_的范圍內(nèi)的長度和在O. 3mm至I. 5mm的范圍內(nèi)的寬度，以及在約一微米到五十微米或以上之間的厚度。驅(qū)動(dòng)框架實(shí)現(xiàn)一些驅(qū)動(dòng)框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)包括僅在驅(qū)動(dòng)模式中振蕩的驅(qū)動(dòng)框架。該驅(qū)動(dòng)框架可部署在中心錨與檢驗(yàn)質(zhì)量塊之間。與圖IOA和IOB中所示的實(shí)現(xiàn)相比，此類實(shí)現(xiàn)可更有效地將驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與感測運(yùn)動(dòng)解耦。圖12示出其中驅(qū)動(dòng)框架經(jīng)由驅(qū)動(dòng)梁附連至中心錨的驅(qū)動(dòng)框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)的示例此處，陀螺儀1200的驅(qū)動(dòng)框架1210圍繞中心錨1205并經(jīng)由驅(qū)動(dòng)梁1215a_d附連至中心錨1205。在此示例中，槽1207將驅(qū)動(dòng)框架1210與中心錨1205的絕大部分分離開。檢驗(yàn)質(zhì)量塊1220圍繞驅(qū)動(dòng)框架1210。檢驗(yàn)質(zhì)量塊1220由感測梁1225a_d耦合至驅(qū)動(dòng)框架1210。在此示例中，檢驗(yàn)質(zhì)量塊1220僅在感測梁1225a - d的遠(yuǎn)離中心軸1218的遠(yuǎn)端1226處耦合至驅(qū)動(dòng)框架1210，該中心軸1218在此示例中與y軸相對應(yīng)。槽1217和1229將感測梁1225a - d的其它部分與檢驗(yàn)質(zhì)量塊1220分離開。槽1217還將驅(qū)動(dòng)框架1210與檢驗(yàn)質(zhì)量塊1220分離開。驅(qū)動(dòng)梁1215a - d關(guān)于中心線1231對稱地部署，中心線1231在此示例中與x軸相對應(yīng)。為了產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)振蕩，可使用差分驅(qū)動(dòng)。在此類實(shí)現(xiàn)中，可用反相信號(hào)在一個(gè)方向上致動(dòng)處在錨1205的一側(cè)上的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)梁，并且可在相反方向上致動(dòng)處在錨1205的另一側(cè)上的另兩個(gè)梁，以產(chǎn)生繞z軸的凈旋轉(zhuǎn)。此處，在向驅(qū)動(dòng)梁1215b和1215c的驅(qū)動(dòng)電極施加正電壓的同時(shí)向驅(qū)動(dòng)梁1215a和1215d的驅(qū)動(dòng)電極(未不出)施加負(fù)電壓。在此示例中，驅(qū)動(dòng)和感測電極包括在圖13A和13B中可以更清楚地看到的壓電薄膜。圖13A示出陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖12中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn))的橫截面的示例。在陀螺儀1200的此視圖中，可以清楚地看到感測梁1225a的壓電感測電極1305a和感測梁1225b的壓電感測電極1305b。也可看到感測梁1225c和1225d各自的壓電感測電極1305c和1305d。圖13B示出圖13A中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的放大的一對驅(qū)動(dòng)梁的示例。在圖13B中，可看到分別在驅(qū)動(dòng)梁1215a和1215b上的壓電驅(qū)動(dòng)電極1305e和1305f。如下文參考圖41及其后諸圖所詳細(xì)討論的，在一些實(shí)現(xiàn)中，單個(gè)層可被沉積和圖案化以形成電極1305a-f的壓電薄膜。雖然本文中所描述的壓電驅(qū)動(dòng)和感測電極往往圖解成在陀螺儀驅(qū)動(dòng)和感測框架、檢驗(yàn)質(zhì)量塊等的頂上，但此類圖解主要是出于清晰的目的而做出的。在替換實(shí)現(xiàn)中，此類驅(qū)動(dòng)和感測電極可定位于這些驅(qū)動(dòng)和感測框架、檢驗(yàn)質(zhì)量塊等的“下方”(比這些驅(qū)動(dòng)和感測框架、檢驗(yàn)質(zhì)量塊等更靠近基板)。如下文參考圖41至46B所描述的，在形成驅(qū)動(dòng)框架、感測框架、檢驗(yàn)質(zhì)量塊等之前形成驅(qū)動(dòng)和感測電極可能是有利的。此類制造方法可產(chǎn)生其中驅(qū)動(dòng)和感測電極部署在驅(qū)動(dòng)框架、感測框架、檢驗(yàn)質(zhì)量塊等下方的陀螺儀。圖14A示出陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖12中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn))的驅(qū)動(dòng)模式的示例。在 圖14A和14B中，陀螺儀1200的冷色部分正發(fā)生的運(yùn)動(dòng)相對少于暖色部分陀螺儀1200的藍(lán)色部分基本上處于歇止，而紅色和橙色部分正發(fā)生的運(yùn)動(dòng)比陀螺儀1200的其它部分多。此處，驅(qū)動(dòng)梁1215正經(jīng)由差分壓電驅(qū)動(dòng)來被驅(qū)動(dòng)，如上文所描述的。驅(qū)動(dòng)梁1215相對順從于面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這允許陀螺儀1200繞z軸旋轉(zhuǎn)。可使驅(qū)動(dòng)梁1215在所有其它方向上相對剛性，由此將驅(qū)動(dòng)框架基本上約束為僅在驅(qū)動(dòng)模式(即，x-y平面)中旋轉(zhuǎn)。此處，例如，驅(qū)動(dòng)梁1215沿X軸是相對剛性的，以抑制不期望的振蕩模式。例如，槽1207的平行于中心線1218的部分造成沿驅(qū)動(dòng)框架1210的y軸的穿孔。在無額外剛性的情況下，這些穿孔將傾向于形成沿I軸的順從鉸鏈，從而允許驅(qū)動(dòng)框架1210繞該鉸鏈彎曲。圖14B示出正如圖14A中所示地被驅(qū)動(dòng)的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的感測模式的示例。在感測模式中，檢驗(yàn)質(zhì)量塊1220繞y軸振蕩，這在感測梁1225a - d上引發(fā)應(yīng)力。此處，在檢驗(yàn)質(zhì)量塊的1220b側(cè)正在向下移動(dòng)的同時(shí)，檢驗(yàn)質(zhì)量塊的1220a側(cè)正在向上移動(dòng)。該面外感測運(yùn)動(dòng)使感測梁1225a-d面外地彎曲并且導(dǎo)致由對應(yīng)的感測電極1305a-d產(chǎn)生壓電電荷。在圖14B的示例中所描繪的時(shí)刻，感測梁1225c和1225d向下彎曲，而感測梁1225a和1225b向上彎曲。因此，感測梁1225c和1225d的上表面膨脹，而感測梁1225a和1225b的上表面收縮。當(dāng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)是在相反方向上時(shí)，感測梁1225c和1225d向上彎曲，而感測梁1225a和1225b向下彎曲。此類實(shí)現(xiàn)可提供差分檢測機(jī)制，其中傳感器輸出是感測梁1225a和1225b的電極之和減去感測梁1225c和1225d的電極之和，或反之，這取決于取向。在陀螺儀1200的此配置中，檢驗(yàn)質(zhì)量塊1220的感測運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)框架1210基本上解耦。將驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與感測運(yùn)動(dòng)解耦有助于保持感測電極更安靜，這部分地是由于感測電極不經(jīng)受大振幅驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在一些此類實(shí)現(xiàn)中，感測梁因驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而承受的負(fù)荷可以是僅為軸向的。在圖12至14B中所描繪的配置中，感測梁1225a_d在x-y平面中基本上是矩形的。然而，在替換實(shí)現(xiàn)中，感測梁1225a-d具有其它形狀。在一些此類實(shí)現(xiàn)中，感測梁1225a-d是楔形，例如如圖17中所示的。感測框架實(shí)現(xiàn)本文中所描述的各種感測框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)包括在感測模式中振蕩、但在驅(qū)動(dòng)模式中基本上靜止的感測框架。圖15示出感測框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)的示例。感測框架1510可經(jīng)由驅(qū)動(dòng)梁1515a - d連接至檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530。此處，驅(qū)動(dòng)梁1515a - d將感測框架1510的中心部分1510a連接至檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530。中心部分1510a部署在一對錨1505a和1505b之間。此處，由槽1522將錨1505a和1505b與中心部分1510a分離開。陀螺儀1500以經(jīng)由感測梁1520a - d連接至錨1505a和1505b的感測框架1510為特征。在此示例中，感測框架1510包括諸楔形部分1512，其中每個(gè)楔形部分1512在靠近錨1505a或1505b之一的第一端1513處較寬且在遠(yuǎn)離錨1505a或1505b的第二端1514處較窄。每個(gè)感測梁1520a-d從錨1505a或1505b之一延伸至其中一個(gè)第二端1514。此處，感測梁1520a - d僅在第二端1514連接至感測框架1510。由槽1522將感測梁1520a - d與諸第一端1513分離開。由槽1524將檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530與感測梁1520分離開并與感測框架1510分離開。此外，由槽1517將檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530與感測框架1510分離開。相應(yīng)地，感測框架1510是與檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)基本上解f禹的。圖16A示出圖15中所示的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)模式的示例。在圖16A中，檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530關(guān)于感測框架1510的位移被夸大以更清楚地看到其相對運(yùn)動(dòng)。陀螺儀1500的深·藍(lán)色部分基本上處于歇止，而紅色和橙色部分正發(fā)生的運(yùn)動(dòng)比陀螺儀1500的其它部分多。此處，以均勻的深藍(lán)色陰影示出感測框架1510，從而指示感測框架1510基本上不運(yùn)動(dòng)。檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530的位移隨著離錨1505的距離增加而增大，如由從淺藍(lán)色至紅色的色彩進(jìn)展所指示的。感測框架1510不僅由驅(qū)動(dòng)梁1515而且還由鏈接梁1525來耦合至檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530。驅(qū)動(dòng)梁1515和鏈接梁1525順從于面內(nèi)形變且允許檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530在驅(qū)動(dòng)模式中關(guān)于感測框架進(jìn)行面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。然而，感測框架1510是與檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)基本上解耦的。圖16B示出正如圖16A中所示地被驅(qū)動(dòng)的陀螺儀實(shí)現(xiàn)的感測模式的示例。在感測模式操作期間，檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530和感測框架1510可一起面外扭振。在圖16B中所描繪的時(shí)刻，檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530的一端1605正向上彎曲且檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530的一端1610正向下彎曲。此處，鏈接梁1525關(guān)于面外力是剛性的。因此，鏈接梁1525增加了檢驗(yàn)質(zhì)量塊1530的感測運(yùn)動(dòng)向感測框架1510的傳遞。楔形感測梁可通過改善感測梁上的應(yīng)力均勻性來提高壓電陀螺儀系統(tǒng)的電氣靈敏度。對于矩形感測梁的一些實(shí)現(xiàn)而言，該感測梁上的最大彎曲應(yīng)力處在錨連接處，且隨著離錨的距離而線性地減小。該配置可導(dǎo)致感測電極處的總壓電電荷減少。通過使用楔形感測梁型面，彎曲應(yīng)力的減小可通過由于逐漸減小的梁寬度所引起的應(yīng)力增加來補(bǔ)償。因此，可達(dá)成沿感測梁的均勻的應(yīng)力分布，且可使遍及該感測電極所產(chǎn)生的電荷最大化。圖17示出具有楔形感測梁的替換性感測框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)的示例。陀螺儀1700的許多特征類似于陀螺儀1500的相應(yīng)特征。例如，驅(qū)動(dòng)梁1715將感測框架1710的中心部分連接至檢驗(yàn)質(zhì)量塊1730。感測梁1720a - d從錨1705a和1705b延伸至感測框架1710的遠(yuǎn)離錨1705a和1705b的遠(yuǎn)端1714。由槽1724將檢驗(yàn)質(zhì)量塊1730與感測梁1720a_d分離開。此外，由槽1717將檢驗(yàn)質(zhì)量塊1730與感測框架1710的絕大部分分離開。如同陀螺儀1500的感測框架1510，感測框架1710是與檢驗(yàn)質(zhì)量塊1730的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)基本上解耦的。
