[发明专利]单轴加速度传感器无效

专利信息
申请号: 201010227596.0 申请日: 2010-07-12
公开(公告)号: CN101949952A 公开(公告)日: 2011-01-19
发明(设计)人: 服部敦夫;松冈润弥 申请(专利权)人: 雅马哈株式会社
主分类号: G01P15/08 分类号: G01P15/08;G01P15/09
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 葛青
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 加速度 传感器
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种单轴加速度传感器。

背景技术

诸如加速度传感器、振动陀螺仪和振动传感器这样的微机电系统(MEMS)传感器是常规已知的,这些MEMS传感器将联接到质量体的柔性梁的位移转换为电信号。硅处理技术(silicon processing technology)已经被充分地开发出且伴有集成电路的进步,且适用于制造MEMS。硅中的载荷子(电子、空穴)受到应力施加(stress application)的影响。电子运动性随着沿迁移方向的拉应力的增加而增加,且随着沿迁移方向的压应力的增加而减小。空穴运动性随沿迁移方向的压应力的增加而增加,且随沿迁移方向的拉应力的增加而减小。在半导体层以凸面形状变形时,半导体层的表面受到拉应力,且在半导体层以凹面形状变形时半导体层的表面受到压应力。在半导体中的载荷子可运动性的变化可以通过在受到较强应力的硅区域中采用诸如电阻器或MOS转变器这样的半导体装置来检测。例如,通过检测由应力引起的电阻值(压电电阻器)的变化来检测加速度。质量体联接到柔性梁的一端,该柔性梁在另一端被支撑件等支撑。因为质量体具有惯性,所以在支撑件运动时,柔性梁变形并接收到应力。因为柔性梁的横截面面积被制造得较小,所以每单位横截面面积的应力变得较大且变形量变得较大。

通常,压电电阻器形成在柔性梁上,以便检测加速度。考虑到制造过程的便利性,需要的是压电电阻器和配线形成在柔性梁的前表面上。为了改善检测精度,通常通过四个压电电阻器形成桥接电路。例如,四个压电电阻器形成在沿宽度方向的在柔性梁相对端附近的两个边缘处。在施加某种应力时电阻值增加的电阻器和电阻值降低的电阻器被串序地连接。两个串序连接结构在供电配线之间沿反并联的方向连接。检测相应串序连接结构中互连点之间的电压差。

存在用于检测一维方向加速度的加速度传感器和用于检测沿二维或三维方向的加速度的加速度传感器。需要的是仅沿预定方向检测加速度而不响应其他方向加速度的一维加速度传感器。

JP-A-8-160066提出了一种悬臂式加速度传感器,包括固定部分、通过加速度可动的配重件、连接到固定部分和配重件的柔性梁和设置在柔性梁中的电阻器元件,通过处理硅基板形成,其中,沿垂直于硅基板厚度方向的宽度方向,柔性梁比配重件窄,且沿硅基板的厚度方向柔性梁具有与配重件相同的厚度。配重件的重心排布在柔性梁中心线的延长线上。柔性梁可在基板表面的平面内方向沿宽度方向变形,且因沿柔性梁的纵向方向的加速度造成的变形受到抑制。两对电阻器元件形成在临近固定部分并临近配重件的两边缘区域处的柔性梁表面区域中。因为柔性梁沿宽度方向弯曲和变形,所以在一个边缘处两个电阻器元件和在另一边缘处的两个电阻器元件被拉伸。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有新颖结构的单轴加速度传感器。

根据本发明的一个方面,提供一种一维加速度传感器,包括:

用具有恒定厚度的半导体基板制成的结构,包括:

用半导体基板制成的支撑件,通过第一穿通沟道构图,除了设置在第一穿通沟道外侧且设置有连结垫的部分以外,该第一穿通沟道延伸穿过半导体基板;

柔性梁,通过与第一穿通沟道的两相对端连续的一对第二穿通沟道构图,第二穿通沟道沿一个方向在支撑件内延伸并穿过半导体基板,柔性梁具有比半导体基板的厚度小得多的宽度,柔性梁从支撑件沿一个方向延伸,且具有设置在柔性梁近侧的两个边缘处以及设置在柔性梁远侧的两个边缘处的四个压电电阻器;和

配重件,与柔性梁的远端连续,配重件通过第一穿通沟道和第二穿通沟道构图,配重件具有在支撑件内的一对对称的第一部分和与一对第一部分联接的第二部分,一对对称的第一部分将柔性梁夹在它们之间,且配重件具有在柔性梁纵向中心线上并在比柔性梁的远端更靠近近侧一位置处的重心;和

其中,该一维加速度传感器还包括配线,该配线在半导体基板上方且用同一配线层形成,配线将四个压电电阻器中的、在同一边缘处的两个压电电阻器每一个串序连接,用四个压电电阻器形成桥接电路,且配线将压电电阻器的相互连接点引导到连结垫。

附图说明

图1A和1B是根据第一实施例的单轴加速度传感器的平面图和横截面视图;图1C和1D是显示了柔性梁的结构和工作方式的示意性平面图;图1E是显示了模拟结果的视图,且图1F和1G是压电电阻器和配线的平面图和等效电路图。

图2A、2B和2C是显示了第一实施例的修改例的平面图。

图3A和3B是显示了由本发明的发明人作出的分析和研究的平面图。

图4A到4E是显示了根据本发明第一实施例的加速度传感器的制造过程的横截面图。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于雅马哈株式会社,未经雅马哈株式会社许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201010227596.0/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code