KR100943777B1 - 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법, 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법, 및 초소형 기계식 공진기 - Google Patents

열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법, 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법, 및 초소형 기계식 공진기 Download PDF

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Abstract

초소형 기계식 공진기 내의 열적으로 유도된 진동수 변동이 보상 강성 또는 압축/인장 스트레인의 인가에 의해 능동 또는 수동적으로 완화된다. 다양한 조성의 재료가 그의 열팽창 계수에 따라 선택되어 기판 상에 공진기 구성요소를 형성하도록 사용될 수 있다. 온도 변동에 노출될 때, 이러한 조성의 재료의 상대 팽창이 보상 강성 또는 압축/인장 스트레인을 생성한다.
초소형 기계식 공진기, 진동수 변동, 열팽창 계수, 보상 강성, 스트레인

Description

열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법, 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법, 및 초소형 기계식 공진기 {METHOD OF COMPENSATING FOR THERMALLY INDUCED FREQUENCY VARIATION, METHOD OF FABRICATING A MICROMECHANICAL RESONATOR, AND MICROMECHANICAL RESONATOR}
본 발명은 초소형 전자 기계 시스템(MEMS)에 관한 것이다. MEMS는 기판 상에 작동식으로 배열된 소형 구성요소로부터 형성된 장치이다. 이러한 구성요소들은 리소그래피 및 다른 미세 제조 기술의 사용을 통해 구성되어 예를 들어 센서 및 액츄에이터를 생성한다.
많은 일반적인 초소형 기계 구조물은 인가된 힘에 대한 비임 구조물의 반응(예를 들어, 진동, 변형 및 비틀림)에 기초한다. 그러한 비임 구조물은 보통 사각형 단면을 갖거나, 갖도록 모델링된다. 그러나, 비임이 실제로 "사각형"인 정도는 비임을 형성하는데 사용된 에칭 방법의 비등방성에 의존한다. 비임은 측방 오실레이터 또는 외팔보 장치로서, 강판의 현수체로 사용된다. 이들은 무베어링 운동 검출기에 대한 당연한 선택이다. 특히, MEMS는 클럭 및 신호 필터링 회로의 일부로서의 공진기 구조물 내의 비임을 점점 더 사용한다.
규소와 같은 단결정 반도체는 공진기 비임의 제조를 위한 확실한 선택 재료이다. 그러한 재료는 우수한 기계적 강도 및 높은 고유 품질 인자를 갖는다. 또한, 규소계 재료의 성형 및 처리는 집적 회로 산업으로부터의 수 십년 간의 경험을 이용하려는 시도에서 잘 발전된 분야이다.
예를 들어, 다결정 규소("Poly Si")를 사용할 때, 기하학적 형상에 있어서 큰 유연성을 갖는 공진기를 설계할 수 있다. 그러나, 단순하지만 일반적으로 사용되는 굽힘 비임 및 측방 진동 비임 구조물이 종래의 공진기와 관련된 성능 관점들 중 일부는 물론 다음과 같은 본 발명의 개시 내용을 설명하도록 역할할 것이다.
도1을 보면, 굽힘 비임 구조물은 단부 고정구(5)에 의해 반도체 기판(3) 위에 사각형 단면을 갖는 비임(1)의 길이를 현수함으로써 형성된다. 전형적으로, (도시되지 않은) 작동 전극이 비임과 연결되고, 즉 비임에 근접한 정전기장 내에 위치된다. 비임은 전극에 의해 유도된 정전기장에 의해 여기되어, 정전기장 내의 진동과 일치하여 기계적으로 진동한다.
힘이 비임의 표면에 인가될 때, 그러한 표면은 응력을 받는다고 말한다. 이러한 응력(σ)의 평균값은 힘이 인가되는 면적(A)에 의해 나누어진 부하력(F)으로서 표현될 수 있다.
σ = F/A
응력을 받을 때, 재료는 글자 그대로 형상으로부터 밀리거나 (당겨진다). 스트레인(ε)은 재료의 탄성 한계 내에서의 이러한 변형의 측정이며, 원래의 길이(L0)에 의해 나누어진 길이의 변화(ΔL)와 동일하다.
ε = ΔL/L0
대부분의 관심 재료는 부하에 따라 선형으로 변형된다. 부하가 응력에 비례 하고 변형이 스트레인에 비례하므로, 응력과 스트레인은 선형으로 관련된다. 이러한 두 측정을 관련짓는 비례 상수는 재료에 대한 탄성 계수(Young's modulus)로서 알려져 있고, 부호("E")가 주어진다. 탄성 계수는 광범위한 재료에 대해 알려져 있다.
비임의 폭("w")에 대해 평행한 진동 방향에 대해 계산된 비임의 기계적 강성(kM)은 그의 탄성 계수(E)와, 사각형 단면, 길이("L"), 및 높이("h")를 갖는 비임을 포함하는 그의 기하학적 형상의 특정 측정에 비례한다.
Figure 112005028389841-pct00001
잘 이해되는 바와 같이, 대부분의 관심 재료의 탄성 계수는 알려진 열 계수(αE)에 따라 온도에 의해 변화한다. 예를 들어, Poly Si는 30 ppm/K°의 열 계수를 갖는다. 또한, 비임 구조물의 기하학적 형상도 온도에 의해 변화하며, 통상 온도 증가에 의해 팽창한다. 다시, 예로서, Poly Si는 2.5 ppm/K°의 열팽창 계수(αexp)를 갖는다.
몇몇의 비임 설계 및 관련 모델링 목적에 대해, 그리고 등방성 열 계수를 갖는 재료가 주어지면, 비임의 폭에 대한 열팽창의 효과는 본질적으로 비임의 길이에 대한 열팽창의 효과에 의해 상쇄되어, 비임의 높이에 대해 선형 효과를 유지한다.
정전기력을 무시하면, 비임의 공진 진동수(f)는 이러한 가정 하에서 다음의 방정식에 의해 정의될 수 있다.
Figure 112005028389841-pct00002
여기서, meff는 온도에 대해 일정한 비임의 유효 질량이다.
공진기의 전반적인 성능에 대한 비임의 공진 진동수의 임계 특성이 주어지면, 이는 작동 온도의 범위에 걸쳐 비교적 안정하게 유지되어야 한다. 수학식 2에 설명된 관계의 관점에서, 진동수는 기계적 강성이 일정하게 유지될 때에만 일정하게 유지될 것이다. 그러나, 이는 보통 탄성 계수에 대한 열적으로 유도된 변화가 비임의 기계적 강성의 변화에 기여하는 바와 같은 경우일 것이다. 따라서, 일정한 외부 영향이 온도 변동으로 인한 공진 진동수의 피할 수 없는 변화를 "보상"하기 위해 요구된다.
종래에 온도 변화의 존재 시에 공진 비임 진동수 안정화의 문제를 처리하기 위한 시도가 이루어졌다. 예를 들어, 완-타이 슈, 강성 보상 온도 집중 초소형 기계식 공진기, MEMS 2002 (-7803-7185-2/02 IEEE) 참조. 그러나, 그러한 시도는 수직 진동 보상의 문제에 초점이 맞춰졌고, CMOS 집적과 호환 가능한 금 또는 유사한 재료의 교정적 사용을 설명한다.
다른 비임 설계 및 관련 모델링 목적에 대해, 사각형 단면을 갖는 공진 비임의 진동수(f)는 다음의 방정식에 의해 표현될 수 있다.
Figure 112005028389841-pct00003
여기서, "ρ"는 비임을 형성하는 재료의 밀도이고, "S"는 비임에 인가되는 탄성 스트레인이다.
온도가 상승함에 따라, L 및 t는 열팽창으로 인해 증가하지만, L의 변화의 효과는 L이 t보다 훨씬 더 크다는 사실로 인해 우세하다. 결과적으로, 진동수는 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향이 있으며, 그 역도 성립한다. 또한, 상기 방정식으로부터 명백한 바와 같이, 온도를 증가시키면서 비임에 인가되는 압축 스트레인은 온도의 함수로서 진동수 감도를 향상시킬 것이다. 역으로, 온도를 증가시키면서 비임에 인가되는 인장 스트레인은 온도의 함수로서 진동수 감도를 지체시킬 것이다. 그러한 조건은 먼저 온도 변화(d(T))의 함수인 진동수 변화(d(f))가 0과 동일한 원하는 관계를 가정함으로써 더 잘 이해될 수 있다. 감산 및 방정식 표현은 다음을 생성한다.
