[發明專利]一種壓阻式加速度傳感器及其制作方法

有效

• 申請號: 201410815643.1
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN105785073B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 楊恒;周偉;李昕欣;吳紫峰;田雷;海濤;金建東;劉智輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所;中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01P15/12
• 分類號: G01P15/12
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種壓阻式加速度傳感器，其特征在于，所述壓阻式加速度傳感器至少包括：

敏感結構；分別鍵合于該敏感結構正面的上蓋板(11)及其背面的下蓋板(12)；

所述敏感結構包括：矩形外邊框(101)、位于所述矩形外邊框內中心位置的質量塊(102)；所述質量塊相對于所述矩形外邊框的兩組對邊分別對稱；所述質量塊的左右兩側分別設有兩個固定并連接于所述質量塊和矩形外邊框之間的支撐梁(103)；

所述質量塊左右兩側每一側的兩個所述支撐梁之間各設有四個連接于所述質量塊以及所述矩形外邊框之間的敏感梁(104)；所述敏感梁、質量塊以及矩形外邊框各自的上表面位于同一平面；位于所述質量塊同一側的所述敏感梁較所述支撐梁更集中分布于所述質量塊沿左右方向的中心軸線附近；位于所述質量塊同一側的四個所述敏感梁，兩兩為一組彼此關于所述質量塊的所述中心軸線對稱分布；

每個所述敏感梁的頭部或尾部分別設有一個力敏電阻(105)；與所述質量塊的所述中心軸線距離最近的四個敏感梁上的力敏電阻在各自敏感梁上的位置一致；與所述質量塊的所述中心軸線距離最遠的四個敏感梁上的力敏電阻在各自敏感梁上的位置一致；

所述支撐梁與所述敏感梁各自的下表面位于同一平面且所述支撐梁的上表面低于所述敏感梁的上表面；所述敏感梁的寬度遠小于所述支撐梁的寬度；每個所述敏感梁上設有連接該敏感梁上力敏電阻兩端的金屬引線(106)；所述敏感梁的寬度略寬于所述力敏電阻和金屬引線的寬度。

2.根據權利要求1所述的壓阻式加速度傳感器，其特征在于：與所述質量塊的所述中心軸線距離最近的四個所述敏感梁上的所述力敏電阻位于靠近于該質量塊的各個敏感梁的頭部位置；與所述質量塊的所述中心軸線距離最遠的四個所述敏感梁上的所述力敏電阻位于遠離該質量塊的各個敏感梁的尾部位置。

3.根據權利要求1所述的壓阻式加速度傳感器，其特征在于：與所述質量塊的所述中心軸線距離最近的四個所述敏感梁上的所述力敏電阻位于遠離該質量塊的各個敏感梁的尾部位置；與所述質量塊的所述中心軸線距離最遠的四個所述敏感梁上的所述力敏電阻位于靠近于該質量塊的各個敏感梁的頭部位置。

4.根據權利要求1所述的壓阻式加速度傳感器，其特征在于：所述敏感梁的上表面設有氧化層；所述支撐梁的上表面無氧化層。

5.根據權利要求1所述的壓阻式加速度傳感器，其特征在于：所述上蓋板與下蓋板分別鍵合于所述矩形外邊框的上表面和下表面；所述質量塊下方與所述下蓋板之間的空隙設有位于所述下蓋板的緩沖塊。

6.根據上述任意一項所述的壓阻式加速度傳感器的制作方法，其特征在于，該制作方法至少包括：

(1)提供一硅基底(13)，并在所述硅基底的正面制作所述力敏電阻；

(2)在該硅基底的正面和背面分別制作腐蝕阻擋層(131)；

(3)刻蝕所述硅基底背面的所述腐蝕阻擋層至露出所述硅基底背面為止，形成腐蝕窗口；

(4)沿所述腐蝕窗口腐蝕所述硅基底背面直到腐蝕區域剩余的硅膜的厚度為所述敏感梁的厚度為止，形成所述敏感結構的背面，沒有被腐蝕部分形成所述質量塊；

(5)在所述敏感結構的正面制作連接于所述力敏電阻兩端的所述金屬引線；

(6)制作所述下蓋板并將所述下蓋板鍵合于所述敏感結構的背面；

(7)刻蝕減薄所述硅基底正面的所述金屬引線兩側，形成凹形區域，所述凹形區域硅的厚度為所述支撐梁的厚度；

(8)穿透所述硅基底正面，形成由相互分離的所述矩形外邊框、支撐梁、敏感梁以及質量塊組成的所述敏感結構的正面；

(9)制作所述上蓋板并將所述上蓋板鍵合于所述敏感結構的正面，沿所述矩形外邊框劃片后形成所述壓阻式加速度傳感器。

7.根據權利要求6所述的壓阻式加速度傳感器的制作方法，其特征在于，所述步驟(2)中的所述腐蝕阻擋層為氧化硅、氮化硅復合層。

8.根據權利要求6所述的壓阻式加速度傳感器的制作方法，其特征在于，所述步驟(4)中腐蝕所述硅基底背面的腐蝕液為堿性各向異性腐蝕液。