[實用新型]一種MEMS加速度計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820204732.6
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN208314017U
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒波;鄭青龍
• 申請（專利權(quán)）人: 深迪半導(dǎo)體（上海）有限公司
• 主分類號: G01P15/18
• 分類號: G01P15/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種MEMS加速度計，包括：基板、可動部件以及固定電極組；基板表面具有錨定區(qū)域；可動部件通過支撐梁與錨定區(qū)域連接，并懸置于基板上方，可動部件包括第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊；第一質(zhì)量塊的中部具有第一鏤空區(qū)域，第一鏤空區(qū)域為“工”形，第二質(zhì)量塊位于第一鏤空區(qū)域中；固定電極組包括第一電極組，第一電極組固定于基板表面，位于基板與可動部件之間，并與第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊形成Z軸檢測電容組，以檢測沿Z軸輸入的加速度。本實用新型的MEMS加速度計的兩個質(zhì)量塊在Y軸方向上間隔設(shè)置，使得加速度計不僅可以減小應(yīng)力引起的基板翹曲的影響，還可以減小質(zhì)量塊初始狀態(tài)的偏轉(zhuǎn)引起的零偏。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種MEMS加速度計。

背景技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)是利用集成電路制造技術(shù)和微加工技術(shù)把微結(jié)構(gòu)、微傳感器、控制處理電路甚至接口、通信和電源等制造在一塊或多塊芯片上的微型集成系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)因其體積小、成本低、集成性好、性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點已在工業(yè)，醫(yī)療，民用，軍事等非常廣泛的領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。加速度傳感器作為最典型的使用微機(jī)電技術(shù)的器件，也已幾乎成為各類移動終端、相機(jī)、游戲手柄、導(dǎo)航儀等產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置。微機(jī)電加速度計以其檢測方式的不同可分為電容式、電阻式、壓電式等。其中電容式加速度計因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，并可在低頻范圍內(nèi)擁有較高的靈敏度和線性度等優(yōu)勢，成為最為流行的一類加速度計。

對于目前的三軸加速度計來說，通常會采用共享三個軸的質(zhì)量塊來達(dá)到減小芯片面積的目的。然而現(xiàn)有的三軸加速度計，常會受到以下兩個干擾因素的影響，導(dǎo)致加速度計的零偏參數(shù)較高：一是由于制造過程或外部環(huán)境溫度變化等引起的應(yīng)力翹曲，即基板平面并非完全平整；二是由于制造工藝等引起的錨點偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致MEMS結(jié)構(gòu)平面與固定電極平面不平行。由于以上兩個因素導(dǎo)致電容式加速度計的精度一直無法進(jìn)一步提高，限制了電容式加速度計的應(yīng)用，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于研發(fā)一種能夠克服以上兩種干擾的電容式加速度計。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型提供了一種MEMS三軸加速度計，以解決目前加速度計存在的由于制造過程或外部環(huán)境溫度變化等引起的應(yīng)力翹曲以及由于制造工藝等引起的錨點偏轉(zhuǎn)從而導(dǎo)致MEMS結(jié)構(gòu)平面與固定電極平面不平行產(chǎn)生的零偏的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種MEMS加速度計，包括：基板、可動部件以及固定電極組；所述基板表面具有錨定區(qū)域；所述可動部件通過支撐梁與所述錨定區(qū)域連接，并懸置于所述基板上方，所述可動部件包括第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊；所述第一質(zhì)量塊的中部具有第一鏤空區(qū)域，所述第一鏤空區(qū)域為“工”形，所述第二質(zhì)量塊位于所述第一鏤空區(qū)域中；所述固定電極組包括第一電極組，所述第一電極組固定于所述基板表面，位于所述基板與所述可動部件之間，并與所述第一質(zhì)量塊和所述第二質(zhì)量塊形成Z軸檢測電容組，以檢測沿Z軸輸入的加速度，所述Z軸為垂直于所述可動部件所在平面的方向。

優(yōu)選的，所述第一電極組包括至少5對固定電極對E1-E5，沿Y軸方向依次設(shè)置，其中固定電極對E1、E3、E5與所述第一質(zhì)量塊形成第一Z軸檢測電容組，固定電極對E2、E4與所述第二質(zhì)量塊形成第二Z軸檢測電容組，所述Y軸方向位于所述可動部件所在平面內(nèi)，并與所述Z軸方向垂直。

進(jìn)一步地，所述每對固定電極E1-E5分別包括沿X軸設(shè)置的兩個固定電極，位于錨定區(qū)域的兩側(cè)，所述X軸與所述Y軸和所述Z軸均垂直。

可選的，所述固定電極對E2與E4分別都為一個整體電極。

優(yōu)選的，所述固定電極組還包括第二電極組和第三電極組，通過錨點固定于所述基板上方，并與所述可動部件位于同一層，所述第二電極組和所述第三電極組分別與所述第一質(zhì)量塊形成X軸檢測電容組和Y軸檢測電容組。