[实用新型]一种MEMS加速度计

说明书

本实用新型提供了一种MEMS加速度计，包括：基板、可动部件以及固定电极组；基板表面具有锚定区域；可动部件通过支撑梁与锚定区域连接，并悬置于基板上方，可动部件包括第一质量块和第二质量块；第一质量块的中部具有第一镂空区域，第一镂空区域为“工”形，第二质量块位于第一镂空区域中；固定电极组包括第一电极组，第一电极组固定于基板表面，位于基板与可动部件之间，并与第一质量块和第二质量块形成Z轴检测电容组，以检测沿Z轴输入的加速度。本实用新型的MEMS加速度计的两个质量块在Y轴方向上间隔设置，使得加速度计不仅可以减小应力引起的基板翘曲的影响，还可以减小质量块初始状态的偏转引起的零偏。

技术领域

本实用新型涉及微机电系统领域，更具体地说，涉及一种MEMS加速度计。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)是利用集成电路制造技术和微加工技术把微结构、微传感器、控制处理电路甚至接口、通信和电源等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统。微机电系统因其体积小、成本低、集成性好、性能优良等诸多优点已在工业，医疗，民用，军事等非常广泛的领域得到了越来越多的应用。加速度传感器作为最典型的使用微机电技术的器件，也已几乎成为各类移动终端、相机、游戏手柄、导航仪等产品的标准配置。微机电加速度计以其检测方式的不同可分为电容式、电阻式、压电式等。其中电容式加速度计因其结构简单，成本低廉，并可在低频范围内拥有较高的灵敏度和线性度等优势，成为最为流行的一类加速度计。

对于目前的三轴加速度计来说，通常会采用共享三个轴的质量块来达到减小芯片面积的目的。然而现有的三轴加速度计，常会受到以下两个干扰因素的影响，导致加速度计的零偏参数较高：一是由于制造过程或外部环境温度变化等引起的应力翘曲，即基板平面并非完全平整；二是由于制造工艺等引起的锚点偏转，从而导致MEMS结构平面与固定电极平面不平行。由于以上两个因素导致电容式加速度计的精度一直无法进一步提高，限制了电容式加速度计的应用，因此本领域技术人员致力于研发一种能够克服以上两种干扰的电容式加速度计。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种MEMS三轴加速度计，以解决目前加速度计存在的由于制造过程或外部环境温度变化等引起的应力翘曲以及由于制造工艺等引起的锚点偏转从而导致MEMS结构平面与固定电极平面不平行产生的零偏的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种MEMS加速度计，包括：基板、可动部件以及固定电极组；所述基板表面具有锚定区域；所述可动部件通过支撑梁与所述锚定区域连接，并悬置于所述基板上方，所述可动部件包括第一质量块和第二质量块；所述第一质量块的中部具有第一镂空区域，所述第一镂空区域为“工”形，所述第二质量块位于所述第一镂空区域中；所述固定电极组包括第一电极组，所述第一电极组固定于所述基板表面，位于所述基板与所述可动部件之间，并与所述第一质量块和所述第二质量块形成Z轴检测电容组，以检测沿Z轴输入的加速度，所述Z轴为垂直于所述可动部件所在平面的方向。

优选的，所述第一电极组包括至少5对固定电极对E1-E5，沿Y轴方向依次设置，其中固定电极对E1、E3、E5与所述第一质量块形成第一Z轴检测电容组，固定电极对E2、E4与所述第二质量块形成第二Z轴检测电容组，所述Y轴方向位于所述可动部件所在平面内，并与所述Z轴方向垂直。

进一步地，所述每对固定电极E1-E5分别包括沿X轴设置的两个固定电极，位于锚定区域的两侧，所述X轴与所述Y轴和所述Z轴均垂直。

可选的，所述固定电极对E2与E4分别都为一个整体电极。

优选的，所述固定电极组还包括第二电极组和第三电极组，通过锚点固定于所述基板上方，并与所述可动部件位于同一层，所述第二电极组和所述第三电极组分别与所述第一质量块形成X轴检测电容组和Y轴检测电容组。