專利名稱：單彈性梁叉指電容加速度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單彈性梁叉指電容加速度計，尤其是一種基于CMOS DPTMCDoublePoly Triple Metal)混合信號工藝的的單彈性梁叉指電容加速度計,屬于MEMS器件設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
慣性測量是MEMS技術(shù)的一個主要應(yīng)用方面，集成慣性傳感器有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括汽車工程，航空導(dǎo)航，消費(fèi)電子和軍事運(yùn)用等方面。如今主流的加速度檢測技術(shù)有:電容檢測技術(shù)、壓阻檢測技術(shù)以及隧道效應(yīng)電流檢測技術(shù)。由于固有的電阻熱噪聲和電阻值溫度變化的特性，基于壓阻檢測技術(shù)的加速度計測量精度較低，主要用于滿足低端市場需求。隧道效應(yīng)電流檢測技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)精度極高加速度計，但是制作隧道器件要求在尖端和電極間形成極小的間隙(〈10埃)同時要形成高壓(>10V);所以制造器件的成本很高，也很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。相比于前兩種技術(shù)，電容檢測在以下幾點(diǎn)有突出的優(yōu)勢:低的溫度系數(shù)、低功耗、良好的噪聲性能，低的制造成本以及可以和現(xiàn)有的VLSI技術(shù)兼容性。這一系列的優(yōu)勢使基于電容檢測技術(shù)加速度計有著巨大的市場潛力，也使這方面 的研究成為熱點(diǎn)。基于制造方法，微機(jī)械器件可以被劃分為兩大類:體材料加工得到的微機(jī)械器件和表面薄膜加工得到的微機(jī)械器件。體電容式加速度計相比于表面薄膜電容式加速度計有較高的靈敏度和較低的噪聲；表面微機(jī)械技術(shù)的優(yōu)勢是相對低的制造成本，同時也能容易地實(shí)現(xiàn)MEMS和信號檢測電路的單片集成。通過對比一系列MEMS工藝，發(fā)現(xiàn)CMOS MEMS工藝最容易實(shí)現(xiàn)低成本和高性能的結(jié)合。這主要是因為CMOS MEMS工藝可以使用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝線加工MEMS系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了低成本。同時該工藝允許MEMS電容和檢測電路間采用金屬互連，而且這兩個模塊可以布置的很近，這大大減小了互連寄生參數(shù)，從而保證了高精度和低噪聲性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種單彈性梁叉指電容加速度計，所述電容加速度計的靈敏度高，提高了可制造性，制造成本低。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述單彈性梁叉指電容加速度計，包括基底及基底上的結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)層包括上錨點(diǎn)、下錨點(diǎn)、第一叉指電容、第二叉指電容、第三叉指電容、第四叉指電容、左彈性梁、右彈性梁、左質(zhì)量塊、右質(zhì)量塊、連接梁、左錨點(diǎn)和右錨點(diǎn)；所述左質(zhì)量塊的左端通過左彈性梁連接左錨點(diǎn)，左質(zhì)量塊的右端通過連接梁連接右質(zhì)量塊的左端，右質(zhì)量塊的右端通過右彈性梁連接右錨點(diǎn)；所述上錨點(diǎn)靠近左質(zhì)量塊和右質(zhì)量塊的側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第一叉指電容，左質(zhì)量塊和右質(zhì)量塊的上側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第二叉指電容，上錨點(diǎn)側(cè)面的一個第一叉指電容位于兩個第二叉指電容的空隙之間，且第一叉指