FR2711245A1

FR2711245A1 - Rotation detector and method of manufacturing such a detector, realizing its structure in a silicon monocrystal.

Info

Publication number: FR2711245A1
Application number: FR9412304A
Authority: FR
Inventors: Bantien Frank; Marek Jiri; Wolf Jorg; Zabler Erich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1995-04-21
Also published as: JP3497578B2; DE4335219A1; DE4335219B4; JPH07191054A

Abstract

a) Détecteur de rotation et procédé de fabrication d'un tel détecteur, en réalisant sa structure dans un monocristal de silicium. b) caractérisé en ce que le détecteur d'accélération (2) est encapsulé de façon hermétique et en ce qu'un procédé pour la mise en œuvre du détecteur est caractérisé en ce qu'on applique des structures métalliques pour mettre en contact le détecteur d'accélération (2) et pour les chemins conducteurs (6) sur la face avant par attaque chimique de cavités (9) dans la face arrière de la plaque de silicium (3), on dégage la structure d'au moins un oscillateur (1).a) Rotation detector and method of manufacturing such a detector, by producing its structure in a single crystal of silicon. b) characterized in that the acceleration detector (2) is hermetically encapsulated and in that a method for the implementation of the detector is characterized in that metallic structures are applied to bring the detector into contact acceleration (2) and for the conductive paths (6) on the front face by chemical etching of cavities (9) in the rear face of the silicon wafer (3), the structure of at least one oscillator is released ( 1).

Description

" Détecteur de rotation et procédé de fabrication d'un tel détecteur, en"Rotational detector and method of manufacturing such a detector, in

réalisant sa structure dans un monocristal de silicium " La présente invention concerne un détecteur de rotation comprenant au moins un oscillateur et au moins un détecteur d'accélération monté sur l'oscillateur, l'oscillateur réalisé dans un support en plaque comprend au moins une languette de flexion qui présente, suivant un premier axe perpendiculaire à la surface du support, une épaisseur correspondant sensiblement à celle du support et, selon un second axe perpendiculaire au premier axe, une épaisseur faible, le détecteur d'accélération mesurant une The present invention relates to a rotation detector comprising at least one oscillator and at least one acceleration sensor mounted on the oscillator, the oscillator formed in a plate support comprises at least one tab. bending which has, along a first axis perpendicular to the surface of the support, a thickness corresponding substantially to that of the support and, along a second axis perpendicular to the first axis, a small thickness, the acceleration sensor measuring a

accélération suivant le second axe. acceleration along the second axis.

L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un détecteur de rotation en réalisant sa The invention also relates to a method for producing a rotation detector by realizing its

structure dans un monocristal de silicium. structure in a silicon monocrystal.

Selon le document DE-40 32 559 on connaît déjà According to the document DE-40 32 559 it is already known

un détecteur de rotation composé d'un oscillateur sur le- a rotation detector composed of an oscillator on the

quel est monté un détecteur d'accélération. l'oscillateur est formé dans un support et est mobile dans une direction which is mounted an acceleration detector. the oscillator is formed in a support and is movable in one direction

d'oscillation parallèle à la surface du support. Le détec- oscillation parallel to the surface of the support. The detection

teur d'accélération associé à l'oscillateur permet de mesu- The acceleration transmitter associated with the oscillator

rer les accélérations perpendiculaires à la surface de l'oscillateur. Selon le document US-A-5 090 254 on connaît un détecteur d'accélération dont l'élément sensible à the accelerations perpendicular to the surface of the oscillator. According to the document US Pat. No. 5,090,254, an acceleration detector is known whose element sensitive to

l'accélération est complètement capsulé dans une enveloppe. the acceleration is completely encapsulated in an envelope.

Selon le document DE-41 06 287 on connaît un procédé pour réaliser par attaque chimique des cavités dans un corps en silicium, utilisant une structure de masque, hexagonale. La présente invention concerne un détecteur de DE-41 06 287 discloses a method for chemically etching cavities in a silicon body using a hexagonal mask structure. The present invention relates to a detector of

rotation correspondant au type défini ci-dessus, caractéri- corresponding to the type defined above, characterized

sé en ce que le détecteur d'accélération est encapsulé de in that the acceleration sensor is encapsulated

manière hermétique.hermetically.

