기존 단일 칩 3축 자이로스코프의 간섭 저항성이 약하고 부피가 큰 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 4질량 고주파 3축 MEMS 자이로스코프를 설계하였다. 기존 자이로스코프에 비해 이 장치는 더 높은 공진 주파수(~30kHz)를 가지며 구조 크기는 3mm×2.56mm에 불과하다. 본 논문에서는 설계된 자이로의 민감 구조 형태 및 작동 원리를 기술하였으며, 다목적 유전 알고리즘을 사용하여 민감 구조 보의 폭을 최적화함으로써 작업 모드 공진 주파수가 30kHz 이상이고 구동 모드와 검출 모드 간 주파수 차이가 200Hz 미만이 되도록 하였다. 또한 3웨이퍼 본딩 기술을 이용하여 제조하였으며 주파수 스윕 테스트 시스템을 통해 특성화를 수행하였다. 실험 결과는 구동 및 X, Y, Z축 검출 모드의 공진 주파수와 품질 계수가 각각 29,692Hz/1,274, 31,290Hz/354, 29,881Hz/305, 30,721Hz/393임을 보여주었다. 결과는 설계 및 연구 방법의 타당성을 검증하였으며 고주파 3축 MEMS 자이로스코프 개발을 위한 실현 가능한 방안을 제공한다.

마이크로 전자 기계 시스템 자이로스코프; 단일 칩 3축; 고주파; 다목적 최적화