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CN222394076U - 一种三轴mems加速度传感器 - Google Patents

一种三轴mems加速度传感器 Download PDF

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CN222394076U
CN222394076U CN202420445741.XU CN202420445741U CN222394076U CN 222394076 U CN222394076 U CN 222394076U CN 202420445741 U CN202420445741 U CN 202420445741U CN 222394076 U CN222394076 U CN 222394076U
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CN
China
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electrode
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CN202420445741.XU
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Inventor
华亚平
苏佳乐
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Beijing Xindong Zhiyuan Microelectronics Technology Co ltd
Anhui Xindong Lianke Microsystem Co ltd
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Beijing Xindong Zhiyuan Microelectronics Technology Co ltd
Anhui Xindong Lianke Microsystem Co ltd
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Publication date
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Abstract

本实用新型公开一种三轴MEMS加速度传感器,由X、Y、Z三个独立的感测单元构成,X、Y轴感测单元均由外延多晶硅单独制作;Z轴感测单元由外延多晶硅和下层多晶硅共同制作,下层多晶硅通过实用新型Z轴电极锚点固定在衬底上,作为Z轴固定电极,外延多晶硅作为Z轴可动电极,由于MEMS结构只通过支撑锚点与衬底连接,衬底应力对器件的影响较小。

Description

一种三轴MEMS加速度传感器
技术领域
本实用新型涉及一种三轴MEMS加速度传感器的结构,属于芯片制造的技术领域。
背景技术
MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)芯片是通过微加工技术制造的微机械芯片,MEMS传感器是其中最重要的产品。MEMS加速度传感器是测量物体线性加速度的微型传感器,由于其体积小、智能化、成本低,已被广泛应用于汽车安全、工业自动化、消费类电子等领域。三轴MEMS加速度传感器一颗芯片可以同时测量X/Y/Z三维度分析的加速度,其工作原理有压电式、压阻式、光电式、谐振式等,但最广泛采用的是基于胡克定律原理设计的电容式传感器结构,通常用硅作结构材料,通过与集成电路类似的芯片加工技术加工出立体MEMS结构,其中X、Y轴传感器结构比较容易加工,它们的可动结构的运动方向与芯片表面平行,Z轴传感结构比较难加工,它的可动结构的运动方向与芯片表面垂直,需要垂直方向的电极,如果电极制作在衬底或盖板上,封装或使用过程中外界的应力会传导到垂直电极上,电极会发生形变,从而Z轴传感器性能劣化。