[發明專利]高準確度且對溫度和老化具有低靈敏度的MEMS加速度傳感器

有效

• 申請號: 202011048545.1
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN112213520B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: A·托齊奧;F·里奇尼;C·瓦爾扎希納;G·蘭格弗爾德
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

1.一種集成MEMS加速度傳感器，包括：

支撐區域，所述支撐區域包括襯底；

懸置區域，所述懸置區域相對于所述支撐區域可移動，所述懸置區域包括：第一區域，可旋轉地錨定至所述襯底；第二區域，耦合至所述第一區域、并且定位在所述第一區域和所述支撐區域之間；以及彈性連接元件，所述彈性連接元件將所述第二區域耦合至所述第一區域、并且被配置成允許所述第二區域相對于所述第一區域的相對移動；

感測組件，所述感測組件耦合至所述第一區域、并且被配置成檢測所述第一區域相對于所述襯底的移動；以及

驅動組件，所述驅動組件耦合至所述第二區域、并且被配置為控制所述相對移動，所述驅動組件被配置為接收可變驅動電壓以控制所述相對移動，

其中，所述第二區域的所述相對移動包括所述第二區域相對于所述支撐區域的平移移動，其中所述懸置區域由于所述第二區域的所述平移移動而具有在至少第一構造和第二構造之間可變的可變幾何結構，所述懸置區域具有在所述第一構造中位于所述第一區域內的第一位置中的質心，所述質心在所述第二構造中位于第二位置中，所述第一位置和所述第二位置彼此不同。

2.根據權利要求1所述的加速度傳感器，其中，所述驅動組件是電容型驅動組件，并且包括彼此面對、且引起所述第二區域相對于所述第一區域旋轉平移移動的驅動電極對。

3.根據權利要求1所述的加速度傳感器，進一步包括：

驅動電源，所述驅動電源被配置成用于在第一感測步驟中向所述驅動組件供應第一驅動電壓、并且在第二感測步驟中向所述驅動組件供應第二驅動電壓；以及

處理電路，所述處理電路包括：

電容/電壓轉換器，所述電容/電壓轉換器耦合至所述感測組件，并且被配置成用于在所述第一感測步驟中生成第一位置測量信號、并且在所述第二感測步驟中生成第二位置測量信號；以及

減法器，所述減法器接收所述第一位置測量信號和所述第二位置測量信號，并且生成作為所述第一位置測量信號與所述第二位置測量信號之間的差的加速度信號。

4.根據權利要求1所述的加速度傳感器，進一步包括：

驅動電源，所述驅動電源被配置成用于向所述驅動組件供應交流驅動電壓；以及

處理電路，所述處理電路包括：

電容/電壓轉換器，所述電容/電壓轉換器耦合至所述感測組件，并且被配置成用于生成交流位置測量信號；

高通濾波器，所述高通濾波器耦合至所述電容/電壓轉換器的輸出端；以及

解調器，所述解調器耦合至所述高通濾波器的輸出端。

5.根據權利要求4所述的加速度傳感器，其中，所述懸置區域和所述支撐區域形成在第一半導體材料裸片中，并且所述處理電路形成在第二半導體材料裸片中。

6.根據權利要求1所述的加速度傳感器，其中，所述第一區域和所述第二區域是相同單片半導體層。

7.根據權利要求1所述的加速度傳感器，其中，所述支撐區域外側地包圍所述第一區域。

8.根據權利要求1所述的加速度傳感器，其中，所述感測組件是電容型感測組件，并且包括彼此面對的至少兩個感測電極。

9.根據權利要求1所述的加速度傳感器，其中，所述加速度傳感器是包括彈性懸置元件的平面內加速度傳感器，所述彈性懸置元件將所述懸置區域錨定至所述支撐區域、并且被配置成允許所述懸置區域繞垂直于所述懸置區域的旋轉軸旋轉。

10.根據權利要求1所述的加速度傳感器，其中，所述加速度傳感器是包括彈性懸置元件的平面外加速度傳感器，所述彈性懸置元件將所述懸置區域錨定至所述支撐區域、并且被配置成允許所述懸置區域繞平行于所述懸置區域的旋轉軸旋轉。