本發(fā)明涉及微電子機(jī)械系統(tǒng)(mems)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器及其制作方法。

背景技術(shù)：

微加速度傳感器以其體積小、重量輕、功耗小、成本低、易集成等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于各種不同領(lǐng)域，其發(fā)展十分迅速。為了適應(yīng)不同領(lǐng)域測量條件的限制，微加速度傳感器的類型也多種多樣，但由于電容式微加速度傳感器具有靈敏度高、低噪聲、動態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，一直都是研究的最主要方向。

高性能的微加速度傳感器多采用三層或四層硅片鍵合在一起的三明治差分電容式結(jié)構(gòu)，主要包括鍵合在一起的上電極蓋板、中間電極和下電極蓋板，通過差分電容的變化檢測外界輸入加速度的大小。其中，中間電極通常采用雙層硅片鍵合的方法形成雙面對稱的彈性梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)(例如美國專利us005652384a)，其工藝可以采用koh濕法腐蝕結(jié)合干法刻蝕釋放的方法?？刹捎玫墓に嚵鞒虨椋菏紫炔捎胟oh濕法腐蝕的方法分別腐蝕兩片硅片到剩余梁的厚度，然后將兩片硅片背靠背方式鍵合起來，之后用干法刻蝕方法從正反兩面刻蝕并釋放彈性梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)。這類雙層硅片鍵合的方法工藝非常復(fù)雜，制作成本相對較高；最關(guān)鍵的問題是，兩片硅片用koh腐蝕的方法很難控制到剩余梁的厚度完全相同，工藝繁瑣，很難保證彈性梁厚度的高度一致性，從而影響器件性能；另外，兩片硅片在對準(zhǔn)鍵合的過程中也會產(chǎn)生一定的偏移。此外，目前也有采用單硅片形成直梁結(jié)構(gòu)的中間電極，但制作過程中需要進(jìn)行摻雜，將導(dǎo)致直梁應(yīng)力較大，在實(shí)際測量中容易發(fā)生形變，穩(wěn)定性較差，從而降低測量精度。

因此，如何改進(jìn)微加速度傳感器及其制作方法，以改善上述缺陷，是亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中雙層硅片鍵合形成中間電極時，工藝復(fù)雜、成本高，難以控制彈性梁厚度的一致性，及鍵合時兩片硅片發(fā)生偏移的問題，以及單硅片中間電極所具有的直梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致測量精度低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器的制作方法，其中，所述單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器的制作方法至少包括如下步驟：

提供一上硅片、一下硅片，采用所述上硅片和所述下硅片分別制作上電極蓋板和下電極蓋板；

提供一中間硅片，于所述中間硅片的上表面和下表面預(yù)先形成未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，然后釋放所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，從而形成帶有所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的中間電極；其中，所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)至少包括位于所述中間電極中間的質(zhì)量塊，與所述質(zhì)量塊連接的八根折疊梁，八根折疊彈性梁對稱分布在所述質(zhì)量塊的上、下兩面邊緣；

將所述上電極蓋板的下表面和所述下電極蓋板的上表面分別與所述中間電極的上表面和下表面對準(zhǔn)并鍵合在一起，從而形成三層鍵合的差分電容式結(jié)構(gòu)；

于所述上電極蓋板上形成中間電極引線濺射槽，以引出所述中間電極；

于所述上電極蓋板上表面的選定區(qū)域、所述中間電極引線濺射槽內(nèi)及所述下電極蓋板下表面的選定區(qū)域形成焊盤。

優(yōu)選地，采用所述上硅片和所述下硅片分別制作上電極蓋板和下電極蓋板，具體方法為：

分別對所述上硅片和所述下硅片進(jìn)行氧化、光刻及腐蝕工藝，在所述上硅片的下表面和所述下硅片的上表面形成第一氧化層掩膜；

通過所述第一氧化層掩膜對所述上硅片和所述下硅片進(jìn)行腐蝕工藝，在所述上硅片的下表面和所述下硅片的上表面形成位于中間區(qū)域的若干個阻尼槽、圍繞在所述阻尼槽四周的隔離槽以及位于所述隔離槽一側(cè)的絕緣槽，其中，各個槽的深度等于腐蝕的深度；

