[发明专利]一种MEMS高灵敏度横向加速度计及其制造工艺

权利要求书

1.一种MEMS高灵敏度横向加速度计，包括：测量体、与所述测量体相连接的上盖板以及下盖板；所述测量体采用包括有上硅层及下硅层的绝缘体上外延硅结构，每层硅层之间分别设置有氧化埋层；所述测量体包括框架、位于所述框架内的质量块，其特征在于，所述质量块和所述框架由两块绝缘体上外延硅硅片背对背硅-硅键合而成；所述质量块与所述框架之间通过多根弹性梁相连接；所述质量块与所述框架之间设置有相对的梳状耦合结构；在所述质量块的上半部分及下半部分都相应地对称设置有多根弹性梁，在所述框架和所述质量块的上半部分及下半部分都设置有梳状耦合结构；所述质量块在水平方向上移动，所述梳状耦合结构用于检测水平方向上的加速度。

2.如权利要求1所述的MEMS高灵敏度横向加速度计，其特征在于，所述框架和所述质量块上分别形成有多个梳齿，框架梳齿与质量块梳齿相互交叉配合，形成所述梳状耦合结构。

3.如权利要求2所述的MEMS高灵敏度横向加速度计，其特征在于，所述框架梳齿和所述质量块梳齿之间形成有活动间隙，并在所述活动间隙内形成检测电容。

4.如权利要求3所述的MEMS高灵敏度横向加速度计，其特征在于，所述测量体通过检测所述质量块梳齿侧壁与所述框架梳齿侧壁之间的重合面积的变化引起的电容值变化来检测加速度。

5.如权利要求3所述的MEMS高灵敏度横向加速度计，其特征在于，所述测量体通过检测所述质量块梳齿的侧壁与所述框架梳齿的侧壁的间距变化引起的电容值变化来检测加速度。

6.如权利要求1所述的MEMS高灵敏度横向加速度计，其特征在于，所述弹性梁为U型梁。

7.如权利要求1所述的MEMS高灵敏度横向加速度计，其特征在于，所述上盖板及所述下盖板上设置有吸附剂。

8.如权利要求1所述的MEMS高灵敏度横向加速度计，其特征在于，所述梳状耦合结构上设置有电极。

9.如权利要求1所述的MEMS高灵敏度横向加速度计，其特征在于，所述上盖板及所述下盖板的材料为硅片或玻璃片。

10.一种根据权利要求1所述的MEMS高灵敏度横向加速度计的制造工艺，其特征在于，所述制造工艺包括以下步骤：

第一步，在所述绝缘体上外延硅硅片的正面及背面生长或淀积出二氧化硅层；

第二步，在所述绝缘体上外延硅硅片的正面及背面淀积一层氮化硅层；

第三步，通过光刻及刻蚀，将所述绝缘体上外延硅硅片背面的部分氮化硅层及二氧化硅层去除，并露出下硅层；

第四步，将下硅层暴露在外的部分刻蚀至氧化埋层；

第五步，将暴露在外的氧化埋层去除；

第六步，将绝缘体上外延硅硅片背面的氮化硅层及二氧化硅层去除；

第七步，将两块绝缘体上外延硅硅片进行背对背硅-硅键合；形成质量块和框架；

第八步，对键合后的硅片的正面及背面上涂覆光阻剂，之后按照特定图案对键合后的硅片的正面及背面进行曝光，并用显影液进行显影；再利用反应离子干法刻蚀或缓冲氢氟酸在键合后硅片的正面及背面的二氧化硅层及氮化硅层上被曝光的部分进行刻蚀，刻蚀出多个深至露出上硅层的孔，对上硅层进行深度刻蚀直至所述孔刻穿，从而形成自由活动的弹性梁；

第九步，将键合后的硅片的正面及背面的氮化硅层及二氧化硅层去除，形成完整的测量体；

第十步，将键合后的硅片与上盖板及下盖板进行键合，形成完整的MEMS高灵敏度横向加速度计。

11.如权利要求10所述的MEMS高灵敏度横向加速度计的制造工艺，其特征在于，对所述上盖板及下盖板的加工工艺还包括：

A、在所述上盖板和所述下盖板的键合面上分别通过光刻、深度刻蚀及刻蚀各自形成一个凹陷区；

B、与所述绝缘体上外延硅硅片键合之前，对所述上盖板及所述下盖板进行清洗。

12.如权利要求10所述的MEMS高灵敏度横向加速度计的制造工艺，其特征在于，对所述上盖板及下盖板的加工工艺还包括：

A、在所述上盖板和所述下盖板的键合面上分别通过光刻、深度刻蚀及刻蚀各自形成一个凹陷区；

B、在所述凹陷区内涂覆吸附剂；

C、与所述绝缘体上外延硅硅片键合之前，对所述上盖板及所述下盖板进行清洗。