专利US9134337B2公开了一种典型的Z轴MEMS加速度传感器结构,带有上下阻挡块保护可动结构,但它的整个感测电极固定在衬底上,无法隔离衬底应力的影响。专利US9476905B2公开的也是相似的Z轴MEMS加速度传感器结构,下阻挡块上有绝缘层,保护可动结构,但它的整个感测电极同样固定在衬底上,无法隔离衬底应力的影响。专利US20210214213A1则是外延多晶硅作为结构材料的Z轴加速度传感器结构,其下层薄多晶硅与一部分上层外延多晶硅结合在一起作为可动结构,上层外延多晶硅的另外一部分作为固定感应电极,也就是说固定电极在可动电极的上方,这种结构的固定感测电极只通过一个锚点固定在衬底上,可以很好地隔离衬底应力,但缺点是上下两层多晶硅同时作为可动结构,在某些应用场景,可动结构时时处于运动状态,两层多晶硅结合部的可靠性存在问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足,提供一种三轴MEMS加速度传感器,采用双层多晶硅作为三轴MEMS加速度传感器的结构材料,下层多晶硅通过Z轴电极锚点固定在衬底上,作为Z轴感测单元的固定下电极,上层外延多晶硅作为可动结构,作为Z轴感测单元的可动上电极,由于MEMS结构只通过支撑锚点与衬底连接,衬底应力对器件影响小,加工成本低。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:提供一种三轴MEMS加速度传感器,包括X轴感测单元、Y轴感测单元和Z轴感测单元,由二层多晶硅材料构成,分别测量X、Y、Z三个轴向的加速度;
X轴感测单元由X轴质量块、X轴固定电极、X轴可动电极、X轴弹簧和X轴质量块锚点、X轴电极锚点构成,X轴质量块通过X轴弹簧和X轴质量块锚点固定在衬底上,X轴固定电极通过X轴电极锚点固定在衬底上,X轴可动电极连接在X轴质量块上,随X轴质量块一起移动,X轴固定电极与X轴可动电极构成X轴测量电容,X轴测量电容的X轴电极间距的大小随X轴质量块的移动而改变;
Y轴感测单元与X轴感测单元相互成90度布局,Y轴感测单元由Y轴质量块,Y轴固定电极,Y轴可动电极,Y轴弹簧和Y轴质量块锚点、Y轴电极锚点构成,Y轴质量块通过Y轴弹簧和Y轴质量块锚点固定在衬底上,Y轴固定电极通过Y轴电极锚点固定在衬底上,Y轴可动电极连接在Y轴质量块上,随Y轴质量块一起移动,Y轴固定电极与Y轴可动电极构成Y轴测量电容,Y轴测量电容的Y轴电极间距的大小随Y轴质量块的移动而改变;
Z轴感测单元采用跷板结构,包括外延多晶硅和下层多晶硅,所述的外延多晶硅包括Z轴框架、Z轴质量块、Z轴可动电极、Z轴扭转弹簧和Z轴质量块锚点,Z轴质量块与Z轴可动电极的正电极连接,两者间有应力隔离沟,Z轴可动电极通过Z轴框架连接Z轴扭转弹簧,Z轴扭转弹簧通过Z轴质量块锚点固定在衬底上,Z轴质量块、Z轴可动电极和框架构成Z轴可动结构;所述的下层多晶硅包括Z轴固定电极和Z轴电极锚点,Z轴固定电极通过Z轴电极锚点固定在衬底上,Z轴固定电极悬空于衬底上,Z轴质量块绕Z轴扭转弹簧在Z方向作跷跷板运动,Z轴可动电极与Z轴固定电极构成Z轴测量电容,Z轴固定电极与Z轴可动电极之间垂直间距构成Z轴测量电容的Z轴电极间距。
当受到+X轴方向的加速度作用时,X轴质量块相对于X轴质量块锚点向-X方向移动,带动X轴可动电极向-X方向移动,导致X轴固定电极的正电极与X轴可动电极间的间距变小,正电极电容变大,X轴固定电极的负电极与X轴可动电极间的间距变大,负电极电容变小,多组电极的正负电容差分计算出电容变化值,对应的就是X轴的加速度信号;
当受到+Y轴方向的加速度作用时,Y轴质量块相对于Y轴质量块锚点向-Y方向移动,带动Y轴可动电极向-Y方向移动,导致Y轴固定电极的正电极与Y轴可动电极间的间距变小,正电极电容变大,Y轴固定电极的负电极与Y轴可动电极间的间距变大,负电极电容变小,多组电极的正负电容差分计算出电容变化值,就是Y轴的加速度信号;
