[实用新型]惯性传感器

说明书

本申请公开了一种惯性传感器，包括：衬底；第一可动质量块，位于衬底上方；第二可动质量块，位于第一可动质量块上方；以及设置于第一可动质量块上的检测电极，该检测电极与第二可动质量块形成检测电容，在外界出现加速度时检测电容的电容变化差值是相同面积下的单层可动质量块的惯性传感器的电容变化差值的两倍，在不增加惯性传感器的面积的同时提高了惯性传感器的灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及MEMS技术领域，更具体地涉及一种惯性传感器。

背景技术

采用表面工艺制作的微机电(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)惯性传感器是以硅片为基体，通过多次薄膜淀积和图形加工制备形成三维微机械结构。常用的薄膜层材料有：多晶硅、氮化硅、二氧化硅和金属。

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，是微机电(MEMS)惯性传感器常用器件之一，加速度传感器主要应用于位置感应、位移感应或者运动状态感应等领域。

惯性传感器主要由可动质量块、固定锚点、弹性结构和固定电极等组成。其中，弹性结构的一端与固定锚点相连，另一端与可动质量块相连，固定电极与可动质量块之间形成可变电容。当外部加速度作用在可动质量块上时会形成惯性力，该惯性力会对可动质量块形成位移量，通过感应固定电极与可动质量块之间的电容变化来检测位移变化量，即可确定外部加速度的大小。惯性传感器的主要指标有：灵敏度、线性度、温度漂移以及抗冲击能力等。现有的惯性传感器提高灵敏度的方法主要是增大面积，使得在机械灵敏度小的情况下可以通过芯片来放大，这样虽然可以提高惯性传感器的灵敏度，但是增大了惯性传感器的面积，提高了制造成本。

因此有必要对现有的惯性传感器进行改进以在不增大惯性传感器的面积的同时提高惯性传感器的灵敏度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种惯性传感器，进一步提高惯性传感器的灵敏度。

根据本实用新型的一方面，提供一种惯性传感器，包括：衬底；第一可动质量块，位于所述衬底上方；第二可动质量块，位于所述第一可动质量块上方；以及设置于所述第一可动质量块上的检测电极，所述检测电极与所述第二可动质量块形成检测电容。

优选地，所述惯性传感器还包括：第一锚点，所述第一可动质量块与所述第一锚点连接；以及第二锚点，所述第二可动质量块与所述第二锚点连接。

优选地，所述惯性传感器还包括位于所述衬底上的布线层，所述第一锚点和所述第二锚点固定于所述布线层上。

优选地，所述惯性传感器还包括沿第一方向延伸的至少一个第一弹性元件和第二弹性元件，所述第一弹性元件用于连接所述第一锚点和所述第一可动质量块，所述第二弹性元件用于连接所述第二锚点和所述第二可动质量块。

优选地，所述第一锚点和所述第二锚点沿所述第一方向平行设置。

优选地，所述第一锚点和所述第二锚点沿与所述第一方向垂直的第二方向平行设置。

优选地，所述第一弹性元件的长度方向与所述第一锚点的中线重合，所述第二弹性元件的长度方向与所述第二锚点的中线重合。

优选地，所述第一可动质量块位于所述第一弹性元件的两侧的质量不相等，所述第二可动质量块位于所述第二弹性元件的两侧的质量不相等。

优选地，所述第一可动质量块位于所述第一弹性元件左侧的质量等于所述第二可动质量块位于所述第二弹性元件左侧的质量，或者所述第一可动质量块位于所述第一弹性元件右侧的质量等于所述第二可动质量块位于所述第二弹性元件右侧的质量。

优选地，所述第一质量块关于所述第一弹性元件非对称设置，所述第二质量块关于所述第二弹性元件非对称设置。

优选地，每个所述质量块的至少一侧设置有减重孔。