然而，在圖17中所示的示例中，將楔形感測梁設(shè)計(jì)納入該解耦式的感測框架實(shí)現(xiàn)中。在陀螺儀1700中，感測梁1720a _ d具有隨著離錨1705a和1705b的距離增加而減小的寬度。例如，楔形感測梁1720c包括附連至錨1705b的較寬端1722和附連至感測框架1710的較窄端1723。當(dāng)根據(jù)有限元分析(FEA)來建模在感測運(yùn)動(dòng)期間感測梁上的應(yīng)力時(shí)，可觀察到楔形感測梁設(shè)計(jì)的一些實(shí)現(xiàn)提供沿該感測梁的更均勻的應(yīng)力。圖18示出疊合在陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖17的陀螺儀實(shí)現(xiàn))上的有限元分析的示例，其示出當(dāng)工作于感測模式時(shí)在楔形感測梁上基本均勻的應(yīng)力。楔形感測梁1720a和1720c上基本均勻的淺陰影指示基本均勻的壓縮，而楔形感測梁1720b和1720d上基本均勻的深陰影指示基本均勻的張力。圖19示出陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖17的陀螺儀實(shí)現(xiàn))的楔形感測梁上的應(yīng)力水平相對于離中心(y軸)的距離的標(biāo)繪的示例。在圖19中，關(guān)于沿X軸的距離來標(biāo)繪出沿感測梁 1720c和1720d的應(yīng)力。從圖19可觀察到，應(yīng)力水平在該實(shí)現(xiàn)中保持相對恒定且基本上不隨著沿每個(gè)感測梁的位置而降低。區(qū)域1905對應(yīng)于楔形感測梁1720d的基本均勻的張力，而區(qū)域1910對應(yīng)于楔形感測梁1720c的基本均勻的壓縮。在最優(yōu)楔角的情況下，可達(dá)成跨每個(gè)感測梁1720a - d基本恒定的應(yīng)力水平。該最優(yōu)楔角將根據(jù)陀螺儀設(shè)計(jì)而變化并且可通過反復(fù)的FEA建模來確定。該最優(yōu)楔角將對應(yīng)于區(qū)域1905和1910中“最平坦”或即變化最小的曲線。雖然本文已在感測框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)的上下文中示出了楔形感測梁，但在其它實(shí)現(xiàn)中也可使用楔形感測梁來提高靈敏度。例如，楔形感測梁可用于驅(qū)動(dòng)框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)中，諸如上文參考例如圖15所描述的那些驅(qū)動(dòng)框架陀螺儀實(shí)現(xiàn)。除了楔形感測梁1720之外，在陀螺儀1500與陀螺儀1700之間還存在一些額外差異。再次參考圖17，可觀察到，鏈接梁1725是迂回型撓曲件且連接至感測框架1710的遠(yuǎn)端部分，比在陀螺儀1500中相對更遠(yuǎn)離y軸。這是在陀螺儀1500的配置之上在耦合檢驗(yàn)質(zhì)量塊1730的感測運(yùn)動(dòng)方面稍微的改進(jìn)，這是由于力是更遠(yuǎn)離y軸、更靠近檢驗(yàn)質(zhì)量塊1730的感測運(yùn)動(dòng)的最大振幅點(diǎn)地施加的。將所施加力移到更靠近翼形感測框架1710的末梢就把相對更多的力從檢驗(yàn)質(zhì)量塊1730傳遞給感測框架1710。此外，在陀螺儀1700中，槽1726 (其將錨1705a和1705b與感測框架1710分離開)的諸部分基本上平行于槽1717 (其將感測框架1710與檢驗(yàn)質(zhì)量塊1730分離開)的相應(yīng)部分。此修改可有助于在感測框架1710的相應(yīng)部分中提供充分的剛性。微機(jī)械壓電Z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)的描述本文中所描述的一些實(shí)現(xiàn)提供具有低正交和偏離誤差的z軸陀螺儀。一些實(shí)現(xiàn)包括驅(qū)動(dòng)檢驗(yàn)質(zhì)量塊，其被壓電地驅(qū)動(dòng)為進(jìn)行基本線性的X方向運(yùn)動(dòng)(面內(nèi))。驅(qū)動(dòng)檢驗(yàn)質(zhì)量塊可機(jī)械地耦合至感測檢驗(yàn)質(zhì)量塊，感測檢驗(yàn)質(zhì)量塊在存在繞z軸的角旋轉(zhuǎn)的情況下扭振。感測檢驗(yàn)質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)可在部署在將感測質(zhì)量塊連接至基板錨的感測梁上面或下面的壓電薄膜中感生電荷。所感生電荷可引起壓電感測電極的電壓改變，該電壓改變可被電子地記錄和處理。這些檢驗(yàn)質(zhì)量塊可由各種各樣的材料制成，諸如厚的電鍍金屬合金(例如鎳合金，諸如Ni-Co、Ni-Mn等)、來自SOI晶片的器件層的單晶硅、玻璃和其它材料。該壓電薄膜可以是氮化鋁(A1N)、氧化鋅(ZnO)、鋯鈦酸鉛(PZT)或其它薄膜，或是單晶材料，諸如石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰和其它單晶材料。一些實(shí)現(xiàn)非常適合于制造在平板顯示器玻璃上。一些實(shí)現(xiàn)還涉及使用靜電致動(dòng)器陣列來調(diào)諧驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械模態(tài)以抑制向感測框架中的正交耦合。例如，在一些實(shí)現(xiàn)中，靜電致動(dòng)器包括梳指狀電極陣列以微調(diào)檢驗(yàn)質(zhì)量塊的面內(nèi)運(yùn)動(dòng)和/或基板與檢驗(yàn)質(zhì)量塊之間的靜電間隙以抑制不期望的縱向運(yùn)動(dòng)，如下文參考圖23更全面地描述的。Z軸陀螺儀架構(gòu)圖20A示出z軸陀螺儀2000實(shí)現(xiàn)的平面視圖的示例。陀螺儀2000包括部署在中心錨2005周圍的感測框架2010。感測框架2010經(jīng)由感測梁2020a - d連接至中心錨2005。驅(qū)動(dòng)框架2030部署在感測框架2010周圍且連接至感測框架2010。在此示例中，驅(qū)動(dòng)梁2015a - d壓電地驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)框架2030進(jìn)行基本線性的x方向運(yùn)動(dòng)(面內(nèi))。此處，驅(qū)動(dòng)框架2030由驅(qū)動(dòng)框架部分2030a和2030b構(gòu)成?？赏ㄟ^向每一對毗鄰驅(qū)動(dòng)梁施加反 相電壓(例如向驅(qū)動(dòng)梁2015a施加正電壓并向驅(qū)動(dòng)梁2015b施加負(fù)電壓)來致動(dòng)驅(qū)動(dòng)框架2030。圖20B示出圖20A中所示的z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)梁2015c和2015d的放大視圖的示例。在此放大視圖中，可以更清楚地看到驅(qū)動(dòng)梁2015c和2015d。驅(qū)動(dòng)梁2015c和2015d由部署在槽2035c內(nèi)的撓曲件2045b接合至驅(qū)動(dòng)框架部分2030b。電極2050a和2050b(其每一者包括壓電薄膜)分別部署在驅(qū)動(dòng)梁2015c和2015d上。在此示例中，在向電極2050a施加負(fù)電壓的同時(shí)向電極2050b施加正電壓。所施加的電壓導(dǎo)致向驅(qū)動(dòng)梁2015d施加壓應(yīng)力且向驅(qū)動(dòng)梁2015c施加張應(yīng)力。由壓電材料引發(fā)的相對的軸向應(yīng)變造成使驅(qū)動(dòng)框架部分2030b在正X方向上移動(dòng)的凈力矩。圖21A示出z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)(諸如圖20A中所描繪的z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn))的驅(qū)動(dòng)模式的示例。在圖21A和21B中，位移被夸大以便易于查看。在圖21A中，驅(qū)動(dòng)框架部分2030b已在正X方向上移動(dòng)且驅(qū)動(dòng)框架部分2030a已在負(fù)X方向上移動(dòng)。然而，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)與感測框架2010基本上解耦。因此，感測框架2010并不沿X軸平移。作為替代，感測框架2010在不存在繞z軸的旋轉(zhuǎn)的情況下基本上保持靜止。間隙2035a-e和部署在其中的撓曲件的功能性在圖21A中是明了的。間隙2035a - e基本上平行于y軸?；旧涎貀軸延伸的間隙2035b已張開。橫跨間隙2035b并連接驅(qū)動(dòng)框架部分2030a和2030b的撓曲件2047a和2047b也已張開。沿間隙2035d和2035e延伸的撓曲件2040a和2040b順從于面內(nèi)彎曲并且允許感測框架2030在驅(qū)動(dòng)框架部分2030a和2030b被驅(qū)動(dòng)時(shí)保持在基本上相同的位置。類似地，沿間隙2035a和2035b延伸的撓曲件2045a和2045b也允許感測框架2010在驅(qū)動(dòng)框架2030被驅(qū)動(dòng)時(shí)保持在基本上相同的位置。圖21B示出如圖21A中所描繪地被驅(qū)動(dòng)的z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)的感測模式的示例。感測梁2020順從于繞z軸的旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)地，感測框架2010可在存在角旋轉(zhuǎn)的情況下扭振。感測框架2010的這些扭轉(zhuǎn)感測運(yùn)動(dòng)可在部署于感測梁2020上的壓電薄膜中引發(fā)應(yīng)變并感生電荷。從圖2IB可觀察到，撓曲件2047a和2047b也可因感測框架2010的感測運(yùn)動(dòng)而形變。然而，撓曲件2040a、2040b、2045a和2045b基本上不形變。在本文中所公開的z軸陀螺儀實(shí)現(xiàn)中，驅(qū)動(dòng)框架和感測框架可設(shè)計(jì)成具有機(jī)械正交振動(dòng)模式。如圖21A中所示，在一些實(shí)現(xiàn)中，驅(qū)動(dòng)懸掛可將驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)限制于沿X軸的基本線性位移的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。相反，感測框架懸掛可順從于繞Z軸的扭轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)，但對于X或y方向上的平移運(yùn)動(dòng)可能是相當(dāng)剛性的。可使連接驅(qū)動(dòng)框架2030和感測框架2010的撓曲件順從于X方向(正交)力，但對y方向的科里奧利耦合扭轉(zhuǎn)力是相當(dāng)剛性的。此類配置可顯著減小從驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)至感測運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)正交耦合。此外，在一些實(shí)現(xiàn)中，陀螺儀差分驅(qū)動(dòng)框架的元件可機(jī)械地耦合以減少寄生諧振的數(shù)量以及將對稱模式和非對稱模式的頻率分離開。因此，這些實(shí)現(xiàn)抵抗由正交引發(fā)的寄生諧振。感測梁優(yōu)化 可通過改善感測梁上的應(yīng)力均勻性來提高壓電陀螺儀系統(tǒng)的電氣靈敏度。對于具有均勻矩形橫截面的感測梁，該感測梁上的彎曲應(yīng)力在錨連接處為最大值且作為離錨的距離的函數(shù)線性地減小。這結(jié)果導(dǎo)致感測電極上不夠理想的積分壓電電荷以及因此結(jié)果導(dǎo)致不夠理想的電壓。圖22示出來自z軸陀螺儀的楔形感測梁的一個(gè)實(shí)現(xiàn)的特寫視圖的示例。如圖22中所示，通過利用楔形感測梁型面，可達(dá)成沿感測梁2020c和2020d基本均勻的應(yīng)力分布。相應(yīng)地，在感測電極上產(chǎn)生的總電荷可得以增強(qiáng)。在平板顯示器玻璃上的制造本文中所公開的一些X軸、y軸和z軸陀螺儀非常適合于制造在大面積平板顯示器玻璃上。在使用電鍍金屬合金檢驗(yàn)質(zhì)量塊和濺鍍壓電AlN薄膜的一些實(shí)現(xiàn)中，加工可在400°C以下發(fā)生。電鍍金屬檢驗(yàn)質(zhì)量塊可具有高質(zhì)量密度(與硅相比)且不存在深反應(yīng)離子蝕刻(DRIE)側(cè)壁斜坡，DRIE側(cè)壁斜坡對于基于硅的靜電設(shè)計(jì)是常見的且引起正交性。下文參考圖41及其后諸圖來描述一些制造工藝的細(xì)節(jié)。在一些實(shí)現(xiàn)中，玻璃既可用作基板又可用作封裝，從而導(dǎo)致組件成本降低。z軸陀螺儀可與數(shù)個(gè)其它傳感器和致動(dòng)器(諸如加速計(jì)、X軸和/或I軸陀螺儀、磁力計(jì)、話筒、壓力傳感器、諧振器、致動(dòng)器和/或其它器件)集成在一起。利用靜電致動(dòng)器進(jìn)行的正交調(diào)諧本文中所描述的一些實(shí)現(xiàn)涉及使用靜電致動(dòng)器陣列來積極地微調(diào)驅(qū)動(dòng)和/或感測框架的機(jī)械模態(tài)以抑制正交和偏離誤差。驅(qū)動(dòng)框架至感測框架的耦合中不想要的變位可能引起正交性。圖23示出可配置成施加校正靜電力以微調(diào)檢驗(yàn)質(zhì)量塊的振動(dòng)模態(tài)的電極陣列的示例。圖23描繪了檢驗(yàn)質(zhì)量塊2305，其可以是陀螺儀或加速計(jì)檢驗(yàn)質(zhì)量塊。檢驗(yàn)質(zhì)量塊2305的期望運(yùn)動(dòng)是面內(nèi)的，如圖所示。然而，檢驗(yàn)質(zhì)量塊2305的振動(dòng)模式可能具有面外分量。此類面外分量的一個(gè)示例——小的縱向的不期望變位(示為檢驗(yàn)質(zhì)量塊2305的虛線輪廓)在圖23中示為疊合在主要的面內(nèi)平移驅(qū)動(dòng)模式上。電極陣列2310可配置成用于向檢驗(yàn)質(zhì)量塊2305施加靜電校正力。通過控制電極陣列2310以積極地施加抵消檢驗(yàn)質(zhì)量塊2305的運(yùn)動(dòng)的不期望縱向分量的靜電力，可減小耦合至感測框架的引發(fā)正交性的加速度。該概念也可應(yīng)用于數(shù)種其它實(shí)現(xiàn)。例如，靜電致動(dòng)器可由梳指構(gòu)成，這些梳指配置成施加靜電力以抵消掉不期望的y方向運(yùn)動(dòng)。加速計(jì)實(shí)現(xiàn)的描述
