一种超重质量块面内微型惯性器件结构及其制备方法

摘要

一种超重质量块微型惯性器件新结构及其制备方法。本发明设计了一种超重质量块微型惯性器件的结构及其相应的成套制备工艺。该结构包含一层玻璃衬底、衬底上的金属引线和三层硅片。制备方法中包含常规MEMS制备工艺以及熔融键合工艺、阳极键合工艺和深反应离子刻蚀。该结构和制备方法在常规结构的基础上，增加了一层力平衡层和一层超重质量块层，从而在不改变刻蚀深宽比的情况下，大幅度提高质量块的质量，而且质量块质量的增大主要通过厚度方向尺寸的增大和检测与驱动部分面积的利用，基本不影响封装后器件的体积，保证了器件的微型化。活动结构上下对称，具有很好的稳定性，容易进行模态设计。该结构和工艺可以显著提高器件的精度、降低器件的噪声。

主权项

一种超重质量块面内微型惯性器件结构，其特征在于：包括玻璃衬底(1)，下层硅结构(13)，中间硅结构(12)和上层硅结构(11)；玻璃衬底(1)上有电连接线和压焊电极(2)；玻璃衬底(1)通过阳极键合锚点(4)与下层硅结构(13)连接；下层硅结构(13)通过熔融键合锚点(7)和中间硅结构(12)连接；中间硅结构(12)通过熔融键合锚点(7)与上层硅结构(11)连接；上层硅结构(11)包括两个上支撑梁(8)、位于两个上支撑梁(8)之间且与其刚性连接的上层质量块(10)，上层质量块(10)上有凸出的与其刚性连接的可动梳齿(9)；下层硅结构(13)包括两个下支撑梁(14)、位于两个下支撑梁(14)之间且与其刚性连接的下层质量块(5)，下层质量块(5)上有凸出的与其刚性连接的可动梳齿(9)，此处的可动梳齿(9)与固定梳齿(3)构成驱动和检测电容，固定梳齿(3)与玻璃衬底(1)刚性连接；中间硅结构(12)包括中间层质量块(6)，中间层质量块(6)与上层质量块(10)和下层质量块(5)刚性连接；中间层质量块(6)的厚度为一个硅片的原始厚度或多个硅片的原始厚度的叠加。