電容與第二叉指電容呈等距離的交錯配置；所述下錨點(diǎn)靠近左質(zhì)量塊和右質(zhì)量塊的側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第三叉指電容，左質(zhì)量塊和右質(zhì)量塊的下側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第四叉指電容，下錨點(diǎn)側(cè)面的一個第三叉指電容位于兩個第四叉指電容的空隙之間，且第三叉指電容與第四叉指電容呈等距離的交錯配置；其特征是:所述第一叉指電容、第二叉指電容、第三叉指電容、第四叉指電容、左彈性梁、右彈性梁、左質(zhì)量塊、右質(zhì)量塊和連接梁的結(jié)構(gòu)為垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)，該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層、第一金屬鋁圖層、第二 SiO2圖層、第二金屬鋁圖層、第三SiO2圖層、第三金屬鋁圖層和鈍化層，第一金屬鋁圖層和第二金屬鋁圖層由設(shè)置在第二 SiO2圖層中的第一鎢塞連接，第二金屬鋁圖層和第三金屬鋁圖層由設(shè)置在第三SiO2圖層中的第二鎢塞連接；在該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個垂直于基底的側(cè)墻，側(cè)墻由鈍化層的上表面延伸至基底的上表面，在該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)下部的基底上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)。所述上錨點(diǎn)、下錨點(diǎn)、左錨點(diǎn)和右錨點(diǎn)的中部為凹陷部，凹陷部的四周為凸出部；所述凸出部的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層、第一金屬鋁圖層、第二 SiO2圖層、第二金屬鋁圖層、第三SiO2圖層、第三金屬鋁圖層和鈍化層，第一金屬鋁圖層和第二金屬鋁圖層由設(shè)置在第二 SiO2圖層中的第一鎢塞連接，第二金屬鋁圖層和第三金屬鋁圖層由設(shè)置在第三SiO2圖層中的第二鎢塞連接；所述凹陷部的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層、第一金屬鋁圖層、第二 SiO2圖層、第二金屬鋁圖層和第三SiO2圖層，第一金屬鋁圖層和第二金屬鋁圖層由設(shè)置在第二 SiO2圖層中的第一鎢塞連接。所述懸空結(jié)構(gòu)在寬度方向上由基底的一側(cè)向基底的另一側(cè)延伸，且懸空結(jié)構(gòu)的寬度小于基底的寬度；所述懸空結(jié)構(gòu)在高度方向上由基底的上表面向基底的下表面延伸，且懸空結(jié)構(gòu)的高度小于基底的高度。所述的基底為娃基底。所述上錨點(diǎn)側(cè)面的兩個第一叉指電容之間的距離為f2ym，第一叉指電容的長度為8(Γ100 μ m;所述下錨點(diǎn)側(cè)面的兩個第三叉指電容之間的距離為1 2μπι，第三叉指電容的長度為8(Γ100 μ m ;所述左質(zhì)量塊和右質(zhì)量塊上側(cè)面的兩個第二叉指電容之間的距離為Γ2 μ m,第二叉指電容的長度為8(Γ100 μ m ;所述左質(zhì)量塊和右質(zhì)量塊下側(cè)面的兩個第四叉指電容之間的距離為廣2 μ m，第四叉指電容的長度為8(Γ100 μ m。所述第一叉指電容與第二叉指電容相交長度為4(Γ70 μ m，所述第三叉指電容與第四叉指電容相交長度為4(Γ70 μ m。所述左彈性梁和右彈性梁的長度均為1(Γ80 μ m,寬度為I飛μ m。所述左質(zhì)量塊和右質(zhì)量塊的寬度為8(Γ200 μ m,長度為6(Γ 00 μ m。所述連接梁的寬度為1(Γ50μηι,長度為3 ΙΟμπι。