本文描述的各種實(shí)現(xiàn)提供了新穎的三軸加速計(jì)及其組件。此類三軸加速計(jì)具有適合用在廣泛的消費(fèi)者電子應(yīng)用(諸如便攜式導(dǎo)航設(shè)備和智能電話)中的大小、性能水平和成本。一些此類實(shí)現(xiàn)提供了基于電容性層疊式橫向交迭換能器(SLOT)的三軸加速計(jì)。一些實(shí)現(xiàn)使用兩個(gè)檢驗(yàn)質(zhì)量塊來提供三軸感測，而其它實(shí)現(xiàn)使用僅一個(gè)檢驗(yàn)質(zhì)量塊來提供三軸感測?？舍槍γ總€(gè)軸優(yōu)化不同的撓曲型。加速計(jì)的實(shí)現(xiàn)可制造在大面積基板(諸如大面積玻璃面板)上。如下文詳細(xì)描述的，用于在大面積基板上形成基于SLOT的三軸加速計(jì)的制造工藝可以與用于在大面積基板上制造陀螺儀的工藝兼容。組合此類工藝可使得能夠?qū)⒘鶄€(gè)慣性感測軸單片地集成在單個(gè)玻璃基板上。對于x-y軸面內(nèi)感測，一些實(shí)現(xiàn)提供導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊和在犧牲間隙任一側(cè)上的圖案化電極。所施加的面內(nèi)加速度使該檢驗(yàn)質(zhì)量塊橫向平移，這減少了第一電極與檢驗(yàn)質(zhì)量塊之間的交迭并增加了第二電極與該檢驗(yàn)質(zhì)量塊之間的交迭。面內(nèi)彎曲撓曲件可為懸掛著的檢驗(yàn)質(zhì)量塊提供結(jié)構(gòu)性支承。
對于z軸面外感測，可通過使檢驗(yàn)質(zhì)量塊一側(cè)的質(zhì)量比該檢驗(yàn)質(zhì)量塊另一側(cè)相對更大(或更小)來形成樞軸的任一側(cè)上的力矩不平衡。例如，可通過將檢驗(yàn)質(zhì)量塊的一側(cè)穿孔和/或通過形成在任一側(cè)上具有不同寬度和/或長度的檢驗(yàn)質(zhì)量塊來形成樞軸的任一側(cè)上的力矩不平衡。在一些實(shí)現(xiàn)中，負(fù)z加速度使檢驗(yàn)質(zhì)量塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這增大了第一電極與該檢驗(yàn)質(zhì)量塊之間的間隙并且減小了第二電極與該檢驗(yàn)質(zhì)量塊之間的間隙。該z軸加速計(jì)可包括扭轉(zhuǎn)撓曲件。在一些實(shí)現(xiàn)中，可使用一個(gè)或兩個(gè)檢驗(yàn)質(zhì)量塊來達(dá)成三軸感測。下文描述一些不例。圖24示出用于測量面內(nèi)加速度的加速計(jì)的示例。加速計(jì)2400包括在基板2401上形成的電極2405a和2405b。電極2405a和2405b可由任何方便的導(dǎo)電材料(諸如，金屬)形成。加速計(jì)2400包括導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410，由間隙2415將其與電極2405a和2405b分離開。間隙2415可例如在數(shù)微米(例如，0.5或2微米)的數(shù)量級(jí)上，或者可顯著更小或顯
著更大。導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410包括槽2420。在此示例中，當(dāng)加速計(jì)2400處于歇止時(shí)，槽2420的邊緣2425懸掛于電極2405a和2405b上方。取決于實(shí)現(xiàn)，槽2420可延伸以部分地穿進(jìn)或完全地穿過導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410。具有不同槽深度的各種導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410的電容在圖32中示出，其在下文描述。具有加速計(jì)2400的一般配置的加速計(jì)在本文中可稱為基于層疊式橫向交迭換能器(SLOT)的加速計(jì)。正X加速度使導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410橫向平移，這使槽2420的位置移位。槽2420定位在電極2405a上方的部分變多,這導(dǎo)致較多空氣和較少導(dǎo)電材料位于電極2405a附近。這使電極2405a處的電容減小AC。相反，槽2420定位在電極2405b上方的部分變少，這導(dǎo)致較少空氣和較多導(dǎo)電材料位于電極2405b附近。這使電極2405b處的電容增加AC。由導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410的平移引起的交迭變化產(chǎn)生了與2 AC成比例的相應(yīng)的面內(nèi)加速度差分輸出信號(hào)。圖25示出用于測量面外加速度的加速計(jì)的示例。在此示例中，加速計(jì)2500包括由支承2515和扭轉(zhuǎn)撓曲件2525附連至基板2401的導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510。支承2515和扭轉(zhuǎn)撓曲件2525形成樞軸2530。可例如通過將導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510的一側(cè)穿孔、通過使導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510在支承2515的任一側(cè)上具有不同寬度和/或長度、或者通過其組合來在支承2515的任一側(cè)上形成力矩不平衡。也可通過使制作導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510的一側(cè)的材料比用于形成導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510的另一側(cè)的材料的密度相對更大或更小來形成力矩不平衡。然而，此類實(shí)現(xiàn)制造起來可能相對更復(fù)雜。在此示例中，已通過在2510b側(cè)中制作穿孔2520來形成力矩不平衡。負(fù)z加速度使導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這增大了電極2405c與該導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510之間的間隙并且減小了電極2405d與該導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510之間的間隙。這使電極2405c處的電容減小八(并使電極2405(1處的電容增大AC。結(jié)果產(chǎn)生了與2AC成比例的相應(yīng)的面外加速度輸出信號(hào)。圖26A示出用于測量面內(nèi)加速度的加速計(jì)的示例。加速計(jì)2400a可具有在幾毫米的數(shù)量級(jí)上的總的X和y尺寸。在一些實(shí)現(xiàn)中，加速計(jì)2400a可具有小于一毫米的X和y尺寸?！?br> 在此示例中，加速計(jì)2400a包括部署在內(nèi)框架2610a周圍的導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a。導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a包括基本上沿第一軸(其在此示例中為x軸)延伸的槽2420a。導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a還包括基本上沿第二軸(其在此示例中為I軸)延伸的槽2420b。如下文更詳細(xì)地描述的，導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a被約束為基本上沿X軸、y軸、或者X與y軸的組合來移動(dòng)。內(nèi)框架2610a包括基本靜止部分2612a，其經(jīng)由錨2605連接至基板。錨2605部署在圖26A中所描繪的平面下方。此處，靜止部分2612a還包括一對應(yīng)力隔離狹縫2625，其在此示例中基本上沿I軸延伸。應(yīng)力隔離狹縫2625可使加速度測量對薄膜、基板和/或封裝中的應(yīng)力減敏。內(nèi)框架2610a還包括可移動(dòng)部分2614a。撓曲件2615a將可移動(dòng)部分2614a連接至導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a。撓曲件2620a將可移動(dòng)部分2614a連接至靜止部分2612a。這些撓曲件可以是折疊式撓曲件，這可增加彎曲順從性。在一些實(shí)施例中，這些撓曲件可以是迂回型撓曲件。在此示例中，內(nèi)框架2610a包括多個(gè)槽2420a。如圖26A中所示，可在檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a中形成附加槽2420a。圖26B示出圖26A的加速計(jì)對沿第一軸的加速度的響應(yīng)的示例。此處，加速計(jì)2400a的導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a正沿x軸移動(dòng)。槽2420b沿x軸移位，這導(dǎo)致將由相應(yīng)電極2405檢測到的電容變化，如上文參考圖24所描述的。電極2405部署在圖26B中所解說的平面底下的基板2401 (未示出)上。加速計(jì)2400a、基板2401和電極2405之間的特殊關(guān)系在圖28中解說且在下文描述。撓曲件2615a (其在圖26B中是形變的)允許導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a沿X軸移動(dòng)，而同時(shí)內(nèi)框架2610a保持基本上靜止。在此實(shí)現(xiàn)中，撓曲件2620a基本上不形變。與槽2420a相關(guān)聯(lián)的電容在檢驗(yàn)質(zhì)量塊的X平移下基本不變。圖26C示出圖26A的加速計(jì)對沿第二軸的加速度的響應(yīng)的示例。此處，導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a和內(nèi)框架2610a的可移動(dòng)部分2614a正沿y軸移動(dòng)。槽2420a沿y軸移位，這導(dǎo)致將由相應(yīng)電極2405檢測到的電容變化，如上文所描述的。撓曲件2620a(其在圖26C中是形變的)允許可移動(dòng)部分2614a隨著導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a沿y軸移動(dòng)。在此實(shí)現(xiàn)中，撓曲件2615a基本上不形變。與槽2420b相關(guān)聯(lián)的電容在檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410a和可移動(dòng)部分2614a的y平移下基本上不變。圖26D示出用于測量面內(nèi)和面外加速度的加速計(jì)的示例。在此示例中，加速計(jì)2400b包括具有延伸2670的導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410b。延伸2670導(dǎo)致導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410b的在有延伸2670的那側(cè)上的部分的質(zhì)量大于導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410b的在有錨2605的另一側(cè)上的部分。延伸2670的額外質(zhì)量形成了上文參考圖25所描述的類型的力矩不平衡，從而允許加速計(jì)2400b對沿z軸的加速度敏感。在加速計(jì)2400b與先前附圖中所描述的加速計(jì)2400a之間存在其它差異。在圖26D中所描繪的實(shí)現(xiàn)中，內(nèi)框架2610b的靜止部分2612b相對小于在例如圖26A中所描繪的實(shí)現(xiàn)中的內(nèi)框架2610a的靜止部分2612a。此配置允許槽2420a占據(jù)內(nèi)框架2610b的相對更多的面積，這可導(dǎo)致測量沿y軸的加速度有更高靈敏度。此外，在圖26D中所描繪的實(shí)現(xiàn)中，撓曲件2615b和2620b是迂回型撓曲件。 圖27示出用于測量面外加速度的加速計(jì)的示例。z軸加速計(jì)2500a配置成根據(jù)上文參考圖25所描述的加速計(jì)2500的一般原理進(jìn)行操作。此處，導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510由錨2515a和一對扭轉(zhuǎn)撓曲件2525a附連至基板2401 (未示出)，錨2515a和這對扭轉(zhuǎn)撓曲件2525a形成樞軸2530a。已通過使導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510的2510b側(cè)相對小于另一側(cè)2510a來在樞軸2530a的任一側(cè)上形成力矩不平衡。