專利名稱：?jiǎn)纹傻闹崩眽何⒘航Y(jié)構(gòu)壓阻加速度傳感器及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單片集成直拉直壓微梁結(jié)構(gòu)的壓阻式加速度傳感器及制作方法。它適合于制作各種量程(1g～1.6×105g)，具有高靈敏度，高帶寬特點(diǎn)的加速度傳感器。屬于硅微機(jī)械傳感器技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案具體實(shí)施的設(shè)計(jì)的加速度傳感器包括有懸臂梁、質(zhì)量塊和微梁構(gòu)成的特殊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)微梁的直拉直壓，如圖2所示。質(zhì)量塊上加載加速度的時(shí)候，質(zhì)量塊近端邊緣每一點(diǎn)工作平面內(nèi)的位移由兩部分組成，即隨著懸臂梁的彎曲帶來(lái)的正Y方向的位移和以懸臂梁自由端端點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)位移又可以分解為X、Y兩個(gè)方向的位移(其中Y方向的位移是負(fù)Y方向的)。注意到微梁的存在同時(shí)影響正Y方向位移和負(fù)Y方向位移。只要包括微梁在內(nèi)的結(jié)構(gòu)滿足一定的條件，質(zhì)量塊邊緣處就會(huì)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)Y方向的位移絕對(duì)值相等，或者說(shuō)在Y方向沒(méi)有位移。此時(shí)就可以近似認(rèn)為微梁只有X方向的變形，是直拉或者直壓。直拉和直壓的微梁對(duì)稱的分布在懸臂梁兩側(cè)。
制作時(shí)把壓阻敏感電阻設(shè)計(jì)在微梁上，并且構(gòu)成惠斯通電橋，這樣微梁的直拉直壓就可以很敏感的被檢測(cè)出來(lái)。
本發(fā)明的特征在于(1)傳感器由硅框架、懸臂梁、微梁、可動(dòng)質(zhì)量塊和過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中兩個(gè)微梁對(duì)稱地位于彎曲主懸臂梁的兩側(cè)；(2)包括微梁及其位置在內(nèi)的結(jié)構(gòu)恰到好處地使得微梁只有X方向變形，即直拉或直壓；(3)硼擴(kuò)散的壓阻敏感電阻設(shè)計(jì)在微梁上；(4)微梁的自由端與質(zhì)量塊相連；(5)質(zhì)量塊、微梁、懸臂梁和過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)的尺寸與加速度傳感器量程、靈敏度和頻率特性有關(guān)；(6)單片硅的整體式結(jié)構(gòu)，無(wú)需封裝過(guò)載保護(hù)蓋板；(7)懸臂梁、微梁和過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作是同時(shí)完成；其中直拉直壓微梁在SOI材料的上層硅上制作，懸臂梁和質(zhì)量塊同時(shí)在上層硅和下層襯底硅上制作，并由中間的氧化硅層形成電阻與結(jié)構(gòu)間的電絕緣；用DRIE加工SOI硅片正面過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)、質(zhì)量塊、懸臂梁和微梁；用DRIE從背面刻透下層襯底硅；濕法腐蝕掉質(zhì)量塊、懸臂梁、過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)和框架之間的SOI硅片中間氧化硅層，釋放出結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)SOI硅片的單片集成制作。