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明所述的單彈性梁叉指電容加速度計的微機(jī)械結(jié)構(gòu)和檢測電路間使用金屬進(jìn)行互連，相比于在多晶表面MEMS加速度計中用多晶硅做互連線，金屬互連線的電阻很小，極大的減小了互連線的電阻熱噪聲，提高了加速度計的靈敏度；(2)因為在微結(jié)構(gòu)懸空結(jié)構(gòu)下有比較大的空隙層而且接口電阻可以淀積置在離CMOSMEMS加速度計很近的位置所以互連線產(chǎn)生的寄生電容也比多晶硅MEMS加速度計中的寄生電容小很多，而且本發(fā)明所述加速度計的微機(jī)械結(jié)構(gòu)中包含多個金屬層，這就使得更加復(fù)雜、靈活的淀積線連接成為可能，而 用多晶娃加工的表面MEMS加速度計由于使用同質(zhì)材料很難實(shí)現(xiàn)這些復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)；(3)不需要額外的掩膜和特殊的加工步驟，本發(fā)明所述加速度計的制造成本低，整個工藝流程可在幾小時內(nèi)完成；(4)本發(fā)明所述加速度計的總體性能和可制造性高。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖疒圖12為本發(fā)明的制造工藝流程圖，其中:
圖2為得到第一 SiO2圖層的示意圖。圖3為得到第一金屬鋁圖層的示意圖。圖4為得到第二 SiO2圖層的示意圖。圖5為在第二 SiO2圖層中填充第一鎢塞的示意圖。圖6為得到第二金屬鋁圖層的示意圖。圖7為得到第三SiO2圖層的示意圖。圖8為在第三SiO2圖層中填充第二鎢塞的示意圖。圖9為得到第三金屬鋁圖層的示意圖。圖10為得到鈍化層的示意圖。圖11為得到側(cè)墻后的示意圖。

圖12為得到懸空結(jié)構(gòu)后的示意圖。圖13為左錨點(diǎn)、右錨點(diǎn)、上錨點(diǎn)和下錨點(diǎn)的剖視圖。圖14為淀積第一金屬鋁圖層、第二金屬鋁圖層和第三金屬鋁圖層的掩膜版的示意圖。圖15為在第二 SiO2圖層和第三SiO2圖層上做通孔的掩膜版的示意圖。圖中的序號為:上錨點(diǎn)1-1、下錨點(diǎn)1-2、第一叉指電容2-1、第二叉指電容2_2、第三叉指電容2-3、第四叉指電容2-4、左彈性梁3-1、右彈性梁3-2、左質(zhì)量塊4_1、右質(zhì)量塊4-2、連接梁5、左錨點(diǎn)6-1、右錨點(diǎn)6-2、基底7、第一 SiO2圖層8、第一金屬鋁圖層9、第二 SiO2圖層10、第一鎢塞11、第二金屬鋁圖層12、第三SiO2圖層13、第二鎢塞14、第三金屬鋁圖層15、鈍化層16、側(cè)墻17、懸空結(jié)構(gòu)18、凹陷部19、凸出部20。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明所述單彈性梁叉指電容加速度計包括基底7及基底7上的結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)層包括上錨點(diǎn)1-1、下錨點(diǎn)1-2、第一叉指電容2-1、第二叉指電容2-2、第三叉指電容2-3、第四叉指電容2-4、左彈性梁3-1、右彈性梁3-2、左質(zhì)量塊4_1、右質(zhì)量塊4_2、連接梁5、左錨點(diǎn)6-1和右錨點(diǎn)6-2，上錨點(diǎn)1-1和下錨點(diǎn)1-2均為沿左右方向延伸的長方塊，左錨點(diǎn)6-1和右錨點(diǎn)6-2呈方塊狀；所述左質(zhì)量塊4-1的左端通過左彈性梁3-1連接左錨點(diǎn)6-1，左質(zhì)量塊4-2的右端通過連接梁5連接右質(zhì)量塊4-2的左端，右質(zhì)量塊4-2的右端通過右彈性梁3-2連接右錨點(diǎn)6-2 ;所述左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2由連接梁5連接，可以一定程度上避免釋放時多層結(jié)構(gòu)中殘留的應(yīng)力在質(zhì)量塊伸展方向上存在變化梯度引起的彎曲，影響叉指電容結(jié)構(gòu)總電容量下降的問題；所述左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2可分成若干部分，每部分之間均由連接梁5連接；如圖1所示，所述上錨點(diǎn)1-1靠近左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2的側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第一叉指電容2-1，左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2的上側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第二叉指電容2-2，上錨點(diǎn)1-1側(cè)面的一個第一叉指電容2-1位于兩個第二叉指電容2-2的空隙之間，且第一叉指電容2-1與第二叉指電容2-2呈等距離的交錯配置；
