[實用新型]慣性傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920437611.0
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN210222061U
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 汪建平;鄧登峰
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125;G01P15/18
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;李向英

本申請公開了一種慣性傳感器，包括：襯底；第一可動質量塊，位于襯底上方；第二可動質量塊，位于第一可動質量塊上方；以及設置于第一可動質量塊上的檢測電極，該檢測電極與第二可動質量塊形成檢測電容，在外界出現加速度時檢測電容的電容變化差值是相同面積下的單層可動質量塊的慣性傳感器的電容變化差值的兩倍，在不增加慣性傳感器的面積的同時提高了慣性傳感器的靈敏度。

技術領域

本實用新型涉及MEMS技術領域，更具體地涉及一種慣性傳感器。

背景技術

采用表面工藝制作的微機電(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)慣性傳感器是以硅片為基體，通過多次薄膜淀積和圖形加工制備形成三維微機械結構。常用的薄膜層材料有：多晶硅、氮化硅、二氧化硅和金屬。

加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備，是微機電(MEMS)慣性傳感器常用器件之一，加速度傳感器主要應用于位置感應、位移感應或者運動狀態(tài)感應等領域。

慣性傳感器主要由可動質量塊、固定錨點、彈性結構和固定電極等組成。其中，彈性結構的一端與固定錨點相連，另一端與可動質量塊相連，固定電極與可動質量塊之間形成可變電容。當外部加速度作用在可動質量塊上時會形成慣性力，該慣性力會對可動質量塊形成位移量，通過感應固定電極與可動質量塊之間的電容變化來檢測位移變化量，即可確定外部加速度的大小。慣性傳感器的主要指標有：靈敏度、線性度、溫度漂移以及抗沖擊能力等。現有的慣性傳感器提高靈敏度的方法主要是增大面積，使得在機械靈敏度小的情況下可以通過芯片來放大，這樣雖然可以提高慣性傳感器的靈敏度，但是增大了慣性傳感器的面積，提高了制造成本。

因此有必要對現有的慣性傳感器進行改進以在不增大慣性傳感器的面積的同時提高慣性傳感器的靈敏度。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種慣性傳感器，進一步提高慣性傳感器的靈敏度。

根據本實用新型的一方面，提供一種慣性傳感器，包括：襯底；第一可動質量塊，位于所述襯底上方；第二可動質量塊，位于所述第一可動質量塊上方；以及設置于所述第一可動質量塊上的檢測電極，所述檢測電極與所述第二可動質量塊形成檢測電容。

優(yōu)選地，所述慣性傳感器還包括：第一錨點，所述第一可動質量塊與所述第一錨點連接；以及第二錨點，所述第二可動質量塊與所述第二錨點連接。

優(yōu)選地，所述慣性傳感器還包括位于所述襯底上的布線層，所述第一錨點和所述第二錨點固定于所述布線層上。

優(yōu)選地，所述慣性傳感器還包括沿第一方向延伸的至少一個第一彈性元件和第二彈性元件，所述第一彈性元件用于連接所述第一錨點和所述第一可動質量塊，所述第二彈性元件用于連接所述第二錨點和所述第二可動質量塊。

優(yōu)選地，所述第一錨點和所述第二錨點沿所述第一方向平行設置。

優(yōu)選地，所述第一錨點和所述第二錨點沿與所述第一方向垂直的第二方向平行設置。

優(yōu)選地，所述第一彈性元件的長度方向與所述第一錨點的中線重合，所述第二彈性元件的長度方向與所述第二錨點的中線重合。

優(yōu)選地，所述第一可動質量塊位于所述第一彈性元件的兩側的質量不相等，所述第二可動質量塊位于所述第二彈性元件的兩側的質量不相等。

優(yōu)選地，所述第一可動質量塊位于所述第一彈性元件左側的質量等于所述第二可動質量塊位于所述第二彈性元件左側的質量，或者所述第一可動質量塊位于所述第一彈性元件右側的質量等于所述第二可動質量塊位于所述第二彈性元件右側的質量。

優(yōu)選地，所述第一質量塊關于所述第一彈性元件非對稱設置，所述第二質量塊關于所述第二彈性元件非對稱設置。

優(yōu)選地，每個所述質量塊的至少一側設置有減重孔。