本發(fā)明提供的單片集成的直拉直壓微梁結(jié)構(gòu)壓阻加速度傳感器，其可動(dòng)質(zhì)量塊反映了結(jié)構(gòu)得到的加速度沖擊，懸臂梁一方面支撐了可動(dòng)質(zhì)量塊，另一方面其剛性決定了質(zhì)量塊的位移和動(dòng)態(tài)特性，微梁的自由端與質(zhì)量塊相連，其變形反映了質(zhì)量塊在加速度沖擊時(shí)的位移。這三部分的結(jié)構(gòu)尺寸必須滿足微梁的直拉直壓條件，同時(shí)和過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)一起，決定了傳感器的量程、靈敏度和動(dòng)態(tài)性能。結(jié)構(gòu)的尺寸標(biāo)注示意請(qǐng)見(jiàn)圖4。比如，對(duì)小量程(量程小于10g)高靈敏度高帶寬的加速度傳感器，典型尺寸是懸臂梁長(zhǎng)度L為2～3毫米，厚度T為幾百微米，寬度W為幾十微米；可動(dòng)質(zhì)量塊由2-1、2-2兩部分組成，其e1、d1、e2、d2為幾百微米到2～5毫米，微梁長(zhǎng)度一般在50～100微米間，寬度3～7微米，厚度2～5微米。這樣的每一組結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)應(yīng)于獨(dú)一無(wú)二的微梁位置(即c值)。其中厚度T與所選用的SOI硅片有關(guān)，微梁厚度與SOI硅片上層硅厚度有關(guān)。對(duì)小量程的加速度傳感器，過(guò)載保護(hù)非常重要。過(guò)載保護(hù)間隙G1跟設(shè)計(jì)量程相關(guān)。質(zhì)量塊2-2與懸臂梁間隙G2的大小要同時(shí)考慮到微梁的位置和DRIE加工的深寬比?？蓜?dòng)質(zhì)量塊和硅框架間隙G3的大小只需要考慮DRIE加工的深寬比。
本發(fā)明采用(100)SOI硅片的微機(jī)械加工技術(shù)和先進(jìn)的DRIE來(lái)實(shí)施，同時(shí)完成懸臂梁、敏感微梁、過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)和硅框架的制作，實(shí)現(xiàn)了單片集成制造。采用SOI硅片，其中間氧化硅層實(shí)現(xiàn)了正面和背面DRIE的自停止。單片集成和自停止刻蝕保證了傳感器結(jié)構(gòu)的制造精度，實(shí)現(xiàn)了微梁工作時(shí)的直拉直壓，從而實(shí)現(xiàn)傳感器的高靈敏度和高帶寬。
制作的工藝步驟簡(jiǎn)單描述如下(1)減薄SOI硅片上層硅至微梁設(shè)計(jì)厚度(比如設(shè)計(jì)實(shí)例1中的2微米)。針對(duì)某個(gè)型號(hào)的傳感器，如選用合適的SOI硅片，此步工藝不需要。
(2)淡硼擴(kuò)散形成具有壓阻效應(yīng)的敏感電阻，硼擴(kuò)散濃度1018-1019/cm3，其方塊電阻在100～250歐姆范圍內(nèi)(常規(guī)技術(shù))。
(3)濃硼擴(kuò)散形成歐姆接觸區(qū)，該接觸區(qū)使可變電阻的兩端與上面的金屬引線形成歐姆接觸。硼擴(kuò)散濃度大于1020/cm3，歐姆接觸區(qū)的方塊電阻在10～20歐姆范圍內(nèi)(常規(guī)技術(shù))。
(4)在歐姆接觸區(qū)刻蝕出引線孔(常規(guī)技術(shù))。
(5)在硅片上表面淀積薄膜鋁并刻成引線和焊盤(常規(guī)技術(shù))。
(6)用掩模版光刻出DRIE刻蝕圖形，利用光刻膠作為刻蝕掩模材料，采用正面DRIE工藝在SOI硅片正面加工出單元的正面圖形。刻蝕在上層硅下的中間氧化硅層處自動(dòng)停止。該步工藝同時(shí)精確地形成懸臂梁和質(zhì)量塊的特殊結(jié)、微梁結(jié)構(gòu)和過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)。
(7)用光刻膠保護(hù)正面圖形，用厚光刻膠作為刻蝕掩膜層，采用背面DRIE工藝刻透SOI硅片的下層襯底硅，加工出質(zhì)量塊和懸臂梁的背面圖形；刻蝕在SOI硅片的中間氧化硅層處自動(dòng)停止，該步工藝類似于(6)(8)濕法腐蝕掉質(zhì)量塊、懸臂梁、過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)和框架之間的SOI硅片中間氧化硅層，氧等離子體干法刻蝕掉正面圖形保護(hù)膠，釋放出結(jié)構(gòu)。
綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)理論分析和模擬計(jì)算找到在質(zhì)量塊近端邊緣處恰好的某點(diǎn)，在此制作微梁，傳感器工作時(shí)能實(shí)現(xiàn)微梁的直拉直壓。由于微梁的剛度很小，并且輸入的質(zhì)量塊動(dòng)能很大部分都轉(zhuǎn)化為微梁的彈性勢(shì)能，因此在相同加速度時(shí)微梁的拉壓應(yīng)力相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)大得多。從而實(shí)現(xiàn)較大的電橋電壓輸出，提高靈敏度。參見(jiàn)本說(shuō)明書(shū)背景技術(shù)和實(shí)施例2兩部分，可以看到，實(shí)施例2的靈敏度比文獻(xiàn)報(bào)道的高數(shù)倍。
(2)結(jié)構(gòu)中除了懸臂梁外還有兩個(gè)微梁，微梁的存在增加了結(jié)構(gòu)的約束，從而提高了系統(tǒng)的一階共振頻率，也即提高了傳感器的工作帶寬。參見(jiàn)本說(shuō)明書(shū)背景技術(shù)和實(shí)施例2兩部分，可以看到，實(shí)施例2的自由振動(dòng)頻率比文獻(xiàn)報(bào)道的高數(shù)倍。
(3)壓阻敏感電阻制作在微梁上，由于微梁的尺寸很小，因此器件工作時(shí)很快達(dá)到熱平衡，而且熱平衡溫度低。參見(jiàn)實(shí)施例1。
(4)采用這樣特殊結(jié)構(gòu)的加速度傳感器為單片硅的整體式結(jié)構(gòu)，無(wú)需另外封裝過(guò)載保護(hù)蓋板，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，極大的提高了制造成品率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
(5)采用包括DRIE在內(nèi)的微機(jī)械集成制造工藝，實(shí)現(xiàn)了單片集成，極大的提高了制造成品率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
(a)俯視圖，(b)為A-A’方向剖視2實(shí)現(xiàn)微梁的直拉直壓的結(jié)構(gòu)工作原理示意圖。
圖3(a)不包括硅框架的傳感器結(jié)構(gòu)立體示意圖。
(b)包括電學(xué)部分的傳感器結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖4傳感器結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)注示意圖。
A、SOI硅片上層硅，B、SOI硅片中間氧化硅層，C、SOI硅片襯底硅；1、硅框架，2、可動(dòng)質(zhì)量塊，3、懸臂梁，4、壓阻條，5、鋁焊盤及引線，6、微梁，7、過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)，2-1、可動(dòng)質(zhì)量塊1，2-2、可動(dòng)質(zhì)量塊2；L、W—懸臂梁長(zhǎng)度和寬度，e1、d1—質(zhì)量塊2-1長(zhǎng)度和寬度，e2、d2—質(zhì)量塊2-2長(zhǎng)度和寬度，l、b、h—微梁長(zhǎng)度、寬度和高度，c—微梁距結(jié)構(gòu)的對(duì)稱軸距離，G1—過(guò)載保護(hù)間隙，G2—質(zhì)量塊2-2與懸臂梁間隙，G3—可動(dòng)質(zhì)量塊和硅框架間隙。
結(jié)構(gòu)厚度即SOI硅片厚度用T表示，圖中未標(biāo)出。