如圖1所示，所述下錨點(diǎn)1-2靠近左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2的側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第三叉指電容2-3，左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2的下側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第四叉指電容2-4，下錨點(diǎn)1-2側(cè)面的一個第三叉指電容2-3位于兩個第四叉指電容2-4的空隙之間，且第三叉指電容2-3與第四叉指電容2-4呈等距離的交錯配置；
所述上錨點(diǎn)1-1側(cè)面的兩個第一叉指電容2-1之間的距離為f2ym，第一叉指電容2-1的長度為8(Γ 00μ m ;所述下錨點(diǎn)1-2側(cè)面的兩個第三叉指電容2_3之間的距離為Γ2 μ m，第三叉指電容2-3的長度為8(Γ100 μ m ;所述左質(zhì)量塊4_1和右質(zhì)量塊4_2上側(cè)面的兩個第二叉指電容2-2之間的距離為f 2 μ m,第二叉指電容2-2的長度為8(Γ 00 μ m ;所述左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2下側(cè)面的兩個第四叉指電容2-4之間的距離為f 2 μ m，第四叉指電容2-4的長度為8(Γ100 μ m ；
所述第一叉指電容2-1與第二叉指電容2-2相交長度為4(Γ70 μ m，所述第三叉指電容2-2與第四叉指電容2-4相交長度為4(Γ70 μ m ；
所述左彈性梁3-1和右彈性梁3-2的長度均為1(Γ80 μ m,寬度為I飛μ m ;
所述左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2的寬度為8(Γ200 μ m,長度為6(Γ 00 μ m ；
所述連接梁5的寬度為1(Γ50 μ m,長度為3 10 μ m ；
工作的時候左質(zhì)量塊4-1和右質(zhì)量塊4-2連接的第二叉指電容2-2和第四叉指電容2-4與上錨點(diǎn)1-1和下錨點(diǎn)1-2連接的第一叉指電容2-1和第三叉指電容2-3在彈性梁的作用下相互作用，通過總電容量的改變來改變輸出電信號，從而得到所測加速度；
其中，所述的基底7為硅基底；
其中，所述第一叉指電容2-1、第二叉指電容2-2、第三叉指電容2-3、第四叉指電容2-4、左彈性梁3-1、右彈性梁3-2、左質(zhì)量塊4-1、右質(zhì)量塊4_2和連接梁5的結(jié)構(gòu)為垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)，如圖12所不，該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層8、第一金屬鋁圖層9、第二 SiO2圖層10、第二金屬鋁圖層12、第三SiO2圖層13、第三金屬鋁圖層15和鈍化層16，第一金屬鋁圖層9和第二金屬鋁圖層12由設(shè)置在第二 SiO2圖層10中的第一鎢塞11連接，第二金屬鋁圖層12和第三金屬鋁圖層15由設(shè)置在第三SiO2圖層13中的第二鎢塞14連接；在該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個垂直于基底7的側(cè)墻17，側(cè)墻17由鈍化層16的上表面延伸至基底7的上表面，在該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)下部的基底7上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)18 ;所述懸空結(jié)構(gòu)18在寬度方向上由基底7的一側(cè)向基底7的另一側(cè)延伸，且懸空結(jié)構(gòu)18的寬度小于基底7的寬度；所述懸空結(jié)構(gòu)18在高度方向上由基底7的上表面向基底7的下表面延伸，且懸空結(jié)構(gòu)18的高度小于基底7的高度；
