[发明专利]单芯片硅集成三轴高频宽高冲击加速度计及其制作方法

摘要

本发明提供一种单芯片硅集成三轴高频宽高冲击加速度计及其制作方法。通过使用一对质量块、第一直拉直压梁、第二直拉直压梁、第一连接板及第二连接板的组合作为Z轴微机械敏感结构单元，将垂直表面Z轴加速度引起的结构形变转化为易于检测的表面内直拉直压梁的拉压，解决了目前垂直表面Z轴加速计不能同时获得高灵敏度及高谐振频率这一问题。综合考虑晶向对各向异性腐蚀、压阻系数等影响，优化结构布局，实现了小芯片上三轴高频宽高冲击加速度计的集成。提供了一套可靠的制作方法，使加速度计同时具备工艺简单、制造成本低廉、芯片尺寸小、结构强度高、适于批量生产等优势。

主权项

1.一种单芯片硅集成三轴高频宽高冲击加速度计，其特征在于，包括：(111)单晶硅基底及Z轴微机械敏感结构单元；其中，所述Z轴微机械敏感结构单元包括：两块平行分布的质量块、第一直拉直压梁、第二直拉直压梁、第一连接板及第二连接板；所述质量块嵌入在所述(111)单晶硅基底内，所述质量块外侧的侧面与所述(111)单晶硅基底之间及所述质量块相邻的侧面之间均设有第一深槽，所述质量块之间通过所述第一连接板相连接，所述质量块的外侧通过所述第二连接板与所述(111)单晶硅基底相连接；所述第一直拉直压梁位于所述两块质量块之间，且所述第一直拉直压梁横跨所述质量块之间的所述第一深槽，所述第一直拉直压梁两端分别与所述两块质量块相连接；所述第二直拉直压梁位于所述两块质量块外侧，且所述第二直拉直压梁横跨所述质量块外侧的所述第一深槽，一端与所述质量块相连接，另一端与所述(111)单晶硅基底相连接。