實(shí)施例1請(qǐng)參閱圖3，該圖顯示了采用微梁直拉直壓設(shè)計(jì)的加速度傳感器的俯視圖和立體示意圖。它由硅框架、微梁(即硼擴(kuò)散壓阻敏感電阻)、懸臂梁和質(zhì)量塊等部分組成，其中兩個(gè)微梁對(duì)稱地位于懸臂梁的兩側(cè)。質(zhì)量塊承受Y方向加速度時(shí)，懸臂梁彎曲，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的恰到好處，微梁分別被拉伸和壓縮而沒(méi)有彎曲。又由于壓阻效應(yīng)，硼擴(kuò)散區(qū)的電阻率發(fā)生變化，輸入一定的工作電壓，該變化就經(jīng)惠斯通電橋?qū)崿F(xiàn)電壓輸出。該電橋輸出電壓與與加速度成正比，因此測(cè)量輸出電壓就能測(cè)得加速度值。
設(shè)計(jì)量程為1g的傳感器為例。經(jīng)設(shè)計(jì)，懸臂梁長(zhǎng)度3.2毫米，厚度528微米，寬度60微米；質(zhì)量塊尺寸e1＝4.8毫米，d1＝4.8毫米，e2＝3.04毫米，d2＝0.64毫米，其中e1、d1分別是懸臂梁自由端以遠(yuǎn)的質(zhì)量塊的長(zhǎng)和寬，X方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向，Y方向位寬度方向，e2、d2則分別是懸臂梁自由端以近的質(zhì)量塊的長(zhǎng)和寬(請(qǐng)參見(jiàn)圖4)；微梁寬3微米，厚2微米，長(zhǎng)50微米；實(shí)現(xiàn)微梁直拉直壓的微梁位置為距離懸臂梁軸心243微米處；過(guò)載保護(hù)間隙G13微米，質(zhì)量塊2與懸臂梁間隙G280微米，可動(dòng)質(zhì)量塊和硅框架間隙G380微米；器件厚度528微米由三部分組成，SOI硅片襯底硅525微米，中間氧化硅層1微米，上層硅2微米。單個(gè)器件尺寸小于10.2毫米×6毫米×528微米，即體積小于32立方毫米，質(zhì)量小于78毫克。工作電壓為5V時(shí)，在一個(gè)g加速度作用下，惠斯通半橋輸出電壓為242毫伏，即靈敏度為242mV/g。自由振動(dòng)頻率為339赫茲。器件工作時(shí)熱平衡時(shí)間不超過(guò)0.1秒，平衡溫度不超過(guò)環(huán)境溫度10度。
實(shí)施例2設(shè)計(jì)量程為25g的傳感器為例。器件尺寸為懸臂梁長(zhǎng)度1.7毫米，厚度530微米，寬度60微米；質(zhì)量塊尺寸e1＝2.55毫米，d1＝2.55毫米，e2＝1.615毫米，d2＝0.34毫米；微梁寬6微米，厚4微米，長(zhǎng)100微米；微梁位置為距離懸臂梁軸心234微米處；過(guò)載保護(hù)間隙G13.2微米，質(zhì)量塊2與懸臂梁間隙G280微米，可動(dòng)質(zhì)量塊和硅框架間隙G380微米。其中器件厚度530微米由三部分組成，SOI硅片襯底硅525微米，中間氧化硅層1微米，上層硅4微米。單個(gè)器件體積小于11立方毫米，質(zhì)量小于27毫克。工作電壓為5V時(shí)，惠斯通半橋輸出電壓靈敏度為9.0mV/g。自由振動(dòng)頻率為1673赫茲。其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3設(shè)計(jì)量程為1.6×105g的傳感器為例。器件尺寸為懸臂梁長(zhǎng)度200微米，厚度576微米，寬度60微米；質(zhì)量塊尺寸e1＝300微米，d1＝300微米，e2＝190微米，d2＝40微米；微梁寬7微米，厚50微米，長(zhǎng)100微米；微梁位置為距離懸臂梁軸心176微米處；過(guò)載保護(hù)間隙G11.5微米，質(zhì)量塊2與懸臂梁間隙G2120微米，可動(dòng)質(zhì)量塊和硅框架間隙G380微米。其中器件厚度576微米由三部分組成，SOI硅片襯底硅525微米，中間氧化硅層1微米，上層硅50微米。單個(gè)器件體積小于2立方毫米，質(zhì)量小于5毫克。工作電壓為5V時(shí)，惠斯通半橋輸出電壓靈敏度為1.5×10-3mV/g。自由振動(dòng)頻率為3.3×105赫茲。