如圖13所示，所述上錨點(diǎn)1-1、下錨點(diǎn)1-2、左錨點(diǎn)6-1和右錨點(diǎn)6-2的中部為凹陷部19，凹陷部19的四周為凸出部20 ;所述凸出部20的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層
8、第一金屬鋁圖層9、第二 SiO2圖層10、第二金屬鋁圖層12、第三SiO2圖層13、第三金屬鋁圖層15和鈍化層1 6，第一金屬鋁圖層9和第二金屬鋁圖層12由設(shè)置在第二 SiO2圖層10中的第一鎢塞11連接，第二金屬鋁圖層12和第三金屬鋁圖層15由設(shè)置在第三SiO2圖層13中的第二鎢塞14連接；所述凹陷部19的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層8、第一金屬鋁圖層9、第二 SiO2圖層10、第二金屬鋁圖層12和第三SiO2圖層13，第一金屬鋁圖層9和第二金屬鋁圖層12由設(shè)置在第二 SiO2圖層10中的第一鎢塞11連接。制備上述單彈性梁叉指電容加速度計的方法，采用以下工藝步驟:
第一步:如圖2所示，在硅基底7上淀積SiO2介質(zhì)，得到第一 SiO2圖層8 ；
第二步:如圖3所示，在第一 SiO2圖層8上根據(jù)工藝規(guī)則和器件需求選擇如圖14所示的掩膜版淀積得到第一金屬鋁圖層9，第一 SiO2圖層8和第一金屬鋁圖層9無電學(xué)相關(guān)；在掩膜版上設(shè)置釋放孔，第一金屬鋁圖層9上通過掩膜版形成釋放孔，為后續(xù)器件釋放作準(zhǔn)備;
第三步:如圖4所示，在第一金屬鋁圖層9上淀積SiO2介質(zhì)，得到第二 SiO2圖層10 ；第四步:如圖5所示，在第二 SiO2圖層10上根據(jù)工藝規(guī)則和器件需求選擇如圖15所示的掩膜版做通孔，并在通孔中填充第一鎢塞11，第一鎢塞11用于連接第一金屬鋁圖層9和第二金屬鋁圖層12 ；
第五步:如圖6所示，在第二 SiO2圖層10上根據(jù)工藝規(guī)則和器件需求選擇如圖14所示的掩膜版淀積得到第二金屬鋁圖層12，第一金屬鋁圖層9和第二金屬鋁圖層12通過第一鎢塞11相連；在掩膜版上設(shè)置釋放孔，第二金屬鋁圖層12上通過掩膜版形成釋放孔，為后續(xù)器件釋放作準(zhǔn)備；
第六步:如圖7所示，在第二金屬鋁圖層12上淀積SiO2介質(zhì)，得到第三SiO2圖層13 ；第七步:如圖8所示，在第三SiO2圖層13上根據(jù)工藝規(guī)則和器件需求選擇如圖15所示的掩膜版做通孔，并在通孔中填充第二鎢塞14，第二鎢塞14用于連接第二金屬鋁圖層12和第三金屬鋁圖層15 ；` 第八步:如圖9所示，在第三SiO2圖層13上根據(jù)工藝規(guī)則和器件需求選擇如圖15所示掩膜版淀積得到第三金屬鋁圖層15，第三金屬鋁圖層15與第二金屬鋁圖層12通過第二鎢塞14連接；在掩膜版上設(shè)置釋放孔，第三金屬鋁圖層15上通過掩膜版形成釋放孔，為后續(xù)器件釋放作準(zhǔn)備；
第九步:如圖10所示，選擇如圖18所示的掩膜版在第三金屬鋁圖層15上表面形成鈍化層16，鈍化層16的掩膜版設(shè)置釋放孔，為后續(xù)器件釋放作準(zhǔn)備；
第十步:利用第三金屬鋁圖層15做掩膜版在CMOS工藝后添加兩步干法刻蝕來釋放微機(jī)械結(jié)構(gòu)；如圖11所示，利用第三金屬鋁圖層15作掩膜版進(jìn)行干法刻蝕，具體為采用CHF3和He混合氣體進(jìn)行各向異性反應(yīng)離子刻蝕除去沒有金屬鋁覆蓋的SiO2介質(zhì)直到到達(dá)硅基底，形成垂直于硅基底的側(cè)墻17 ；
第十一步:如圖12所示，使用He和O2混合氣體進(jìn)行各向同性離子刻蝕，以去除微結(jié)構(gòu)梁下的Si來釋放相應(yīng)的微結(jié)構(gòu)，從而在硅基底上形成懸空結(jié)構(gòu)18。
權(quán)利要求