Le détecteur de rotation selon l'invention of- The rotation detector according to the invention of-

fre l'avantage que le détecteur d'accélération soit parti- the advantage that the acceleration sensor is

culièrement insensible contre les influences de insensitive to the influences of

l'environnement.the environment.

L'invention concerne également un procédé de réalisation caractérisé en ce que sur la face avant d'une The invention also relates to a production method characterized in that on the front face of a

plaque de silicium on réalise un détecteur de rotation en- silicon plate a rotation detector is made

capsulé, on applique des structures métalliques pour mettre en contact le détecteur d'accélération et pour les chemins encapsulated, metal structures are applied to contact the acceleration detector and for the paths

conducteurs sur la face avant, par attaque chimique de ca- conductors on the front, by chemical attack of

vités dans la face arrière de la plaque de silicium, les cavités traversant complètement la plaque de silicium, on in the back side of the silicon wafer, the cavities completely passing through the silicon wafer,

dégage la structure d'au moins un oscillateur avec les lan- releases the structure of at least one oscillator with the

guettes de flexion, le détecteur d'accélération et les che- bending bars, the acceleration sensor and the

mins conducteurs se trouvant sur l'oscillateur. mins drivers on the oscillator.

Le procédé de fabrication selon l'invention The manufacturing method according to the invention

permet une fabrication particulièrement simple d'un détec- allows a particularly simple production of a detection

teur de rotation. Grâce à la séparation nette des étapes du procédé de fabrication du détecteur et par la formation de la structure de l'oscillateur on peut utiliser les procédés rotator. Thanks to the clear separation of the steps of the detector manufacturing process and the formation of the oscillator structure, the processes can be used.

déjà connus pour le détecteur d'accélération. already known for the acceleration detector.

La réalisation de l'oscillateur avec une masse sismique suspendue à une languette de flexion permet d'augmenter la sensibilité de l'oscillateur et crée la place suffisante pour le détecteur d'accélération. Cette structure est particulièrement robuste si au moins deux languettes de flexion sont reliées de chaque côté à la masse sismique. On alimente de manière relativement simple les oscillations de l'oscillateur par des chemins conduc- teurs, placés dans un champ magnétique. L'utilisation de The realization of the oscillator with a seismic mass suspended from a bending tab makes it possible to increase the sensitivity of the oscillator and creates sufficient space for the acceleration detector. This structure is particularly robust if at least two bending tongues are connected on each side to the seismic mass. Oscillations of the oscillator are fed relatively simply by conductive paths placed in a magnetic field. The use of

deux oscillateurs améliore la possibilité de mesure du si- two oscillators improves the possibility of measuring the

gnal du capteur. Le capteur se fabrique de manière particu- general sensor. The sensor is made in particular

lièrement simple si sa structure est formée dans une plaque very simple if its structure is formed in a plate

de silicium à orientation cristallographique (100). of crystallographically oriented silicon (100).

Les languettes de flexion ainsi réalisées peu- The bending tongues thus produced can

vent être en outre particulièrement minces et de ce fait sensibles. Dessins. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés aux dessins dans lesquels: In addition, they are particularly thin and therefore sensitive. Drawings. The present invention will be described hereinafter with the aid of exemplary embodiments shown in the drawings in which:

- la figure 1 est une vue de dessus du détec- FIG. 1 is a view from above of the detection

teur de rotation selon l'invention.rotator according to the invention.

- les figures 2 et 3 sont deux coupes transver- FIGS. 2 and 3 are two transverse sections

sales de la figure 1.in Figure 1.

- les figures 5 à 7 représentent un procédé de FIGS. 5 to 7 show a method of

fabrication d'un détecteur de rotation selon l'invention. manufacturing a rotation detector according to the invention.

- la figure 8 montre l'excitation des oscilla- FIG. 8 shows the excitation of oscillations

tions par un champ magnétique.by a magnetic field.

Description des exemples de réalisation. Description of the exemplary embodiments.