去除所述第一氧化層掩膜；

分別對所述上硅片和所述下硅片再次進(jìn)行氧化、光刻及腐蝕工藝，在所述上硅片的下表面和所述下硅片的上表面形成第二氧化層掩膜；其中，圍繞在所述隔離槽四周及位于所述絕緣槽內(nèi)的部分第二氧化層掩膜用于形成絕緣層，剩余部分的第二氧化層掩膜用于形成限位凸點(diǎn)，其中，剩余部分的第二氧化層掩膜的厚度等于所述限位凸點(diǎn)的高度；

對所述上硅片和所述下硅片再次進(jìn)行光刻及腐蝕工藝，在所述上硅片的下表面和所述下硅片的上表面上形成圍繞在所述隔離槽四周及位于所述絕緣槽內(nèi)的絕緣層、位于中間區(qū)域的電容間隙以及位于所述電容間隙內(nèi)的限位凸點(diǎn)，最終得到所述上電極蓋板和所述下電極蓋板，其中，所述電容間隙的高度等于所述絕緣層的厚度。

優(yōu)選地，于所述中間硅片的上表面和下表面預(yù)先形成未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，然后釋放所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，從而形成帶有所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的中間電極，具體方法為：

于所述中間硅片的上表面和下表面分別形成所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的光刻膠掩膜；

通過所述光刻膠掩膜對所述中間硅片的上表面和下表面分別進(jìn)行刻蝕工藝，形成未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，其中，刻蝕的深度等于所述折疊梁的厚度，且所述折疊梁所在區(qū)域與所述隔離槽的位置相對應(yīng)，所述質(zhì)量塊所在區(qū)域與所述電容間隙的位置相對應(yīng)；

去除所述光刻膠掩膜；

對所述中間硅片的上表面和下表面分別進(jìn)行氧化、光刻及腐蝕工藝，在所述上表面和下表面分別形成用于釋放所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的第三氧化層掩膜；

通過所述第三氧化層掩膜對所述中間硅片的上表面和下表面進(jìn)行腐蝕工藝，直至暴露所述折疊梁；

去除所述第三氧化層掩膜，形成可動的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，從而得到帶有所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的中間電極。

優(yōu)選地，所述腐蝕工藝采用濕法腐蝕工藝或者干法刻蝕工藝。

優(yōu)選地，所述上硅片、中間硅片和下硅片均采用雙面拋光低阻硅片。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器，其中，所述單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器至少包括：

上電極蓋板和下電極蓋板；

位于所述上電極蓋板和所述下電極蓋板之間的帶有折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的中間電極；所述折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)至少包括位于所述中間電極中間的質(zhì)量塊，與所述質(zhì)量塊連接的八根折疊梁，八根折疊彈性梁對稱分布在所述質(zhì)量塊的上、下兩面邊緣；其中，所述上電極蓋板的下表面和所述下電極蓋板的上表面分別與所述中間電極的上表面和下表面對準(zhǔn)并鍵合在一起，從而形成三層鍵合的差分電容式結(jié)構(gòu)；

位于所述上電極蓋板上的用以引出所述中間電極的中間電極引線濺射槽；以及

位于所述上電極蓋板上表面的選定區(qū)域、所述中間電極引線濺射槽內(nèi)及所述下電極蓋板下表面的選定區(qū)域的焊盤。

優(yōu)選地，所述上電極蓋板的下表面和所述下電極蓋板的上表面均至少包括位于中間區(qū)域的若干個阻尼槽，圍繞在所述阻尼槽四周的隔離槽，位于所述隔離槽一側(cè)的絕緣槽，圍繞在所述隔離槽四周及位于所述絕緣槽內(nèi)的絕緣層，位于中間區(qū)域的電容間隙，以及位于所述電容間隙內(nèi)的限位凸點(diǎn)；其中，所述電容間隙的高度等于所述絕緣層的厚度。