電極2405c和2405d在加速計(jì)2500a下面的平面中部署在基板2401上，如圖25和28中所示。在此示例中，電極2405c被插進(jìn)到離導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510的2510b側(cè)的邊緣達(dá)距離2710。沿z軸的加速度導(dǎo)致導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510繞y軸且繞樞軸2530a旋轉(zhuǎn)，如上文參考圖25所描述的。例如，沿z軸的加速度使導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510的2510a側(cè)在負(fù)z方向(朝向電極2405d)上旋轉(zhuǎn)且使2510b側(cè)在正z方向(遠(yuǎn)離電極2405c)上旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2510繞樞軸2530a的此旋轉(zhuǎn)使電極2405c處的電容減小A C并且使電極2405d處的電容增加A C，如上文參考圖25所描述的。結(jié)果產(chǎn)生了與2 AC成比例的相應(yīng)的面外加速度輸出信號(hào)。電極2405c和2405d處的電容變化可取決于各種因素，諸如電極2405c和2405d的大小、沿z軸的加速度幅度等。在一些實(shí)現(xiàn)中，電極2405c和2405d處的電容變化可在數(shù)毫微微法拉的范圍內(nèi)。圖28示出用于測量面內(nèi)和面外加速度的替換性加速計(jì)實(shí)現(xiàn)的示例。在此示例中，三軸加速計(jì)2800將z軸加速計(jì)2500a (圖27)與x-y軸加速計(jì)2400a (圖26AC)相組合。在一些實(shí)現(xiàn)中，加速計(jì)2800可具有在幾毫米或以下數(shù)量級(jí)上的長度2805和寬度2810。例如，長度2805可在0. 5至5mm的范圍內(nèi)，而寬度可在0. 25至3mm的范圍內(nèi)。電極2405c - f部署在基板2401的與將制造加速計(jì)2500a和加速計(jì)2600a的區(qū)域緊鄰的區(qū)域。電極2405c和2405d可配置成測量加速計(jì)2500a對z軸加速度的響應(yīng)。電極2405e可配置成檢測加速計(jì)2600a的沿x軸的加速度，而電極2405f可配置成檢測加速計(jì)2600a的沿y軸的加速度。圖29示出用于測量面內(nèi)和面外加速度的另一替換性加速計(jì)實(shí)現(xiàn)的示例。在此示例中，加速計(jì)2400c包括部署在解耦框架2910內(nèi)的導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410c。撓曲件2615c將導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410c連接至解耦框架2910且允許導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410c沿x軸平移。部署在毗鄰的基板(未示出)上的電極可根據(jù)由一個(gè)或多個(gè)槽2420b的移動(dòng)所引起的電容變化來檢測沿X軸的加速度。解耦框架2910可部署在錨定框架2915內(nèi)。撓曲件2620c將解耦框架2910連接至錨定框架2915且允許解耦框架2910和導(dǎo)電檢驗(yàn)質(zhì)量塊2410c沿y軸移動(dòng)。部署在毗鄰基板(未示出)上的電極可根據(jù)由一個(gè)或多個(gè)槽2420a的移動(dòng)所引起的電容變化來檢測沿y軸的加速度。樞軸2515b可將錨定框架2915連接至基板2401 (圖29中未示出)。已通過將加速計(jì)2600c的絕大部分制造在樞軸2515b的一側(cè)上來形成力矩不平衡。沿z軸的加速度使加速計(jì)2600c朝向或遠(yuǎn)離基板2401上的電極2405g地旋轉(zhuǎn)。此旋轉(zhuǎn)使電極2405g處的電容增大或減小Λ C，如上文參考圖25和27所描述的。由于該旋轉(zhuǎn)，結(jié)果產(chǎn)生了與Λ C成比例的相應(yīng)的面外加速度輸出信號(hào)。應(yīng)力隔離狹縫2720a可有助于使加速度測量對薄膜、基板和/或封裝中的應(yīng)力減敏。一些加速計(jì)實(shí)現(xiàn)以電鍍擋塊為特征，這些電鍍擋塊對檢驗(yàn)質(zhì)量塊和/或撓曲件的 運(yùn)動(dòng)設(shè)置了邊界以保護(hù)檢驗(yàn)質(zhì)量塊和毗鄰結(jié)構(gòu)以避免潛在破壞性的超程和靜摩擦。例如，參考圖28，可在基板2401上圍繞加速計(jì)2400a的周界制造柱子，以限制加速計(jì)2400a的x和/或y位移。可在加速計(jì)2500a下方形成類似結(jié)構(gòu)，以防止加速計(jì)2500a接觸電極2405c、電極2405d或基板2101。此類實(shí)現(xiàn)由此提高了可靠性和耐沖擊性。這些特征可在用于制造檢驗(yàn)質(zhì)量塊和撓曲件的相同光刻和電鍍工藝期間制造。圖30示出描繪由可用于形成加速計(jì)或陀螺儀的各種材料實(shí)現(xiàn)的相對靈敏度的圖表。圖表3000中所指示的相對靈敏度是基于具有相同拓?fù)涞煌牧系膫鞲衅鞯睦碚摫容^，并且被歸一化到由硅制成的傳感器的靈敏度。曲線3005指示，使用電鍍鎳合金作為結(jié)構(gòu)材料可產(chǎn)生比對具有相同設(shè)計(jì)的器件使用硅作為結(jié)構(gòu)材料(假定兩個(gè)器件的尺寸相同)大近似三倍的靈敏度。圖表3000的數(shù)據(jù)點(diǎn)是基于對檢驗(yàn)質(zhì)量塊和撓曲件使用相同材料的假定。波速被定義為(楊氏模量/質(zhì)量密度)的平方根。對于給定慣性力，低楊氏模量提供大位移，而對于給定加速度，高質(zhì)量密度提供大慣性力。圖31A示出梳指狀加速計(jì)的示例。梳指狀加速計(jì)也稱為交指式電容器加速計(jì)或梳狀驅(qū)動(dòng)加速計(jì)。梳指狀加速計(jì)3100包括部件3102a和3102b，其上分別部署有電極“指(finger)” 3105a和3105b。在此示例中，部件3102a是被約束為基本上沿x軸移動(dòng)的可移動(dòng)部件。當(dāng)部件3102a朝靜止部件3102b移動(dòng)時(shí)，指3105a與3105b之間的交迭增加。相應(yīng)地，部件3102a在正X方向上的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致指3105a與3105b之間的電容增加。圖31B是描繪梳狀驅(qū)動(dòng)加速計(jì)和基于SLOT的加速計(jì)的性能的圖表。可在圖31B中觀察到改變犧牲間隙高度和檢驗(yàn)質(zhì)量塊厚度對基于電容性SLOT的加速計(jì)和基于梳指的加速計(jì)的靈敏度的相對影響。曲線3115對應(yīng)于插圖3155的基于梳指的加速計(jì)，而曲線3120對應(yīng)于插圖3160的基于梳指的加速計(jì)。插圖3155和3160描繪了基于梳指的加速計(jì)的橫截面視圖，其中這些指被示為位于基板上方。插圖3155和3160還示出了指3105a和3105b的尺寸和間距的示例。曲線3125對應(yīng)于插圖3165的基于SLOT的加速計(jì)，以及曲線3130對應(yīng)于插圖3170的基于SLOT的加速計(jì)。所得圖表3110指示所公開的SLOT換能器拓?fù)洳恍枰呖v橫比結(jié)構(gòu)特征就能達(dá)成高靈敏度。此外，隨著特征大小的增大，基于SLOT的加速計(jì)實(shí)現(xiàn)獲得趕超梳狀驅(qū)動(dòng)器件的效率。橫軸上所指示的最小橫向特征大小在梳指類型加速計(jì)的情況下指的是指寬度和間距，并且在基于SLOT的加速計(jì)的情況下指的是槽寬度?？v軸上的具體比例因子是指加速計(jì)響應(yīng)于檢驗(yàn)質(zhì)量塊的IOOnm橫向平移每單位面積的電容變化。對于相對較大的最小橫向特征大小(這里是指最小橫向特征大小大于6微米)，基于SLOT的加速計(jì)的兩個(gè)示例皆提供比梳指狀加速計(jì)更大的每單位面積電容變化。具有I微米間隙的基于SLOT的加速計(jì)對于所有所描繪的最小橫向特征大小均提供較大的每單位面積電容變化。圖32示出描繪具有各種深度的槽(包括其中槽完全延伸穿過檢驗(yàn)質(zhì)量塊的貫穿槽)的基于SLOT的加速計(jì)的性能的圖表。曲線3205、3210、3215和3220對應(yīng)于插圖3250，該插圖中檢驗(yàn)質(zhì)量塊包括盲槽，其中該槽延伸以部分地穿進(jìn)檢驗(yàn)質(zhì)量塊中。曲線3205、3210、3215和3220對應(yīng)于此類盲槽的漸增的深度。曲線3225對應(yīng)于插圖3260，其中檢驗(yàn)質(zhì)量塊包括貫穿槽。如圖32中所解說的，可通過用盲槽取代檢驗(yàn)質(zhì)量塊中的貫穿槽來增強(qiáng)一些基于SLOT的面內(nèi)加速計(jì)的性能。用并未完全延伸穿過檢驗(yàn)質(zhì)量塊的槽取代完全延伸穿過檢驗(yàn)質(zhì)量塊的槽可減小所需電鍍縱橫比(槽的高寬比)。對于給定的傳感器面積，增大檢驗(yàn)質(zhì)量塊面密度可提高靈敏度。因此，對于給定的面積，具有相對較淺的槽也可提高加速計(jì)靈敏度。根據(jù)仿真已經(jīng)確定，若充氣溝槽的深度是檢驗(yàn)質(zhì)量塊與底下的電極之間的間隙深度的至少兩倍，則實(shí)質(zhì)上不損失靈敏度(△ C/ △ X)。靈敏度隨著可任選的溝槽填充電介質(zhì)的介電常數(shù) 增大而減小。圖33示出給出涉及在移動(dòng)設(shè)備中使用一個(gè)或多個(gè)陀螺儀或加速計(jì)的方法3300的各階段的梗概的流程圖的示例。一些此類移動(dòng)設(shè)備的組件在下文參考圖47A和47B來描述。這些移動(dòng)設(shè)備可包括顯示器、配置成與該顯示器通信的處理器、以及配置成與該處理器通信的存儲(chǔ)器設(shè)備。處理器可配置成處理圖像數(shù)據(jù)。然而，處理器(和/或另一此類組件或設(shè)備)還可配置成用于與一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)和/或陀螺儀通信。處理器可配置成處理和分析陀螺儀數(shù)據(jù)和/或加速計(jì)數(shù)據(jù)。在一些實(shí)現(xiàn)中，移動(dòng)設(shè)備可包括加速計(jì)和陀螺儀，這些加速計(jì)和陀螺儀合而提供慣性傳感器，該慣性傳感器響應(yīng)于與六個(gè)自由度(包括三個(gè)線性自由度和三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度)相對應(yīng)的移動(dòng)。在框3301中，處理器可控制顯示器進(jìn)行正常的顯示操作。當(dāng)檢測到角旋轉(zhuǎn)或線性加速度時(shí)(框3305)，可將陀螺儀數(shù)據(jù)和/或加速計(jì)數(shù)據(jù)提供給處理器(框3310)。在框3315中，處理器確定是否對該陀螺儀數(shù)據(jù)和/或加速計(jì)數(shù)據(jù)作出響應(yīng)。例如，處理器可決定，除非陀螺儀數(shù)據(jù)和/或加速計(jì)數(shù)據(jù)指示角旋轉(zhuǎn)或線性加速度大于預(yù)定加速度閾值水平，否則將不做出響應(yīng)。若陀螺儀數(shù)據(jù)和/或加速計(jì)數(shù)據(jù)并未指示大于預(yù)定閾值的值，則處理器可根據(jù)用于正常顯示操作的規(guī)程來控制顯示器，例如，如上文參考圖2至5B所描述的。然而，若陀螺儀數(shù)據(jù)和/或加速計(jì)數(shù)據(jù)的確指示大于該預(yù)定閾值的值(或者若處理器根據(jù)另一準(zhǔn)則確定需要響應(yīng))，則處理器將至少部分地根據(jù)該陀螺儀數(shù)據(jù)和/或加速計(jì)數(shù)據(jù)來控制顯示器(框3320)。例如，處理器可根據(jù)加速計(jì)數(shù)據(jù)來控制顯示器的狀態(tài)。處理器可配置成確定加速計(jì)數(shù)據(jù)是否指示例如移動(dòng)設(shè)備已掉落或正掉落。處理器可進(jìn)一步配置成在加速計(jì)數(shù)據(jù)指示顯示器已掉落或正掉落時(shí)控制顯示器的狀態(tài)以防止或減輕損壞。若加速計(jì)數(shù)據(jù)指示移動(dòng)設(shè)備已掉落，則處理器還可將此類加速計(jì)數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)器中。處理器還可配置成在加速計(jì)數(shù)據(jù)指示移動(dòng)設(shè)備已掉落時(shí)保存與該加速計(jì)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間數(shù)據(jù)。例如，移動(dòng)設(shè)備還可包括網(wǎng)絡(luò)接口。處理器可配置成經(jīng)由該網(wǎng)絡(luò)接口從時(shí)間服務(wù)器獲得該時(shí)間數(shù)據(jù)。替換地，移動(dòng)設(shè)備可包括內(nèi)部時(shí)鐘。替換地或附加地，處理器可配置成根據(jù)加速計(jì)和/或陀螺儀數(shù)據(jù)來控制游戲的顯示。例如，加速計(jì)和/或陀螺儀數(shù)據(jù)可源自于用戶在玩游戲期間與該移動(dòng)設(shè)備的交互。用戶的交互可以例如響應(yīng)于正在顯示器上呈現(xiàn)的游戲圖像。替換地或附加地，處理器可配置成根據(jù)陀螺儀或加速計(jì)數(shù)據(jù)來控制顯示器的取向。處理器例如可確定用戶已將移動(dòng)設(shè)備旋轉(zhuǎn)至新的設(shè)備取向，并且可根據(jù)該新的設(shè)備取向來控制顯示器。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備的不同部分正面向上時(shí)，處理器可決定所顯示圖像應(yīng)根據(jù)該移動(dòng)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)或方向而重新取向。處理器隨后可確定過程3300是否將繼續(xù)(框3325)。例如，處理器可確定用戶是否已將該設(shè)備斷電、該設(shè)備是否由于已有預(yù)定時(shí)長沒有用戶輸入而應(yīng)當(dāng)進(jìn)入“睡眠模式”、等等。