[發(fā)明專利]微機(jī)電傳感器及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011044412.7
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112327003A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季鋒;聞永祥;劉琛;賀錦
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州士蘭集成電路有限公司;杭州士蘭集昕微電子有限公司
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125;B81B5/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;馬陸娟

公開了一種微機(jī)電傳感器及其制造方法，微機(jī)電傳感器包括：位于襯底上的埋層，埋層上設(shè)置有多個檢測電極和多個布線電極；位于多個檢測電極和多個布線電極上方的扭擺臂，扭擺臂、多個檢測電極和多個布線電極互不接觸；位于扭擺臂上方的扭擺和多個可動扭擺塊，多個可動扭擺塊通過扭擺臂與扭擺連接，多個可動扭擺塊和扭擺臂形成可動結(jié)構(gòu)；位于扭擺臂上方的多個固定電極；位于埋層上的支撐壁，保護(hù)壁位于支撐壁上，支撐壁和保護(hù)壁圍成空腔，可動結(jié)構(gòu)、扭擺、多個檢測電極、多個布線電極和多個固定電極位于空腔中。本發(fā)明實施例提高了微機(jī)電傳感器的靈敏度，改善了可動結(jié)構(gòu)在沖擊下斷裂的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及MEMS技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微機(jī)電傳感器及其制造方法。

背景技術(shù)

微機(jī)電傳感器(MEMS傳感器)自問世以來，以其體積小、成本低、可靠性高、功耗低、抗惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、易集成等優(yōu)點受到了廣泛的關(guān)注。其中，MEMS Z軸加速度計的敏感結(jié)構(gòu)是扭擺式加速度計。現(xiàn)有的扭擺式加速度計提高靈敏度的方法主要是增大加速度計面積，使得在機(jī)械靈敏度小的情況下可以通過增加面積來提高加速度計的靈敏度。但是增大扭擺式加速度計的面積，提高了制造成本。此外，在扭擺式加速度計工作時突然的過負(fù)載使得加速度計的可動結(jié)構(gòu)在垂直方向偏移，可動結(jié)構(gòu)可能在沖擊下發(fā)生斷裂現(xiàn)象。因此亟需提供一種微機(jī)電傳感器及其制造方法，在不增大微機(jī)電傳感器的面積的同時提高微機(jī)電傳感器的靈敏度，同時，改善微機(jī)電傳感器的可動結(jié)構(gòu)在沖擊下斷裂的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種微機(jī)電傳感器及其制造方法，在不增大微機(jī)電傳感器的面積的同時提高了微機(jī)電傳感器的靈敏度，并且改善了微機(jī)電傳感器的可動結(jié)構(gòu)在沖擊下斷裂的問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種微機(jī)電傳感器，包括：

襯底；

埋層，位于所述襯底上，所述埋層上設(shè)置有多個檢測電極和多個布線電極；

扭擺臂，所述扭擺臂位于所述多個檢測電極和所述多個布線電極上方，所述扭擺臂與所述多個檢測電極和所述多個布線電極互不接觸；

扭擺和多個可動扭擺塊，所述扭擺和所述多個可動扭擺塊位于所述扭擺臂上方，所述多個可動扭擺塊通過所述扭擺臂與所述扭擺連接，所述多個可動扭擺塊和所述扭擺臂形成可動結(jié)構(gòu)；

多個固定電極，所述多個固定電極位于所述扭擺臂上方；

支撐壁和保護(hù)壁，所述支撐壁位于所述埋層上，所述保護(hù)壁位于所述支撐壁上，所述支撐壁和保護(hù)壁圍成空腔，所述可動結(jié)構(gòu)、所述扭擺、所述多個檢測電極、所述多個布線電極和所述多個固定電極位于所述空腔中。

可選地，所述扭擺臂包括：第一制動結(jié)構(gòu)，所述第一制動結(jié)構(gòu)為所述可動結(jié)構(gòu)提供左右方向的制動。

可選地，所述扭擺臂包括：第一制動結(jié)構(gòu)，所述第一制動結(jié)構(gòu)為所述可動結(jié)構(gòu)提供向上方向的制動。

可選地，所述扭擺臂包括：第一制動結(jié)構(gòu)，所述第一制動結(jié)構(gòu)為所述可動結(jié)構(gòu)提供左右方向和向上方向的制動。

可選地，所述微機(jī)電傳感器還包括：

位于所述襯底上的第二制動結(jié)構(gòu)，所述第二制動結(jié)構(gòu)為所述可動結(jié)構(gòu)提供向下方向的制動。

可選地，所述扭擺臂包括：第一制動結(jié)構(gòu)，所述微機(jī)電傳感器還包括：位于所述襯底上的第二制動結(jié)構(gòu)，

所述第一制動結(jié)構(gòu)和第二制動結(jié)構(gòu)為所述可動結(jié)構(gòu)提供上下左右方向的制動。

可選地，所述第一制動結(jié)構(gòu)包括：位于所述扭擺臂的第一端的第一制動彈簧和位于所述扭擺臂的第二端的第二制動彈簧。

可選地，所述埋層包括：多個第一凸起，所述多個布線電極分別覆蓋所述多個第一凸起。