優(yōu)選地，所述折疊梁所在區(qū)域與所述隔離槽的位置相對應(yīng)，所述質(zhì)量塊所在區(qū)域與所述電容間隙的位置相對應(yīng)。

優(yōu)選地，所述折疊梁的形狀為方波形狀、三角波形狀或者不規(guī)則形狀，且所述折疊梁適于連接在所述質(zhì)量塊上、下兩面邊緣的任意位置。

優(yōu)選地，所述上硅片、中間硅片和下硅片均采用單一的雙面拋光低阻硅片制作而成。

如上所述，本發(fā)明的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器及其制作方法，具有以下有益效果：本發(fā)明利用單層硅片實(shí)現(xiàn)了雙面對稱的折疊彈性梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計及制作，采用mems常規(guī)工藝制作，制作工藝簡單可控，省去了傳統(tǒng)采用雙層硅片鍵合實(shí)現(xiàn)雙面對稱的折疊梁-質(zhì)量塊的復(fù)雜工藝流程，簡化了工藝。由于采用雙面對稱的濕法腐蝕方法，彈性梁厚度精確可控，并且八個折疊彈性梁的形狀及尺寸具有高度一致性，進(jìn)而提高了器件的成品率及一致性，使傳感器的工作性能更加穩(wěn)定，可適用于大規(guī)模生產(chǎn)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。同時，折疊梁的設(shè)計不存在殘余應(yīng)力，不易形變，器件性能穩(wěn)定性更高，測量精度也更高。并且，根據(jù)設(shè)計需要，可以提供不同形狀及不同尺寸的折疊彈性梁，改變傳感器的靈敏度，應(yīng)用范圍更廣。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明第一實(shí)施方式的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器的制作方法的流程示意圖。

圖2～圖12顯示為本發(fā)明第一實(shí)施方式的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器的制作方法中各制作步驟的示意圖。

圖12還顯示為本發(fā)明第二實(shí)施方式的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13顯示為本發(fā)明第二實(shí)施方式的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器中的中間電極的俯視圖。

圖14顯示為圖13中a-a方向的剖視圖。

圖15a顯示為圖14中b-b中間分界線的上半部分的俯視圖。

圖15b顯示為圖14中b-b中間分界線的下半部分的俯視圖。

元件標(biāo)號說明

1質(zhì)量塊

2折疊梁

3電容間隙

4限位凸塊

5阻尼槽

6隔離槽

7絕緣層

8上電極焊盤

9下電極焊盤

10中間電極焊盤

11絕緣槽

12上電極蓋板

13中間電極

14下電極蓋板

15中間電極引線濺射槽

120上硅片

130中間硅片

131未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)

140下硅片

201第一氧化層掩膜

202第二氧化層掩膜

203光刻膠掩膜

204第三氧化層掩膜

s1～s5步驟

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請參閱圖1～圖12，本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器的制作方法。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

本實(shí)施方式的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器的制作方法，具體流程如圖1所示，其至少包括如下步驟：

步驟s1，提供一上硅片120、一下硅片140，采用上硅片120和下硅片140分別制作上電極蓋板12和下電極蓋板14。

在本實(shí)施方式中，如圖2～圖5所示，步驟s1的具體方法為：

步驟s101，分別對上硅片120和下硅片140進(jìn)行氧化、光刻及腐蝕工藝，在上硅片120的下表面和下硅片140的上表面形成第一氧化層掩膜201，如圖2所示。其中，對上硅片120和下硅片140進(jìn)行第一次氧化，形成第一氧化層，接著對第一氧化層進(jìn)行光刻和腐蝕工藝，圖形化第一氧化層，形成第一氧化層掩膜201。需要說明的是，該步驟中的腐蝕工藝可以采用濕法腐蝕或者干法刻蝕。

步驟s102，通過第一氧化層掩膜201對上硅片120和下硅片140進(jìn)行腐蝕工藝，在上硅片120的下表面和下硅片140的上表面形成位于中間區(qū)域的若干個阻尼槽5、圍繞在阻尼槽5四周的隔離槽6以及位于隔離槽6一側(cè)的絕緣槽11，如圖3所示，其中，各個槽的深度等于腐蝕的深度。其中，在進(jìn)行腐蝕工藝時，采用質(zhì)量濃度比為40％、溫度為50℃的koh溶液進(jìn)行濕法腐蝕，從而在，在上硅片120的下表面和下硅片140的上表面均形成深度相同的阻尼槽5、隔離槽6以及絕緣槽11，在本實(shí)施方式中，各個槽的深度可以為5～100μm，例如10μm、30μm、50μm、80μm、90μm等，且各個槽的深度即為koh溶液的腐蝕深度。