当Z轴方向加速度为零时,外延多晶硅与下层多晶硅是平行的,它们间的垂直间距是一个固定值;当有Z轴方向的加速度施加在MEMS加速度传感器上时,例如施加一个与地球引力大小相等、方向相反的力,产生一个大小为一个地球引力单位的加速度时,我们称之为+1G,Z轴可动结构沿Z轴扭转弹簧相对于衬底作旋转运动,Z轴质量块与Z轴可动电极的正电极向-Z方向运动,Z轴可动电极的负电极向+Z方向运动;Z轴质量块锚点和Z轴电极锚点和固定在其上的Z轴固定电极相对于衬底不发生运动,这样由Z轴可动电极的正电极和Z轴固定电极的正电极组成的感应电容C+的间距变小,电容值C=εS/d,ε为介电常数,S为面积,这二者都不变,d为电极间距,当它变小时,电容值C+增加,同样地,由Z轴可动电极的负电极和Z轴固定电极的负电极组成的感应电容C-的电极间距变大,电容值C-减小,计算ΔC=(C+)-(C-),就可以输出Z轴的加速度值。
本实用新型采用下层多晶硅和上层外延多晶硅的双层多晶硅作为三轴MEMS加速度传感器的结构材料,下层多晶硅通过Z轴电极锚点固定在衬底上,作为Z轴感测单元的固定下电极,上层外延多晶硅作为可动结构,作为Z轴感测单元的可动上电极,由于MEMS结构只通过锚点与衬底连接,其余部分悬空于衬底,衬底应力对器件的影响较小,测量精度高;而且不需要昂贵的SOI圆片,加工成本低。
由于MEMS圆片加工工艺的局限,下层多晶硅的厚度一般在0.5~3μm之间,比较薄,机械刚度不够,独立作为悬空的固定下电极时会在加速度作用下产生一定量的移动,也就是说Z轴测量电容C会变得不稳定,所以用外延多晶硅的一部分制作悬臂作为加强筋,用来固定下层多晶硅,悬臂通过通孔多晶硅连接Z轴固定电极的加强区,作为加强筋增加下电极区的刚性。
优选地,所述的X轴质量块上制作有X轴释放孔;Y轴质量块上制作有Y轴释放孔;Z轴框架、Z轴质量块、Z轴可动电极上制作有外延释放孔,Z轴固定电极上制作有下层释放孔,悬臂上制作有悬臂释放孔,释放孔用于在圆片加工工艺步骤中通过HF溶液或气态HF腐蚀除去氧化层,释放MEMS结构。X轴感测单元、Y轴感测单元以及Z轴感测单元的结构内部由于设计布局的原因,会产生一些空隙,用于电极间绝缘,或为可动结构提供活动空间,例如X轴固定电极与X轴可动电极之间的X轴电极间距、Y轴固定电极与Y轴可动电极之间的Y轴电极间距、Z轴固定电极与Z轴可动电极之间的垂直间距以及悬臂与Z轴可动结构之间的Z轴空隙等。
附图说明
图1是三轴MEMS加速度传感器的俯视图。
图2是Z轴感测单元负极结构的俯视图。
图3是沿图1中虚线A的剖示图。
图4是实施例一中Z轴感测单元感应加速度时的结构运动示意图。
图5是实施例一中沿图2虚线B的剖示图。
图6是实施例二中沿图2虚线B的剖示图。
图7—图11是实施例一中Z轴感测单元的制造流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例一
三轴MEMS加速度传感器,如图1—图5所示,由X、Y、Z三个独立的感测单元构成,它们的可动结构部分可以通过信号线相连,也可以相互独立。
X轴感测单元由X轴质量块10,X轴固定电极12,X轴可动电极14,X轴弹簧16,和X轴电极锚点24、X轴质量块锚点26构成;X轴质量块10形状是一个方框,X轴可动电极14连接在X轴质量块10上,随X轴质量块10一起移动;X轴质量块10通过X轴弹簧16和X轴质量块锚点26固定在衬底70上,当X轴方向有加速度时,X轴质量块10相对于X轴质量块锚点26沿X轴方向移动;X轴固定电极12通过X轴电极锚点24固定在衬底70上,X轴固定电极12和X轴可动电极14形成X轴测量电容,其X轴电极间距18的大小随X轴质量块10的移动而改变。当X轴感测单元受到+X轴方向的加速度作用时,X轴质量块10相对于X轴质量块锚点26向-X方向移动,带动X轴可动电极14向-X方向移动,导致X轴固定正电极12a与X轴可动电极14间的间距变小,正电极电容变大,X轴固定负电极12b与X轴可动电极14间的间距变大,负电极电容变小,多组电极的正负电容差分计算出电容变化值,对应的就是加速度信号;X轴质量块10上制作有X轴释放孔20a,用于圆片加工工艺步骤中通过HF溶液或气态HF除去牺牲氧化层,释放MEMS结构;结构内部由于设计布局的原因,会产生一些X轴空隙22a,用于电极间绝缘,或为X轴可动结构提供活动空间,实际产品设计中还可以在X轴可动电极14与X轴固定电极12之间设置阻挡结构,防止X轴可动电极14移动距离太大导致平行板电极间吸合。