La figure 1 montre en vue de dessus un support FIG. 1 shows a top view of a support

3 en forme de plaque dans lequel on dégage deux oscilla- 3 in the form of a plate in which two oscilla-

teurs 1. Chacun des oscillateurs 1 comprend une masse sis- 1. Each of the oscillators 1 comprises a mass

mique 5 et quatre languettes de flexion 4 par lesquelles est suspendue la masse sismique 5. Un détecteur d'accélération 2 est monté sur chaque masse sismique 5. Ce détecteur d'accélération 2 peut être mis en contact par des pattes de contact 8 et par les chemins conducteurs 6. En outre, il y a d'autres chemins conducteurs 6 qui peuvent 5 acceleration sensor 2 is mounted on each seismic mass 5. This acceleration detector 2 can be brought into contact by contact tabs 8 and by means of FIG. 6. In addition, there are other conductive paths 6 that can

être mis en contact par les pattes 7. be brought into contact by the legs 7.

La forme géométrique des oscillateurs 1 est dé- The geometric shape of the oscillators 1 is de-

finie par les cavités hexagonales 9. Le support 3 est un monocristal de silicium. Les directions cristallographiques de ce monocristal de silicium sont représentées dans le terminated by the hexagonal cavities 9. The support 3 is a single crystal of silicon. The crystallographic directions of this silicon monocrystal are represented in the

système de coordonnées de la figure 1. La surface du sup- coordinate system of Figure 1. The surface of the

port en monocristal de silicium 3 présente une orientation cristallographique (100). Les cavités 9 forment en vue de dessus des hexagones. Les deux côtés allongés 12 de ces hexagones sont parallèles à la direction cristallographique silicon monocrystal port 3 has a crystallographic orientation (100). The cavities 9 form in top view hexagons. The two elongated sides 12 of these hexagons are parallel to the crystallographic direction

(100); les quatre petits côtés 13 sont parallèles aux di- (100); the four short sides 13 are parallel to the di-

rections cristallographiques (110) du monocristal de sili- crystallographic rections (110) of the silicon monocrystal

cium. Cette forme résulte du procédé de fabrication qui utilise le fait que l'attaque chimique d'un monocristal de silicium dépend de l'orientation cristallographique. Un tel procédé de réalisation des cavités 9 est par exemple décrit cium. This form results from the manufacturing process which uses the fact that the etching of a silicon single crystal depends on the crystallographic orientation. Such a process for producing cavities 9 is for example described

dans le document DE-41 06 287.in DE-41 06 287.

La figure 2 montre une coupe transversale du Figure 2 shows a cross-section of the

support 3 en forme de plaque, le long de la ligne I-I. Se- support 3 in the form of a plate, along the line I-I. se-

lon la figure 2, les languettes de flexion 4 ont des parois latérales perpendiculaires à la surface du support en forme In FIG. 2, the bending tongues 4 have sidewalls perpendicular to the surface of the shaped support.

de plaque 3. En outre, la coupe montre également les che- 3. In addition, the section also shows the

mins conducteurs 6. Leur forme longue et étroite rend les conductors 6. Their long, narrow shape makes them

languettes de flexion 4 particulièrement sensibles aux ef- bending tongues 4 particularly sensitive to ef-

forts suivant l'axe X; cela signifie que les languettes sont déformées particulièrement facilement par des forces agissant dans cette direction. Par contre les forces dans strong along the X axis; this means that the tongues are particularly easily deformed by forces acting in this direction. On the other hand, the forces

la direction Y ne sont pratiquement pas en mesure de défor- direction Y are practically unable to deform

mer les étroites et hautes languettes de flexion 4 dans la direction Y. Partant des bords 12 des cavités 9, les parois latérales des cavités s'étendent perpendiculairement à la the narrow and high flexion tongues 4 in the Y direction. Starting from the edges 12 of the cavities 9, the lateral walls of the cavities extend perpendicular to the

surface du support 3 en forme de plaque. support surface 3 in the form of a plate.