Figure 112005028389841-pct00004
대부분의 실제적인 상황에 대해, 인가되는 스트레인(S)은 1보다 훨씬 더 클 것이다. 그러한 가정 하에서, 수학식 4에 설명된 관계는 다음과 같이 된다.
Figure 112005028389841-pct00005
다시, 이러한 관계로부터, 비임의 공진 진동수에 대해 열적으로 유도된 변화는 비임에 인가되는 탄성 스트레인(d(S))의 변화에 의해 지체 (즉, 보상)되거나 향상될 수 있다.
불행하게도, 규소에 대한 탄성 계수의 열 계수는 30 ppm/K 정도이다. 이러한 사실은 18 ppm/℃ 범위 내의 진동 비임의 진동수의 상당한 온도 편차로 이어진다. 0.1 내지 50 ppm 범위의 온도 안정성 및 -40℃ 내지 +85℃ 범위의 일반적인 작동 온도 사양에 대한 공칭 요구 조건이 주어지면, 추정되는 MEMS 설계자는 온도 안정성 공진기의 설계에 있어서 상당한 도전에 직면한다.
명확하게, 효율적인 보상 메커니즘이 작동 온도 범위에 걸쳐 초소형 기계식 공진기의 진동수 안정성을 위해 요구된다. 그러한 메커니즘은 CMOS 집적과 호환 가능한 재료의 통합에 의존하지 않아야 한다.
본 발명은 초소형 기계식 공진기를 위한 온도 보상의 문제를 처리한다. 능동 및 수동적인 해결이 제공된다. 실제로, 동일한 해결에서 능동 및 수동적인 기술을 모두 채용하는 것도 제공된다. 능동적인 해결은 공진기 구조물 자체 외부의 회로 또는 메커니즘으로부터 공진기 상으로의 외부 영향의 인가에 의해 특징지어진다. 수동적인 해결은 공진기 구조물을 형성하기 위해 선택되는 반도체 재료 내에서 발견되는 고유하고 다른 열팽창 특질에 의존한다.
제1 태양에서, 본 발명은 진동 비임 및 전극을 포함하는 초소형 기계식 공진기 내의 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 능동적인 방법을 제공한다. 방법은 원하는 공진 진동수와 관련하여 비임에 대한 실제 작동 진동수를 결정하는 단계와, 그 후에 원하는 공진 진동수를 유지하기 위해 공진기에 보상 강성을 인가하는 단계를 포함한다. 하나의 관련 실시예에서, 보상 강성은 전극에 의해 비임에 인가되는 정전기력에 의해 제공된다.
특정한 능동 보상 해결에서, 공진기의 진동수는 실제 작동 진동수를 직접 검출하거나 공진기의 작동 온도를 검출하는 피드백 회로를 사용하여 결정될 수 있다. 피드백 회로로부터의 대응하는 출력 신호에 응답하여, 전극에 인가되는 전압이 변경되어 진동 비임 상에 보상 정전기 강성을 제공할 수 있다.
능동 보상 해결의 다른 세트에서, 진동 비임과 전극 사이의 작동 갭이 조정되어 비임에 인가되는 보상 강성을 변경시킨다.
그러나, 본 발명의 다른 태양은 작동 온도 범위에 걸쳐 공진기의 진동수 안정화에 대한 수동적인 접근에 쉽게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 따른 초소형 기계식 공진기를 제조하는 한 가지 방법은 비임 구조물 및/또는 관련 지지 구조물을 제1 재료로부터 형성하고 전극을 적어도 부분적으로 제2 재료로부터 형성한다. 다른 열팽창 계수를 갖는 제1 및 제2 재료가 적절하게 선택될 때, 온도에 따른 이러한 구성요소들의 상대적인 팽창은 비임과 전극 사이의 작동 갭을 수동적으로 조정하여 비임에 인가되는 보상 강성을 변경시키는 경향이 있어서, 공진기 진동수는 소정의 온도 범위에 걸쳐 대체로 안정되게 유지된다.
기판, 비임, 및/또는 비임을 위한 지지 구조물과 다른 유효 열팽창 계수를 갖는 전극을 형성하는 수많은 방식이 있다. 레버 아암이 다른 열팽창 효과를 확대하도록 사용될 수 있다. 하나의 관련 실시예에서, 전극 및 비임이 반도체 기판 상에 적층된 능동 층으로부터 형성된다. 능동 층은 제1 열팽창 계수를 갖는다. 그 후에, 전극의 본체는 다른 열팽창 계수를 갖는 제2 재료를 포함하도록 변형된다. 이러한 그리고 유사한 실시예에서, 제1 및/또는 제2 재료는 규소, 폴리-규소, 에피-폴리(Epi-Poly), LPCVD-Poly, 이산화규소, 게르마늄, 규소-게르마늄 화합물, 규소 질화물, 및 탄화규소를 포함하는 가능한 재료의 그룹으로부터 간편하게 선택될 수 있다.
수동 보상 해결의 또 다른 세트에서, 초소형 기계식 공진기는 제1 재료 유형의 기판 상에 형성된다. 진동 비임, 관련 지지 구조물, 및/또는 전극이 그 후에 제2 재료 유형의 능동 층으로부터 형성된다. 지지 구조물 및 전극을 위한 고정구가 기판 상의 상이한 측방향 위치에 위치될 수 있어서, 기판 상의 이러한 구성요소들의 상대적인 열팽창은 비임과 전극 사이의 작동 갭을 조정하여 온도에 대한 비임 진동의 진동수 변동을 보상하는 경향이 있다.
다른 밀접하게 관련된 태양에서, 본 발명은 고정구에 의해 기판 위에 현수된 초소형 기계식 공진기를 제공한다. 일 지점에서, 고정구는 비임을 기판에 고정시키지만, 고정구는 또한 상이한 열팽창 계수를 갖는 둘 이상의 재료로부터 형성된 복합 구조물을 포함한다. 고정구를 형성하기 위해 사용된 재료들이 기판을 형성하기 위해 사용된 재료와 관련하여 적절하게 선택될 때, 이러한 재료들 사이의 상대적이 열팽창은 비임 상에 압축 또는 인장 스트레인을 인가하도록 사용될 수 있다. 비임 상의 적절한 스트레인은 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 경향이 있다. 레버 아암이 공진기 설계 내에 포함되어 비임에 인가되는 압축 또는 인장 스트레인을 증폭시킬 수 있다.
아래의 상세한 설명에서, 첨부된 도면이 참조될 것이다. 이러한 도면은 본 발명의 상이한 태양들을 도시하고, 적절하게는 상이한 도면에서 유사한 구조물, 구성요소, 재료, 및/또는 요소를 표시하는 도면 부호는 유사하게 라벨링된다. 특별히 도시된 것 이외의 구조물, 구성요소, 재료, 및/또는 요소의 다양한 조합이 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 고려되며 범주 내에 있다는 것이 이해될 것이다.
도1은 종래의 굽힘 비임 구조물을 도시한다.
도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 측방 진동 비임을 포함하는 예시적인 초소형 기계식 공진기의 평면도이다.
도3은 본 발명의 하나의 예시적인 태양에서 도2a 및 도2b에 도시된 작동 갭을 조정하기에 적합한 연장 메커니즘을 도시한다.
도4a, 도4b, 도5, 및 도6은 본 발명의 맥락에서 사용하기 적합한 예시적인 복합 전극을 도시한다.
도7은 본 발명의 다른 예시적인 태양에서 레버 아암을 추가로 포함하여 사용하는 것을 도시한다.
도8 및 도9a 내지 도9c는 본 발명의 또 다른 태양에서 측방향으로 배치된 복합 고정구의 사용을 도시한다.
도9d 및 도9e는 점선 a-a를 따라 취한, 도9c의 실시예의 단면도를 도시한다.
도10은 본 발명의 또 다른 태양에 따른 비임 구조물 상에 압축 또는 인장 스트레인을 인가하기에 적합한 초소형 기계식 공진기를 도시한다.