步驟s103，去除第一氧化層掩膜201，請繼續(xù)參閱圖3。

步驟s104，分別對上硅片120和下硅片140再次進(jìn)行氧化、光刻及腐蝕工藝，在上硅片120的下表面和下硅片140的上表面形成第二氧化層掩膜202，如圖4所示；其中，圍繞在隔離槽6四周及位于絕緣槽11內(nèi)的部分第二氧化層掩膜202用于形成絕緣層7，剩余部分的第二氧化層掩膜202用于形成限位凸點(diǎn)4，其中，剩余部分的第二氧化層掩膜202的厚度等于限位凸點(diǎn)4的高度。其中，對上硅片120和下硅片140進(jìn)行第二次氧化，形成第二氧化層，接著對第二氧化層進(jìn)行光刻和腐蝕工藝，圖形化第二氧化層，形成第二氧化層掩膜201。需要說明的是，該步驟中的腐蝕工藝可以采用濕法腐蝕或者干法刻蝕。另外，該第二次氧化過程，上硅片120和下硅片140被氧化2μm左右，再經(jīng)光刻、腐蝕工藝后，用于形成限位凸點(diǎn)4的剩余部分的第二氧化層掩膜202(也即中間位置的第二氧化層掩膜202)被腐蝕減薄了，明顯薄于用于形成絕緣層7的圍繞在隔離槽6四周及位于絕緣槽11內(nèi)的部分第二氧化層掩膜202，該中間位置的第二氧化層掩膜202的厚度即限位凸點(diǎn)4的高度，約為1μm左右。

步驟s105，對上硅片120和下硅片140再次進(jìn)行光刻及腐蝕工藝，在上硅片120的下表面和下硅片140的上表面上形成圍繞在隔離槽6四周及位于絕緣槽11內(nèi)的絕緣層7、位于中間區(qū)域的電容間隙3以及位于電容間隙3內(nèi)的限位凸點(diǎn)4，最終得到上電極蓋板12和下電極蓋板14，如圖5所示，其中，電容間隙3的高度等于絕緣層7的厚度。在步驟s104的基礎(chǔ)上，對上硅片120和下硅片140再次進(jìn)行光刻及腐蝕工藝，也即是對第二氧化層掩膜202進(jìn)行光刻及腐蝕工藝，用于形成絕緣層7的圍繞在隔離槽6四周及位于絕緣槽11內(nèi)的部分第二氧化層掩膜202被保留下來，而剩余部分的第二氧化層掩膜202被腐蝕至僅剩限位凸點(diǎn)4，從而得到電容間隙3、限位凸點(diǎn)4和絕緣層7。需要說明的是，該步驟中的腐蝕工藝可以采用濕法腐蝕或者干法刻蝕。另外，電容間隙3的高度實(shí)際為與上硅片120連接的絕緣層7的下表面和上硅片120的下表面的之間的位置差，或者與下硅片140連接的絕緣層7的上表面和下硅片140的上表面的之間的位置差，也即絕緣層7的厚度，約為2μm左右。

步驟s2，提供一中間硅片130，于中間硅片130的上表面和下表面預(yù)先形成未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)131，然后釋放折疊梁2-質(zhì)量塊1結(jié)構(gòu)，從而形成帶有折疊梁2-質(zhì)量塊1結(jié)構(gòu)的中間電極13；其中，折疊梁2-質(zhì)量塊1結(jié)構(gòu)至少包括位于中間電極13中間的質(zhì)量塊1，與質(zhì)量塊1連接的八根折疊梁2，八根折疊彈性梁對稱分布在質(zhì)量塊1的上、下兩面邊緣。

在本實(shí)施方式中，如圖6～圖9所示，步驟s2的具體方法為：

步驟s201，于中間硅片130的上表面和下表面分別形成折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的光刻膠掩膜203，如圖6所示。其中，對中間硅片130的上表面和下表面分別通過光刻工藝，形成折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的光刻膠掩膜。

步驟s202，通過光刻膠掩膜203對中間硅片130的上表面和下表面分別進(jìn)行刻蝕工藝，形成未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)131，如圖7所示，其中，刻蝕的深度等于折疊梁2的厚度，約為10～100μm，例如20μm、30μm、50μm、80μm、90μm等，且折疊梁2所在區(qū)域與隔離槽6的位置相對應(yīng)，質(zhì)量塊1所在區(qū)域與電容間隙3的位置相對應(yīng)。