若過程3300的確繼續(xù)，則過程3300隨后可返回至框3301。否則，該過程將結(jié)束(框3330)。現(xiàn)在將參考圖34至40C描述用于制造加速計(jì)和相關(guān)裝置的工藝的示例。圖34示 出提供制造加速計(jì)的方法的概覽的流程圖的示例。圖35A至39B示出在制造工藝期間各個(gè)階段的穿過基板、加速計(jì)的一部分以及用于封裝該加速計(jì)并作出與該加速計(jì)的電連接的結(jié)構(gòu)的各部分的橫截面的示例。圖40A至40C示出在形成包括MEMS管芯和集成電路的器件的工藝中的各個(gè)框的示例橫截面視圖。參考圖34，將描述方法3400的一些操作。方法3400的工藝流程允許在例如有能力在大面積基板(諸如，大面積玻璃面板)上構(gòu)建MEMS器件(或類似器件)的設(shè)施廠處執(zhí)行第一組操作。此類設(shè)施廠可以是例如具有在1100_X 1300mm基板上制造器件的能力的第5代“制造廠(fab)”或具有在1500mmX 1850mm基板上制造器件的能力的第6代制造廠。相應(yīng)地，在框3401中，在大面積基板(其在此示例中是大面積玻璃基板)上形成穿通(pass-through)金屬化和加速計(jì)電極。在框3405中，在該大面積基板上形成加速計(jì)的多個(gè)特征以及相關(guān)結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)現(xiàn)中，可在單個(gè)大面積基板上形成幾十萬個(gè)或以上的此類器件的特征。在一些實(shí)現(xiàn)中，加速計(jì)和陀螺儀可具有在一側(cè)上小于約Imm至在一側(cè)上約3_或以上的管芯大小。相關(guān)結(jié)構(gòu)可包括例如電極、電焊盤、用于包封的結(jié)構(gòu)(諸如，密封環(huán)結(jié)構(gòu))等。下文將參考圖35A至38D描述此類工藝的示例。在圖34的框3410中，對該經(jīng)部分制造的加速計(jì)和其它器件進(jìn)行針對后續(xù)電鍍工藝的制備。如下文參考圖38A所描述的，框3410可涉及沉積晶種層(諸如，鎳、鎳合金、銅、或鉻/金)以及形成高縱橫比光刻材料厚層以供后續(xù)電鍍。根據(jù)方法3400，這些加速計(jì)和其它結(jié)構(gòu)僅部分地制造在大面積玻璃基板上。這種部分制造的一個(gè)原因是當(dāng)前只有少數(shù)能加工甚至第4代或第5代基板大小的電鍍設(shè)施廠。然而，存在許多能處置諸如第2代基板(350mmX450mm)等較小基板的電鍍設(shè)施廠。因此，在框3415中，將其上已部分制造加速計(jì)和其它結(jié)構(gòu)的大面積玻璃基板劃分成子面板以進(jìn)行電鍍工藝。在框3420中，執(zhí)行電鍍工藝。下文參考圖38B來描述這些工藝。在一些實(shí)現(xiàn)中，電鍍工藝可涉及沉積每個(gè)加速計(jì)的檢驗(yàn)質(zhì)量塊、框架、錨和其它結(jié)構(gòu)的金屬的絕大部分。該高縱橫比光刻材料隨后可被移除，并且犧牲材料可被移除以使每個(gè)加速計(jì)的檢驗(yàn)質(zhì)量塊和框架脫模(框3425)。這些操作的示例在下文參考圖38C和38D來描述。框3430涉及可任選的加速計(jì)包封(encapsulation)、以及切單(singulation)(例如，通過劃片(dicing))和其它工藝。在一些實(shí)現(xiàn)中，方法3400可涉及將集成電路附連至經(jīng)包封加速計(jì)、形成與另一基板的電連接、模制和切單。這些工藝在下文參考圖39A至40C來描述?，F(xiàn)在參考圖35A，將更詳細(xì)地描述制造加速計(jì)的工藝。圖35A描繪了穿過大面積基板3505 (其在此示例中是玻璃基板)的一小部分(例如，在幾毫米的數(shù)量級(jí)上)的橫截面。在此階段，已在大面積基板3505上沉積了金屬化層3510，諸如鉻(Cr) /金(Au)層?？纱鍯r和/或Au使用其它導(dǎo)電材料，諸如鋁(Al)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鉬(Pt)、銀(Ag)、鎳(Ni)、摻雜硅或TiW中的一者或多者。金屬化層3510隨后可被圖案化和蝕刻，例如，如圖35B中所示的。在此示例中，金屬化層3510的中心部分已被圖案化和蝕刻以形成電極區(qū)域3510b，其將形成加速計(jì)的部分。加速計(jì)和/或其它器件可例如被密封在形成于金屬化區(qū)域3510a之間的腔內(nèi)。金屬化區(qū)域3510a可形成從此類封裝內(nèi)部至該封裝外部的“穿通”電連接。金屬化區(qū)域3510a還可允許在這些器件與該封裝外部的其它器件之間作出電連接。
圖35C描繪在金屬化層3510上方沉積的介電層3515。介電層3515 (其可以是SiO2SiON^Si3N4或另一合適的電介質(zhì))隨后可被圖案化和蝕刻以形成穿過介電層3515至金屬化區(qū)域 3510a 的開口 3605a,3605b,3605c 和 3605d (參見圖 36A)。在圖36B中所描繪的階段，已將金屬化層3610沉積在介電層3515上并沉積到開口 3605a、3605b、3605c和3605d中。金屬化層3610可由任何恰適的導(dǎo)電材料形成，諸如Cr、Au、Al、Ti、Ta、TaN、Pt、Ag、Ni、摻雜硅或 Tiff0金屬化層3610隨后被圖案化和蝕刻，如圖36C中所示。結(jié)果，引線區(qū)域3615a和3615b暴露在介電層3515的表面之上且被配置成用于實(shí)現(xiàn)與金屬化區(qū)域3510a的電連通性。類似地，加速計(jì)基區(qū)3625a和3625b (其在一些實(shí)現(xiàn)中可以是錨區(qū))也留在介電層3515的表面之上且被配置成用于實(shí)現(xiàn)與金屬化區(qū)域3510a的電連通性。密封環(huán)區(qū)域3620a和3620b也可位于介電層3515的表面之上，但不電連接至金屬化區(qū)域3510a。在圖36D中所示的階段，已從電極區(qū)域3510b移除了介電層3515。圖37A解說一階段，該階段之后已沉積了犧牲層3705。在該示例中，犧牲層3705由MoCr形成，但也可將其它材料(諸如Cu)用于犧牲層3705。圖37B解說該工藝在犧牲層3705已被圖案化和蝕刻之后的階段。在該階段，暴露引線區(qū)域3615a和3615b、密封環(huán)區(qū)域3620a和3620b、以及加速計(jì)基區(qū)3625a和3625b。犧牲層3705的一部分留在電極區(qū)域3510b上方。隨后對該經(jīng)部分制造的加速計(jì)和相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對電鍍的制備。在一些實(shí)現(xiàn)中，可在電鍍工藝之前沉積電鍍晶種層，如上文所描述的。該晶種層可以例如通過濺鍍工藝來形成，并且可由鎳、鎳合金(諸如，鎳鐵、鎳鈷或鎳猛)、銅、或鉻/金形成。如圖38A中所示，在隨后將不在其上電鍍金屬的區(qū)域上方形成高縱橫比光刻材料3805 (諸如，光致抗蝕劑)厚層。高縱橫比光刻材料3805可通過光掩模而選擇性地暴露且被顯影以形成模子，該模子將界定隨后在電鍍工藝期間通過該模子電鍍起來的金屬結(jié)構(gòu)的形狀。根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)，高縱橫比光刻材料3805層是數(shù)十微米厚，例如10至50微米厚或以上。在其它實(shí)現(xiàn)中，取決于例如加速計(jì)的期望配置，高縱橫比光刻材料3805層可以更厚或更薄。高縱橫比光刻材料3805可以是各種市售高縱橫比光刻材料中的任一種，諸如由Micro-Chem提供的KMPR ； 光致抗蝕劑或由DuPont 提供的MTF WBR2050光致抗蝕劑。高縱橫比光刻材料3805厚層可形成在引線區(qū)域3615a和3615b、密封環(huán)區(qū)域3620a和3620b上方，以及形成在仍留著的犧牲層3705部分的選定區(qū)域上方。這些選定區(qū)域是犧牲層3705的將不被電鍍的區(qū)域。間隙3810暴露加速計(jì)基區(qū)3625a和3625b、以及犧牲層3705上方的其它區(qū)域?？稍陔婂児に囍皩⑵渖弦巡糠值匦纬缮鲜鼋Y(jié)構(gòu)的大面積基板劃分成較小的子面板。在該示例中，將大面積玻璃基板劃線并斷開，但可以用任何恰適方式(諸如，通過鋸切或劃片)來劃分該大面積玻璃面板。圖38B描繪已在由高縱橫比光刻材料3805形成的結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域中電鍍了厚金屬層3815之后的該裝置。在一些實(shí)現(xiàn)中，厚金屬層3815可以是數(shù)十微米厚，例如5至50微米厚。在其它實(shí)現(xiàn)中，取決于例如加速計(jì)的期望配置，厚金屬層3815可以更厚或更薄。在該不例中，厚金屬層3815由鎳合金形成,但在其它實(shí)現(xiàn)中，厚金屬層3815可由電鍍鎳、無電鍍鎳、CoFe、基于Fe的合金、Niff, NiRe, PdNi, PdCo或其它電鍍材料形成。在一些實(shí)現(xiàn)中，可在厚金屬層3815上沉積薄金層，主要用于抗腐蝕。 圖38C描繪厚金屬層3815的沉積和高縱橫比光刻材料3805的移除。移除高縱橫比光刻材料3805暴露了引線區(qū)域3615a和3615b、密封環(huán)區(qū)域3620a和3620b、以及暴露犧牲層3705的選定區(qū)域。犧牲層3705隨后可被蝕刻，例如針對鑰或鑰鉻(molychrome)犧牲層使用XeF2或針對銅犧牲層使用銅蝕刻劑通過濕法蝕刻工藝或等離子體蝕刻工藝來蝕刻，以使加速計(jì)3850的可移動(dòng)區(qū)域3840脫模(參見圖38D)。例如，可通過使用過氧化氫與乙酸的組合物、或通過使用印刷電路板行業(yè)中常用的氨銅(ammoniacal Cu)蝕刻劑來完成對Cu的濕法蝕刻以選擇性地蝕刻Cu而不蝕刻鎳合金、Cr或Au。可移動(dòng)區(qū)域3840可包括例如檢驗(yàn)質(zhì)量塊和/或框架，諸如上文所描述的檢驗(yàn)質(zhì)量塊和/或框架。在加速計(jì)3850的操作期間，間隙3860的運(yùn)動(dòng)可引發(fā)由電極3510b檢測到的電容變化。圖39A解說根據(jù)一個(gè)示例的后續(xù)包封工藝的結(jié)果。此處，已將蓋子3905附連至密封環(huán)區(qū)域3620a和3620b以包封加速計(jì)3850。在一些實(shí)現(xiàn)中，蓋子3905可以是玻璃蓋、金屬蓋等。蓋子3905可以是在另一基板上形成的多個(gè)蓋子之一。在該示例中，該蓋子包括可在加速計(jì)3850周圍形成包圍的多個(gè)蓋部3905a。在該示例中，蓋部3905a由蓋區(qū)3905b連接?？衫缤ㄟ^焊接或共晶接合工藝、或者通過黏合劑(諸如，環(huán)氧樹脂)將蓋部3905a附連至密封環(huán)區(qū)域3620a和3620b。在一些實(shí)現(xiàn)中，蓋部3905a可完全圍繞加速計(jì)3850，而在其它實(shí)現(xiàn)中，蓋部3905a可僅部分地圍繞加速計(jì)3850。在該示例中，引線區(qū)域3615a和3615b留在由蓋子3905包圍的區(qū)域之外，從而允許方便地電連接至加速計(jì)3850。在一些實(shí)現(xiàn)中，可移除蓋子3905的各部分。例如，可移除蓋區(qū)3905b的至少一部分(例如通過劃片工藝)以允許更方便地訪問引線區(qū)域3615a和3615b (參見圖39B)。如期望，也可減小結(jié)果所得的經(jīng)包封加速計(jì)3910的厚度。在該示例中，使用化學(xué)-機(jī)械整平(CMP)工藝來使基板3505變薄。在一些實(shí)現(xiàn)中，可使經(jīng)包封加速計(jì)3910變薄至小于Imm的總厚度，以及更具體地為0. 7mm或更薄。結(jié)果所得的經(jīng)包封加速計(jì)3910可(例如通過劃片)來被切單。圖40A描繪通過將經(jīng)包封加速計(jì)3910與集成電路4005相組合并將這兩個(gè)器件均附連至另一基板4015 (其在該示例中是印刷電路板)來形成的裝置。在該解說中，通過焊接工藝(見焊料層4010)將集成電路4005附連至經(jīng)包封加速計(jì)3910。類似地，通過焊接工藝(見焊料層4020)將經(jīng)包封加速計(jì)3910附連至基板4015。替換地，可通過黏合劑(諸如，環(huán)氧樹脂)將集成電路4005附連至加速計(jì)3910。圖40B描繪線接合4025，其用于作出集成電路4005與經(jīng)包封加速計(jì)3910之間的電連接、以及經(jīng)包封加速計(jì)3910與基板4015之間的電連接。在替換實(shí)現(xiàn)中，經(jīng)包封加速計(jì)3910可包括穿過基板3905的通孔，其配置成通過表面安裝來形成電連接。在圖40C中所描繪的階段，集成電路4005和經(jīng)包封加速計(jì)3910已用保護(hù)材料4030進(jìn)行了包封，該保護(hù)材料4030可以是介電材料(諸如聚合物)、注模材料(諸如液晶聚合物(LCP)、Si02或SiON)。在該示例中，基板4015包括配置成用于安裝到印刷電路板或其它裝置上的電連接器4035。因此，結(jié)果所得的封裝4040配置成用于實(shí)現(xiàn)表面安裝技術(shù)。現(xiàn)在將參考圖41至46B描述用于制造陀螺儀和相關(guān)裝 置的工藝的示例。圖41示出提供用于制造陀螺儀和相關(guān)結(jié)構(gòu)的工藝的概覽的流程圖的示例。圖42A至46B示出在圖41中給出梗概的工藝期間各個(gè)階段的穿過基板、陀螺儀的一部分以及用于封裝該陀螺儀并作出與該陀螺儀的電連接的結(jié)構(gòu)的各部分的橫截面的示例。參考圖41，將描述方法4100的一些操作。方法4100的工藝流程允許在有能力在大面積基板(諸如，大面積玻璃面板)上構(gòu)建MEMS和類似器件的設(shè)施廠處執(zhí)行第一組操作。此類設(shè)施廠可以是例如第5代制造廠或第6代制造廠。相應(yīng)地，在框4105中，在大面積基板上形成大量陀螺儀特征和相關(guān)結(jié)構(gòu)。例如，可在大面積基板上制造幾十萬或更多此類結(jié)構(gòu)。這些相關(guān)結(jié)構(gòu)可包括例如電極、電焊盤、用于包封的結(jié)構(gòu)(諸如，密封環(huán)結(jié)構(gòu))等。下文將參考圖42A至44B描述此類工藝的示例。在圖41的框4110中，對該經(jīng)部分制造的陀螺儀和其它器件進(jìn)行針對后續(xù)電鍍工藝的制備。