H - Electricity – 03 – H
Patent
H - Electricity
03
H
H03H 9/24 (2006.01) B81B 3/00 (2006.01)
Patent
CA 2270070
A multi-material resonant thin film beam for a micromechanical sensor having a zero temperature coefficient of frequency (TCF) which is the resonant frequency shift with temperature change. One of the materials may be polysilicon and the other material may be silicon nitride or silicon oxide. Each material has a different thermal coefficient of expansion. The proportion of the various materials is adjusted and the specific geometries are determined so that the TCF is zero. One embodiment is a microbeam composed of two polysilicon thin films with a silicon nitride thin film inserted between the polysilicon films. The thickness of the silicon nitride film may be adjusted to trim the TCF to zero. The film of nitride instead may be placed on one side of a polysilicon film to form a beam. Dual or multiple beam resonators likewise may be made with several materials. The nitride may be placed in the shank areas which join and secure the ends of the beams. Such zero TCF beams may be incorporated in microsensor structures for measuring pressure, temperature, strain and other parameters.
L'invention porte sur un faisceau résonant à couches minces de plusieurs matériaux destiné à un détecteur micromécanique et présentant un coefficient de variation de fréquence en fonction de la température (TCF) nul, ledit coefficient représentant le décalage de sa fréquence de résonance en fonction de la température. L'un des matériaux peut être du polysilicium et l'autre du nitrure ou de l'oxyde de silicium, chacun d'eux ayant un coefficient de dilatation différent. La proportion des différents matériaux est fixée et les géométries spécifiques sont déterminées pour que le TCF soit nul. Dans l'une des exécutions, le microfaisceau se compose de deux couches minces de polysilicium entre lesquelles est insérée une couche mince de nitrure de silicium. L'épaisseur de la couche de nitrure de silicium peut être ajustée pour amener le TCF à zéro. La couche de nitrure peut au lieu de cela être disposée sur l'un des côtés de la couche mince de polysilicium de manière à former un faisceau. On peut de manière analogue produire des résonateurs à faisceaux doubles ou multiples faits de plusieurs matériaux. Le nitrure peut être placé dans les zones allongées qui relient et réunissent les extrémités des faisceaux. De tels faisceaux à TCF nul peuvent s'incorporer à des structures de microdétecteurs mesurant la pression, la température, les contraintes ou d'autres paramètres.
Burns David W.
Herb William R.
Youngner Daniel W.
Honeywell Inc.
Smart & Biggar
LandOfFree
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