步驟s203，去除光刻膠掩膜203，請繼續(xù)參閱圖7。

步驟s204，對中間硅片130的上表面和下表面分別進(jìn)行氧化、光刻及腐蝕工藝，在上表面和下表面分別形成用于釋放折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的第三氧化層掩膜204，如圖8所示。其中，對中間硅片130進(jìn)行氧化，形成第三氧化層，接著對第三氧化層進(jìn)行光刻和腐蝕工藝，圖形化第三氧化層，形成第三氧化層掩膜204。需要說明的是，該步驟中的腐蝕工藝可以采用濕法腐蝕或者干法刻蝕。另外，如圖8所示，位于中間硅片130上表面上的第三氧化層掩膜204具有一個開口，該開口的位置對應(yīng)位于中間硅片130下表面的未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)131；同樣的，位于中間硅片130下表面上的第三氧化層掩膜204具有一個開口，該開口的位置對應(yīng)位于中間硅片130上表面的未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)131。

步驟s205，通過第三氧化層掩膜204對中間硅片130的上表面和下表面進(jìn)行腐蝕工藝，直至暴露折疊梁2，如圖9所示。其中，在本實(shí)施方式中，采用koh溶液從第三氧化層掩膜204的開口對中間硅片130的上表面和下表面進(jìn)行濕法腐蝕，直至腐蝕至步驟s202中形成的未釋放的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)131，暴露完整的折疊梁2，同時形成位于中間硅片130中間位置的質(zhì)量塊1。

步驟s206，去除第三氧化層掩膜204，形成可動的折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)，從而得到帶有折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的中間電極13，請繼續(xù)參閱圖9。

步驟s3，將上電極蓋板12的下表面和下電極蓋板14的上表面分別與中間電極13的上表面和下表面對準(zhǔn)并鍵合在一起，從而形成三層鍵合的差分電容式結(jié)構(gòu)，如圖10所示。

步驟s4，于上電極蓋板12上形成中間電極引線濺射槽15，以引出中間電極13，如圖11所示。其中，在步驟s3中得到的差分電容式結(jié)構(gòu)的上電極蓋板12上，通過刻蝕或劃片工藝，形成中間電極引線濺射槽15。

步驟s5，于上電極蓋板12上表面的選定區(qū)域、中間電極引線濺射槽15內(nèi)及下電極蓋板14下表面的選定區(qū)域形成焊盤，如圖12所示。其中，在上電極蓋板12上表面的選定區(qū)域形成上電極焊盤8，在下電極蓋板14下表面的選定區(qū)域形成下電極焊盤9，在中間電極引線濺射槽15內(nèi)形成中間電極焊盤10，從而通過中間電極焊盤10引出中間電極13。

另外，在本實(shí)施方式中，上硅片120、中間硅片130和下硅片140均采用雙面拋光低阻硅片。

本實(shí)施方式的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器的制作方法，利用單層硅片實(shí)現(xiàn)了雙面對稱的折疊彈性梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計及制作，采用mems常規(guī)工藝制作，制作工藝簡單可控，省去了傳統(tǒng)采用雙層硅片鍵合實(shí)現(xiàn)雙面對稱的折疊梁-質(zhì)量塊的復(fù)雜工藝流程，簡化了工藝。由于采用雙面對稱的濕法腐蝕方法，折疊彈性梁厚度精確可控，并且八個折疊彈性梁的形狀及尺寸具有高度一致性，進(jìn)而提高了器件的成品率及一致性，使傳感器的工作性能更加穩(wěn)定，可適用于大規(guī)模生產(chǎn)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。并且，根據(jù)設(shè)計需要，可以提供不同形狀及不同尺寸的折疊彈性梁，改變傳感器的靈敏度，應(yīng)用范圍更廣。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實(shí)現(xiàn)時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。

請參閱圖12～圖15b，本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器，本實(shí)施方式的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器采用本發(fā)明第一實(shí)施方式的制作方法制作而成。

如圖12所示，本實(shí)施方式的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器至少包括：

上電極蓋板12和下電極蓋板14；

位于上電極蓋板12和下電極蓋板14之間的帶有折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的中間電極13，其俯視圖如圖13所示；折疊梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)至少包括位于中間電極13中間的質(zhì)量塊1，與質(zhì)量塊1連接的八根折疊梁2，八根折疊彈性梁對稱分布在質(zhì)量塊1的上、下兩面邊緣；其中，上電極蓋板12的下表面和下電極蓋板14的上表面分別與中間電極13的上表面和下表面對準(zhǔn)并鍵合在一起，從而形成三層鍵合的差分電容式結(jié)構(gòu)；

