[发明专利]一种MEMS微加速度传感器及其应用

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种MEMS微加速度传感器的结构及其制造方法。

背景技术

近年来，由于微机械系统MEMS的发展，越来越多的微加速度传感器应用在工业和军事领域中，如导弹中的控制系统、刹车系统等。

微加速度传感器采用敏感质量块和横梁结构，如图1所示，敏感质量块位于中间，横梁位于两端，而且横梁的双端固定，在系统施加一定加速度a时，通过敏感质量块的上下振动来形成系统加速度g，并通过电极接触，将系统加速度信号转为电信号，实现加速度信号的测量。由于该微加速度传感器灵敏度比较低，为了得到较高的加速度g，需要敏感质量块M比较大，这就使得微加速度传感器的体积比较大。

因而，有必要设计一种体积相对较小而灵敏度高的微加速度传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作工艺简单，灵敏度高、体积小的微加速度传感器。

本发明提供的技术方案如下：

一种MEMS微加速度传感器包括：敏感质量块、横梁、横梁上的压阻、金属连线、亚焊点及硅衬底，其特征在于，上述敏感质量块与横梁固定，横梁作为敏感质量块的支撑臂位于加速度传感器的中轴位置，所述横梁的底部固定在衬底上。

所述横梁底部与衬底可通过键合方法固定。

所述横梁可以是一字形或十字形。

所述的横梁是L形梁或折叠梁。

本发明MEMS微加速度传感器可以作为微机械加速度开关、微机械加速度计等微加速度传感器。

本发明的有意效果是：根据本发明设计的微加速度传感器，由于敏感质量块位于横梁两端，使得在施加一定加速度a时，系统通过两端的敏感质量块上下振动，间接增大了质量块的质量M，使得灵敏度S提高，从而在系统体积比较小的情况下可以测量较高的g值，实现高灵敏度的微加速度传感器。

附图说明

图1为现有技术中的微加速度传感器的示意图；

图2为本发明的MEMS微加速度传感器(十字形横梁)的结构示意图；

图3为本发明的MEMS微加速度传感器(一字形横梁)的结构示意图；

图4为本发明的MEMS微加速度传感器(一字形横梁)的结构示意图；

图5为本发明的MEMS微加速度传感器结构剖面图；

图6为本发明的MEMS微加速度传感器的制造方法的一个具体实施方式的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施例作详细描述。

本发明提供的MEMS微加速度传感器的结构如图2，整个结构包括敏感质量块、十字形横梁、横梁上的压阻、金属连线、亚焊点及硅衬底。各部分的作用和连接关系如下：

(1)敏感质量块100，在加速度传感器受到敏感方向的冲击时，敏感质量块100的惯性将使其相对于硅衬底200产生位移变形。

(2)十字形横梁110，横梁110用来作为质量块的支撑臂，同时作为压阻的制备区域。当冲击发生时，敏感质量块100拉动横梁110发生弯曲变形，从而使横梁110上的应力发生改变。

图5为本发明微加速度传感器的剖面图，敏感质量块100位于横梁的两端，横梁110位于加速度传感器的中心轴位置，且横梁110的底端固定在衬底200上。

图3、图4所示，本发明横梁可以是一字形状。

本发明微加速度传感器可以是微机械加速度开关、微机械加速度计等微加速度传感器。

下文对该MEMS微加速度传感器的制备方法进行阐述：

请参考图6，该方法包括：

步骤S100，制备敏感质量块100、横梁110和衬底200等结构，所述敏感质量块100位于横梁110的两端；

步骤S101，将横梁110与衬底200，通过键合等方法固定在一起，完成微加速度传感器的封装。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。