其余同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種單片集成直拉直壓微梁壓阻式加速度傳感器，包括硅框架、懸臂梁、微梁、可動(dòng)質(zhì)量塊，其特征在于(1)二個(gè)直拉直壓微梁對(duì)稱地位于彎曲主懸臂梁的兩邊，微梁位于質(zhì)量塊邊緣使得微梁只有軸向方向的直拉直壓變形，即只有X軸方向的變形處；(2)微梁的自由端與質(zhì)量塊相連；(3)硼擴(kuò)散的微梁本身作為壓阻敏感電阻；(4)硅框架、懸臂梁、可動(dòng)質(zhì)量塊、微梁以及過(guò)保護(hù)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的傳感器為單片硅形成的整體式結(jié)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的直拉直壓微梁壓阻式加速度傳感器，其特征在于所選的可動(dòng)質(zhì)量塊、直拉直壓微梁、主懸臂梁三者的結(jié)構(gòu)尺寸與加速度計(jì)量程、靈敏度、頻率特性直接相關(guān)。
3.按權(quán)利要求2所述的直拉直壓微梁壓阻式加速度傳感器，其特征在于可動(dòng)質(zhì)量塊是由連接主懸臂梁的矩形部分和連接微梁的長(zhǎng)條形兩部分組成，即由懸臂梁自由端以遠(yuǎn)的質(zhì)量塊和懸臂梁自由端以近的質(zhì)量塊組成。
4.按權(quán)利要求2所述的微梁直拉直壓的硅微加速度傳感器的制作方法，其特征在于量程小于10g小量程，懸臂梁長(zhǎng)度為2-3毫米，厚度幾百微米，寬度數(shù)十微米；微梁長(zhǎng)度50-100微米，寬度3-7毫米，厚度2-5微米。
5.按權(quán)利要求2、3或4所述的直拉直壓微梁壓阻式加速度傳感器，其特征在于量程為1g，靈敏度為242mv/g，振動(dòng)頻率為339赫茲的振動(dòng)傳感器，懸臂梁長(zhǎng)度為3.2毫米，寬度為60微米，矩形質(zhì)量塊長(zhǎng)度為4.8毫米，寬度為4.8毫米，長(zhǎng)條型質(zhì)量塊長(zhǎng)度為3.04毫米，寬度為0.64毫米，微梁寬度為3微米，厚度為2微米，長(zhǎng)度為50微米；微梁距懸臂梁軸心243微米；過(guò)載保護(hù)間隙為3微米，質(zhì)量塊與懸臂梁間隙為80微米，可動(dòng)質(zhì)量塊和硅框架間隙為80微米。
6.按權(quán)利要求2或3所述的直拉直壓微梁壓阻式加速度傳感器，其特征在于量程為25g惠斯通半橋輸出電壓靈敏度為9.0mv/g，自由振動(dòng)頻率為1673赫茲的傳感器，懸臂梁長(zhǎng)度為1.7毫米，厚度為530微米，寬度為60微米；質(zhì)量塊尺寸e1＝2.55毫米，d1＝2.55毫米，e2＝1.615毫米，d2＝0.34毫米；微梁寬6微米，厚4微米，長(zhǎng)100微米；微梁位置為距離懸臂梁軸心234微米處；過(guò)載保護(hù)間隙為3.2微米，質(zhì)量塊2與懸臂梁間隙為80微米，可動(dòng)質(zhì)量塊和硅框架間隙為80微米，其中器件厚度530微米由三部分組成，SOI硅片基體525微米，中間氧化層1微米，氧化層上硅4微米，單個(gè)器件體積小于11立方毫米，質(zhì)量小于26毫克。
7.按權(quán)利要求2或3所述的微梁直拉直壓的硅微加速度傳感器，其特征在于以設(shè)計(jì)量程1.6×105g，靈敏度為1.5×10-3mv/g，自由振動(dòng)頻率為3.3×105赫茲的傳感器，懸臂梁長(zhǎng)度為200微米，厚度為576微米，寬度為60微米；質(zhì)量塊尺寸e1＝300毫米，d1＝300毫米，e2＝190毫米，d2＝40毫米；微梁寬7微米，厚50微米，長(zhǎng)100微米；微梁位置為距離懸臂梁軸心176微米處；過(guò)載保護(hù)間隙G11.5微米，質(zhì)量塊2與懸臂梁間隙G2120微米，可動(dòng)質(zhì)量塊和硅框架間隙G380微米；其中器件厚度576微米由三倍分組成，SOI硅片基體525微米，中間氧化層1微米，氧化層上硅50微米。