도11은 도3 및 도4b의 수동 및 능동 보상 기술을 포함하는 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한다.
다음의 설명은 표면 미세 가공에서 있어서 여러 설계 가능성, 방법, 및/또는 기계식 구조물을 제공하고, 이에 의해 초소형 기계식 공진기 내의 열적으로 유도된 진동수 변화가 교정될 수 있다. 본 발명에 따르면, 반도체 호환성 재료가 그러한 공진기의 제조에 매우 양호하다.
다음의 설명 전반에 걸쳐, 반도체 호환성 재료가 개시된 예에서 이용된다. 이러한 재료 바이어스는 초소형 기계식 구조물의 CMOS 집적에서 현재 강조되는 것으로 이해될 수 있다. 그러나, 그러한 설계와 호환 불가능한 재료 또한 현재 설계 상의 장점이 거의 없음에도 불구하고 사용될 수 있다. 호환성 재료는 규소 또는 규소계 화합물로 제한되지 않고, 종래의 집적 회로 기술에 의해 제조되고 그리고/또는 반도체 기판 상에 집적될 수 있는 모든 재료를 포함한다. 현재 선호되는 바와 같이, 본 발명에 따른 공진기는 분리되거나, 더 큰 MEMS 장치 및/또는 집적 회로(예를 들어, CMOS 회로)를 포함하는 장치 내로 쉽게 통합될 수 있다.
사실상, 본 발명은 공진기가 형성되는 재료에 대한 탄성 계수의 온도 계수를 제거한다. "공진기"라는 용어는 원하는 기계적 또는 전기 기계적인 진동을 갖거나 가질 수 있는 모든 구조물을 포함한다. 다음의 예에서, 공진기는 가령 사각형 단면을 갖는 비임 구조물로부터 형성된다. 이러한 가정은 사각형 단면을 갖는 공진 비임에 대한 설명이 비사각형 비임 구조물보다 더 쉽게 이해된다는 명백한 사실로부터 도출된다. 그러나, 본 발명은 사각형 단면을 갖는 공진 비임으로 제한되지 않는다.
위에서 설명한 바와 같이, 공진기의 진동수는 온도와 관련하여 변동 (또는 편향)되는 것으로 알려져 있다. 따라서, 몇몇 보상 메커니즘은 공진기를 가변 작동 온도의 영향 하에서 "진동수에 대해" 유지하도록 요구된다. 열적 보상은 양호하게는 공정 파라미터가 아닌 기하학적 설계에 의해 제공된다. 또한, 수동 (또는 고유한) 열적 보상은 외부 회로에 의해 달성되는 능동 제어에 비해 선호된다. 그러나, 본 발명은 능동 열 보상 해결에도 적용될 수 있다.
본 발명의 여러 현재의 양호한 실시예가 아래에서 설명된다. 이러한 실시예들은 본 발명을 사용하고 달성하는 것을 설명하는 예이다. 그러나, 이들은 단시 예일 뿐이고, 아래의 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 완전히 포함하지 않는다.
위의 수학식 2로부터, 공진기의 진동수는 정전기력의 효과의 부재 시에 그의 기계적 강성(kM)에 관해 정의될 수 있다. 온도에 관계없이 일정한 진동수를 유지하 기 위해, 공진기의 진동수의 피할 수 없는 변동을 보상할 필요가 있다.
본 발명의 일 태양에서, 보상 강성은 열적으로 유도된 진동수 변화를 상쇄하기 위해 공진기에 인가된다. "보상 강성"이라는 용어는 공진기에 인가되는 임의의 교정력을 폭넓게 의미한다. 공진기의 내부 구성으로부터 유래한 기계적 강성과 달리, 보상 강성은 공진기의 물리적 형태에 인가되는 외부력으로부터 생성된다.
예를 들어, 정전기력이 공진기 내의 보상 강성으로서 사용될 수 있다. 전극과 진동 비임 사이의 정전기력(Fel)은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112005028389841-pct00006
여기서, ε는 유전 상수이고, A는 비임과 전극 사이의 면적이고, d는 비임과 전극 사이의 갭이고, x는 진동으로 인한 변형이고, U는 인가 전압이다.
진동으로 인한 변형이 무시될 수 있을 때, 보상 정전기 강성은 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112005028389841-pct00007
위의 수학식 2의 관점에서 표현되면, 기계적 강성 및 외부 인가 정전기 강성에 의해 정의되는 공진기의 진동수는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112005028389841-pct00008
수학식 7 및 8을 보면, 기계적 강성의 온도 유도 변동과, 공진 진동수가 정전기 강성의 동일한 변동에 의해 상쇄되거나 보상될 수 있는 것이 명백하다. 유전 상수 및 장 면적에 대해 고정값이 주어지면, 보상 정전기 강성의 변화는 인가 전압(U)을 변화시킴으로써 또는 비임과 전극 사이의 작동 갭을 변화시킴으로서 달성될 수 있다.
따라서, 능동 보상 방법 내에서 개괄적으로 특징지어지면, 본 발명의 일 태양은 (1) 공진기에 대한 실제 작동 진동수를 결정하고 (2) 필요하다면 원하는 공진 진동수가 작동 온도 범위에 걸쳐 유지되도록 비임에 보상 강성을 인가하는 것으로 요약될 수 있다. 실제 작동 온도를 결정하는 단계는 공진기 진동수를 직접 측정하거나 온도와 같은 다른 측정 파라미터와 관련하여 작동 진동수를 간접 결정하는 복수의 종래의 피드백 회로 중 하나에 의해 달성될 수 있다. 많은 경우에, 그러한 데이터는 이미 공진기의 고려된 용도에서 존재할 수 있으며, 공진기 온도 보상의 목적으로 유리하게 사용될 수 있다.
이러한 개념은 도2a 및 도2b에 도시된 예를 고려함으로써 더 잘 이해될 수 있다. 도2a에서, 진동 비임(1)이 대향 단부에서, 기판(3)에 고정되어 L1의 높이를 갖는 지지 구조물(7, 8)에 의해 지지된다. 높이(L2)를 갖는 전극(2) 또한 비임(1)에 근접하여 기판(3) 상에 형성되어, 작동 갭(d, 도2a 및 도2b)을 가로질러 비임 (1) 상에 정전기력을 가한다.
"높이"라는 용어는 도2a 및 도2b에 도시된 평면도에 의해 도시된 사각형 예와 관련된 임의의 표시이며, 단지 공진기의 "길이" 및 "폭"과 다른 수직 방향의 축을 한정하도록 역할한다는 것을 알아야 한다.
지지 구조물(7, 8), 전극(2), 및 공진기(1)는 양호하게는 모두 CMOS 호환성 규소계 재료로부터 형성된다. 이러한 구성요소들은 반도체 기판 상에 적층된 능동 층으로부터 또는 분리 적층된 층으로부터 형성될 수 있다. "적층된"이라는 용어는 단지 기판 상의 능동 층의 배치를 설명한다. 이는 공정 또는 제조 기술 사양이 아니다.
지지 구조물(7, 8), 전극(2), 및 비임(1)은 그들 조성의 그들 재료에 대한 열팽창 계수에 따라 팽창 (및 수축)할 것이다. 예를 들어, 지지 구조물(7, 8)은 그가 기판에 고정되어 있는 지점으로부터 도2a 및 도2b에 도시된 벡터(10)의 방향으로 팽창하는 것으로 가정된다. 전극(2)은 벡터(11)의 방향으로 팽창하는 것을 가정된다. 열팽창 벡터(10, 11)들이 도2a 및 도2b의 예에서 방향이 일치하도록 도시되어 있지만, 이는 항상 그럴 필요는 없다. 그러나, 이러한 구성요소들의 팽창 벡터가 동일한 방향일 때에도, 팽창의 크기는 구성 재료의 신중한 선택 (또는 택일)에 의해 제어될 수 있다.
