[發明專利]三軸電容式微加速度計

在審

• 申請號: 201910923117.X
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110531116A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 唐彬;張照云;謝國芬;劉顯學;熊壯;許蔚;蘇偉;彭勃;杜連明
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種三軸電容式微加速度計，該三軸電容式微加速度計包括：平面檢測層、離面檢測層、設置在平面檢測層與離面檢測層之間的基底層以及設置在離面檢測層底部的襯底層；平面檢測層包括在一個平面內呈正交分布的第一梳齒式微加速度計及第二梳齒式微加速度計；其中，第一梳齒式微加速度計及第二梳齒式微加速度計分別包括質量塊、可動電極、固定電極、支撐梁、錨點區，質量塊通過支撐梁懸空位于所述基底層頂部；擺式微加速度計包括中間極板、上極板及下極板，中間極板設置在上極板與下極板之間，上極板位于基底層，下極板位于襯底層。該三軸電容式微加速度計成在同一個芯片上，免除裝配過程，具有穩定性高，體積小，制備成本低的優點。

技術領域

本發明屬于微電子機械系統技術領域，更具體地，涉及三軸電容式微加速度計。

背景技術

采用微電子機械系統（MEMS）技術實現的微型電容式加速度計具有體積小、重量輕、精度高和成本低等有優點，在軍事、汽車工藝、消費類電子產品等領域有廣泛的應用前景。其中電容式微加速度計靈敏度高、溫度漂移小、抗過載能力強、易于實現低成本的高精度測量，目前，電容式微加速度計在國內外發展較為成熟，并已經成功產業化。

隨著傳感技術的發展，在慣性導航、車輛安全等領域，單軸的加速度計已經不能滿足性能的需求，需要三軸加速度計。由于敏感離面加速度的加速度計很難跟敏感平面加速度的加速度計集成在同一個芯片上，傳統的三軸加速度計，采用將三個單軸的加速度計正交地封裝在一起的方案，這種形式的三軸加速度計具有裝配困難、穩定性差、精度低、體積大、成本高等缺點，因此，急需要發展一種免裝配的、在同一個芯片上集成的三軸加速度計。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種三軸電容式微加速度計，該三軸電容式微加速度計集成在同一個芯片上，免除裝配過程，具有穩定性高，體積小，制備成本低的優點。

為了實現上述目的，本發明提供一種三軸電容式微加速度計，該三軸電容式微加速度計包括：

平面檢測層、離面檢測層、設置在所述平面檢測層與所述離面檢測層之間的基底層以及設置在所述離面檢測層底部的襯底層；

其中，所述平面檢測層包括在一個平面內呈正交分布的第一梳齒式微加速度計及第二梳齒式微加速度計；

其中，所述第一梳齒式微加速度計及所述第二梳齒式微加速度計分別包括質量塊、可動電極、固定電極、支撐梁、錨點區，所述質量塊通過四根所述支撐梁懸空位于所述基底層頂部，所述可動電極一端連接于所述質量塊，所述固定電極一端連接于所述錨點區，支撐梁一端連接于所述質量塊，另一端連接錨點區，所述錨點區連接于所述基底層；

其中，所述擺式微加速度計包括中間極板、上極板及下極板，所述中間極板設置在所述上極板與所述下極板之間，所述上極板位于所述基底層，所述下極板位于所述襯底層。

在上述技術方案中，優選地，三軸電容式微加速度計還包括：

第一絕緣層及第二絕緣層，所述中間極板通過所述第一絕緣層連接于所述襯底層，通過所述第二絕緣層連接于所述基底層。

在上述任一技術方案中，優選地，所述中間極板包括：中極引線區、中極錨點區、中極懸臂梁及中極質量塊，所述中極引線區一端連接于所述中極錨點區，所述中極懸臂梁一端連接于所述中極錨點區，另一連接于所述中極質量塊。

在上述任一技術方案中，優選地，所述上極板包括：上極引線區、上極錨點區及上極電容區，所述上極引線區連接于所述上極錨點區，所述上極電容區位于所述上極錨點區內側，所述上極錨點區位于所述基底層。