在单硅片上单面微加工制作的悬臂梁加速度传感器及方法

摘要

本发明涉及一种在单硅片上单面微加工制作的悬臂梁加速度传感器及制作方法。其特征在于所述加速度计由单硅片通过体微机械单面加工而成，避免了多个芯片键合工艺和不同材料带来的应力。为实现单面加工悬臂梁敏感结构，在结构深刻蚀后利用各向异性腐蚀方法，在悬臂梁底部横向刻蚀将悬臂梁结构释放。该结构除提供敏感方向上的空气压膜阻尼和机械过载保护外，还解决了以往结构在垂直敏感方向没有空气压膜阻尼的问题，避免了垂直方向因结构共振引起的寄生信号干扰。本发明特别适合高g值测量，具有结构简单，芯片尺寸小等特点。同时，单面工艺可使用廉价单抛硅片，适于低成本、大批量制造，结合更好的性能具有广阔的应用前景。

主权项

一种在单硅片上单面微加工制作的悬臂梁加速度传感器，其特征在于所述的悬臂梁加速度传感器由单晶硅衬底、检测悬臂梁、敏感电阻、抗高过载冲击曲面和垂直敏感方向上的间隙构成；其中，①整个加速度传感器采用(111)单硅片制作，采用单硅片一体式结构，在硅片正面进行单面微机械加工；②所述的传感器采用双悬臂梁压阻检测方式，悬臂梁结构尺寸完全一致并沿同一方向并行排列；③抗高过载冲击曲面分别位于悬臂梁的两侧，垂直敏感方向上的间隙位于悬臂梁下表面与硅衬底之间；④四个检测电阻分别位于两悬臂梁根部位置，组成完整的全桥惠斯顿检测电路。