La figure 3 montre une coupe du support 3 en forme de plaque selon la ligne II-II. Cette figure montre notamment la coupe de la cavité 9 et d'un chemin conducteur 6. Les parois latérales de la cavité 9 adjacente aux bords 12 sont perpendiculaires à la surface du support en forme de plaque 3. Ces parois latérales correspondent aux plans cristallographiques d'orientation (100) du cristal de sili- cium. Les parois latérales de la cavité 9 adjacente aux Figure 3 shows a section of the support 3 in the form of a plate along the line II-II. This figure shows in particular the section of the cavity 9 and a conductive path 6. The side walls of the cavity 9 adjacent to the edges 12 are perpendicular to the surface of the plate-shaped support 3. These side walls correspond to the crystallographic planes of FIG. orientation (100) of the silicon crystal. The side walls of the cavity 9 adjacent to the

bords 13 forment un angle de 54,74 par rapport à la sur- edges 13 form an angle of 54.74 with respect to the

face du support 3 en forme de plaque. Ces parois latérales correspondent aux plans cristallographiques d'orientation face of the support 3 in the form of a plate. These sidewalls correspond to the crystallographic orientation planes

(111) du cristal de silicium.(111) silicon crystal.

La structure décrite aux figures 1-3 sert de The structure described in Figures 1-3 serves as

détecteur de rotation. Une force agissant sur la masse sis- rotation detector. A force acting on the mass

mique 5 ou les languettes de flexion 4 excite l'oscillateur 1 pour osciller dans la direction X. Lorsque ce système de capteur est tourné, une accélération de Coriolis agit sur 5 or the bending tongues 4 excites the oscillator 1 to oscillate in the X direction. When this sensor system is rotated, a Coriolis acceleration acts on

l'oscillateur 1. Cette accélération de Coriolis est confir- oscillator 1. This Coriolis acceleration is confirmed

mée par les capteurs d'accélération 2. L'amplitude de l'accélération de Coriolis pour une oscillation connue de l'oscillateur 1 est une mesure de la rotation du support 3 en forme de plaque autour de l'axe Z. The amplitude of the Coriolis acceleration for a known oscillation of the oscillator 1 is a measure of the rotation of the plate-shaped support 3 about the Z axis.

En utilisant deux oscillateurs 1 on peut ex- By using two oscillators 1 one can ex-

ploiter les signaux des deux détecteurs d'accélération 2 comme signaux de différence. En formant cette différence on élimine les forces d'accélération qui agissent de la même use the signals of the two acceleration detectors 2 as difference signals. By forming this difference we eliminate the forces of acceleration which act of the same

manière sur les deux détecteurs 2, c'est-à-dire les accélé- two detectors 2, that is to say the accelerations

rations linéaires dans la direction Y. Il reste alors un signal qui ne dépend que de la vitesse angulaire. En outre, avec deux oscillateurs il est possible d'exciter que l'un Linear rations in the Y direction. There remains a signal that depends only on the angular velocity. In addition, with two oscillators it is possible to excite that one

des deux oscillateurs. La condition est que les deux os- of the two oscillators. The condition is that both

cillateurs 1 possèdent la même fréquence de résonance et cators 1 have the same resonance frequency and

sont couplés mécaniquement l'un à l'autre. Dans le cas pré- are mechanically coupled to each other. In the case of

sent, on peut réaliser un couplage mécanique entre les deux can be achieved by mechanical coupling between the two

oscillateurs 1 en déformant le support 1 en plaque. oscillators 1 by deforming the support 1 plate.

Dans l'exemple de réalisation montré ici, les deux oscillateurs 1 comportent des moyens utilisables pour une excitation de l'oscillateur 1. A cet effet, on fait passer du courant dans les languettes de flexion 4 et la masse sismique 5 par les pattes de contact 7 et les chemins conducteurs 6. Avec des moyens externes permettant de créer un champ magnétique perpendiculaire au support 3 en forme de plaque, on exerce une force sur les chemins conducteurs In the exemplary embodiment shown here, the two oscillators 1 comprise means that can be used for excitation of the oscillator 1. For this purpose, current is passed through the flexion tongues 4 and the seismic mass 5 through the legs of the oscillator. contact 7 and the conductive paths 6. With external means for creating a magnetic field perpendicular to the plate-shaped support 3, a force is exerted on the conductive paths

6 ou les languettes de flexion 4 et sur les masses sismi- 6 or bending tongues 4 and on the sys-

ques 5. Si on module le courant passant par la patte 7 à la fréquence de résonance de l'oscillateur 1, on peut exciter l'oscillateur 1 avec des oscillations dans la direction Y. If the current flowing through tab 7 is modulated to the resonant frequency of oscillator 1, oscillator 1 can be excited with oscillations in direction Y.