如下文參考圖44B和44C所描述的，框4110可涉及電鍍晶種層沉積和高縱橫比光刻材料(諸如，光致抗蝕劑)厚層的形成。根據(jù)方法4100，陀螺儀和其它結(jié)構(gòu)僅部分地制造在大面積玻璃基板上。這種部分制造的一個(gè)原因是當(dāng)前只有少數(shù)能加工第4代或第5代基板大小的電鍍設(shè)施廠。然而，存在許多能處置較小基板(諸如第2代基板)的電鍍設(shè)施廠。因此，在框4115中，將其上已部分制造了陀螺儀和其它結(jié)構(gòu)的大面積玻璃基板劃分成子面板以用于電鍍規(guī)程。在框4120中，將執(zhí)行電鍍工藝。下文參考圖45A來描述這些工藝。在一些實(shí)現(xiàn)中，電鍍工藝可涉及沉積每個(gè)陀螺儀的檢驗(yàn)質(zhì)量塊、框架和其它結(jié)構(gòu)的金屬的絕大部分。該高縱橫比光刻材料隨后可被移除，并且犧牲材料可被移除以使每個(gè)陀螺儀的檢驗(yàn)質(zhì)量塊和框架脫模(框4125)。這些操作的示例在下文參考圖45B和46A來描述。框4130可涉及陀螺儀包封、以及切單(例如，通過劃片)和其它工藝。下文參考圖46B來描述這些工藝。圖42A描繪了穿過大面積基板4200 (其在該示例中是玻璃基板)的橫截面。大面積玻璃基板4200上沉積有金屬化層4205，其在該示例中是Cr/Au層?？纱驺t和/或金使用其它導(dǎo)電材料，諸如Al、TiW、Pt、Ag、Ni、鎳與Co、Fe或Mn的合金(nickel alloys inCo1Fe or Mn)、Ti/Au、Ta/Au或摻雜硅。金屬化層4205可被圖案化和蝕刻，例如，如圖42A中所示的。金屬化層4205可用于形成從密封環(huán)內(nèi)部至密封環(huán)外部的“穿通”電連接。陀螺儀和/或其它器件可例如被密封在封裝內(nèi)部的腔內(nèi)。金屬化層4205允許在這些器件與該封裝外部的其它器件之間作出電連接。圖42B描繪沉積在金屬化層4205上方的介電層4215，諸如SiO2、SiON或其它介電材料。介電層4215隨后可被蝕刻以形成穿過介電層4215至金屬化層4205的開口 4220a、4220b 和 4220c。圖42C解說一階段，該階段之后已沉積了犧牲層4225。在該示例中，犧牲層4225由MoCr形成，但可將其它材料(諸如，銅或者沉積的非晶或多晶硅)用于犧牲層4225。圖42D解說在犧牲層4225已被圖案化和蝕刻之后留下的犧牲層4225區(qū)域。圖43A解說一階段，在該階段之后已在犧牲層4225上沉積了介電層4305。此外，介電層4305已被圖案化和蝕刻。在圖43B中，金屬化層4310然后被沉積、圖案化和蝕刻。在該示例中，金屬化層4310與錨區(qū)域4315中的金屬化層4205接觸。在圖43C中示出已沉積、圖案化和蝕刻的壓電薄膜4320的示例。在該示例中，壓電薄膜4320由氮化鋁形成，但可使用其它壓電材料，諸如ZnO或鋯鈦酸鉛(PZT)。在圖43D中，金屬化層4325被沉積、圖案化和蝕刻。此處，金屬化層4325形成電極4330的頂層,取 決于實(shí)現(xiàn)，該電極可以是壓電驅(qū)動(dòng)電極或壓電感測電極。圖44A示出已沉積、圖案化和蝕刻的介電層4405的示例。在該階段期間，介電層4405已從圖44A中所示的絕大部分區(qū)域被移除，其中錨區(qū)域4315和毗鄰于電極4330的區(qū)域除外。在該階段，可對該經(jīng)部分制造的陀螺儀組件和相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對一個(gè)或多個(gè)電鍍工藝的制備。圖44B示出可在電鍍工藝之前沉積的電鍍晶種層4405(諸如，鎳、鎳合金、銅、或鉻/金)的示例。如圖44C中所描繪的，在沉積了電鍍晶種層4405之后，可在檢驗(yàn)質(zhì)量塊區(qū)域4415與框架區(qū)域4420之間形成高縱橫比光刻材料4410厚層(諸如，厚光致抗蝕劑)。根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)，高縱橫比光刻材料4410層是幾十微米厚，例如40至50微米厚。在其它實(shí)現(xiàn)中，取決于例如陀螺儀的期望配置，高縱橫比光刻材料4410層可以更厚或更薄。高縱橫比光刻材料4410可以是各種市售高縱橫比光刻材料中的任一種,諸如由Micro-Chem提供的KMPR 光致抗蝕劑或由DuPont 提供的MTF WBR2050光致抗蝕劑。也可在框架區(qū)域4420與密封環(huán)區(qū)域4425之間、以及在密封環(huán)區(qū)域4425與電焊盤區(qū)域4430之間形成高縱橫比光刻材料4410厚層。高縱橫比光刻材料4410可用合適的光掩模來暴露并被顯影以界定隨后形成的電鍍金屬結(jié)構(gòu)的形狀。如上所述，可在電鍍工藝之前將其上已部分地形成上述結(jié)構(gòu)的大面積基板劃分成較小的子面板。在該示例中，將大面積玻璃基板劃線并斷開，但可以用任何恰適方式(諸如，通過劃片)來劃分該大面積玻璃基板。如圖45A中所示，可在高縱橫比光刻材料4410之間的區(qū)域中電鍍厚金屬層4505。在此示例中，厚金屬層4505由鎳合金形成，但在其它實(shí)現(xiàn)中，厚金屬層4505可由鎳或其它電鍍金屬合金(諸如鈷鐵、鎳-鎢、鈀-鎳或鈀-鈷)形成。此處，在厚金屬層4505上沉積薄金層4510，主要用于抵擋對厚金屬層4505的腐蝕。也可通過電鍍工藝來形成金層4510。如圖45B中所描繪的，在已沉積這些金屬層之后，可從已沉積厚金屬層4505的區(qū)域之間移除高縱橫比光刻材料4410。移除高縱橫比光刻材料4410暴露晶種層4405的部分，這些部分隨后可被蝕刻掉以暴露犧牲材料4225。圖46A描繪例如通過濕法蝕刻工藝或等離子體蝕刻工藝來蝕刻掉犧牲材料4225，以使檢驗(yàn)質(zhì)量塊4605和框架4610脫模。圖46B解說根據(jù)一個(gè)示例的包封工藝的結(jié)果。此處，已將蓋子4615附連至密封環(huán)4620以包封陀螺儀4625。在一些實(shí)現(xiàn)中，蓋子4615可以是玻璃蓋、金屬蓋等。例如，可通過焊接工藝或通過黏合劑(諸如，環(huán)氧樹脂)將蓋子4615附連至密封環(huán)4620。電焊盤4630留在由蓋子4615包封的區(qū)域之外，從而允許經(jīng)由金屬化層4205方便地電連接至陀螺儀4625。由制造工藝的此示例所產(chǎn)生的陀螺儀4625可例如對應(yīng)于圖12中所示且在上文描述的驅(qū)動(dòng)框架X軸陀螺儀1200。陀螺儀4625的錨4635可對應(yīng)于圖12中所示的中心錨1205。電極4330可對應(yīng)于圖12中所示的驅(qū)動(dòng)電極1215。檢驗(yàn)質(zhì)量塊4605可對應(yīng)于圖12的驅(qū)動(dòng)框架1210，而框架4610可對應(yīng)于圖12的檢驗(yàn)質(zhì)量塊1220。作為另一示例，陀螺儀4625可對應(yīng)于圖20A及其后諸圖中所示的z軸陀螺儀2000。陀螺儀4625的錨4635可對應(yīng)于圖20A及其后諸圖中所示的中心錨2005。電極4330可對應(yīng)于感測電極2020a-d之一。檢驗(yàn)質(zhì)量塊4605可對應(yīng)于圖20A的感測框架2010，而框架4610可對應(yīng)于圖20A的驅(qū)動(dòng)框架2030。盡管已分開描述了制造陀螺儀和加速計(jì)的工藝，但是若期望，可在同一大面積基板上形成大量的這兩種類型的器件。例如，可通過使用這些用于制造陀螺儀的工藝的子集·來形成本文中所描述的加速計(jì)。例如，本文中所描述的加速計(jì)不需要壓電驅(qū)動(dòng)電極或壓電感測電極。相應(yīng)地，當(dāng)制造此類加速計(jì)時(shí)，不需要壓電層。若正在同一大面積基板上制造加速計(jì)和陀螺儀，則可在正沉積、圖案化和蝕刻壓電層時(shí)將(諸)加速計(jì)部分用掩模遮蔽掉。在一些實(shí)現(xiàn)中，對于本文中所描述的陀螺儀和加速計(jì)的制造可使用不同厚度的犧牲材料。例如，在一些實(shí)現(xiàn)中，加速計(jì)電極與檢驗(yàn)質(zhì)量塊之間的間隙可能大于檢驗(yàn)質(zhì)量塊與陀螺儀的金屬化層之間的間隙。在使用銅作為犧牲材料的一些實(shí)現(xiàn)中，可通過僅在正制造加速計(jì)的那些區(qū)域中的銅晶種層上電鍍銅來產(chǎn)生此犧牲層厚度差。在一些陀螺儀實(shí)現(xiàn)中，陀螺儀可被包封在真空中，而加速計(jì)不需要被包封在真空中。在一些實(shí)現(xiàn)中，在經(jīng)包封加速計(jì)中具有氣體實(shí)際上可能是有益的，因?yàn)槠涮峁┳枘帷Ｒ虼?，在一些?shí)現(xiàn)中，當(dāng)在大面積基板上制造陀螺儀和加速計(jì)兩者時(shí)，可使用兩種不同的包封工藝。一種包封工藝可基本上在真空中執(zhí)行，而另一種包封工藝將不在真空中執(zhí)行。在其它實(shí)現(xiàn)中，可基本上在真空中執(zhí)行單個(gè)包封工藝?？稍诖斯に嚻陂g使經(jīng)包封加速計(jì)保持部分敞開，以使得氣體隨后可進(jìn)入經(jīng)包封加速計(jì)的封裝。若期望，可在后續(xù)工藝期間將加速計(jì)的封裝完全封閉(例如，用焊料)。圖47A和47B示出解說包括多個(gè)干涉測量調(diào)制器的顯示設(shè)備40的系統(tǒng)框圖的示例。顯示設(shè)備40可以是例如蜂窩或移動(dòng)電話。然而，顯示設(shè)備40的相同組件或其稍有變動(dòng)的變體也解說諸如電視、電子閱讀器和便攜式媒體播放器等各種類型的顯示設(shè)備。顯示設(shè)備40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚(yáng)聲器45、輸入設(shè)備48、以及話筒46。外殼41可由各種各樣的制造工藝(包括注模和真空成形)中的任何制造工藝來形成。另外，外殼41可由各種各樣的材料中的任何材料制成，包括但不限于塑料、金屬、玻璃、橡膠、和陶瓷、或其組合。外殼41可包括可拆卸部分(未示出)，其可與具有不同顏色、或包含不同徽標(biāo)、圖片或符號(hào)的其它可拆卸部分互換。顯示器30可以是各種各樣的顯示器中的任何顯示器，包括雙穩(wěn)態(tài)顯示器或模擬顯示器，如本文中所描述的。顯示器30也可配置成包括平板顯示器(諸如，等離子體、EL、0LED、STN IXD或TFT IXD)、或非平板顯示器(諸如，CRT或其它電子管設(shè)備)。另外，顯示器30可包括干涉測量調(diào)制器顯示器，如本文中所描述的。在圖47B中示意性地解說顯示設(shè)備40的組件。顯示設(shè)備40包括外殼41，并且可包括至少部分地封閉于其中的附加組件。例如，顯示設(shè)備40包括網(wǎng)絡(luò)接口 27，該網(wǎng)絡(luò)接口27包括耦合至收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接至處理器21，該處理器21連接至調(diào)理硬件52。調(diào)理硬件52可配置成調(diào)理信號(hào)(例如，對信號(hào)濾波)。調(diào)理硬件52連接至揚(yáng)聲器45和話筒46。處理器21還連接至輸入設(shè)備48和驅(qū)動(dòng)器控制器29。驅(qū)動(dòng)器控制器29耦合至幀緩沖器28并且耦合至陣列驅(qū)動(dòng)器22，該陣列驅(qū)動(dòng)器22進(jìn)而耦合至顯示器陣列30。電源50可如該特定顯示設(shè)備40設(shè)計(jì)所要求地向所有組件供電。網(wǎng)絡(luò)接口 27包括天線43和收發(fā)器47，從而顯示設(shè)備40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與一個(gè)或多個(gè)設(shè)備通信。網(wǎng)絡(luò)接口 27也可具有一些處理能力以減輕例如對處理器21的數(shù)據(jù)處理要求。天線43可發(fā)射和接收信號(hào)。在一些實(shí)現(xiàn)中，天線43根據(jù)IEEE 16. 11標(biāo)準(zhǔn)(包括IEEE16. 11(a)、(b)或(g))或 IEEE 802. 11 標(biāo)準(zhǔn)(包括 IEEE802. lla、b、g 或 n)來發(fā)射和接收 RF信號(hào)。在一些其它實(shí)現(xiàn)中，天線43根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)來發(fā)射和接收RF信號(hào)。在蜂窩電話的情形中，天線43設(shè)計(jì)成接收碼分多址(CDMA)、頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、GSM/通用分組無線電服務(wù)(GPRS)、增強(qiáng)型數(shù)據(jù)GSM環(huán)境(EDGE)、地面集群無