1.一種單彈性梁叉指電容加速度計，包括基底(7)及基底(7)上的結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)層包括上錨點(diǎn)(1-1)、下錨點(diǎn)(1-2)、第一叉指電容(2-1)、第二叉指電容(2-2)、第三叉指電容(2-3)、第四叉指電容(2-4)、左彈性梁(3-1)、右彈性梁(3-2)、左質(zhì)量塊(4-1)、右質(zhì)量塊(4-2)、連接梁(5)、左錨點(diǎn)(6-1)和右錨點(diǎn)(6-2);所述左質(zhì)量塊(4-1)的左端通過左彈性梁(3-1)連接左錨點(diǎn)(6-1)，左質(zhì)量塊(4-2)的右端通過連接梁(5)連接右質(zhì)量塊(4-2)的左端，右質(zhì)量塊(4-2)的右端通過右彈性梁(3-2)連接右錨點(diǎn)(6-2);所述上錨點(diǎn)(1-1)靠近左質(zhì)量塊(4-1)和右質(zhì)量塊(4-2)的側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第一叉指電容(2-1)，左質(zhì)量塊(4-1)和右質(zhì)量塊(4-2)的上側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第二叉指電容(2-2)，上錨點(diǎn)(1-1)側(cè)面的一個第一叉指電容(2-1)位于兩個第二叉指電容(2-2)的空隙之間，且第一叉指電容(2-1)與第二叉指電容(2-2)呈等距離的交錯配置；所述下錨點(diǎn)(1-2)靠近左質(zhì)量塊(4-1)和右質(zhì)量塊(4-2)的側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第三叉指電容(2-3)，左質(zhì)量塊(4-1)和右質(zhì)量塊(4-2)的下側(cè)面上設(shè)有梳齒狀排列的第四叉指電容(2-4)，下錨點(diǎn)(1-2)側(cè)面的一個第三叉指電容(2-3)位于兩個第四叉指電容(2-4)的空隙之間，且第三叉指電容(2-3)與第四叉指電容(2-4)呈等距離的交錯配置；其特征是:所述第一叉指電容(2-1)、第二叉指電容(2-2)、第三叉指電容(2-3)、第四叉指電容(2-4)、左彈性梁(3-1)、右彈性梁(3-2)、左質(zhì)量塊(4-1)、右質(zhì)量塊(4-2)和連接梁(5)的結(jié)構(gòu)為垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)，該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層(8)、第一金屬鋁圖層(9)、第二 SiO2圖層(10)、第二金屬鋁圖層(12)、第三SiO2圖層(13)、第三金屬鋁圖層(15)和鈍化層(16)，第一金屬鋁圖層(9)和第二金屬 鋁圖層(12)由設(shè)置在第二 SiO2圖層(10)中的第一鎢塞(11)連接，第二金屬鋁圖層(12)和第三金屬鋁圖層(15)由設(shè)置在第三SiO2圖層(13)中的第二鎢塞(14)連接；在該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)上設(shè)置多個垂直于基底(7)的側(cè)墻(17)，側(cè)墻(17)由鈍化層(16)的上表面延伸至基底(7)的上表面，在該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)下部的基底(7)上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的單彈性梁叉指電容加速度計，其特征是:所述上錨點(diǎn)(1-1)、下錨點(diǎn)(1-2)、左錨點(diǎn)(6-1)和右錨點(diǎn)(6-2)的中部為凹陷部(19)，凹陷部(19)的四周為凸出部(20);所述凸出部(20)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層(8)、第一金屬鋁圖層(9)、第二 SiO2圖層(10)、第二金屬鋁圖層(12)、第三SiO2圖層(13)、第三金屬鋁圖層(15)和鈍化層(16)，第一金屬鋁圖層(9)和第二金屬鋁圖層(12)由設(shè)置在第二 