En choisissant les polarités on excite les deux oscilla- Choosing polarities excites the two oscilla-

teurs 1 en opposition de phase.1 in phase opposition.

Les détecteurs d'accélération 2 utilisés pour mesurer l'accélération de Coriolis dans la direction Y sont Acceleration sensors 2 used to measure Coriolis acceleration in the Y direction are

par exemple décrits dans le document US 5 090 254. La fi- for example described in US 5,090,254.

gure 24 de ce document US 5 090 254 montre par exemple un détecteur d'accélération complètement encapsulé intégré dans une couche de polysilicium. Un tel détecteur d'accélération s'utilise en combinaison avec un procédé FIG. 24 of US Pat. No. 5,090,254 shows, for example, a fully encapsulated acceleration detector integrated in a polysilicon layer. Such an acceleration detector is used in combination with a method

pour réaliser les cavités 9 de sorte que l'on peut repren- to make the cavities 9 so that one can resume

dre simplement les procédés de fabrication du détecteur d'accélération. La suite des opérations servant à réaliser le simply the manufacturing processes of the acceleration detector. The sequence of operations used to carry out the

détecteur de rotation représenté ici seront décrites à ti- rotation detector shown here will be described at

tre d'exemple à l'aide des figures 4 à 7. La figure 4 mon- for example using Figures 4 to 7. Figure 4 shows

tre une coupe d'un support 3 en forme de plaque avec un be a section of a support 3 in the form of a plate with a

détecteur d'accélération 2 réalisé sur sa face supérieure. acceleration sensor 2 made on its upper face.

La réalisation du détecteur d'accélération se fait d'une The realization of the acceleration detector is made of a

manière analogue à celle décrite au document US 5 090 254. analogous to that described in US 5,090,254.

La face supérieure et la face inférieure du support 3 en forme de plaque sont revêtues d'une couche de passivation 14. Pour de telles couches de passivation on The upper face and the lower face of the support 3 in the form of a plate are coated with a passivation layer 14. For such passivation layers one

peut utiliser par exemple de l'oxyde de silicium ou du ni- can use for example silicon oxide or ni-

trure de silicium qui se déposent comme cela est connu sur trure of silicon that settle down as is known on

un silicium monocristallin. La figure 5 ne montre que quel- a monocrystalline silicon. Figure 5 shows only

ques autres étapes du procédé. Sur la face supérieure du support 3 en forme de plaque on réalise une métallisation other steps of the process. On the upper face of the support 3 in the form of a plate metallization is carried out

structurée 16 avec par exemple mise en contact des détec- with, for example, contacting the detections

teurs d'accélération 2 ou qui forment simplement un chemin conducteur. La réalisation de cette métallisation 16 peut acceleration sensors 2 or which simply form a conductive path. The realization of this metallization 16 can

se faire par exemple en pulvérisant ou en déposant à la va- for example by spraying or

peur, des métaux sur toute la surface puis en réalisant la structure. En outre, on peut prévoir une autre passivation 17 enterrant la métallisation 16 et le détecteur d'accélération 2. Par cette passivation complémentaire 17 on protège le détecteur d'accélération 2 et les chemins fear, metals on the whole surface then realizing the structure. In addition, it is possible to provide another passivation 17 burying the metallization 16 and the acceleration detector 2. By this complementary passivation 17 the acceleration detector 2 and the paths are protected.

conducteurs. Comme matériaux pour cette passivation complé- conductors. As materials for this complete passivation

mentaire 17 on utilise de nouveau de l'oxyde de silicium ou Once again, silicon oxide

du nitrure de silicium. En outre, on peut prévoir un revê- silicon nitride. In addition, it is possible to provide a cover

tement supplémentaire 18 par exemple en laque photosensi- additional element 18 for example in photosensitive lacquer

ble, pour protéger le détecteur d'accélération 2 et la métallisation 16 pendant les autres étapes du procédé. Dans ble, to protect the acceleration sensor 2 and the metallization 16 during the other steps of the process. In

la face inférieure du support 3 en forme de plaque on réa- the underside of the support 3 in the form of a plate

lise des orifices d'attaque chimique 15 dans la couche de passivation 14. Par ces orifices d'attaque chimique 15 on forme la structure du support en plaque 3 comme le montre In the passivation layer 14, the etching holes 15 are formed. These etching orifices 15 form the structure of the plate support 3 as shown in FIG.

la figure 6.Figure 6.