Y轴感测单元与X轴感测单元的结构相同,相互间成90度布局,Y轴感测单元的结构在此不再赘述。
Z轴感测单元采用翘板结构,由以下几个部分构成:悬臂32、Z轴可动电极、Z轴质量块锚点36、Z轴电极锚点38、Z轴扭转弹簧40、框架42、Z轴质量块48和Z轴固定电极60,其中,Z轴可动电极分为Z轴可动正电极44和Z轴可动负电极34,Z轴固定电极在图1中被Z轴可动电极遮住了;Z轴质量块48与Z轴可动正电极44连接,两者间有应力隔离沟46,用于减少外延多晶硅28本身的应力和应力梯度导致Z轴质量块48形变对Z轴可动正电极44的影响;Z轴可动正电极44与Z轴可动负电极34的外侧都与框架42连接,框架42的中间通过Z轴扭转弹簧40和Z轴质量块锚点36固定在衬底70上;实际上包括Z轴可动正电极44、Z轴可动负电极34、框架42和Z轴质量块48这几个部分的Z轴可动结构可以整体看作一个可动质量块,为了描述简单,这里仅把Z轴可动正电极44与Z轴可动负电极34不对称的部分命名为Z轴质量块48。Z轴固定电极60在图1中只能看到悬臂32,Z轴固定电极连接在悬臂32下面,通过Z轴电极锚点38固定在衬底70上,Z轴固定电极悬空于衬底70上,悬臂32起到Z轴固定电极60的机械加强筋的作用。与X、Y轴感测单元的结构类似,Z轴感测单元上制作有Z轴释放孔20c,用于圆片加工工艺步骤中通过HF溶液或气态HF除去牺牲氧化层,释放MEMS结构。实际产品设计中还设有阻挡结构,在+X、-X,+Y、-Y,+Z,-Z六个方向防止可动部件移动太大导致平行板电极间吸合或撞坏结构。
X轴感测单元和Y轴感测单元在同一个平面内,相对技术比较成熟,Z轴感测单元则需要用到垂直方向的电极,难度较大。为进一步说明Z轴感测单元的结构,以图1中虚线框内的Z轴负电极区50为例加以详细说明,如图2所示,Z轴可动负电极34外侧(+X方向侧)与框架42连接,框架42的二个部分,即框架第一侧42a和框架第二侧42b位于悬臂32的外侧,连接在Z轴扭转弹簧40的两端,Z轴扭转弹簧40通过Z轴质量块锚点38固定在衬底70上;Z轴可动负电极34和框架42上都制作有Z轴释放孔20c;Z轴可动负电极34和框架32构成了Z轴可动结构30。图2中的虚线部分是被遮挡的Z轴固定电极60,Z轴固定电极60与悬臂32固定在一起,其中+Y方向与悬臂第一端32a连接,-Y方向与悬臂第二端32b连接,在-X方向与悬臂第三端32c连接,在+X方向是悬空的,悬臂32通过Z轴质量块锚点36固定在衬底70上;悬臂32上制作有悬臂释放孔20d,用于圆片加工工艺步骤中释放MEMS结构;悬臂32与Z轴可动结构30间有Z轴空隙22b,用于二者间的电隔离和Z轴可动结构提供活动空间。
如图3所示,当Z轴方向加速度为零时,外延多晶硅28与下层多晶硅58是平行的,它们间的沿图中Z方向的间距,也就是垂直间距68是由设计和圆片加工精度决定的一个固定值,通常为0.5~5μm;下层多晶硅58通过第一氧化层62固定在衬底70上,图形化后制作成下电极区,其中-X方向为正下电极60a,+X方向为负下电极60b,中间三块为锚点区60c、60d、60e;除了锚点区外,下层多晶硅58的其他部分与衬底70不接触,他们之间有一个垂直间隙64,其长度一般为0.5~5μm;各锚点区60c、60d、60e之间有锚点空隙52,用于电隔离;其中锚点60c与正下电极60a相连,锚点60e与负下电极60b相连,这样正下电极60a和负下电极60b就悬空地固定在衬底70上,但与衬底7间有第一氧化层62电隔离,形成Z轴固定电极60;下层多晶硅58上制作有多个Z轴释放孔20c,用于圆片加工工艺步骤中释放正下电极60a和负下电极60b。外延多晶硅28通过通孔多晶硅72a与下层多晶硅58连接,图形化后形成Z轴可动结构30和三个锚点区38a、38b、36;其中Z轴可动结构30包括Z轴可动正电极44、Z轴可动负电极34以及Z轴质量块48;三个锚点区38a、38b、36之间以及与Z轴可动结构30之间有Z轴空隙22b,用于电隔离和为Z轴可动结构30提供运动空间。下层多晶硅58的锚点60d通过通孔多晶硅72a和Z轴质量块锚点36连接Z轴扭转弹簧40和Z轴可动结构30。