작동 예의 맥락에서, 다음의 파라미터가 공진기의 작동 중에 온도 보상을 달성하기 위해 설계 중에 조작될 수 있다. (a) 지지 구조물 높이(L1)와 전극 높이(L2) 사이의 비율, (b) 지지 구조물(7, 8)을 실시하기 위해 사용되는 재료에 대한 (제1) 열팽창 계수와 전극(2)을 실시하기 위해 사용되는 재료에 대한 (제2) 열팽창 계수 사이의 비율, (c) 작동 갭을 가로지른 거리. 또한, 인가 전압(U)은 열적으로 유도된 진동수 변화를 보상하기 위해 공진기 작동 중에 온도와 관련하여 변경될 수 있다. 당연히, 상이한 공진기 기하학적 형상은 열 진동수 보상을 달성하기 위해 조작될 수 있는 상이한 파라미터 및 구성요소간 관계를 생성할 것이다.
설명된 보상 해결을 달성하는 것 이외에, 상기 (a) 내지 (c)의 파라미터는 예를 들어 지지 구조물 및 전극을 각각 실시하기 위해 사용된 분리된 구성 재료의 신중한 선택에 의해 작동 중에 수동적으로 조정될 수 있다. "수동" (또는 수동적으로)라는 용어는 본원에서 사용되는 바와 같이, 하나 이상의 파라미터가 설계 내의 하나 이상의 구성요소에 대한 변화(예를 들어, 열팽창)의 영향 하에서 변화되는 공정, 방법, 또는 적응을 말한다. 수동 조정은 외부에서 유래한 힘 또는 영향의 인가를 요구하는 "능동" 조정과 다르다.
수학식 8에서 설명된 진동수, 기계적 강성(kM), 및 보상 정전기 강성(kel) 사이의 관계로 다시 돌아가면, kM의 임의의 증가는 진동수(f)를 안정되게 유지하기 위해 kel의 동등한 (또는 거의 동등한) 증가에 의해 맞춰져야 한다는 것이 명확하다. 수학식 1에서 표시된 바와 같이, 규소계 재료로부터 형성된 공진기에 대한 기계적 강성(kM)은 탄성 계수(E)의 증가와 관련하여 증가할 것이다. kM의 이러한 증가를 상쇄하기 위해, 증가된 kel이 도출되어야 한다.
다시 수학식 7을 보고 고정된 유전 상수(ε) 및 장 면적(A)을 가정하면, kel은 인가 전압(U)을 증가시킴으로써 그리고/또는 공진기와 전극 사이의 작동 갭(d)을 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 인가 전압(U)을 증가시키는 것은 간단하고 능동적인 해결이다. (도2a 및 도2b에 도시되지 않은) 종래의 피드백 회로가 공진기와 관련하여 실시될 수 있다. 검출된 온도 피드백 회로에 기초하여, 인가 전압(U)은 온도의 임의의 적당한 변동을 보상하기 위해 조정될 수 있다.
도2a 및 도2b는 전극(2)이 기판(3)에 고정된다고 가정한다. 그러나, 전극이 비임(1)에 대해 이동 가능하면, 작동 갭은 온도 또는 공진기의 실제 작동 진동수를 검출하는 피드백 회로를 사용하는 능동적인 제어된 방식으로 감소 (또는 증가)될 수 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 인장 스프링, 강성 지지 부재, 또는 열 액츄에이터(예를 들어, 인가 전류에 의해 비임/레버 아암 구조물을 가열하는 액츄에이터)와 같은 연장 메커니즘(12)이 전극(2)을 기판(3)과 연결시키도록 사용될 수 있다. 연장 메커니즘(12)은 관련된 작동 구동기(14)에 의해 전기적 또는 기계적으로 이동될 수 있다. 이러한 예시적이거나 유사한 메커니즘들 중 하나를 사용하여, 전극(2)과 비임(1) 사이의 작동 갭은 작동 온도의 증가에 응답하여 조정될 수 있고, 이에 의해 전극(2)에 의해 비임(1)에 인가되는 정전기 강성을 증가 (또는 적절하게는 감소)시킨다. 열팽창 계수의 신중한 비교 및 예상되는 작동 온도 범위에 걸친 정전기 강성 범위의 계산에 의해, 공진기 진동수에 대한 온도 변화의 효과를 능동적으로 완화시킬 수 있다.
능동 온도 보상은 온도 변동에 대해 실시간으로 적응할 수 있는 능력에서 매력적이다. 그러나, 능동 보상 계획은 작동 구동기 및/또는 연장 메커니즘 형태의 몇몇의 상당한 추가의 비용을 희생하여 이루어진다. 따라서, 많은 용도에서, 수동 온도 보상 해결이 바람직하다.
도4a는 수동 온도 보상의 다른 예를 도시한다. 도4a에서, 도3의 연장 메커니즘 및/또는 작동 구동기는 전극(20)을 기판(3)에 연결시키는 받침대(21)에 의해 대체된다. 받침대(21) 및 전극(20)을 위한 구성 재료의 신중한 선택에 의해, 지지 구조물(7, 8)을 형성하도록 사용되는 구성 재료와 관련하여, 상이한 열팽창 계수를 갖는 재료에 대한 열팽창의 계산된 상대 효과에 의해 비임과 전극 사이의 작동 갭을 조정할 수 있다.
유사한 특징에서, 도4b에 도시된 예는 다른 열팽창 계수를 갖는 둘 (이상의) 구성 재료(23, 24)로부터 형성된 전극(22)을 포함한다. 구성 재료의 실제 선택은 예를 들어 폴리-규소(LPCVD-Poly, 에피-폴리 등), SOI 웨이퍼를 사용하는 단결정 규소, 다중 Si/Ge 비율을 갖는 규소 게르마늄, 규소 산화물(예를 들어, SiO2), 규소 질화물(예를 들어, Si3N4), 및 다양한 유형의 탄화규소(SiC)를 포함하여 매우 폭넓다.
도4b에 도시된 예에서, 전극(22)은 중심이 절결되어 SiO2로 충진되고 (24), 에피-폴리에 의해 다시 캡핑된 에피-폴리 본체(23)로부터 형성될 수 있다. SiO2가 상당히 낮은 열팽창 계수(에피-폴리에 대해 0.5 ppm 대 2.5 ppm)를 가지므로, 전극 (22)의 본체 내로의 SiO2의 도입은 전극(22)의 전체 열팽창 계수를 감소시킬 것이다. 이러한 예에서, 에피-폴리의 외측 쉘이 요구되고, 이는 전극이 표면 전도성이어야 하기 때문이다. 균열이 없는 두꺼운 SiO2 층을 형성하는 것이 비교적 어려우므로, 전극(22)은 양호하게는 좁게 제거(예를 들어, 에칭)되어 이후에 SiO2로 재충진된 트렌치를 사용하여 형성되거나, 에피-폴리 전극 본체 내의 빈 공동 내에 SiO2의 다중 층을 적층시킴으로써 형성된다.
도5에 도시된 관련 예에서, 측방 진동 비임(1)이 각 단부 상에서, 기판 고정구(7A, 8A)에 부착된 각각의 지지부(7, 8)에 의해 고정된다. 전극(28)이 고정구(28A)에 의해 기판에 고정된다. 이러한 예에서, 비임(1), 지지부(7, 8), 및 지지부 고정구(7A, 8A)는 기판 상에 적층된 에피-폴리 층으로부터 형성되는 것으로 가정된다. 전극(28)도 에피-폴리로부터 형성되지만, 전극의 일부는 제거(예를 들어, 하나 이상의 종래의 에칭 공정에 의한 제거)되고, 그 다음 제2 재료(28B), 예를 들어 SiO2로 재충진된다. 제2 재료가 실제로 SiO2라고 가정하면, 결과적인 전극(28)은 에피-폴리로부터 형성된 구성요소(예를 들어, 비임, 지지부, 및 고정구)와 비교하여 상대적으로 낮은 열팽창 계수를 가질 것이다. 전극(28)은 제2 (재충진) 재료가 에피-폴리보다 높은 열팽창 계수를 갖는 재료의 그룹으로부터 선택되면, 상대적으로 높은 열팽창 계수를 가질 것이다. 예를 들어, 게르마늄은 4.5 ppm의 열팽창 계수를 갖는다. 전극의 그리드형으로 비어 있는 부분은 SiO2 재충진에 대해 매우 적합하지만, 신중히 조작된 열팽창 계수를 갖는 전극의 하나의 구조적인 예일 뿐이다.