線電(TETRA )、寬帶 CDMA (W-CDMA )、演進(jìn)數(shù)據(jù)優(yōu)化(EV-DO )、IxEV-DO、EV-DO 修訂版 A、EV-DO修訂版B、高速分組接入(HSPA)、高速下行鏈路分組接入(HSDPA)、高速上行鏈路分組接入(HSUPA)、演進(jìn)高速分組接入(HSPA+)、長期演進(jìn)(LTE)、AMPS、或用于在無線網(wǎng)絡(luò)(諸如，利用3G或4G技術(shù)的系統(tǒng))內(nèi)通信的其它已知信號(hào)。收發(fā)器47可預(yù)處理從天線43接收的信號(hào)，以使得這些信號(hào)可由處理器21接收并進(jìn)一步操縱。收發(fā)器47也可處理從處理器21接收的信號(hào)，以使得可從顯示設(shè)備40經(jīng)由天線43發(fā)射這些信號(hào)。處理器21可配置成例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 27從時(shí)間服務(wù)器接收時(shí)間數(shù)據(jù)。在一些實(shí)現(xiàn)中，收發(fā)器47可由接收器代替。另外，網(wǎng)絡(luò)接口 27可由圖像源代替，該圖像源可存儲(chǔ)或生成要發(fā)送給處理器21的圖像數(shù)據(jù)。處理器21可控制顯示設(shè)備40的整體操作。處理器21接收數(shù)據(jù)(諸如來自網(wǎng)絡(luò)接口 27或圖像源的經(jīng)壓縮圖像數(shù)據(jù))，并將該數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成容易被處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21可將經(jīng)處理數(shù)據(jù)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器控制器29或發(fā)送給幀緩沖器28以進(jìn)行存儲(chǔ)。原始數(shù)據(jù)通常是指標(biāo)識(shí)圖像內(nèi)每個(gè)位置處的圖像特性的信息。例如，此類圖像特性可包括色彩、飽和度和灰度級(jí)。處理器21可包括微控制器、CPU、或用于控制顯示設(shè)備40的操作的邏輯單元。調(diào)理硬件52可包括用于將信號(hào)傳送至揚(yáng)聲器45以及用于從話筒46接收信號(hào)的放大器和濾波器。調(diào)理硬件52可以是顯示設(shè)備40內(nèi)的分立組件，或者可被納入在處理器21或其它組件內(nèi)。在一些實(shí)現(xiàn)中，顯示設(shè)備40可包括一個(gè)或多個(gè)陀螺儀和/或加速計(jì)75。此類陀螺儀和/或加速計(jì)75可以例如是基本上如本文中所描述的且可根據(jù)本文中所描述的工藝來制作。陀螺儀和/或加速計(jì)75可配置成用于與處理器21通信，以將陀螺儀數(shù)據(jù)或加速計(jì)數(shù)據(jù)提供給處理器21。相應(yīng)地，顯示設(shè)備40可以能夠執(zhí)行上述方法中與陀螺儀數(shù)據(jù)和/或加速計(jì)數(shù)據(jù)的使用相關(guān)的一些方法。此外，可將此類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在顯示設(shè)備40的存儲(chǔ)器中。驅(qū)動(dòng)器控制器29可直接從處理器21或者可從幀緩沖器28取由處理器21生成的原始圖像數(shù)據(jù)，并且可適當(dāng)?shù)刂匦赂袷交撛紙D像數(shù)據(jù)以用于向陣列驅(qū)動(dòng)器22的高速傳輸。在一些實(shí)現(xiàn)中，驅(qū)動(dòng)器控制器29可將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化成具有類光柵格式的數(shù)據(jù)流，以使得其具有適合跨顯示器陣列30進(jìn)行掃描的時(shí)間次序。然后，驅(qū)動(dòng)器控制器29將經(jīng)格式化的信息發(fā)送至陣列驅(qū)動(dòng)器22。雖然驅(qū)動(dòng)器控制器29 (諸如，IXD控制器)往往作為自立的集成電路(IC)來與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)，但此類控制器可用許多方式來實(shí)現(xiàn)。例如，控制器可作為硬件嵌入在處理器21中、作為軟件嵌入在處理器21中、或完全與陣列驅(qū)動(dòng)器22硬件地集成在一起。陣列驅(qū)動(dòng)器22可從驅(qū)動(dòng)器控制器29接收經(jīng)格式化的信息并且可將視頻數(shù)據(jù)重新格式化成一組并行波形，這些波形被每秒許多次地施加至來自顯示器的χ-y像素矩陣的數(shù)百條且有時(shí)是數(shù)千條(或更多)引線。在一些實(shí)現(xiàn)中，驅(qū)動(dòng)器控制器29、陣列驅(qū)動(dòng)器22、以及顯示器陣列30適用于本文中所描述的任何類型的顯示器。例如，驅(qū)動(dòng)器控制器29可以是常規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，陣列驅(qū)動(dòng)器22可以是常規(guī)驅(qū)動(dòng)器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū)動(dòng)器(例如，IMOD顯示器驅(qū)動(dòng)器)。此外，顯示器陣列30可以是常規(guī)顯示器陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示器陣列(例如，包括IMOD陣列的顯示器)。在一些實(shí)現(xiàn)中，驅(qū)動(dòng)器控制器29可與陣列 驅(qū)動(dòng)器22集成在一起。此類實(shí)現(xiàn)在諸如蜂窩電話、手表和其它小面積顯示器等高度集成系統(tǒng)中是常見的。在一些實(shí)現(xiàn)中，輸入設(shè)備48可配置成允許例如用戶控制顯示設(shè)備40的操作。輸入設(shè)備48可包括按鍵板(諸如，QWERTY鍵盤或電話按鍵板)、按鈕、開關(guān)、搖桿、觸敏屏幕、或壓敏或熱敏膜。話筒46可配置成作為顯示設(shè)備40的輸入設(shè)備。在一些實(shí)現(xiàn)中，可使用通過話筒46的語音命令來控制顯示設(shè)備40的操作。電源50可包括本領(lǐng)域公知的各種各樣的能量儲(chǔ)存設(shè)備。例如，電源50可以是可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。電源50也可以是可再生能源、電容器或太陽能電池，包括塑料太陽能電池或太陽能電池涂料。電源50也可配置成從墻上插座接收功率。在一些實(shí)現(xiàn)中，控制可編程性駐留在驅(qū)動(dòng)器控制器29中，驅(qū)動(dòng)器控制器29可位于電子顯示器系統(tǒng)中的若干個(gè)地方。在一些其它實(shí)現(xiàn)中，控制可編程性駐留在陣列驅(qū)動(dòng)器22中。上述優(yōu)化可以用任何數(shù)目的硬件和/或軟件組件并在各種配置中實(shí)現(xiàn)。結(jié)合本文中所公開的實(shí)現(xiàn)來描述的各種解說性邏輯、邏輯塊、模塊、電路和算法過程可實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或這兩者的組合。硬件與軟件的這種可互換性已以功能性的形式作了一般化描述，并在上文描述的各種解說性組件、框、模塊、電路、和過程中作了解說。此類功能性是以硬件還是軟件來實(shí)現(xiàn)取決于具體應(yīng)用和加諸于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。用于實(shí)現(xiàn)結(jié)合本文中所公開的方面描述的各種解說性邏輯、邏輯塊、模塊和電路的硬件和數(shù)據(jù)處理裝置可用通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件組件、或其設(shè)計(jì)成執(zhí)行本文中描述的功能的任何組合來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，或者是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機(jī)。處理器還可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、與DSP核心協(xié)作的一個(gè)或更多個(gè)微處理器、或任何其他此類配置。在一些實(shí)現(xiàn)中，特定過程和方法可由專門針對給定功能的電路系統(tǒng)來執(zhí)行。在一個(gè)或多個(gè)方面，所描述的功能可以用硬件、數(shù)字電子電路系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件、固件(包括本說明書中所公開的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)等效物)或其任何組合來實(shí)現(xiàn)。本說明書中所描述的主題內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)也可實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，即，編碼在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上以供數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行或用于控制數(shù)據(jù)處理裝置的操作的計(jì)算機(jī)程序指令的一個(gè)或多個(gè)模塊。結(jié)合本文中所公開的實(shí)現(xiàn)來描述的各種解說性邏輯、邏輯塊、模塊、電路和算法過程可實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或這兩者的組合。硬件與軟件的這種可互換性已以其功能性的形式作了一般化描述，并在上文描述的各種解說性組件、框、模塊、電路、和過程中作了解說。此類功能性是以硬件還是軟件來實(shí)現(xiàn)取決于具體應(yīng)用和加諸于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。用于實(shí)現(xiàn)結(jié)合本文中所公開的方面描述的各種解說性邏輯、邏輯塊、模塊和電路的硬件和數(shù)據(jù)處理裝置可用通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(D SP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件組件、或其設(shè)計(jì)成執(zhí)行本文中描述的功能的任何組合來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，或者是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機(jī)。處理器還可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、與DSP核心協(xié)作的一個(gè)或更多個(gè)微處理器、或任何其他此類配置。在一些實(shí)現(xiàn)中，特定過程和方法可由專門針對給定功能的電路系統(tǒng)來執(zhí)行。在一個(gè)或多個(gè)方面，所描述的功能可以用硬件、數(shù)字電子電路系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件、固件(包括本說明書中所公開的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)等效物)或其任何組合來實(shí)現(xiàn)。本說明書中所描述的主題內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)也可實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，即，編碼在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上以供數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行或用于控制數(shù)據(jù)處理裝置的操作的計(jì)算機(jī)程序指令的一個(gè)或多個(gè)模塊。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)，則各功能可以作為一條或更多條指令或代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或藉其進(jìn)行傳送。本文中所公開的方法或算法的過程可在可駐留在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行軟件模塊中實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者，其包括可被賦予使計(jì)算機(jī)程序從一地向另一地轉(zhuǎn)移的能力的任何介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是可被計(jì)算機(jī)訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，此類計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備、或能被用來存儲(chǔ)指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且能被計(jì)算機(jī)訪問的任何其它介質(zhì)。任何連接也可被正當(dāng)?shù)胤Q為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。如本文中所使用的盤和碟包括壓縮碟(CD)、激光碟、光碟、數(shù)字通用碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光碟，其中盤(disk)往往以磁的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)而碟(disc)利用激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。以上組合也應(yīng)被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。另外，方法或算法的操作可作為代碼和指令之一或者代碼和指令的任何組合或集合而駐留在可被納入計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中的機(jī)器可讀介質(zhì)和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。對本公開中描述的實(shí)現(xiàn)的各種改動(dòng)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員可能是明顯的，并且本文中所定義的普適原理可應(yīng)用于其他實(shí)現(xiàn)而不會(huì)脫離本公開的精神或范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中示出的實(shí)現(xiàn)，而是應(yīng)被授予與權(quán)利要求書、本文中所公開的原理和新穎性特征一致的最廣義的范圍。本文中專門使用詞語“示例性”來表示“用作示例、實(shí)例或解說”。本文中描述為“示例性”的任何實(shí)現(xiàn)不必然被解釋為優(yōu)于或勝過其他實(shí)現(xiàn)。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易領(lǐng)會(huì)，術(shù)語“上”和“下/低”有時(shí)是為了便于描述附圖而使用的，且指示與取向正確的頁面上的附圖取向相對應(yīng)的相對位置，且可能并不反映如所實(shí)現(xiàn)的IMOD (或任何其它器件)的正當(dāng)取向。