La face supérieure du support en plaque 3 est inchangée à la figure 6 par rapport à la situation de la The upper face of the plate support 3 is unchanged in FIG. 6 with respect to the situation of the

figure 5. Dans la zone d'accès des orifices d'attaque chi- Figure 5. In the access area of the chemical attack orifices

mique 15 on réalise par attaque chimique une cavité 9 dans In this case, a cavity 9 is produced by etching.

le support 3 en plaque. Par cette cavité on forme la struc- the support 3 in plate. This cavity forms the structure

ture du support en plaque 3. Cette structure représentée à la figure 6 est une coupe de la masse sismique 5 comme elle apparaît par exemple à la figure 1. En outre, la figure 6 This structure shown in FIG. 6 is a section of the seismic mass 5 as it appears for example in FIG. 1. In addition, FIG.

montre que les dimensions latérales de la cavité 9 dépas- shows that the lateral dimensions of the cavity 9 exceeded

sent de manière significative les dimensions de l'orifice d'attaque chimique 15. Comme déjà indiqué ci-dessus dans la significantly the dimensions of the etching orifice 15. As already indicated above in the

description des figures 1-3, les parois latérales des cavi- 1-3, the side walls of the cavities

tés 9 adjacentes aux arêtes 12 sont formées par des plans 9 adjacent to the ridges 12 are formed by planes

cristallographiques d'orientation (100) qui sont perpendi- crystallographic orientations (100) which are perpendicular

culaires à la surface d'orientation (100) du support en to the orienting surface (100) of the support in

plaque 3.plate 3.

Du fait de l'orientation exacte des arêtes des orifices d'attaque chimique 15 parallèlement aux directions cristallographiques (100) du cristal de silicium, on arrive Due to the exact orientation of the edges of the etching orifices 15 parallel to the crystallographic directions (100) of the silicon crystal, one arrives

à une attaque chimique, contrôlée de la couche de passiva- to a chemical attack, controlled by the layer of passiva-

tion 14 des deux côtés des orifices d'attaque chimique 15. 14 on both sides of the etching holes 15.

On peut ainsi réaliser des cavités 9 ayant des parois laté- Cavities 9 having side walls can thus be made.

rales perpendiculaires à un axe et dont les dimensions la- perpendicular to an axis and whose dimensions

térales dans cette direction se contrôlent exactement par in this direction are exactly controlled by

la durée de l'attaque chimique. Pour réaliser les languet- the duration of the chemical attack. To achieve languet-

tes de flexion minces 4 on prévoit deux orifices 15 paral- Thin flexion 4 is provided two parallel orifices 15

lèles à un intervalle déterminé pour que les cavités 9 qui se forment laissent subsister une mince branche formant les at a given interval so that the cavities 9 that form leave a thin branch forming the

languettes de flexion 4. Le procédé d'attaque chimique ain- bending tongues 4. The chemical etching process and

si exposé est connu par exemple selon le document DE- if exposed is known for example according to document DE-

41 06 287.41 06 287.

La figure 7 montre la section du support en plaque 3 avec une masse sismique 5, après enlèvement des couches de passivation 14 dans les parties qui ne sont plus FIG. 7 shows the section of the plate support 3 with a seismic mass 5, after removal of the passivation layers 14 in the parts that are no longer

nécessaires. Pour cette opération on peut utiliser le revê- required. For this operation it is possible to use the coating

tement de laque photosensible 18 pour protéger la couche de passivation 14 au niveau du détecteur d'accélération 2 ou photoresist 18 to protect the passivation layer 14 at the acceleration sensor 2 or

des chemins conducteurs 6.conductive paths 6.