도6은 도5에 도시된 공진기 구조의 단면도이다. SiO2가 원하는 재충진 재료일 때, 이는 예를 들어 규소 질화물 층(30)에 의해 능동 구조물의 HF 방출로부터 보호되어야 한다.
상기 예는 공진기 구조물 내의 다른 관련 구성요소를 형성하는 (제1) 주재료의 열팽창 계수와 다른 열팽창 계수를 갖는 적어도 하나의 추가의 (제2) 재료로부터 형성된 전극 구조물을 설명했다. 그러나, 본 발명은 또한 지지 구조물, 고정구, 및/또는 비임의 유사한 방식의 유사한 변경을 고려한다. 임의의 이러한 구성요소가 재충진되거나 달리 조합된 재료들의 조합으로부터 형성될 필요는 없다. 오히려, 다른 열팽창 계수를 갖는 재료들이 공진기 내의 각각의 구성요소를 형성하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 비임, 지지 구조물, 및 고정구는 에피-폴리로부터 형성되고, 전극은 게르마늄으로부터 형성될 수 있다.
또한, 작동 갭 조정을 달성하기 위한 상대적인 구성요소 팽창의 방향 및 크기는 하나 이상의 레버 아암의 사용에 의해 증폭될 수 있다. 도7은 그러한 사용의 일례를 도시한다. 레버 아암(38)이 이동되어 전극(40)과 비임(1) 사이의 작동 갭을 조정한다. 레버 아암(38)의 이동 방향은 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32) 사이의 열팽창(벡터 10 및 11)의 차이에 의해 제어되고, 제2 지지부(32)는 레버 아암(38)에 대한 지레점(fulcrum)으로 사용된다. 이러한 이동의 크기는 열팽창의 차이 에 의해 그리고 레버 아암을 따른 길이(a; 제1 길이) 및 길이(b; 제2 길이)의 비율에 의해 제어된다.
기판 상의 상대적인 고정구 위치도 전극과 비임 사이의 분리 갭을 조정하도록 사용될 수 있다. 이러한 결과는 설계 과정 중에 기판과 기판 상에 적층되는 하나 이상의 능동 층(들) 사이의 열팽창 계수 차이를 고려함으로써 얻어질 수 있다. 이러한 접근은 도8에 도시되어 있다.
여기서, 전극(29)은 비임(1)으로부터 작동 갭을 가로질러 분리된다. 전극(29)은 고정구(29A)에서 기판에 고정된다. 대조적으로, 지지부(7, 8)는 비임(1)을 각각의 고정구(7A, 8A)에서 기판에 고정시킨다. 예를 들어 기판이 사파이어 규소(SOS)이고 능동 층이 에피-폴리라고 가정하면, 비임에 대한 열팽창의 방향으로 측정되는 각각의 고정구들 사이의 측방향 거리(L3)는 작동 갭을 작동 온도의 범위에 걸쳐 조정할 것이다.
상대적인 고정구 조성도 공진기 비임 진동수 변동에 대한 열 보상을 달성하도록 사용될 수 있다. 압축 스트레인이 비임의 공진 진동수를 감소시키는 경향이 있고 인장 스트레인이 공진 진동수를 증가시키는 경향이 있는 것을 인식하면, 기판과 다른 열팽창 계수를 갖는 고정구가 비임 상에 압축 또는 인장 스트레인을 유도하는데 사용될 수 있다. 이러한 접근은 도9a 및 도9b에 도시되어 있다.
여기서, 굽힘 (또는 현수) 비임(1)이 고정구(50, 52)에 의해 기판(3) 위에 지지된다. 기판의 열팽창 계수와 다른 열팽창 계수를 조합하여 갖는 둘 이상의 재료로부터 고정구를 형성함으로써, 압축 또는 인장 스트레인이 비임(1) 상에 가해질 수 있다. 위와 같이, 기판(3)은 규소 및 게르마늄을 제한적이지 않게 포함하는 많은 종래의 재료로부터 형성될 수 있다.
고정구(50, 52)는 각각 고정 지점(50A, 52A)에서 기판(3)에 고정된다. 복합 고정구는 예를 들어 에피-폴리 고정구 본체의 선택적으로 제거된 부분 내로의 SiO2의 재충진에 의해 형성될 수 있다. 이는 에피-폴리 비임 및/또는 규소계 기판에 비해 낮은 전체 열팽창 계수를 갖는 복합 고정구(50, 52)를 생성한다. 고정 지점과 비임 사이에서 측정된 복합 고정구의 길이(L4)는 선택된 재료들의 다른 열팽창에 의해 비임(1)에 인가되는 압축 또는 인장 스트레인에 대해 지레 작용을 제공한다.
상대적인 비임 조성도 공진 비임 진동수 변동에 대한 열 보상을 달성하도록 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 도9c 및 도9d를 참조하면, 비임(1)은 상이한 열팽창 계수를 갖는 복수의 재료(1a, 1b) (예를 들어, 규소, 게르마늄, 규소 산화물 및/또는 규소 질화물)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 비임(1)은 규소 내측 코어와 규소 산화물 외층으로 구성될 수 있다. 선택적으로, 비임(1)은 규소, 게르마늄, 및 규소 산화물(1a, 1b, 1c; 도9e 참조)로 구성될 수 있다. 실제로, 본원에서 논의되는 재료들 중 하나 (또는 다른 재료)가 비임(1)을 구성하기 위해 채용될 수 있다.
도9c에 도시된 본 발명은 또한 도9a 및 도9b에 도시된 본 발명과 통합될 수 있다. 이와 관련하여, 비임(1)은 상이한 열팽창 계수를 각각 갖는 복수의 재료로 구성될 수 있고, 고정구(50 및/또는 52)는 기판과 다른 열팽창 계수를 조합하여 갖는 둘 이상의 재료로 구성된다.
복합 고정구(61, 62)는 도10에서, 레버 아암(60A, 60B) 및 압축/팽창 바아(64)와 조합되어, 공진 비임(1) 상에 인장 또는 압축력을 가한다. 즉, 고정구(61, 62), 압축/팽창 바아(64), 비임(1), 및/또는 기판(3)에 대해 다른 열팽창 계수를 갖는 구성 재료를 선택함으로써, 적절한 압축 또는 인장 스트레인이 비임(1)에 인가되어 온도 유도 진동수 변동을 보상할 수 있다.
상기 개시 내용 전반에 걸쳐, 선택된 굽힘 비임 또는 측방 진동 비임 구조물이 예로서 사용되었다. 그러나, 이렇게 설명된 진동수 보상 계획은 예시적인 구조로 제한되지 않고, MEMS에서 유용한 모든 비임에 적용된다. 더욱이, 다양한 재료가 예시적인 구성요소의 조성에 대해 제안되었다. 다시, 이는 단지 양호한 예일 뿐이다. 공진기 구성요소들이 적절하게 설계되어 충분히 다른 열팽창 계수를 갖는 재료들로 제조되는 한, 본원에서 개시된 수동 및/또는 능동 진동수 보상 해결이 달성될 수 있다.
또한, 본원에서 설명되고 도시된 수동 기술과 능동 기술은 조합되거나 통합되어 수동 및 능동 보상 기술을 채용한 해결을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도3 및 도4a 및/또는 도4b의 실시예들이 통합되어 수동 및 능동 접근을 제공할 수 있다 (예를 들어, 도11 참조).
본 출원 전반에 걸쳐, "보상" 및 "보상하다"라는 용어 (또는 유사 용어)는 공진기 안정성에 악영향을 미치는 조건의 주 요소 또는 인자가 처리되고 그리고/또 는 개선시키는 교정 공정을 표시하도록 사용된다. 다른 문제, 특히 기하학적 형상의 변화(예를 들어, 높이 및/또는 폭)와 같은 열팽창에 관련된 문제는 보상 시의 전체적인 충격에 있어서 덜 중요할 수 있다. 또한, 본원의 접근은 유한 범위의 온도 변동(예를 들어, 소정의 온도 범위)에 걸쳐 공진기 안정성에 악영향을 미치는 조건을 처리, 보상, 및/또는 개선하기에 매우 적합할 수 있다.