当有Z轴方向有加速度时,例如三轴MEMS加速度传感器按图4所示的方向放置在一水平桌面上,施加一个与地球引力大小相等、方向相反的力,产生一个大小为一个地球引力单位的加速度,我们称之为+1G,Z轴可动结构30沿Z轴扭转弹簧40相对于衬底70作旋转运动,Z轴质量块48与Z轴可动正电极44向-Z方向运动,Z轴可动负电极34向+Z方向运动;锚点结构76和固定在其上的正下电极60a、负下电极60b相对于衬底70不发生运动,这样由Z轴可动正电极44和正下电极60a组成的感应电容C+的间距68a变小,电容值c=εs/d,ε为介电常数,S为面积,这二者都不变,d就对应于电极间距68a,当它变小时,电容值C+增加,同样地,由Z轴可动负电极34和负下电极60b组成的感应电容C-电极间距68b变大,电容值C-减小,计算ΔC=(C+)-(C-),就可以输出Z轴加速度值。
由于MEMS圆片加工工艺的局限,下层多晶硅58的厚度一般在0.5~3μm之间,比较薄,机械刚度不够,独立作为悬空的下电极结构时会在加速度作用下产生一定量的移动,也就是说测量电容C将变得不稳定,所以需要用外延多晶硅28的一部分制作悬臂32作为加强筋,固定下层多晶硅58,如图5所示,悬臂32为外延多晶硅28的一部分,厚度一般在10~60μm,比下层多晶硅58厚度大一个数量级以上;悬臂32通过通孔多晶硅72a连接负下电极加强区60f,作为加强筋增加下电极区的刚性,类似建筑上的“反吊梁”结构。由悬臂32、通孔多晶硅72a和负下电极60b组成的负下电极结构78(图5中虚线部分)中制作有悬臂释放孔20d,用于圆片加工步骤中释放MEMS结构。负下电极结构78与Z轴可动负电极34、框架42间在Y方向有Z轴空隙22b隔离,在Z方向有垂直间距68隔离;负下电极结构78与衬底70之间有垂直间隙64隔离,悬空于衬底70之上。
实施例二
在某些特殊的应用环境中,即使是实施例一的负下电极结构78仍不能满足产品要求,在三轴MEMS加速度传感器的结构设计中,特别是负下电极结构需要在性能和环境适应性方面折中考虑。如图6所示,悬臂32通过通孔多晶硅72a连接负下电极加强区60f,作为加强筋增加下电极区的刚性,类似建筑上的“反吊梁”结构。由悬臂32、通孔多晶硅72a和负下电极60b组成的负下电极结构80与Z轴可动负电极34、框架42间在Y方向有Z轴空隙22b隔离,在Z方向有垂直间距68隔离;负下电极60b与衬底70之间有垂直间隙64隔离,但负下电极加强区60f通过第一氧化层62固定在衬底70上,负下电极加强区60f的面积约为负下电极60b面积的10%,相比于整个下电极区都固定在衬底上的设计,实施例二的结构受到的衬底应力影响较小;虽比实施例一受到的衬底应力影响大,但比实施例一的环境适应性更强。
实施例三
一种MEMS结构的设计需要一种圆片加工工艺与之相配套,实施例一中的三轴MEMS加速度传感器圆片加工流程中形成Z轴感测单元的步骤如下:
(1)用CVD工艺在衬底圆片70上制作第一氧化层62,厚度在0.5~5μm,采用LPCVD工艺在第一氧化层62上淀积下层多晶硅58,厚度在0.5~3μm,通过光刻、刻蚀的方法形成Z轴固定电极60图形和Z轴释放孔22c,如图7所示;
(2)用CVD工艺在图7所示圆片上淀积第二氧化层66,其厚度决定了Z轴可动电极与Z轴固定电极间的垂直间距68的大小,厚度一般在0.5~5μm,再通过光刻、刻蚀的方法除去锚点区60c上方的部分第二氧化层66,形成通孔72,如图8所示。实际圆片加工过程中,通常还会有一步骤形成Z方向的阻挡块的步骤;
(3)在图8所示圆片上淀积多晶硅种子层,外延厚多晶硅,CMP平坦化,形成外延多晶硅28,厚度在10~60μm,如图9所示,通孔72中填满了外延多晶硅28,形成通孔多晶硅72a;外延多晶硅28是通过原位掺杂工艺成为导体,其电阻率<0.02Ω·cm;
