[发明专利]一种变间距的电容式加速度传感器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种变间距的电容式加速度传感器及其制备方法，具体是一种基于MEMS微加工技术的变间距的电容式加速度传感器，利用惯性质量块在外加加速度的作用下与检测电极间的间隙发生改变从而引起等效电容的变化来测定加速度。该发明与集成电路工艺兼容，可以集成信号处理电路，有较高的灵敏度，受环境影响小。通过在硅衬底不同部位进行离子注入形成PN结，利用PN结的单向导电性，实现加速度传感器敏感电容结构动齿与定齿之间的衬底电隔离，防止双向导电，制作工艺简单，可以降低成本，稳定性能好。

主权项

1.一种变间距的电容式加速度传感器，其特征在于：以单晶硅作为衬底，通过单晶硅外延封腔工艺形成密封腔体结构；在密封腔体上部和四周分别注入离子，实现加速度传感器敏感电容结构动齿与定齿之间的衬底电隔离；通过溅射，光刻、腐蚀及溅射金属工艺，在单晶硅衬底上设置有金属焊盘和引线；通过光刻和ICP硅刻蚀释放整个结构，形成悬浮单晶硅质量块，在传感器做加速或减速运动时，悬浮单晶硅质量块可自由移动；在衬底上注入离子，形成N型半导体和P型半导体；通过离子注入工艺，使得加速度传感器敏感电容结构动齿与定齿的半导体类型与硅衬底类型不同；在硅衬底与硅加速度传感器敏感电容结构形成的PN结上施加反向偏置电压，从而使得衬底、加速度传感器敏感电容结构动齿及定齿三者之间形成衬底电隔离；通过光刻和ICP硅刻蚀释放整个结构，形成加速度传感器敏感电容结构，包括锚区、定齿、动齿及悬臂梁，动齿与悬臂梁相连接，均由锚区支撑并固定在硅衬底上，当传感器经过加速或减速度运动时，悬臂梁及其上的动齿由于惯性与定齿直接产生相对运动，导致定齿与动齿间的电容交叠面积发生变化，从而使得其电容值发生相应变化；通过检测距定齿与动齿间电容值的大小推导出传感器所处环境加速度值的大小。