Claims (118)

  1. 원하는 공진 진동수를 갖는 진동 비임과, 전극을 포함하는 초소형 기계식 공진기 내의 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법이며,
    공진기에 대한 실제 작동 진동수를 결정하는 단계와,
    실제 작동 진동수 및 원하는 공진 진동수와 관련하여 비임에 보상 강성을 인가하는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 보상 강성을 인가하는 단계는, 전극에 의해 비임에 정전기력을 인가하는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 정전기력을 인가하는 단계는, 전극에 인가되는 전압을 증가시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 공진기는 피드백 회로를 더 포함하고,
    실제 작동 진동수를 결정하는 단계는, 공진기 진동수 및 작동 온도 중 적어도 하나를 측정하는 단계와, 측정을 표시하는 출력 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    전극에 인가되는 전압은 피드백 회로 출력 신호와 관련하여 변경되는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 진동 비임은 전극으로부터 작동 갭을 가로질러 분리되고,
    비임에 정전기력을 인가하는 단계는, 공진기의 실제 작동 진동수와 관련하여 작동 갭을 조정하기 위해 진동 비임에 대해 전극을 이동시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 전극을 이동시키는 단계는, 기계식 연장 메커니즘을 사용하여 진동 비임에 대해 전극을 물리적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  7. 적어도 하나의 지지 구조물에 의해 기판 상에 지지되는 진동 비임과, 비임에 근접하지만 비임으로부터 작동 갭만큼 분리된 전극을 포함하는 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법이며,
    제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 비임 및 지지 구조물 중 적어도 하나를 형성하는 단계와,
    제1 열팽창 계수와는 다른 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료로부터 전극을 적어도 부분적으로 형성하는 단계를 포함하고,
    이에 의해, 작동 갭은 온도 변동에 따라 조정되어, 공진기 진동수가 온도 변동에 걸쳐 일정하게 유지되는, 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    전극을 형성하는 단계는,
    제2 재료 이외의 재료로부터 기판에 고정된 전극 받침대를 형성하는 단계와,
    전극 받침대 상에 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는, 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    전극을 형성하는 단계는,
    제2 재료 이외의 재료로부터 전극 본체를 형성하는 단계와,
    그 후, 전극 본체의 일부를 제거하는 단계와,
    전극 본체의 제거된 부분을 제2 재료로 재충진하는 단계를 더 포함하는, 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 제1 재료는 규소이고, 제2 재료는 이산화규소인, 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 제1 재료 및 제2 재료는 규소, 폴리-실리콘, 에피-폴리, LPCVD-폴리, 이산화규소, 게르마늄, 규소-게르마늄 화합물, 규소 질화물, 및 탄화규소로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 초소형 기계식 공진기를 제조하는 방법.
  12. 공진 진동수를 가지며, 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성된 비임과,
    작동 갭을 가로질러 비임에 근접하여 비임 상에 정전기력을 가하도록 구성되는 전극을 포함하고,
    전극은 제1 열팽창 계수와는 다른 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되고,
    온도 범위에 걸친 비임과 전극의 상대 열팽창이 작동 갭을 조정하여, 공진 진동수가 온도 범위에 걸쳐 일정하게 유지되는 초소형 기계식 공진기.
  13. 제12항에 있어서, 기판과, 기판 상에 적층된 제1 재료의 능동 층을 더 포함하고,
    비임은 능동 층으로부터 형성되고, 전극은 능동 층으로부터 적어도 부분적으로 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  14. 제13항에 있어서, 능동 층은 규소, 폴리-규소, 에피-폴리, LPCVD-폴리, 게르마늄, 규소-게르마늄 화합물, 규소 질화물, 및 탄화규소로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 초소형 기계식 공진기.
  15. 원하는 공진 진동수를 갖는 비임과,
    작동 갭을 가로질러 비임에 근접하여 비임 상에 정전기력을 가하도록 구성되는 전극과,
    제1 단부에서 전극을 지지하며 전극을 이동시키도록 구성되고, 이에 의해 작동 갭을 조정하는 레버 아암을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  16. 제15항에 있어서,
    비임에 대한 실제 공진 진동수 및 공진기 작동 온도 중 적어도 하나를 표시하는 피드백 신호를 발생시키는 피드백 회로를 더 포함하는, 초소형 기계식 공진기.
  17. 제16항에 있어서, 피드백 신호에 응답하여 레버 아암을 이동시켜서 원하는 공진 진동수가 작동 온도 범위에 걸쳐 유지되도록 하는 작동 구동기를 더 포함하는, 초소형 기계식 공진기.
  18. 제15항에 있어서,
    제1 단부에 대향한 제2 단부에 인접하여 레버 아암을 기판에 고정시키는 제1 지지부와,
    제1 단부와 제2 단부 사이에서 지레점으로서 레버 아암을 지지하는 제2 지지부를 더 포함하고,
    제1 지지부는 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성되고, 제2 지지부는 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되고,
    온도 범위에 걸친 제1 및 제2 지지부들의 상대 열팽창은 작동 갭을 조정하여, 공진 진동수가 온도 범위에 걸쳐 일정하게 유지되는, 초소형 기계식 공진기.
  19. 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성된 기판과,
    기판 위에 적층된 능동 층으로부터 형성된 진동 비임과,
    비임을 제1 고정구에 의해 기판에 고정시키는 적어도 하나의 지지부와,
    작동 갭을 가로질러 비임에 근접하여 제2 고정구에 의해 기판에 고정된 전극을 포함하고,
    능동 층은 제1 열팽창 계수와는 다른 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료로부터 형성되고,
    제1 및 제2 고정구는 진동 비임과 관련하여 기판 상에서 서로 측방향으로 배치되는 초소형 기계식 공진기.
  20. 제19항에 있어서, 전극은 능동 층으로부터 적어도 부분적으로 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  21. 제20항에 있어서, 적어도 하나의 지지부는 능동 층으로부터 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  22. 제19항에 있어서, 제1 고정구는 능동 층으로부터 형성되고,
    제2 고정구는 능동 층으로부터 적어도 부분적으로 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  23. 제22항에 있어서, 제2 고정구는 제2 재료 이외의 재료로부터 부분적으로 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  24. 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성된 기판과,
    기판 위에 적층된 능동 층으로부터 형성된 진동 비임과,
    제1 고정구 구조물 및 제2 고정구 구조물을 포함하고,
    능동 층은, (1) 제1 열팽창 계수와는 다른 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료와, (2) 제2 열팽창 계수와는 다른 제3 열팽창 계수를 갖는 제3 재료로부터 형성되고,
    기판 위에 진동 비임을 지지하도록 제1 및 제2 고정구 구조물들은 진동 비임과 관련하여 기판 상에서 서로 측방향으로 배치되는 초소형 기계식 공진기.
  25. 제24항에 있어서, 제1 고정구 구조물은 능동 층으로부터 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  26. 제24항에 있어서, 제1 고정구 구조물은 능동 층으로부터 형성되고,
    제2 고정구 구조물은 능동 층으로부터 적어도 부분적으로 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  27. 제26항에 있어서, 제2 고정구 구조물은 제2 재료 이외의 재료로부터 부분적으로 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  28. 제24항에 있어서, 진동 비임은 제2 재료 및 제3 재료 이외의 재료로부터 부분적으로 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  29. 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성된 기판과,
    제1 열팽창 계수와는 다른 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료로부터 적어도 부분적으로 형성된 비임을 포함하고,
    비임은 적어도 하나의 고정구 구조물에 의해 기판 위에 현수되고,
    적어도 하나의 고정구 구조물은, 고정구를 기판에 고정시키는 고정 지점과, 제2 재료와 제3 재료로부터 적어도 부분적으로 형성된 복합 고정구 구조물을 더 포함하고,
    제3 재료는 제2 열팽창 계수와는 다른 제3 열팽창 계수를 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  30. 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성된 기판과,
    일 단부에서 제1 고정구에 의해 기판에 고정되고, 타 단부에서 진동 비임의 제1 단부를 지지하는 제1 레버 아암과,
    일 단부에서 제2 고정구에 의해 기판에 고정되고, 타 단부에서 진동 비임의 제2 단부를 지지하는 제2 레버 아암과,
    제1 레버 아암과 제2 레버 아암 사이에 연결되어, 제1 및 제2 레버 아암을 측방향으로 이동시켜서 진동 비임 상에 압축 스트레인 또는 인장 스트레인을 인가하는 압축/팽창 바아를 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  31. 제30항에 있어서, 진동 비임은 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성되고, 압축/팽창 바아는 제1 열팽창 계수와는 다른 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되는, 초소형 기계식 공진기.