本說明書中在分開實(shí)現(xiàn)的上下文中描述的某些特征也可組合地實(shí)現(xiàn)在單個(gè)實(shí)現(xiàn)中。相反，在單個(gè)實(shí)現(xiàn)的上下文中描述的各種特征也可分開地或以任何合適的子組合實(shí)現(xiàn)在多個(gè)實(shí)現(xiàn)中。此外，雖然諸特征在上文可能被描述為以某些組合的方式起作用且甚至最初是如此要求保護(hù)的，但來自所要求保護(hù)的組合的一個(gè)或多個(gè)特征在一些情形中可從該組合被切除，且所要求保護(hù)的組合可以針對子組合、或子組合的變體。類似地，雖然在附圖中以特定次序描繪了諸操作，但這不應(yīng)當(dāng)被理解為要求此類操作以所示的特定次序或按順序次序來執(zhí)行、或要執(zhí)行所有所解說的操作才能達(dá)成期望的結(jié)果。此外，附圖可能以流程圖的形式示意性地描繪一個(gè)或多個(gè)示例過程。然而，未描繪的其它操作可被納入示意性地解說的示例過程中。例如，可在任何所解說操作之前、之后、同時(shí)或之間執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)附加操作。在某些環(huán)境中，多任務(wù)處理和并行處理可能是有利的。此外，上文所描述的實(shí)現(xiàn)中的各種系統(tǒng)組件的分開不應(yīng)被理解為在所有實(shí)現(xiàn)中都要求此類分開，并且應(yīng)當(dāng)理解，所描述的程序組件和系統(tǒng)一般可以一起整合在單個(gè)軟件產(chǎn)品中或封裝成多個(gè)軟件產(chǎn)品。另外，其它實(shí)現(xiàn)也落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在一些情形中，權(quán)利 要求中敘述的動(dòng)作可按不同次序來執(zhí)行并且仍達(dá)成期望的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.ー種陀螺儀，包括 中心錨； 感測框架，其部署在所述中心錨周圍； 多個(gè)感測梁，其配置成用于將所述感測框架連接至所述中心錨； 驅(qū)動(dòng)框架，其部署在所述感測框架周圍且耦合至所述感測框架，所述驅(qū)動(dòng)框架包括第ー側(cè)和第二側(cè)； 多個(gè)驅(qū)動(dòng)梁，其部署在所述感測框架的相對側(cè)上，所述驅(qū)動(dòng)梁配置成基本上在所述驅(qū)動(dòng)框架的平面內(nèi)在沿第一軸的第一方向上驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)框架的所述第一側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)梁進(jìn)一歩配置成在沿所述第一軸的第二且相反方向上驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)框架的所述第二側(cè)； 驅(qū)動(dòng)框架懸掛，其配置成基本上將所述驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)限制為沿所述第一軸的基本線性位移的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；以及 感測框架懸掛，其配置成順從于繞與所述第一軸正交的第二軸的旋轉(zhuǎn)，所述感測框架懸掛配置成抵抗沿所述第一軸的平移運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的陀螺儀，其特征在于，所述感測框架是與所述驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)基本上解I禹的。
3.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的陀螺儀，其特征在干，所述驅(qū)動(dòng)框架懸掛包括配置成用于將所述感測框架耦合至所述驅(qū)動(dòng)框架的多個(gè)撓曲件。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其特征在于，所述感測框架懸掛包括在所述中心錨與所述感測框架之間的多個(gè)槽。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其特征在于，所述多個(gè)感測梁包括從所述中心錨的第一側(cè)沿所述第一軸延伸的第一對感測梁和從所述中心錨的第二側(cè)沿基本上垂直于所述第一軸的第二軸延伸的第二對感測梁，所述中心錨的所述第二側(cè)毗鄰于所述中心錨的所述第一側(cè)。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其特征在于，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)梁包括在所述感測框架的相對側(cè)上的多對驅(qū)動(dòng)梁。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其特征在干，進(jìn)ー步包括配置成調(diào)諧驅(qū)動(dòng)框架運(yùn)動(dòng)的諧振頻率的靜電致動(dòng)器陣列。
8.如權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)框架包括沿與所述第一軸基本上垂直的軸形成的多個(gè)槽。
9.如權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)梁和所述感測梁包括壓電層。
10.如權(quán)利要求I至9中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其特征在于，所述感測框架和所述驅(qū)動(dòng)框架中的至少ー者是至少部分地由電鍍金屬形成的。
11.如權(quán)利要求5所述的陀螺儀，其特征在于，所述感測框架懸掛包括槽，所述槽 沿所述第一對感測梁中的第一感測梁延伸； 沿所述中心錨延伸至所述第二對感測梁；并且 沿所述第二對感測梁中的第二感測梁延伸。
12.如權(quán)利要求6所述的陀螺儀，其特征在于，所述多對驅(qū)動(dòng)梁沿基本上垂直于所述第ー軸的第二軸部署。
13.如權(quán)利要求6所述的陀螺儀，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)梁配置成通過向每一對驅(qū)動(dòng)梁施加反相電壓來被致動(dòng)。
14.如權(quán)利要求6所述的陀螺儀，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)框架懸掛包括多個(gè)撓曲件，所述多個(gè)撓曲件中的每個(gè)撓曲件配置成用于將ー對驅(qū)動(dòng)梁耦合至所述驅(qū)動(dòng)框架。
15.如權(quán)利要求7所述的陀螺儀，其特征在于，所述靜電致動(dòng)器陣列配置成抑制從所述驅(qū)動(dòng)框架向所述感測框架的正交耦合。
16.ー種陀螺儀，包括 中心錨裝置； 感測框架裝置，其部署在所述中心錨裝置周圍； 感測梁裝置，其用于檢測所述陀螺儀的感測運(yùn)動(dòng)并且用于將所述感測框架裝置連接至所述中心錨裝置； 驅(qū)動(dòng)框架裝置，其部署在所述感測框架裝置周圍且耦合至所述感測框架裝置，所述驅(qū)動(dòng)框架裝置包括第一側(cè)和第二側(cè)； 驅(qū)動(dòng)裝置，其用于在所述驅(qū)動(dòng)框架裝置的平面內(nèi)在沿第一軸的第一方向上驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)框架的所述第一側(cè)以及用于在沿所述第一軸的第二且相反方向上驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)框架的第二側(cè)； 驅(qū)動(dòng)框架懸掛裝置，其用于基本上將所述驅(qū)動(dòng)框架裝置的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)限制為沿所述第一軸的基本線性位移的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；以及 感測框架懸掛裝置，其用于允許繞與所述第一軸正交的第二軸旋轉(zhuǎn)以及用于抵抗沿所述第一軸的平移運(yùn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述的陀螺儀，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置部署在所述感測框架裝置的相對側(cè)上。
18.如權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的陀螺儀，其特征在于，所述感測框架裝置是與所述驅(qū)動(dòng)框架裝置的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)基本上解耦的。
19.一種制造陀螺儀的方法，所述方法包括 在基板上沉積電極； 形成中心錨； 形成部署在所述中心錨周圍的感測框架； 形成多個(gè)感測梁，所述感測梁中的每ー個(gè)感測梁包括壓電感測電極，所述感測梁配置成用于將所述感測框架連接至所述中心錨； 形成部署在所述感測框架周圍且耦合至所述感測框架的驅(qū)動(dòng)框架，所述驅(qū)動(dòng)框架包括第一側(cè)和第二側(cè)； 形成部署在所述感測框架的相對側(cè)上的多個(gè)驅(qū)動(dòng)梁，所述驅(qū)動(dòng)梁配置成在所述驅(qū)動(dòng)框架的平面內(nèi)在沿第一軸的第一方向上驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)框架的所述第一側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)梁進(jìn)ー步配置成在沿所述第一軸的第二且相反方向上驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)框架的所述第二側(cè)； 形成驅(qū)動(dòng)框架懸掛，其配置成基本上將所述驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)限制為沿所述第一軸的基本線性位移的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；以及 形成感測框架懸掛，其配置成順從于繞與所述第一軸正交的第二軸的旋轉(zhuǎn)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，形成所述多個(gè)感測梁包括以下步驟沉積與所述電極接觸的第一金屬層； 在所述第一金屬層上沉積壓電層； 在所述壓電層上沉積第二金屬層；以及 在所述第二金屬層上電鍍第三金屬層。
21.如權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括形成所述感測框架懸掛以抵抗沿所述第一軸的運(yùn)動(dòng)。
22.如權(quán)利要求19至21中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，形成所述中心錨的エ藝包括 蝕穿犧牲層以暴露所述第一金屬層； 在所述第一金屬層上沉積氧化層； 在所述氧化層上形成晶種層；以及 在所述晶種層上電鍍所述第三金屬層。
23.如權(quán)利要求19至22中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，形成所述感測框架和形成所述驅(qū)動(dòng)框架包括 在驅(qū)動(dòng)框架區(qū)域與感測框架區(qū)域之間蝕刻； 在所述驅(qū)動(dòng)框架區(qū)域與所述感測框架區(qū)域之間沉積高縱橫比光致抗蝕劑材料；以及 在所述驅(qū)動(dòng)框架區(qū)域和所述感測框架區(qū)域中電鍍所述第三金屬層。
24.如權(quán)利要求19至23中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括在所述電鍍之前將所述基板分成多個(gè)子面板。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在干，形成所述感測框架和形成所述驅(qū)動(dòng)框架還包括 從所述驅(qū)動(dòng)框架區(qū)域與所述感測框架區(qū)域之間移除所述高縱橫比光致抗蝕劑材料； 蝕刻以暴露部署在所述驅(qū)動(dòng)框架和所述感測框架下面的犧牲層；以及 移除所述犧牲層以使所述驅(qū)動(dòng)框架和所述感測框架脫摸。
全文摘要
本公開提供了用于制造和使用陀螺儀的系統(tǒng)、方法和裝置，包括編碼在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序。此類陀螺儀可包括中心錨、部署在該中心錨周圍的感測框架、配置成用于將該感測框架連接至該中心錨的多個(gè)感測梁和部署在該感測框架周圍且耦合至該感測框架的驅(qū)動(dòng)框架。該陀螺儀可包括部署在該感測框架的相對側(cè)上的多對驅(qū)動(dòng)梁。該陀螺儀可包括驅(qū)動(dòng)框架懸掛，其用于基本上將該驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)限制為沿第一軸的基本線性位移的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。該感測框架可與該驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)基本上解耦。此類器件可被包括在移動(dòng)設(shè)備中，諸如移動(dòng)顯示器設(shè)備。
文檔編號(hào)G01P15/18GK102959356SQ201180031788
公開日2013年3月6日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者C·阿卡, R·V·夏諾伊, J·P·布萊克, K·E·彼得森, S·K·加納帕斯, P·J·史蒂芬諾 申請人:高通Mems科技公司