SiO2圖層(10)中的第一鎢塞(11)連接，第二金屬鋁圖層(12)和第三金屬鋁圖層(15)由設(shè)置在第三SiO2圖層(13)中的第二鎢塞(14)連接；所述凹陷部(19)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一 SiO2圖層(8)、第一金屬鋁圖層(9)、第二 SiO2圖層(10)、第二金屬鋁圖層(12)和第三SiO2圖層(13)，第一金屬鋁圖層(9)和第二金屬鋁圖層(12)由設(shè)置在第二 SiO2圖層(10)中的第一鎢塞(11)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的單彈性梁叉指電容加速度計，其特征是:所述懸空結(jié)構(gòu)(18)在寬度方向上由基底(7)的一側(cè)向基底(7)的另一側(cè)延伸，且懸空結(jié)構(gòu)(18)的寬度小于基底(7)的寬度；所述懸空結(jié)構(gòu)(18)在高度方向上由基底(7)的上表面向基底(7)的下表面延伸，且懸空結(jié)構(gòu)(18)的高度小于基底(7)的高度。
4.如權(quán)利要求1所述的單彈性梁叉指電容加速度計，其特征是:所述的基底(7)為硅基。
5.如權(quán)利要求1所述的單彈性梁叉指電容加速度計，其特征是:所述上錨點(diǎn)(1-1)側(cè)面的兩個第一叉指電容(2-1)之間的距離為f2ym，第一叉指電容(2-1)的長度為8(Γ100 μ m ;所述下錨點(diǎn)(1-2)側(cè)面的兩個第三叉指電容(2-3)之間的距離為f 2 μ m,第三叉指電容(2-3)的長度為8(Γ100 μ m;所述左質(zhì)量塊(4-1)和右質(zhì)量塊(4-2)上側(cè)面的兩個第二叉指電容(2-2)之間的距離為f 2 μ m，第二叉指電容(2-2)的長度為8(Γ 00 μ m ;所述左質(zhì)量塊(4-1)和右質(zhì)量塊(4-2)下側(cè)面的兩個第四叉指電容(2-4)之間的距離為1 2μπι，第四叉指電容(2-4)的長度為8(Γ 00μπι。
6.如權(quán)利要求1所述的單彈性梁叉指電容加速度計，其特征是:所述第一叉指電容(2-1)與第二叉指電容(2-2)相交長度為4(Γ70 μ m，所述第三叉指電容(2-2)與第四叉指電容(2-4)相交長度為4(Γ70μπι。
7.如權(quán)利要求1所述的單彈性梁叉指電容加速度計，其特征是:所述左彈性梁(3-1)和右彈性梁(3-2)的長度均為1(Γ80μπι，寬度為I 6μπι。
8.如權(quán)利要求1所述的單彈性梁叉指電容加速度計，其特征是:所述左質(zhì)量塊(4-1)和右質(zhì)量塊(4-2)的寬度為8(Γ200μπι，長度為6(Γ 00μπι。
9.如權(quán)利要求1所述的單彈性梁叉指電 容加速度計，其特征是:所述連接梁(5)的寬度為10 50 μ m,長度為3 10 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單彈性梁叉指電容加速度計，包括基底及基底上的上下錨點(diǎn)、叉指電容、彈性梁、質(zhì)量塊、連接梁和左右錨點(diǎn)；其特征是所述叉指電容、彈性梁、質(zhì)量塊和連接梁的結(jié)構(gòu)為垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)，該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一SiO2圖層、第一金屬鋁圖層、第二SiO2圖層、第二金屬鋁圖層、第三SiO2圖層、第三金屬鋁圖層和鈍化層，第一金屬鋁圖層和第二金屬鋁圖層由設(shè)置在第二SiO2圖層中的第一鎢塞連接，第二金屬鋁圖層和第三金屬鋁圖層由設(shè)置在第三SiO2圖層中的第二鎢塞連接；在該垂直沉積疊加結(jié)構(gòu)上設(shè)置側(cè)墻，側(cè)墻由鈍化層上表面延伸至基底上表面，在基底上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述電容加速度計的靈敏度高，提高了可制造性，制造成本低。
文檔編號B81C1/00GK103235156SQ20131017471
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者薛惠瓊, 王瑋冰, 田龍坤 申請人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心