  32. 원하는 공진 진동수를 갖고, 진동 비임 및 카운터전극을 포함하는 초소형 기계식 공진기 내의 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법이며,
    초소형 기계식 공진기의 실제 작동 진동수를 결정하는 단계와,
    공진기가 온도 범위에 걸쳐 원하는 공진 진동수를 제공하도록, 실제 작동 진동수 및 원하는 공진 진동수와 관련하여 진동 비임에 보상 강성을 인가하는 단계를 포함하고,
    보상 강성을 인가하는 단계는, 카운터전극에 의해 진동 비임에 정전기력을 인가하는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 진동 비임과 카운터전극 사이의 거리는 작동 갭이고, 보상 강성을 인가하는 단계는, 진동 비임과 카운터전극 사이의 작동 갭을 변화시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  34. 제32항에 있어서, 정전기력을 인가하는 단계는, 카운터전극에 인가되는 전압을 변화시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 실제 작동 진동수를 결정하는 단계는, 공진 진동수와 공진기의 작동 온도 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    카운터전극에 인가된 전압의 변화는 공진 진동수와 작동 온도 중 적어도 하나에 관련되는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  36. 제32항에 있어서, 진동 비임은 카운터전극으로부터 작동 갭을 가로질러 분리되고, 비임에 정전기력을 인가하는 단계는,
    공진기의 실제 작동 진동수와 관련하여 작동 갭을 조정하기 위해 진동 비임에 대해 카운터전극을 이동시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 전극을 이동시키는 단계는, 기계식 연장 메커니즘을 사용하여 진동 비임에 대해 카운터전극을 물리적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  38. 제33항에 있어서, 보상 강성을 인가하는 단계는, 진동 비임과 카운터전극 사이의 작동 갭을 증가시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  39. 제33항에 있어서, 보상 강성을 인가하는 단계는, 진동 비임과 카운터전극 사이의 작동 갭을 감소시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  40. 제34항에 있어서, 전압을 변화시키는 단계는, 카운터전극에 인가되는 전압을 증가시키는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  41. 제34항에 있어서, 전압을 변화시키는 단계는, 카운터전극에 인가되는 전압을 감소시키는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  42. 제34항에 있어서,
    실제 작동 진동수를 결정하는 단계는, 공진 진동수를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    카운터전극에 인가되는 전압의 변화는 공진 진동수와 관련되는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  43. 제34항에 있어서,
    실제 작동 진동수를 결정하는 단계는, 공진기의 작동 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    카운터전극에 인가되는 전압의 변화는 공진기의 작동 온도와 관련되는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  44. 제32항에 있어서, CMOS 호환성 재료를 사용하여 초소형 기계식 공진기를 제조하는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  45. 기판 위에 또는 기판 내에 배치되고, 원하는 공진 진동수를 갖고, 카운터전극 및 기판에 평행한 방향으로 진동하는 측방향 진동 비임을 포함하는 초소형 기계식 공진기 내의 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법이며,
    초소형 기계식 공진기의 실제 작동 진동수를 결정하는 단계와,
    공진기가 온도 범위에 걸쳐 원하는 공진 진동수를 제공하도록, 실제 작동 진동수 및 원하는 공진 진동수와 관련하여 측방향 진동 비임에 보상 강성을 인가하는 단계를 포함하고,
    보상 강성을 인가하는 단계는, 카운터전극에 의해 측방향 진동 비임에 정전기력을 인가하는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, CMOS 호환성 재료를 사용하여 초소형 기계식 공진기를 제조하는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  47. 제45항에 있어서, 진동 비임은 작동 갭 만큼 카운터전극으로부터 분리되고, 비임에 정전기력을 인가하는 단계는 공진기의 실제 작동 진동수와 관련하여 작동 갭을 조정하기 위해 진동 비임에 대해 카운터 전극을 이동시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  48. 제47항에 있어서, 전극을 이동시키는 단계는, 기계식 연장 메커니즘을 사용하여 진동 비임에 대해 카운터 전극을 물리적으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  49. 제45항에 있어서, 측방향 진동 비임과 카운터전극 사이의 거리는 작동 갭이고, 보상 강성을 인가하는 단계는, 측방향 진동 비임과 카운터전극 사이의 작동 갭을 변화시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  50. 제49항에 있어서, 작동 갭을 변화시키는 단계는, 측방향 진동 비임과 카운터전극 사이의 작동 갭을 증가시키는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  51. 제49항에 있어서, 작동 갭을 변화시키는 단계는, 측방향 진동 비임과 카운터전극 사이의 작동 갭을 감소시키는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  52. 제45항에 있어서, 정전기력을 인가하는 단계는, 카운터전극에 인가되는 전압을 변화시키는 단계를 더 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 실제 작동 진동수를 결정하는 단계는, 공진 진동수와 공진기의 작동 온도 중 적어도 하나를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    카운터전극에 인가되는 전압의 변화는 공진기 진동수와 작동 온도 중 적어도 하나에 관련되는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  54. 제53항에 있어서, 전압을 변화시키는 단계는, 카운터전극에 인가되는 전압을 증가시키는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  55. 제53항에 있어서, 전압을 변화시키는 단계는, 카운터전극에 인가되는 전압을 감소시키는 단계를 포함하는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  56. 제53항에 있어서, 실제 작동 진동수를 결정하는 단계는, 공진 진동수를 측정하는 단계를 더 포함하고, 카운터전극에 인가되는 전압의 변화는 공진기 진동수와 관련되는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  57. 제53항에 있어서, 실제 작동 진동수를 결정하는 단계는, 공진기의 작동 온도를 측정하는 단계를 더 포함하고, 카운터전극에 인가되는 전압의 변화는 공진기의 작동 온도와 관련되는, 열적으로 유도된 진동수 변동을 보상하는 방법.
  58. 제29항에 있어서, 비임은 제2 및 제3 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  59. 제58항에 있어서, 비임은 제2 및 제3 재료 이외의 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  60. 제29항에 있어서, 복합 고정구 구조물은 제2 및 제3 재료 이외의 재료로부터 부분적으로 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  61. 제29항에 있어서, 비임은 제2 재료 이외의 재료로부터 부분적으로 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  62. 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성되는 기판과,
    기판 위에 적층되고, (1) 제1 열팽창 계수와는 다른 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료와, (2) 제2 열팽창 계수와는 다른 제3 열팽창 계수를 갖는 제3 재료로부터 형성되는 능동 층으로부터 형성되는 진동 비임과,
    제2 및 제3 열팽창 계수와는 다른 제4 열팽창 계수를 갖는 제4 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되는 고정구 구조물을 포함하고,
    고정구 구조물은 적어도 부분적으로 기판 위에 진동 비임을 지지하도록 기판 상에 배치되는 초소형 기계식 공진기.
  63. 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성되는 기판과,
    조합하여 제1 열팽창 계수와는 다른 제2 열팽창 계수를 제공하는 제2 및 제3 재료로부터 형성되는 비임을 포함하고,
    비임은 조합하여 제2 열팽창 계수와는 다른 제3 열팽창 계수를 제공하는 복수의 재료로부터 형성되는 적어도 하나의 고정구 구조물에 의해 기판 위에 현수되는 초소형 기계식 공진기.
  64. 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료로부터 형성되는 기판과,
    기판 위에 현수되고, 조합하여 제2 열팽창 계수를 제공하는 복수의 재료로부터 형성되는 비임과,
    기판 위에 비임을 현수시키도록 비임에 커플링되는 고정구 구조물을 포함하고,
    고정구 구조물은 조합하여 제2 열팽창 계수와는 다른 제3 열팽창 계수를 제공하는 복수의 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  65. 제64항에 있어서, 비임은 제2 및 제3 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  66. 제65항에 있어서, 제2 재료는 비임의 내부 코어이고, 제3 재료는 제2 재료 주위에 외부층으로서 배치되는 초소형 기계식 공진기.