(4)在图9所示圆片上通过相应的工艺步骤,形成光刻胶或硬掩模图形,蚀刻外延多晶硅28,形成Z轴释放孔20c和Z轴空隙22b,露出Z轴释放孔20c和Z轴空隙22b内的第二氧化层66,再加长刻蚀时间直至形成悬臂释放孔20d,露出第一氧化层62,由于多晶硅的刻蚀速率远大于氧化层,加长时间刻蚀时Z轴固定电极60由第二氧化层66保护,不会被刻蚀;此时外延多晶硅28分割为悬臂32和Z轴可动结构30,两者之间由Z轴空隙22b分隔;悬臂32通过通孔多晶硅72a与负下电极加强区60f连接,悬臂释放孔20d位于悬臂32中,贯穿这三层多晶硅;
(5)用HF溶液或气态HF腐蚀图10所示的圆片,HF与氧化层(SiO2)反应,与多晶硅不反应,HF腐蚀是同向性腐蚀,即各个方向的腐蚀速率基本相等,HF透过Z轴空隙22b、Z轴释放孔20c和悬臂释放孔20d除去第二氧化层66和第一氧化层62,在垂直方向形成Z轴电极间距68和下层多晶硅58与衬底70之间的垂直间隙64,如图11所示,Z轴可动结构30此时才真正可以运动;控制HF腐蚀时间,在是否可动结构和下电极区的时候,由于锚点上都没有释放孔,所以只有他们四周的氧化层被部分腐蚀掉,锚点依然固定在衬底70上,支撑着MEMS结构。
以上所述仅是本实用新型的最佳实施方式。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型的技术方案进行若干变形或者等同替换,也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种三轴MEMS加速度传感器,包括X轴感测单元、Y轴感测单元和Z轴感测单元,由二层多晶硅材料构成,分别测量X、Y、Z三个轴向的加速度;
X轴感测单元由X轴质量块、X轴固定电极、X轴可动电极、X轴弹簧和X轴质量块锚点、X轴电极锚点构成,X轴质量块通过X轴弹簧和X轴质量块锚点固定在衬底上,X轴固定电极通过X轴电极锚点固定在衬底上,X轴可动电极连接在X轴质量块上,随X轴质量块一起移动,X轴固定电极与X轴可动电极构成X轴测量电容,X轴测量电容的X轴电极间距的大小随X轴质量块的移动而改变;
Y轴感测单元与X轴感测单元相互成90度布局,Y轴感测单元由Y轴质量块,Y轴固定电极,Y轴可动电极,Y轴弹簧和Y轴质量块锚点、Y轴电极锚点构成,Y轴质量块通过Y轴弹簧和Y轴质量块锚点固定在衬底上,Y轴固定电极通过Y轴电极锚点固定在衬底上,Y轴可动电极连接在Y轴质量块上,随Y轴质量块一起移动,Y轴固定电极与Y轴可动电极构成Y轴测量电容,Y轴测量电容的Y轴电极间距的大小随Y轴质量块的移动而改变;
其特征在于:
Z轴感测单元采用跷板结构,包括外延多晶硅和下层多晶硅,所述的外延多晶硅包括Z轴框架、Z轴质量块、Z轴可动电极、Z轴扭转弹簧和Z轴质量块锚点,Z轴质量块与Z轴可动电极的正电极连接,两者间有应力隔离沟,Z轴可动电极通过Z轴框架连接Z轴扭转弹簧,Z轴扭转弹簧通过Z轴质量块锚点固定在衬底上,Z轴质量块、Z轴可动电极和框架构成Z轴可动结构;所述的下层多晶硅包括Z轴固定电极和Z轴电极锚点,Z轴固定电极通过Z轴电极锚点固定在衬底上,Z轴固定电极悬空于衬底上,Z轴质量块绕Z轴扭转弹簧在Z方向作跷跷板运动,Z轴可动电极与Z轴固定电极构成Z轴测量电容,Z轴固定电极与Z轴可动电极之间垂直间距构成Z轴测量电容的Z轴电极间距。
2.根据权利要求1所述的三轴MEMS加速度传感器,其特征在于:外延多晶硅上还形成有悬臂,悬臂与Z轴可动结构之间有Z轴空隙,悬臂通过通孔多晶硅与Z轴固定电极的加强区连接。
3.根据权利要求1或2所述的三轴MEMS加速度传感器,其特征在于:所述的X轴质量块上还制作有X轴释放孔;Y轴质量块上制作有Y轴释放孔;Z轴框架、Z轴质量块、Z轴可动电极上制作有外延释放孔,Z轴固定电极上制作有下层释放孔。
4.根据权利要求2所述的三轴MEMS加速度传感器,其特征在于:悬臂上制作有悬臂释放孔。
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