[发明专利]MEMS电容式加速度计及其制备方法

说明书

本发明提供一种MEMS电容式加速度计及其制备方法，包括基底、质量块、悬臂梁、第一电极层和第二电极层；所述质量块设置于所述基底的上方，且所述质量块与所述基底之间形成预设距离；所述悬臂梁倾斜设置；所述悬臂梁的第一端与所述基底固定连接，所述悬臂梁的第二端与所述质量块固定连接，且所述悬臂梁与所述基底之间形成预设夹角；所述基底朝向所述质量块的一侧设置有第一电极层，所述质量块朝向所述基底的一侧设置有与第一电极层相对应的第二电极层。本发明的一个技术效果在于，结构设计合理，有助于实现MEMS电容式加速度计的微型化设计，还有助于保证MEMS电容式加速度计安全、稳定的工作。

技术领域

本发明属于微机电技术领域，具体涉及一种MEMS电容式加速度计及其制备方法。

背景技术

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)电容式加速度计通常采用弹性梁-质量块结构，在惯性加速度作用下，弹性梁形变，质量块发生位移，质量块与临近电极板的间距改变，二者组成的电容器的电容值改变，进而将加速度信号转化为电容信号输出。MEMS电容式加速度计因其功耗低、灵敏度较高、制作工艺相对简单以及良好的可集成性成为目前中、高精度MEMS加速度计产品的主要形式。

为了追求高灵敏度的性能需求，弹性梁被设计的越来越长，从而在同等加速度下获得更大的形变，质量块的面积被设计的越来越来大，从而在同样的加速度下获得更大的电容变化量。以上两种增大灵敏度的设计，导致弹性梁-质量块结构的平面面积增大，整体尺寸增大，影响了MEMS加速度计的微型化。另外，为获得较大的输出电容变化量，通常将质量块上的电极与临近电极的间距减小，在外界加速度过大时，两块电极板可能发生静电吸合效应，加速度计无法正常工作。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种MEMS电容式加速度计及其制备方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了根据本申请的第一方面，包括：

基底；

质量块，所述质量块设置于所述基底的上方，且所述质量块与所述基底之间形成预设距离；

悬臂梁，所述悬臂梁倾斜设置；所述悬臂梁的第一端与所述基底固定连接，所述悬臂梁的第二端与所述质量块固定连接，且所述悬臂梁与所述基底之间形成预设夹角；

第一电极层和第二电极层，所述基底朝向所述质量块的一侧设置有第一电极层，所述质量块朝向所述基底的一侧设置有与第一电极层相对应的第二电极层。

可选地，MEMS电容式加速度计还包括底盘，所述底盘固定设置于所述基底，所述悬臂梁的第一端固定设置于所述底盘。

可选地，两根所述悬臂梁对称设置于所述质量块的相对两侧。

可选地，MEMS电容式加速度计还包括第一保护层；

在两根悬臂梁的第二端之间连接有第一保护层，所述第一保护层的上表面设置所述质量块；

在所述第一保护层的下表面设置所述第二电极层。

可选地，MEMS电容式加速度计还包括第二保护层；

在所述质量块的侧表面以及上表面分别覆盖所述第二保护层。

可选地，所述底盘、所述悬臂梁、所述第一保护层为一体成型。

可选地，所述预设角度为30°-60°。

根据本申请的第二方面，提供一种MEMS电容式加速度计的制备方法，用于制备上述的MEMS电容式加速度计，包括如下步骤：

步骤S100，选取N型硅片作为衬底材料，在衬底材料的第一表面形成凹槽；