La figure 8 montre comment placer le support en Figure 8 shows how to place the support in

plaque 3 entre deux bobines 21 pour créer un champ magnéti- plate 3 between two coils 21 to create a magnetic field

que agissant perpendiculairement par rapport à la surface that acting perpendicular to the surface

du support 3 en plaque. Cela permet d'exciter en oscilla- support 3 in plate. This makes it possible to excite

tions les oscillateurs 1 en faisant passer un courant élec- oscillators 1 by passing an electrical current through

trique à travers les chemins conducteurs 6. Par modulation du courant à travers les chemins conducteurs 6 ou par une modulation du champ magnétique 20 à la fréquence propre des Through modulation of the current through the conductive paths 6 or by modulation of the magnetic field 20 at the natural frequency of the electrodes.

oscillateurs 1 on fait osciller les oscillateurs 1. En va- Oscillators 1 Oscillators 1 are oscillated.

riante, on peut également utiliser un aimant permanent. laughing, one can also use a permanent magnet.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S. REVENDICATIONSR E V E N D I C A T I O N S. CLAIMS

1 ) Détecteur de rotation comprenant au moins un oscillateur (1) et au moins un détecteur d'accélération (2) monté sur l'oscillateur (1), l'oscillateur (1) réalisé dans un support en plaque (3) comprend au moins une lan- guette de flexion (4) qui présente, suivant un premier axe perpendiculaire à la surface du support (3), une épaisseur correspondant sensiblement à celle du support (3) et, selon un second axe perpendiculaire au premier axe, une épaisseur 1) rotation detector comprising at least one oscillator (1) and at least one acceleration detector (2) mounted on the oscillator (1), the oscillator (1) made in a plate support (3) comprises at least one at least one bending yoke (4) which has, along a first axis perpendicular to the surface of the support (3), a thickness corresponding substantially to that of the support (3) and, along a second axis perpendicular to the first axis, a thickness

faible, le détecteur d'accélération (2) mesurant une accé- the acceleration sensor (2) measuring an acceleration

lération suivant le second axe, caractérisé en ce que le second axis, characterized in that the

détecteur d'accélération (2) est encapsulé de manière her- acceleration sensor (2) is encapsulated in a

métique.métique.

2 ) Détecteur selon la revendication 1, carac- 2) Detector according to claim 1, characterized

térisé en ce que l'oscillateur (1) comprend une masse sis- characterized in that the oscillator (1) comprises a mass

mique (5) suspendue à au moins une languette de flexion (4) et le détecteur d'accélération (2) est monté sur la masse (5) suspended on at least one bending tongue (4) and the acceleration sensor (2) is mounted on the mass

sismique (5).seismic (5).

3 ) Détecteur selon la revendication 2, carac- 3) Detector according to claim 2, characterized

térisé en ce que la masse sismique est suspendue à au moins in that the seismic mass is suspended at least

deux languettes de flexion (4) prévues sur les côtés oppo- two bending tabs (4) provided on the opposite sides

sés de la masse sismique (5) et des chemins conducteurs (6) sont prévus sur les languettes de flexion (4) sous la masse of the seismic mass (5) and conductive paths (6) are provided on the flexion tongues (4) under the mass

sismique (5).seismic (5).

4 ) Détecteur selon la revendication 3, carac- 4) Detector according to claim 3, characterized

térisé en ce que l'oscillateur (1) est placé dans un champ in that the oscillator (1) is placed in a field

magnétique (20) dont les lignes de champ sont perpendicu- magnetic field (20) whose field lines are perpendicular

laires aux chemins conducteurs (6).to the conductive paths (6).

) Détecteur selon l'une des revendications Detector according to one of the claims

précédentes, caractérisé par deux oscillateurs (1) dont la preceding, characterized by two oscillators (1) whose

fréquence de résonance est sensiblement la même et les os- resonance frequency is substantially the same and the bones

cillateurs (1) sont couplés mécaniquement pour qu'une os- cillators (1) are mechanically coupled so that an os-

cillation d'un oscillateur (1) provoque une oscillation en oscillation (1) causes oscillation in

opposition de phase de l'autre oscillateur (1). phase opposition of the other oscillator (1).