位于上電極蓋板12上的用以引出中間電極13的中間電極引線濺射槽15；以及

位于上電極蓋板12上表面的選定區(qū)域、中間電極引線濺射槽15內(nèi)及下電極蓋板14下表面的選定區(qū)域的焊盤。

其中，焊盤至少包括形成在上電極蓋板12上表面的選定區(qū)域的上電極焊盤8，形成在下電極蓋板14下表面的選定區(qū)域的下電極焊盤9，以及形成在中間電極引線濺射槽15內(nèi)的中間電極焊盤10，從而通過中間電極焊盤10引出中間電極13。

在本實(shí)施方式中，上電極蓋板12的下表面和下電極蓋板14的上表面均至少包括位于中間區(qū)域的若干個阻尼槽5，圍繞在阻尼槽5四周的隔離槽6，位于隔離槽6一側(cè)的絕緣槽11，圍繞在隔離槽6四周及位于絕緣槽11內(nèi)的絕緣層7，位于中間區(qū)域的電容間隙3，以及位于電容間隙3內(nèi)的限位凸點(diǎn)4；其中，電容間隙3的高度等于絕緣層7的厚度。

并且，折疊梁2所在區(qū)域與隔離槽6的位置相對應(yīng)，質(zhì)量塊1所在區(qū)域與電容間隙3的位置相對應(yīng)。電容間隙3分別位于上電極蓋板12和質(zhì)量塊1之間以及下電極蓋板14和質(zhì)量塊1之間，切電容間隙3的高度等于絕緣層7的厚度。

另外，在本實(shí)施方式中，折疊梁2的形狀為方波形狀，且折疊梁2適于連接在質(zhì)量塊1上、下兩面邊緣的任意位置。如圖14和圖15a、15b，在中間電極13的b-b中間分界線的上半部分中，折疊梁2連接在質(zhì)量塊1上面每條邊的右側(cè)邊緣，而在中間電極13的b-b中間分界線的下半部分中，折疊梁2連接在質(zhì)量塊1下面每條邊的左側(cè)邊緣；俯視而看，連接在質(zhì)量塊1上、下兩面邊緣的八根折疊梁2交錯對稱排列。這樣排列的折疊梁2受力更穩(wěn)定，更不易發(fā)生形變。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中，折疊梁2的形狀也可以是任意形狀，例如三角波形狀或者不規(guī)則形狀。

另外，在本實(shí)施方式中，上硅片120、中間硅片130和下硅片140均采用單一的雙面拋光低阻硅片制作而成。

由于本實(shí)施方式的的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器采用本發(fā)明第一實(shí)施方式的制作方法制作而成，折疊彈性梁厚度精確可控，并且八個折疊彈性梁的形狀及尺寸具有高度一致性，器件的成品率及一致性較高，工作性能更加穩(wěn)定；并且，中間電極采用單一硅片設(shè)計，折疊梁的設(shè)計不存在殘余應(yīng)力，不易形變，器件性能穩(wěn)定性更高，測量精度也更高。

此外，由于本實(shí)施方式的的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器采用本發(fā)明第一實(shí)施方式的制作方法制作而成，第一實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實(shí)施方式中。

綜上所述，本發(fā)明的單硅片雙面對稱折疊梁結(jié)構(gòu)微加速度傳感器及其制作方法，具有以下有益效果：本發(fā)明利用單層硅片實(shí)現(xiàn)了雙面對稱的折疊彈性梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計及制作，采用mems常規(guī)工藝制作，制作工藝簡單可控，省去了傳統(tǒng)采用雙層硅片鍵合實(shí)現(xiàn)雙面對稱的折疊梁-質(zhì)量塊的復(fù)雜工藝流程，簡化了工藝。由于采用雙面對稱的濕法腐蝕方法，彈性梁厚度精確可控，并且八個折疊彈性梁的形狀及尺寸具有高度一致性，進(jìn)而提高了器件的成品率及一致性，使傳感器的工作性能更加穩(wěn)定，可適用于大規(guī)模生產(chǎn)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。同時，折疊梁的設(shè)計不存在殘余應(yīng)力，不易形變，器件性能穩(wěn)定性更高，測量精度也更高。并且，根據(jù)設(shè)計需要，可以提供不同形狀及不同尺寸的折疊彈性梁，改變傳感器的靈敏度，應(yīng)用范圍更廣。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。