8.按權(quán)利要求1所述的微梁直拉直壓的硅微加速度傳感器的制作方法，其特征在于采用SOI單片一體集成的方法，包括(100)SOI硅片的微機(jī)械加工技術(shù)，質(zhì)量塊、懸臂梁、微梁和過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作是同時(shí)完成；其中直拉微梁在SOI材料的上層硅上制作，彎曲懸梁和質(zhì)量塊在下層硅襯底上制作，并有中間的氧化層形成電阻與結(jié)構(gòu)間的電絕緣；用深反應(yīng)離子刻蝕加工SOI硅片正面過(guò)載保護(hù)機(jī)構(gòu)、質(zhì)量塊、懸臂梁和微梁，然后用深反應(yīng)離子刻蝕從背面刻透釋放出結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)SOI硅片的單片集成制作。
9.按權(quán)利要求7所述的微梁直拉直壓的硅微加速度傳感器的制作方法，其特征在于具體步驟是(1)將SOI(100)硅片上層硅打磨至微梁設(shè)計(jì)的厚度；(2)淡硼擴(kuò)散形成具有壓阻效應(yīng)的敏感電阻，硼擴(kuò)散濃度1018～1019/cm3，其方塊電阻在100～250歐姆范圍內(nèi)；(3)使電阻區(qū)的兩端與外面的金屬引線形成歐姆接觸的濃硼擴(kuò)散，其濃度大于1020/cm3，接觸的方塊電阻在10歐姆內(nèi)；(4)在歐姆接觸區(qū)刻蝕出引線孔；(5)在硅片上表面淀積薄膜鋁并刻成引線和焊盤；對(duì)深刻蝕圖形進(jìn)行光刻，利用光刻膠作為掩膜層，采用正面深反應(yīng)離子刻蝕工藝在SOI硅片的正面加工出單元的正面圖形；刻蝕在硅層下的氧化硅層上自動(dòng)停止；該步工藝同時(shí)精確地形成懸臂梁和質(zhì)量塊的特殊結(jié)構(gòu)和微梁結(jié)構(gòu)以及過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)；(6)用光刻膠作為掩膜層，采用正面DRIE工藝在SOI硅片的正面加工出單元的正面圖形；刻蝕在上層硅下面的中間氧化硅層處自動(dòng)停止；該步工藝同時(shí)精確地形成懸臂梁和質(zhì)量塊的特殊結(jié)構(gòu)、微梁結(jié)構(gòu)和過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)；(7)用光刻膠保護(hù)正面圖形，用厚光刻膠作為掩膜層，采用背面DRIE工藝刻透SOI硅片的下層襯底硅，加工出質(zhì)量塊和懸臂梁的背面圖形；刻蝕在SOI硅片的中間氧化硅層處自動(dòng)停止，該步工藝類似于(6)；(8)濕法腐蝕掉質(zhì)量塊、懸臂梁、過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)和框架之間的SOI硅片中間氧化硅層，氧等離子體干法刻蝕掉正面圖形保護(hù)膠，釋放出結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單片集成直拉直壓微梁結(jié)構(gòu)壓阻加速度傳感器及制作方法。其特征在于二個(gè)直拉直壓微梁對(duì)稱地位于彎曲主懸臂梁的兩邊，使得微梁只有X方向的直拉直壓變形，微梁的自由端與質(zhì)量塊相連；硼擴(kuò)散的微梁本身作為壓阻敏感電阻；硅框架、懸臂梁、可動(dòng)質(zhì)量塊、微梁以及過(guò)保護(hù)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的傳感器為單片硅形成的整體式結(jié)構(gòu)；懸臂梁、微梁和過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作是同時(shí)完成；其中直拉微梁在SOI材料的上層硅上制作，彎曲懸臂梁的質(zhì)量塊等在下層硅襯底上制作，并有中間的氧化層形成電阻與結(jié)構(gòu)間的電絕緣。本發(fā)明適合各種量程(1～1.6×10
文檔編號(hào)G01P15/12GK1415968SQ0215129
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月13日
發(fā)明者李昕欣, 黃樹(shù)森, 王躍林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所