6 ) Détecteur selon l'une des revendications 6) Detector according to one of the claims

précédentes, caractérisé en ce que le support (3) est une plaque de silicium à orientation (100), l'oscillateur est formé par attaque chimique de cavités (9) dans la plaque de silicium et les bords (12, 13) de la cavité (9) forment à la surface du support (3) le contour d'hexagone, deux bords characterized in that the carrier (3) is an orientation oriented silicon plate (100), the oscillator is formed by etching cavities (9) in the silicon wafer and the edges (12, 13) of the cavity (9) form on the surface of the support (3) the hexagon contour, two edges

opposés (12) de l'hexagone (12) étant parallèles à une di- opposing (12) of the hexagon (12) being parallel to a di-

rection cristallographique (100) et quatre côtés (13) de crystallographic rection (100) and four sides (13) of

l'hexagone étant parallèles à une direction cristallogra- the hexagon being parallel to a crystallographic direction

phique (110) du monocristal de silicium. phique (110) of the silicon monocrystal.

7 ) Procédé de réalisation d'un détecteur de rotation en réalisant sa structure dans un monocristal de silicium, caractérisé en ce que sur la face avant d'une plaque de silicium on réalise un détecteur de rotation (2) encapsulé, on applique des structures métalliques (16) pour mettre en contact le détecteur d'accélération (2) et pour les chemins conducteurs (6) sur la face avant, par attaque chimique de cavités (9) dans la face arrière de la plaque de silicium (3), les cavités (9) traversant complètement la plaque de silicium (3), on dégage la structure d'au moins un oscillateur (1) avec les languettes de flexion (4), le détecteur d'accélération (2) et les chemins conducteurs (6) 7) A method of producing a rotation detector by realizing its structure in a silicon monocrystal, characterized in that on the front face of a silicon plate an encapsulated rotation detector (2) is produced, structures are applied metal plates (16) for contacting the acceleration sensor (2) and for the conductive paths (6) on the front side by etching cavities (9) in the rear face of the silicon wafer (3), the cavities (9) completely passing through the silicon wafer (3), the structure of at least one oscillator (1) is disengaged with the bending tongues (4), the acceleration detector (2) and the conductive paths ( 6)

se trouvant sur l'oscillateur (1).on the oscillator (1).

8 ) Procédé selon la revendication 7, caracté- 8. Process according to claim 7, characterized

risé en ce qu'à la réalisation du détecteur d'accélération sur la face avant de la plaque de silicium (3) on dépose in that the realization of the acceleration sensor on the front face of the silicon wafer (3) is deposited

une couche de passivation (14), notamment en oxyde de sili- a passivation layer (14), in particular of silicon oxide,

cium ou nitrure de silicium et l'attaque chimique des cavi- silicon dioxide and nitride and the chemical attack of cavities

tés (9) dans la face arrière de la plaque de silicium (3) tees (9) in the back side of the silicon wafer (3)

se fait jusqu'à la couche de passivation (14). is made up to the passivation layer (14).

9 ) Procédé selon la revendication 8, caracté- 9) Method according to claim 8, characterized

risé en ce que la couche de passivation est enlevée au ni- in that the passivation layer is removed at

veau de la cavité de la face avant de la plaque de silicium calf of the cavity of the front face of the silicon wafer

et on protège le détecteur d'accélération (2) et les che- and protects the acceleration sensor (2) and the

mins conducteurs (6) contre cette attaque chimique. mins drivers (6) against this chemical attack.

1]1]

) Procédé selon les revendications 6 à 8, Method according to claims 6 to 8,

caractérisé en ce que pour attaquer la cavité (9) on réa- characterized in that to attack the cavity (9) one realizes

lise dans la face arrière de la plaque de silicium (3) une read in the back side of the silicon wafer (3) a

couche de passivation (14) avec des orifices d'attaque chi- passivation layer (14) with chemical attack orifices

mique (15) et ces orifices (15) ont une forme hexagonale avec deux côtés de l'hexagone parallèles aux directions cristallographiques (100) de la plaque de silicium (3) et (15) and these orifices (15) have a hexagonal shape with two sides of the hexagon parallel to the crystallographic directions (100) of the silicon wafer (3) and

quatre côtés de l'hexagone parallèles aux directions cris- four sides of the hexagon parallel to the crys-

tallographiques (110) de la plaque de silicium, la plaque de silicium (3) étant traitée avec une solution d'attaque (110) of the silicon wafer, the silicon wafer (3) being treated with an etching solution

chimique qui attaque particulièrement lentement dans la di- chemical that attacks particularly slowly in the

rection cristallographique (111).crystallographic rection (111).