[发明专利]嵌入横向可动电极的微惯性传感器

摘要

本发明涉及一种嵌入横向可动电极的微惯性传感器。现有的传感器的噪声大、稳定性差，量程和带宽小。本发明包括第一基板及其上表面的检测用交叉梳齿状固定对电极、固定于第一基板上的敏感器锚点、固定质量块锚点、第二基板的悬于第一基板上方的条形敏感器质量块、将敏感器锚点和条形敏感器质量块相连的U形敏感器支撑梁、外侧连接梳形可动电极的双栅形振子对、将条形敏感器质量块和双栅形振子对相连的U形敏感器连接梁、固定质量块上的梳形固定电极、敏感器外部引出电极、电绝缘层、驱动导线和驱动导线引出电极。本发明的微惯性传感器结构新颖，分辨率和灵敏度高。

主权项

嵌入横向可动电极的微惯性传感器，包括第一基板及其上表面的检测用交叉梳齿状固定对电极、固定于第一基板上的敏感器锚点、固定质量块锚点、第二基板的悬于第一基板上方的条形敏感器质量块、将敏感器锚点和条形敏感器质量块相连的U形敏感器支撑梁、外侧连接梳形可动电极的双栅形振子对、将条形敏感器质量块和双栅形振子对相连的U形敏感器连接梁、固定质量块上的梳形固定电极、敏感器外部引出电极、电绝缘层、驱动导线和驱动导线引出电极，其特征在于：所述的条形敏感器质量块位于第二基板中心，条形敏感器质量块由矩形块和条形敏感器质量块矩形凸起组成，沿着条形敏感器质量块的横向中心线对称设置有条形敏感器质量块矩形凸起；所述的双栅形振子对包含两个敏感器栅质量块，敏感器栅质量块分别位于条形敏感器质量块的两侧，每个敏感器栅质量块由纵向等间距、横向平行的栅形电极、连接栅形电极的边框以及敏感器栅质量块矩形凸起组成；敏感器栅质量块的纵向长度和条形敏感器质量块的纵向长度相同；敏感器栅质量块矩形凸起和条形敏感器质量块矩形凸起相对，形成电容调整间隙；每个敏感器栅质量块和条形敏感器质量块之间通过两根U形敏感器连接梁相连，该两根U形敏感器连接梁沿着条形敏感器质量块的横向中心线对称设置，该两根U形敏感器连接梁沿着条形敏感器质量块的纵向中心线与位于条形敏感器质量块另一侧的另两根U形敏感器连接梁对称设置；所述的每根U形敏感器连接梁始于敏感器栅质量块的边框的一角，终于矩形块的对应角，其U形底部靠近条形敏感器质量块的横向中心线；所述的梳形可动电极由n个等间距的梳形可动电极梳齿和连接梳形可动电极梳齿的梳形可动电极矩形条组成，n≥1，梳形可动电极梳齿与梳形可动电极矩形条垂直设置，梳形可动电极矩形条与敏感器栅质量块侧边垂直设置；m条梳形可动电极平行设置组成一组硅条组，m≥2；每个敏感器栅质量块边框外侧分别对应设置两组硅条组；敏感器栅质量块边框外侧每组的梳形可动电极沿条形敏感器质量块的横向中心线对称设置；边框两侧硅条组中的梳形可动电极沿条形敏感器质量块的纵向中心线对称设置；所述的敏感器锚点沿条形敏感器质量块的纵向中心线分别设置在条形敏感器质量块的两端，并通过U形敏感器支撑梁与条形敏感器质量块连接，敏感器外部引出电极设置在敏感器锚点上；所述的固定质量块包括固定质量块锚点和m条梳形固定电极，所述的固定质量块锚点将固定质量块固定于第一基板上，每个固定质量块与每组硅条组对应设置；所述的梳形固定电极由n个等间距的梳形固定电极梳齿和连接n个梳形固定电极梳齿的梳形固定电极矩形条组成；梳形固定电极和硅条组中的梳形可动电极位置相对，梳形固定电极梳齿与梳形可动电极梳齿对应交叉设置；所述的驱动导线共有两根，分别纵向设置于相应的敏感器栅质量块的内侧边框上，每根驱动导线的一端通过沿对应的U形敏感器连接梁、矩形块边角端和U形敏感器支撑梁上所铺设的金属导线与对应的驱动导线引出电极连接；在驱动导线、金属导线、矩形块边角端和敏感器栅质量块上的金属连接线、驱动导线引出电极组成的金属层与敏感器栅质量块对应部分之间设置有电绝缘层；所述的电容调整间隙比对应梳形可动电极和梳形固定电极上的对应梳齿间的横向间距小一微米以上；所述的检测用交叉梳齿状固定对电极有两组，每一组分别由相对交叉的梳齿电极和引出电极组成，各相邻梳齿电极间的间隙大于等于一微米，交叉的梳齿电极对应组成梳齿电极对；所述的栅形电极位于对应的梳齿电极对的正上方。