  67. 제65항에 있어서, 제2 재료는 규소이고, 제3 재료는 이산화규소 또는 규소 질화물인 초소형 기계식 공진기.
  68. 제65항에 있어서, 고정구 구조물은 제2 재료로부터 부분적으로 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  69. 제68항에 있어서, 고정구 구조물은 제3 재료로부터 부분적으로 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  70. 제65항에 있어서, 고정구 구조물은 제4 재료로부터 부분적으로 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  71. 제64항에 있어서, 비임에 커플링되고 비임에 관해 서로 측방향으로 배치되는 제1 및 제2 레버 아암을 더 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  72. 제71항에 있어서, 비임에 인장 또는 압축력을 반응식으로 가하도록 제1 레버 아암과 제2 레버 아암 사이에 연결되는 압축/팽창 바아를 더 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  73. 기판과,
    복수의 재료로부터 형성되고, (ⅰ) 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료를 포함하는 내부 코어와, (ⅱ) 내부 코어를 둘러싸고, 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료를 포함하는 외부층을 포함하고, 제2 열팽창 계수는 제1 열팽창 계수와는 다른, 진동 비임과,
    기판 상에 배치되고, 적어도 부분적으로 기판 위에 진동 비임을 지지하도록 진동 비임에 커플링되는 고정구를 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  74. 제73항에 있어서, 진동 비임의 내부 코어는 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  75. 제73항에 있어서, 진동 비임의 외부층은 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  76. 제73항에 있어서, 진동 비임의 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 공진기.
  77. 제73항에 있어서, 외부층은 내부 코어 상에 배치되는 초소형 기계식 공진기.
  78. 기판과,
    복수의 재료로부터 형성되고, (ⅰ) 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료를 포함하는 제1 내부 코어와, (ⅱ) 제1 내부 코어 위에 그리고 주위에 배치되고, 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료를 포함하는 제2 내부 코어와, (ⅲ) 제2 내부 코어 위에 그리고 주위에 배치되고, 제3 열팽창 계수를 갖는 제3 재료를 포함하는 외부층을 포함하고, 제1, 제2 및 제3 열팽창 계수 중 적어도 두 개는 다른, 진동 비임과,
    기판 상에 배치되고, 적어도 부분적으로 기판 위에 진동 비임을 지지하도록 진동 비임에 커플링되는 고정구를 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  79. 제78항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  80. 제79항에 있어서, 진동 비임의 외부층은 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  81. 제78항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 공진기.
  82. 제78항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 제2 내부 코어는 게르마늄이며, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 공진기.
  83. 기판과,
    조합하여 열팽창 계수를 제공하는 복수의 재료로부터 형성되고, (ⅰ) 제1 열팽창 계수를 갖는 제1 재료를 포함하는 제1 내부 코어와, (ⅱ) 제1 내부 코어를 둘러싸고, 제2 열팽창 계수를 갖는 제2 재료를 포함하는 외부층을 포함하고, 제2 열팽창 계수는 제1 열팽창 계수와는 다른, 진동 비임과,
    기판 상에 배치되고, 적어도 부분적으로 기판 위에 진동 비임을 지지하도록 진동 비임에 커플링되는 고정구를 포함하고,
    고정구는 진동 비임의 열팽창 계수와는 다른 열팽창 계수를 제공하는 적어도 하나의 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  84. 제83항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  85. 제83항에 있어서, 진동 비임의 외부층은 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  86. 제83항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 공진기.
  87. 제83항에 있어서, 고정구는 적어도 두 개의 다른 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  88. 제83항에 있어서, 고정구는 적어도 세 개의 다른 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  89. 제83항에 있어서, 진동 비임은 제1 내부 코어 위에 그리고 주위에 배치되는 제2 내부 코어를 더 포함하고, 제2 내부 코어는 제3 열팽창 계수를 갖는 제3 재료를 포함하고, 제1, 제2 및 제3 열팽창 계수 중 적어도 두 개는 다른 초소형 기계식 공진기.
  90. 제89항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  91. 제90항에 있어서, 진동 비임의 외부층은 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 공진기.
  92. 제89항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 공진기.
  93. 제89항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 제2 내부 코어는 게르마늄이며, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 공진기.
  94. 제89항에 있어서, 고정구는 적어도 두 개의 다른 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  95. 제89항에 있어서, 고정구는 적어도 세 개의 다른 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 공진기.
  96. 기판과,
    기판에 고정되는 전극과,
    복수의 재료로부터 형성되고, (ⅰ) 제1 재료를 포함하는 내부 코어와, (ⅱ) 내부 코어를 둘러싸고, 제2 재료를 포함하는 외부층을 포함하고, 제2 재료는 제1 재료와는 다른, 진동 비임과,
    기판에 고정되고, 적어도 부분적으로 기판 위에 진동 비임을 지지하도록 진동 비임에 커플링되는 고정구를 포함하는 초소형 기계식 장치.
  97. 제96항에 있어서, 진동 비임의 내부 코어는 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 장치.
  98. 제96항에 있어서, 진동 비임의 외부층은 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 장치.
  99. 제96항에 있어서, 외부층은 내부 코어 상에 배치되는 초소형 기계식 장치.
  100. 제96항에 있어서, 진동 비임의 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 장치.
  101. 기판과,
    복수의 재료로부터 형성되고, (ⅰ) 제1 재료를 포함하는 제1 내부 코어와, (ⅱ) 제1 내부 코어를 둘러싸고, 제2 재료를 포함하고, 제2 재료는 제1 재료와는 다른, 제2 내부 코어와, (ⅲ) 제2 내부 코어 주위에 배치되고, 제3 재료를 포함하고, 제3 재료는 제2 재료와는 다른, 외부층을 포함하는, 진동 비임과,
    기판 상에 배치되고, 적어도 부분적으로 기판 위에 진동 비임을 지지하도록 진동 비임에 커플링되는 고정구를 포함하는 초소형 기계식 장치.
  102. 제101항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 장치.
  103. 제101항에 있어서, 진동 비임의 외부층은 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 장치.
  104. 제101항에 있어서, (ⅰ) 제1 내부 코어는 규소이고, (ⅱ) 제2 내부 코어 또는 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 장치.
  105. 제101항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 제2 내부 코어는 게르마늄이며, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 장치.
  106. 기판과,
    복수의 재료로부터 형성되고, (ⅰ) 제1 재료를 포함하는 제1 내부 코어와, (ⅱ) 제1 내부 코어를 둘러싸고, 제2 재료를 포함하는 외부층을 포함하고, 제2 재료는 제1 재료와는 다른, 진동 비임과,
    기판 상에 배치되고, 적어도 부분적으로 기판 위에 진동 비임을 지지하도록 진동 비임에 커플링되는 고정구를 포함하고,
    고정구는 진동 비임의 열팽창 계수와는 다른 열팽창 계수를 제공하는 적어도 하나의 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 장치.
  107. 제106항에 있어서, 고정구는 적어도 두 개의 다른 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 장치.
  108. 제106항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 장치.
  109. 제106항에 있어서, 진동 비임의 외부층은 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 장치.
  110. 제106항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 장치.
  111. 제106항에 있어서, 고정구는 적어도 세 개의 다른 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 장치.
  112. 제106항에 있어서, 진동 비임은 제1 내부 코어 주위에 배치된 제2 내부 코어를 더 포함하고, 제2 내부 코어는 제3 재료를 포함하고, 제3 재료는 제1 재료 또는 제2 재료와는 다른 초소형 기계식 장치.
  113. 제112항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 장치.
  114. 제113항에 있어서, 진동 비임의 외부층은 규소, 게르마늄, 규소 산화물 또는 규소 질화물을 포함하는 초소형 기계식 장치.
  115. 제112항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 장치.
  116. 제112항에 있어서, 진동 비임의 제1 내부 코어는 규소이고, 진동 비임의 제2 내부 코어는 게르마늄이며, 진동 비임의 외부층은 규소 산화물인 초소형 기계식 장치.
  117. 제112항에 있어서, 고정구는 적어도 두 개의 다른 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 장치.
  118. 제112항에 있어서, 고정구는 적어도 세 개의 다른 재료로부터 형성되는 초소형 기계식 장치.
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